JP2010229854A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブタイミングの遅角を規制する規制機構について、その異常診断の結果として適切なものを得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】この可変動弁装置は、吸気バルブのバルブタイミングを最進角と最遅角との間で変更するバルブタイミング可変機構４０と、バルブタイミングを中間角に固定する位相固定機構５０と、バルブタイミングが遅角規制角よりも遅角側に変化することを規制する遅角規制を行う位相規制機構６０とを備える。そして、位相固定機構５０による中間固定が行われていないとき、バルブタイミングを進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び規制ピン６１を突出位置に維持する規制指令の送信が開始された後のバルブタイミングに基づいて位相規制機構６０の異常診断を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのバルブタイミングを最進角と最遅角との間で変更する可変動弁機構と、バルブタイミングを最進角と最遅角との間にある中間角に固定する中間固定を行う第１規制機構と、バルブタイミングが中間角と最遅角との間にある遅角規制角よりも遅角側に変化することを規制する遅角規制を行う第２規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。

特許文献１に記載の可変動弁装置においては、機関運転の停止にともないロックピンを受容孔にはめ込むことによりスプロケットに対するベーンロータの回転位相を中間位相に規制するようにしている。これにより、次回の機関始動時はバルブタイミングが中間角に固定された状態にあるため、良好な始動性のもとに内燃機関を始動させることができるようになる。

また上記可変動弁装置では、バルブタイミングが中間角に固定されることなく機関停止した後の機関始動時には、係合ピンを係合溝にはめ込むことによりスプロケットに対するベーンロータの回転位相が中間位相よりも遅角側に移動することを規制するようにしている。これにより、バルブタイミングが中間角よりも遅角側に変化することが規制されるため機関始動性が低下することは抑制されるようになる。

特開平１１−３１１１０７号公報

上記のように係合ピンを通じてバルブタイミングが中間角よりも遅角側に変化することが規制されることにより、機関始動性の低下は抑制されるようになるものの、同係合ピンに異常が生じているときにはそうしたバルブタイミングの規制がなされないため、この場合にはやはり始動性低下が懸念される。こうした係合ピンの異常にともなう始動性低下に対応するため、まずはその異常を適切に診断することが望まれるものの、いまのところこの要求を満たすような技術は提案されていない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミングの遅角を規制する規制機構について、その異常診断の結果として適切なものを得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。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのバルブタイミングを最進角と最遅角との間で変更する可変動弁機構と、前記バルブタイミングを最進角と最遅角との間にある中間角に固定する中間固定を行う第１規制機構と、前記バルブタイミングが前記中間角と前記最遅角との間にある遅角規制角よりも遅角側に変化することを規制する遅角規制を行う第２規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記第２規制機構は、前記遅角規制角よりも進角側にある所定角を進角規制角として、前記バルブタイミングが前記進角規制角よりも進角側に変化することを規制する進角規制を行うものであり、当該可変動弁装置は、前記第２規制機構についての異常診断制御を行うものであり、この異常診断制御は、前記第１規制機構による前記中間固定が行われていないとき、前記バルブタイミングを前記進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び前記第２規制機構の動作位置を前記遅角規制及び前記進角規制が有効となる規制位置に維持する規制指令について、これら指令の送信が開始された後の前記バルブタイミングに基づいて前記第２規制機構の異常診断を行うものであることを要旨としている。

バルブタイミングを進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び第２規制機構を遅角規制及び進角規制が有効となる規制位置に維持する規制指令が送信されたとき、第２規制機構に異常が生じていなければバルブタイミングの進角側への変更は進角規制角にて停滞するようになる。一方、第２規制機構に異常が生じているときには、バルブタイミングは進角規制角を超えて進角側に変化するようになる。

上記発明ではこうしたことに鑑み、進角指令及び規制指令の送信が開始された後のバルブタイミングに基づいて第２規制機構の異常診断を行うようにしているため、同診断の結果として適切なものを得ることができるようになる。なお、「進角指令及び規制指令の送信が開始された後」旨の状態が生じるまでの過程としては、進角指令及び規制指令の一方の送信が先に開始され、その後に他方の指令の送信が開始される場合と、進角指令及び規制指令の送信が同時に開始される場合とが挙げられる。

（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングが前記進角規制角を超えて進角側に変化したことに基づいて前記第２規制機構に異常が生じている旨判定することを要旨としている。

バルブタイミングを進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び第２規制機構を遅角規制及び進角規制が有効となる規制位置に維持する規制指令が送信されたとき、第２規制機構に異常が生じていなければバルブタイミングの進角側への変更は進角規制角にて停滞するようになる。一方、第２規制機構に異常が生じているときには、バルブタイミングは進角規制角を超えて進角側に変化するようになる。

上記発明ではこうしたことに鑑み、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングが進角規制角を超えて進角側に変化したことに基づいて第２規制機構に異常が生じている旨判定するようにしているため、第２規制機構に異常が生じていることを適切に把握することができるようになる。

（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、前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングの進角側への変化が前記進角規制角にて停滞したとき、前記第２規制機構に異常が生じていない旨判定することを要旨としている。

バルブタイミングを進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び第２規制機構を遅角規制及び進角規制が有効となる規制位置に維持する規制指令が送信されたとき、第２規制機構に異常が生じていなければバルブタイミングの進角側への変更は進角規制角にて停滞するようになる。一方、第２規制機構に異常が生じているときには、バルブタイミングは進角規制角を超えて進角側に変化するようになる。

上記発明ではこうしたことに鑑み、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングの進角側への変化が進角規制角にて停滞したときに第２規制機構に異常が生じていない旨判定するようにしているため、第２規制機構に異常が生じていないことを適切に把握することができるようになる。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記異常診断制御では、前記バルブタイミングの進角中に前記規制指令の送信を行うことを要旨としている。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記異常診断制御では、前記バルブタイミングを前記進角規制角よりも進角側にある所定のバルブタイミングに変更する旨の大進角要求があることに基づいて前記規制指令の送信を行うことを要旨としている。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記異常診断制御では、前記バルブタイミングが前記進角規制角よりも遅角側にあることを条件に前記規制指令の送信を開始することを要旨としている。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングの進角側への変化が前記進角規制角にて停滞したとき、前記第２規制機構の動作位置を前記規制位置から前記遅角規制及び前記進角規制が無効となる解除位置に変更することを要旨としている。

上記発明によれば、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングの進角側への変化が進角規制角にて停滞したとき、すなわち第２規制機構の異常が生じていないとき、異常診断のために送信された規制指令に基づく第２規制機構の動作位置が規制位置から解除位置に戻されるため、異常診断後のバルブタイミングの変更が同規制機構により妨げられることを抑制することができるようになる。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記可変動弁機構はクランクシャフトから伝達される力により回転する入力側回転体と、この入力側回転体から伝達される力により前記機関バルブのカムシャフトとともに回転する出力側回転体とを含めて構成されるものであり、前記第１規制機構は、前記入力側回転体及び前記出力側回転体の一方である収容側回転体に設けられて同回転体に収容される収容位置と同回転体から突出した突出位置との間で移動する第１規制体と、前記入力側回転体及び前記出力側回転体の他方である係合側回転体に設けられて同第１規制体がはめ込まれる規制穴とを含めて構成されるものであって、前記第１規制体が前記突出位置にあるときにその一部が前記規制穴にはめ込まれることにより前記中間固定を有効にし、前記第１規制体が前記収容位置にあるときに同一部が前記規制穴から離脱していることにより前記中間固定を無効にするものであり、前記第２規制機構は、前記収容側回転体に設けられて同回転体に収容される収容位置と同回転体から突出した突出位置との間で移動する第２規制体と、前記係合側回転体に設けられて同第２規制体がはめ込まれる規制溝とを含めて構成されるものであって、前記第２規制体が前記突出位置にあるときにその一部が前記規制溝にはめ込まれることにより前記遅角規制及び前記進角規制を有効にし、前記第２規制体が前記収容位置にあるときに同一部が前記規制溝から離脱していることにより前記遅角規制及び前記進角規制を無効にするものであることを要旨としている。

（９）請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記可変動弁機構は、前記入力側回転体と前記出力側回転体との間に区画壁により互いに区画された進角室及び遅角室が設けられるものであり、前記第２規制機構の規制溝は、前記入力側回転体に対する前記出力側回転体の進角側への回転にともない同回転体が前記区画壁に接触するときの回転位相を接触進角位相としたとき、進角側の端が前記接触進角位相よりも遅角側に設けられるものであることを要旨としている。

（１０）請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記第２規制機構の規制溝は、前記最進角に対応する前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相を最進角位相としたとき、進角側の端が前記最進角位相と同じところまたは前記最進角位相よりも遅角側に設けられるものであることを要旨としている。

（１１）請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記第２規制機構の規制溝は、前記最遅角に対応する前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相を最遅角位相としたとき、遅角側の端が同最遅角位相よりも進角側に設けられるものであることを要旨としている。

（１２）請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、当該可変動弁装置は、前記可変動弁機構及び前記第１規制機構及び前記第２規制機構に対する作動油の給排状態を制御する油圧機構をさらに備えるものであり、前記第１規制機構は、前記収容側回転体に設けられて前記油圧機構により作動油の給排状態が操作される第１中間室をさらに含めて構成されるものであって、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記中間角と対応する中間位相にあり且つ前記第１中間室に対する作動油の給排状態が第１の給排状態に設定されるとき、前記第１規制体が前記突出位置に維持され、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記中間位相にあり且つ前記第１中間室に対する作動油の給排状態が第２の給排状態に設定されるとき、前記第１規制体が前記収容位置に維持されるものであり、前記第２規制機構は、前記収容側回転体に設けられて前記油圧機構により作動油の給排状態が操作される第２中間室をさらに含めて構成されるものであって、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記遅角規制角から前記進角規制角までに対応する規制範囲内にあり且つ前記第２中間室に対する作動油の給排状態が第３の給排状態に設定されるとき、前記第２規制体が前記突出位置に維持され、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記規制範囲内にあり且つ前記第２中間室に対する潤滑油の給排状態が第４の給排状態に設定されるとき、前記第２規制体が前記収容位置に維持されるものであることを要旨としている。

（１３）請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記第１規制機構は、前記収容位置から前記突出位置に向かう前記第１規制体の移動方向を突出方向とし、前記突出位置から前記収容位置に向かう前記第１規制体の移動方向を収容方向として、前記第１規制体を前記突出方向に押すばねの力と前記第１規制体を前記収容方向に押す前記第１中間室の油圧との関係に基づいて、前記第１規制体が前記収容位置と前記突出位置との間で移動するものであり、前記第２規制機構は、前記収容位置から前記突出位置に向かう前記第２規制体の移動方向を突出方向とし、前記突出位置から前記収容位置に向かう前記第２規制体の移動方向を収容方向として、前記第２規制体を前記突出方向に押すばねの力と前記第２規制体を前記収容方向に押す前記第２中間室の油圧との関係に基づいて、前記第２規制体が前記収容位置と前記突出位置との間で移動するものであることを要旨としている。

本発明の内燃機関の可変動弁装置を具体化した一実施形態について、同装置を備える内燃機関の構成を模式的に示す断面図。 （Ａ）同実施形態のバルブタイミング可変機構について、その平面構造を示す平面図。（Ｂ）同バルブタイミング可変機構について、図２（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面構造を示す断面図。（Ｃ）同バルブタイミング可変機構について、図２（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面構造を平面上に展開したものを示す断面図。 同実施形態の潤滑装置及びバルブタイミング可変機構について、これらの間における潤滑油路の構成を模式的に示す模式図。 同実施形態のバルブタイミング可変機構について、ロックピン及びロック穴と規制ピン及び規制溝との関係を模式的に示す模式図。 同実施形態のバルブタイミング可変機構について、ロックピン及びロック穴と規制ピン及び規制溝との関係を模式的に示す模式図。 同実施形態のバルブタイミング可変機構について、ロックピン及びロック穴と規制ピン及び規制溝との関係を模式的に示す模式図。 同実施形態の電子制御装置により実行される「異常診断処理」について、その処理手順を示すフローチャート。

図１〜図７を参照して、本発明の内燃機関の可変動弁装置について、これを吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変動弁装置として具体化した一実施形態について説明する。

図１に示されるようにエンジン１０には、吸気及び燃料からなる混合気の燃焼を通じて動力を得るエンジン本体２０と、吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構４０と、エンジン本体２０及びバルブタイミング可変機構４０に潤滑油を供給する潤滑装置７０と、これら装置を統括的に制御する電子制御装置９０とが設けられている。

エンジン本体２０には、インジェクタ２７を通じて供給された燃料と、吸気装置を通じて供給された吸気との混合気を燃焼室２３にて燃焼させるシリンダブロック２１が設けられている。このシリンダブロック２１には、燃焼室２３を形成するシリンダ２４と、このシリンダ２４内にて往復運動するピストン２５とが設けられている。ピストン２５の往復運動は、クランクシャフト２６の回転運動に変換される。

シリンダブロック２１においてその下部には、エンジン１０の各部位に供給される潤滑油を貯留するオイルパン７１が取り付けられている。またシリンダブロック２１の上部には、動弁系の部品が配置されるシリンダヘッド２２が取り付けられている。

シリンダヘッド２２には、吸気ポートに対して燃焼室２３を開閉する吸気バルブ３１と、排気ポートに対して燃焼室２３を開閉する排気バルブ３３とが設けられている。吸気バルブ３１上方には、これを吸気カムにより押し下げる吸気カムシャフト３２が設けられている。また排気バルブ３３上方には、これを排気カムにより押し下げる排気カムシャフト３４が設けられている。これら吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト３４は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト２６に駆動連結されている。

潤滑装置７０は、オイルパン７１の潤滑油を潤滑油路８０によりエンジン本体２０の各潤滑部位に供給する。この潤滑油路８０の途中には、オイルパン７１から潤滑油を汲み上げてこれを吐出するオイルポンプ７２が設けられている。オイルポンプ７２により吐出された潤滑油は、潤滑油路８０を通過してエンジン１０の各部位に供給され、その一部は第１オイルコントロールバルブ７３及び第２オイルコントロールバルブ７４を介してバルブタイミング可変機構４０に供給される。エンジン１０の各部位を流通した後の潤滑油及びバルブタイミング可変機構４０から排出された潤滑油は再びオイルパン７１に戻される。なお、本実施形態においては、バルブタイミング可変機構４０及び第１オイルコントロールバルブ７３及び第２オイルコントロールバルブ７４及び電子制御装置９０を含めて可変動弁装置が構成されている。

電子制御装置９０は、スロットルポジションセンサ９１、クランクポジションセンサ９２、及びカムポジションセンサ９３等の各種センサからの信号に基づいて機関運転状態及び車両走行状態及び運転者の要求を把握したうえで、次に示す制御をはじめとして各種の制御を行う。すなわち、スロットルバルブにより吸気流量を調整するスロットル制御、及びインジェクタ２７の燃料噴射量を調整する噴射制御、第１オイルコントロールバルブ７３及び第２オイルコントロールバルブ７４の制御を通じて吸気バルブ３１のバルブタイミング（以下、「バルブタイミングＶＴ」）を調整するバルブタイミング制御等の各種の制御等を行う。

スロットルポジションセンサ９１は、スロットルバルブの開度に応じた信号を出力する。クランクポジションセンサ９２は、クランクシャフト２６の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）に応じた信号を出力する。カムポジションセンサ９３は、吸気カムシャフト３２の回転角度に応じた信号を出力する。

バルブタイミング制御においては、機関運転状態（機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＥＬ）に基づいてバルブタイミングＶＴの目標値（以下、「目標バルブタイミングＶＴＴ」）を設定し、クランクポジションセンサ９２及びカムポジションセンサ９３の出力に基づいて算出されるバルブタイミングＶＴを同目標バルブタイミングＶＴＴに一致させるべく第１オイルコントロールバルブ７３を操作する。

図２を参照して、バルブタイミング可変機構４０の構成について説明する。なお、同図において矢印Ｘは、吸気カムシャフト３２及びバルブタイミング可変機構４０の回転方向を示す。また、図２（Ａ）はハウジング４２からカバーを取り外した状態での同可変機構４０の平面構造を、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う同可変機構４０の断面構造を、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う同可変機構４０の断面構造を平面上に展開したものについて、これを模式化したものをそれぞれ示す。

バルブタイミング可変機構４０は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト２６と連結されることにより同シャフト２６に同期して回転するスプロケット４１と、吸気カムシャフト３２の端部に固定されることにより同シャフト３２に同期して回転するベーンロータ４４とにより構成されている。スプロケット４１には、これと一体をなす態様で回転するハウジング４２が設けられている。

ハウジング４２には、径方向においてベーンロータ４４に向けて突出する３つの区画壁４３が設けられている。またベーンロータ４４には、ハウジング４２に向けて突出する３つのベーン４５が設けられている。隣り合う区画壁４３の間にある空間は、対応する一のベーン４５により進角室４６及び遅角室４７に区画されている。

進角室４６は、ベーン４５を基準としたときにこれよりも吸気カムシャフト３２の回転方向後方側に位置するものであり、潤滑装置７０によるバルブタイミング可変機構４０に対する潤滑油の給排状態に応じて容積が変化するものである。一方の遅角室４７は、ベーン４５を基準としたときにこれよりも吸気カムシャフト３２の回転方向前方側に位置するものであり、進角室４６と同じく潤滑装置７０によるバルブタイミング可変機構４０に対する潤滑油の給排状態に応じて容積が変化するものである。

バルブタイミング可変機構４０は、上記の構成に基づいてハウジング４２及びスプロケット４１に対するベーンロータ４４の回転位相（以下、「回転位相Ｐ」）を変更することにより、バルブタイミングＶＴを変更する。同可変機構４０によるバルブタイミングＶＴの変更は具体的には以下の（Ａ）及び（Ｂ）のように行われる。

（Ａ）進角室４６への潤滑油の供給及び遅角室４７からの潤滑油の排出により、ベーンロータ４４がハウジング４２に対して進角側すなわち吸気カムシャフト３２の回転方向前方側に回転するとき、バルブタイミングＶＴは進角側に変化する。そして、バルブタイミング制御上において予め設定される通常の最も進角側のバルブタイミングＶＴを「最進角ＶＴｍａｘ」としたとき、ベーンロータ４４の回転位相Ｐがこの最進角ＶＴｍａｘに対応する「最進角位相ＰＨ」に達することにより、バルブタイミングＶＴが最進角ＶＴｍａｘに維持される。

最進角位相ＰＨとしては、ベーンロータ４４の進角側への回転にともないベーン４５が遅角室４７側の区画壁４３に突き当てられる位相（以下、「接触進角位相ＰＨＨ」）よりも遅角側、且つベーン４５が同区画壁４３付近にある位相が設定される。以降では、ベーンロータ４４の回転位相Ｐが接触進角位相ＰＨＨにあるときのバルブタイミングＶＴを「接触進角ＶＴｍａｘＨ」とする。

（Ｂ）進角室４６からの潤滑油の排出及び遅角室４７への潤滑油の供給により、ベーンロータ４４がハウジング４２に対して遅角側すなわち吸気カムシャフト３２の回転方向後方側に回転するとき、バルブタイミングＶＴは遅角側に変化する。そして、バルブタイミング制御上において予め設定される通常の最も遅角側のバルブタイミングＶＴを「最遅角ＶＴｍｉｎ」としたとき、ベーンロータ４４の回転位相Ｐがこの最遅角ＶＴｍｉｎと対応する「最遅角位相ＰＬ」に達することにより、バルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎに維持される。

最遅角位相ＰＬとしては、ベーンロータ４４の遅角側への回転にともないベーン４５が進角室４６側の区画壁４３に突き当てられる位相（以下、「接触遅角位相ＰＬＬ」）よりも遅角側、且つベーン４５が同区画壁４３付近にある位相が設定される。

以上の（Ａ）及び（Ｂ）の動作に加えて、進角室４６及び遅角室４７のそれぞれと潤滑装置７０との間における潤滑油の流通が遮断されるとき、すなわち進角室４６及び遅角室４７のそれぞれに潤滑油が保持されるとき、ハウジング４２とベーンロータ４４との相対的な回転が不能とされるとき、バルブタイミングＶＴはそのときのタイミングに維持される。

このように、バルブタイミング可変機構４０はそのハード構成からすると、ベーンロータ４４の回転位相Ｐを接触進角位相ＰＨＨから接触遅角位相ＰＬＬまでの範囲内で変更することが許容されるものの、バルブタイミング制御により基本的には同範囲よりも狭い最進角位相ＰＨから最遅角位相ＰＬまでの範囲内にて駆動する。すなわち、当該バルブタイミング制御において目標バルブタイミングＶＴＴが最進角ＶＴｍａｘから最遅角ＶＴｍｉｎまでの範囲内に設定されることにより、ベーンロータ４４は最進角位相ＰＨから最遅角位相ＰＬまでの範囲内にて駆動する。

バルブタイミング可変機構４０には、進角室４６及び遅角室４７の油圧にかかわらずハウジング４２に対するベーンロータ４４の回転を規制して、バルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘと最遅角ＶＴｍｉｎとの間にある特定のタイミング（以下、「中間角ＶＴｍｄｌ」）に固定する位相固定機構５０が設けられている。この中間角ＶＴｍｄｌとしてはエンジン１０の始動に適したタイミングが設定されている。すなわち、機関始動時においてバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに設定した場合と、これよりも遅角側のタイミングに設定した場合とを比較したとき、前者の方がより高い始動性が確保されるようになる。

またバルブタイミング可変機構４０には、進角室４６及び遅角室４７の油圧にかかわらずハウジング４２に対するベーンロータ４４の回転範囲を規制して、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌと最遅角ＶＴｍｉｎとの間にある所定のタイミング（以下、「遅角規制角ＶＴｒｇｔＬ」）よりも遅角側に変化すること、及びバルブタイミングＶＴが最進角ＶＴｍａｘよりも遅角側にある所定のタイミング（以下、「進角規制角ＶＴｒｇｔＨ」）よりも進角側に変化することを規制する位相規制機構６０が設けられている。以降では、遅角規制角ＶＴｒｇｔＬに対応するベーンロータ４４の回転位相Ｐを「遅角規制位相ＰＲＬ」とし、進角規制角ＶＴｒｇｔＨに対応するベーンロータ４４の回転位相Ｐを「進角規制位相ＰＲＨ」とする。

遅角規制角ＶＴｒｇｔＬとしては、機関始動不良を抑制するために最低限必要とされる分だけ最遅角ＶＴｍｉｎから進角したタイミングまたはこれに相当するタイミングが設定されている。すなわち、機関始動時においてバルブタイミングＶＴが遅角規制角ＶＴｒｇｔＬよりも進角側に維持されるときには、機関始動時にバルブタイミングＶＴが遅角規制角ＶＴｒｇｔＬよりも遅角側にあるときと比較して、機関始動不良となる状況が生じる頻度は十分に低減される。

図２（Ｂ）を参照して、位相固定機構５０の構造の詳細について説明する。なお同図は、図２（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿う同可変機構４０の断面構造を示す。
位相固定機構５０は、潤滑装置７０からの潤滑油の供給に基づいて動作し、回転位相Ｐが中間角ＶＴｍｄｌに対応する回転位相（以下、「中間位相ＰＭ」）にあるときに、ハウジング４２とベーンロータ４４との相対回転位相を固定してバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに保持する。以降では、位相固定機構５０によりバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される状態を「中間固定」とする。

位相固定機構５０は具体的には、ベーン４５に設けられたロックピン５１と、ベーン４５に設けられて潤滑装置７０により潤滑油が供給されるロック中間室５２と、ベーン４５に設けられてロックピン５１を一方向に押すロックばね５３と、ハウジング４２に設けられたロック穴５４とにより構成されている。

ロックピン５１は、ロック中間室５２の潤滑油の力とロックばね５３の力との関係に基づいて、ベーン４５から突出する方向（以下、「突出方向ＺＡ」）とベーン４５に引き込まれる方向（以下、「収容方向ＺＢ」）との間で動作する。ロック中間室５２の油圧は、ロックピン５１に対して収容方向ＺＢに作用し、ロックばね５３の力は、ロックピン５１に対して突出方向ＺＡに作用する。以降では、ロックピン５１の位置について、ベーン４５から突出してロック穴５４にはめ込まれた位置を「ロックピン５１の突出位置」とし、ベーン４５に引き込まれてベーン４５に収容された位置を「ロックピン５１の収容位置」とする。

潤滑装置７０によりロック中間室５２に対して潤滑油が供給されてロック中間室５２が潤滑油にて満たされるとき、すなわちロック中間室５２に対する潤滑油の給排状態が「第２の給排状態」にあるとき、ロック中間室５２の潤滑油による収容方向ＺＢの力により、ロックピン５１に対してはこれを収容方向ＺＢに移動させようとする力が生じるようになる。そして、ロックピン５１の突出位置のもとでロックピン５１に対して収容方向ＺＢの力が作用するとき、ロックピン５１がロック穴５４から離脱してベーン４５内に収容される。これにより、ロックピン５１とロック穴５４との係合によるハウジング４２とベーンロータ４４との固定が解除されてハウジング４２に対するベーンロータ４４の回転が許容される。

一方、潤滑装置７０によりロック中間室５２から潤滑油が排出されてロック中間室５２が潤滑油により満たされないとき、すなわちロック中間室５２に対する潤滑油の給排状態が「第１の給排状態」にあるとき、ロックばね５３による突出方向ＺＡの力がロック中間室５２の潤滑油による収容方向ＺＢの力を上回るようになる。これにより、ロックピン５１に対してはこれを突出方向ＺＡに移動させようとする力が生じるようになる。そして、この状態のもとで回転位相Ｐが中間位相ＰＭにあるとき、すなわちロックピン５１とロック穴５４との周方向の位置が一致しているとき、ロックピン５１がベーン４５から突出してロック穴５４にはめ込まれる。これにより、ロックピン５１とロック穴５４との係合を通じてハウジング４２とベーンロータ４４とが互いに固定されるため、これらの相対的な回転位相は中間位相ＰＭに保持される。

図２（Ｃ）を参照して、位相規制機構６０の構造の詳細について説明する。なお同図は、図２（Ａ）のＥ−Ｅ線に沿う同可変機構４０の断面構造を平面上に展開したものについて、これを模式化したものを示す。

位相規制機構６０は、潤滑装置７０からの潤滑油の供給に基づいて動作し、ベーンロータ４４の回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲内にある条件のもと、ベーンロータ４４の遅角側への回転にともない回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬに達したとき、ハウジング４２とベーンロータ４４とを互いに係合して同ロータ４４のそれ以上の遅角側への回転を規制する。また上記条件のもと、ベーンロータ４４の進角側への回転にともない回転位相Ｐが進角規制位相ＰＲＨに達したとき、ハウジング４２とベーンロータ４４とを互いに係合して同ロータ４４のそれ以上の進角側への回転を規制する。すなわち、ベーンロータ４４が遅角規制位相ＰＲＬにあるときにバルブタイミングＶＴが遅角規制角ＶＴｒｇｔＬよりも遅角側に変化することを規制し、ベーンロータ４４が進角規制位相ＰＲＨにあるときにバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に変化することを規制する。以降では、位相規制機構６０によりバルブタイミングＶＴの遅角が遅角規制角ＶＴｒｇｔＬにて規制される状態を「遅角規制」とし、バルブタイミングＶＴの進角が進角規制角ＶＴｒｇｔＨにて規制される状態を「進角規制」とする。

位相規制機構６０は具体的には、ベーン４５に設けられた規制ピン６１と、ベーン４５に設けられて潤滑装置７０により潤滑油が供給される規制中間室６２と、ベーン４５に設けられて規制ピン６１を一方向に押す規制ばね６３と、ハウジング４２に設けられて遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲に対応して形成される規制溝６４とにより構成されている。

規制ピン６１は、規制中間室６２の潤滑油の力と規制ばね６３の力との関係に基づいて突出方向ＺＡと収容方向ＺＢとの間で動作する。規制中間室６２の油圧は、規制ピン６１に対して収容方向ＺＢに作用し、規制ばね６３の力は、規制ピン６１に対して突出方向ＺＡに作用する。以降では、規制ピン６１の位置について、ベーン４５から突出して規制溝６４にはめ込まれた位置を「規制ピン６１の突出位置」とし、ベーン４５に引き込まれてベーン４５に収容された位置を「規制ピン６１の収容位置」とする。

規制溝６４は、遅角規制位相ＰＲＬに対応する位置から進角規制位相ＰＲＨに対応する位置までにわたり規制ピン６１の周方向の軌跡に沿う態様でハウジング４２に形成されている。

潤滑装置７０により規制中間室６２に対して潤滑油が供給されて規制中間室６２が潤滑油にて満たされるとき、すなわち規制中間室６２に対する潤滑油の給排状態が「第４の給排状態」にあるとき、規制中間室６２の潤滑油による収容方向ＺＢの力により規制ピン６１に対してはこれを収容方向ＺＢに移動させようとする力が生じるようになる。そして、規制ピン６１が突出位置のもとで規制ピン６１に対して収容方向ＺＢの力が作用するとき、規制ピン６１が規制溝６４から離脱してベーン４５内に収容される。これにより、規制ピン６１と規制溝６４との係合によるハウジング４２とベーンロータ４４との相対回転範囲の規制が解除されて、ハウジング４２に対するベーンロータ４４の回転が許容される。

一方、潤滑装置７０により規制中間室６２から潤滑油が排出されて規制中間室６２が潤滑油により満たされないとき、すなわち規制中間室６２に対する潤滑油の給排状態が「第３の給排状態」にあるとき、規制ばね６３による突出方向ＺＡの力が規制中間室６２の潤滑油による収容方向ＺＢの力を上回るようになる。これにより、規制ピン６１に対してはこれを突出方向ＺＡに移動させようとする力が生じるようになる。そして、この状態のもとでベーンロータ４４の回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲にあるとき、すなわち規制溝６４と対応するところに規制ピン６１があるとき、規制ピン６１がベーン４５から突出して規制溝６４にはめ込まれる。これにより、規制ピン６１と規制溝６４との係合を通じてハウジング４２とベーンロータ４４との相対回転範囲が規制される。すなわち、遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲に規制される。

図３を参照して、バルブタイミング可変機構４０と潤滑装置７０との間における潤滑油の流通態様について説明する。なお同図は、これら装置の間における油路の構成を模式的に示している。

潤滑装置７０は、潤滑油を貯留するオイルパン７１と、オイルパン７１の潤滑油を汲み上げて吐出するオイルポンプ７２と、第１オイルコントロールバルブ７３と、第２オイルコントロールバルブ７４と、これらの間で互いに潤滑油を流通させる潤滑油路８０とを含めて構成されている。

潤滑油路８０は、オイルパン７１から第１オイルコントロールバルブ７３に潤滑油を供給する第１供給油路８１と、第１オイルコントロールバルブ７３からオイルパン７１に潤滑油を還流する第１排出油路８２と、第１オイルコントロールバルブ７３と各進角室４６との間で潤滑油を流通する進角油路８５と、第１オイルコントロールバルブ７３と各遅角室４７との間で潤滑油を流通する遅角油路８６と、第１オイルコントロールバルブ７３とロック中間室５２との間で潤滑油を流通するロック中間油路８７と、オイルパン７１から第２オイルコントロールバルブ７４に潤滑油を供給する第２供給油路８３と、第２オイルコントロールバルブ７４からオイルパン７１に潤滑油を還流する第２排出油路８４と、第２オイルコントロールバルブ７４と規制中間室６２との間で潤滑油を流通する規制中間油路８８とにより構成されている。

進角油路８５及び遅角油路８６及びロック中間油路８７はそれぞれ、第１オイルコントロールバルブ７３と進角室４６及び遅角室４７及びロック中間室５２のいずれか対応するものとを直接的に接続している。すなわちロック中間油路８７は、進角室４６及び遅角室４７のいずれも介することなく潤滑油を第１オイルコントロールバルブ７３との間で流通させる油路として形成されている。

第１オイルコントロールバルブ７３は、第１供給油路８１及び第１排出油路８２と進角油路８５及び遅角油路８６及びロック中間油路８７との接続状態を切り替えることにより進角室４６及び遅角室４７及びロック中間室５２に対する潤滑油の給排状態を設定することができる。

第２オイルコントロールバルブ７４は、第２供給油路８３及び第２排出油路８４と規制中間油路８８との接続状態を切り替えることにより、規制中間室６２に対する潤滑油の給排状態を設定することができる。

図４を参照して、位相固定機構５０の動作態様について説明する。なお図４は、ロックピン５１及びロック穴５４と規制ピン６１及び規制溝６４との関係について、これを図２に示されるバルブタイミング可変機構４０の構造とは異なるかたちで同可変機構４０の機能面から模式化して示している。

バルブタイミングＶＴが最進角ＶＴｍａｘから最遅角ＶＴｍｉｎまでの間で変更されるとき、すなわちベーンロータ４４の回転位相Ｐが図４（Ａ）に示される最進角位相ＰＨから図４（Ｂ）に示される最遅角位相ＰＬまでの間にて変更されるときには、ロックピン５１は収容位置に維持される。

バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌにあるとき、すなわちベーンロータ４４の回転位相Ｐが中間位相ＰＭにあるときであっても、ロック中間室５２への潤滑油の供給にともないロックピン５１がベーン４５内に収容されている限りは、図４（Ｃ）に示されるように、回転位相Ｐが中間位相ＰＭに固定されることはない。一方、ロック中間室５２の油圧が解除されてロックピン５１に対して突出方向ＺＡの力が作用しているときには、図４（Ｄ）に示されるように、ロックばね５３の力によりロックピン５１がベーン４５から突出してロック穴５４にはめ込まれ、これによりベーンロータ４４が中間位相ＰＭに保持される。

図５を参照して、位相規制機構６０の動作態様について説明する。なお図５は、ロックピン５１及びロック穴５４と規制ピン６１及び規制溝６４との関係について、これを図２に示されるバルブタイミング可変機構４０の構造とは異なるかたちで同可変機構４０の機能面から模式化して示している。

バルブタイミングＶＴが最進角ＶＴｍａｘから最遅角ＶＴｍｉｎまでの間で変更されるとき、すなわちベーンロータ４４の回転位相Ｐが図５（Ａ）に示される最進角位相ＰＨから図５（Ｂ）に示される最遅角位相ＰＬまでの間にて変更されるときには、規制ピン６１は収容位置に維持される。すなわち、規制中間室６２への潤滑油の供給にともない規制ピン６１がベーン４５内に収容されている限りは、ベーンロータ４４が遅角規制位相ＰＲＬを進角側から遅角側にまたいで回転すること、及び進角規制位相ＰＲＨを遅角側から進角側にまたいで回転することが許容される。

一方、ベーンロータ４４の回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲内にあるときに、規制中間室６２の油圧が解除されて規制ピン６１に対して突出方向ＺＡの力が作用しているときには、規制ばね６３の力により規制ピン６１がベーン４５から突出して規制溝６４にはめ込まれ、これにより図５（Ｃ）に示されるように、ベーンロータ４４が遅角規制位相ＰＲＬよりも遅角側に回転すること、及び図５（Ｄ）に示されるようにベーンロータ４４が進角規制位相ＰＲＨよりも進角側に回転することが規制される。すなわち、バルブタイミングＶＴの変更範囲が遅角規制角ＶＴｒｇｔＬから進角規制角ＶＴｒｇｔＨまでの範囲に制限される。

こうした位相固定機構５０及び位相規制機構６０を備えるエンジン１０においては、機関運転状態等に基づいてバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する旨の要求を設定し、同要求があるときに位相固定機構５０によるバルブタイミングＶＴの固定を行う。具体的には、イグニッションスイッチのオンからオフへの切替操作に基づく機関停止要求が検出されたときに固定要求を設定し、機関停止要求に基づく機関停止動作を開始する前にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに設定のうえ、位相固定機構５０により回転位相Ｐを固定する。

そして、この位相固定機構５０による回転位相Ｐの固定が完了した後に機関運転の停止を行う。これにより、次回の機関始動時にはバルブタイミングＶＴが位相固定機構５０によりすでに中間角ＶＴｍｄｌに維持された状態にあるため、良好な始動性のもとにエンジン１０を始動させることができるようになる。

これに対して、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されることなく機関停止した場合、機関停止中においての規制中間室６２の油圧の解除にともない規制ピン６１に対して突出方向ＺＡの力が付与されるときに、併せてベーンロータ４４の回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲内にあるときには、規制ピン６１が規制溝６４にはめ込まれる。一方、機関停止中においての規制中間室６２の油圧の解除にともない規制ピン６１に対して突出方向ＺＡの力が付与されるものの、ベーンロータ４４の回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲外にあるときには、その後の機関始動時におけるカムトルクの変動にともなうベーンロータ４４の回転により規制ピン６１が規制溝６４にはめ込まれる。

そして、これらのいずれの場合においても、機関始動時にバルブタイミングＶＴが遅角規制角ＶＴｒｇｔＬよりも遅角側に回転することが位相規制機構６０を通じて規制される。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに対して遅角側に大きく乖離してしまう状況が生じることは回避されるようになる。

ところで、位相規制機構６０を通じてバルブタイミングＶＴの変更範囲を規制することにより、機関始動性の過度の低下は抑制されるようになるものの、同機構６０に異常が生じているときにはそうしたバルブタイミングＶＴの規制がなされないため、この場合にはやはり始動性低下が懸念される。

そこで本実施形態では、こうした位相規制機構６０の異常にともなう始動性低下に対応するため、同機構６０についての異常の有無を診断するための異常診断制御を行うようにしている。この異常診断においては、バルブタイミング制御によりバルブタイミングＶＴを進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に向けて変更する指令（以下、「進角指令」）を送信し且つ位相規制機構６０に対して規制ピン６１を収容位置から突出位置に移動する指令（以下、「規制指令」）を送信した状態のもと、実際のバルブタイミングＶＴの変化が進角規制角ＶＴｒｇｔＨにて停滞することをもって位相規制機構６０に異常が生じていない旨判定し、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に変化したことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定するようにしている。

ここで、位相規制機構６０についての異常診断態様としては、機関運転状態にかかわらず異常診断のための進角指令を積極的に送信すること、及び機関運転状態に基づいて生じる進角指令を利用することが考えられる。前者の場合、そのときどきの機関運状態から要求されるバルブタイミング可変機構４０の動作と異常診断のための進角指令に基づくバルブタイミング可変機構４０の進角動作とが大きく乖離して機関運転状態に好ましくない影響を及ぼすことが想定される。一方、後者の場合には機関運転状態に基づく進角指令にともなうバルブタイミング可変機構４０の進角動作を利用しているため、異常診断が機関運転性に及ぼす影響は上記の場合よりも十分に小さなものとなる。

そこで本実施形態の異常診断制御では、機関運転状態からの要求に基づいてバルブタイミング可変機構４０に対して進角指令が送信されているときに位相規制機構６０に対して規制指令を送信して異常診断を行うようにしている。

図６を参照して、異常診断の具体的な態様について説明する。
図６（Ａ）に示されるように、回転位相Ｐが遅角規制位相ＰＲＬから進角規制位相ＰＲＨまでの範囲にあり、且つバルブタイミング制御により目標バルブタイミングＶＴＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨから最進角ＶＴｍａｘまでの領域（（以下、「大進角領域ＶＴａｄｖ」）（進角規制角ＶＴｒｇｔＨから最進角ＶＴｍａｘまでの領域から進角規制角ＶＴｒｇｔＨを除いた領域））内の値に設定されたとき、異常診断が開始される。そして、図６（Ｂ）に示されるように、バルブタイミング制御による進角指令に基づいてバルブタイミングＶＴが進角側に変化している状況のもと異常診断制御により規制指令が送信される。

図６（Ｃ）に示されるように、位相規制機構６０に異常が生じていないことにより規制指令に基づいて規制ピン６１が収容位置から突出位置に移動したときには、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨに達したときに、バルブタイミングＶＴのそれ以上の進角側への変化が規制される。すなわち、回転位相Ｐが進角規制位相ＰＲＨに達したときにベーンロータ４４のそれ以上の進角側への回転が規制される。そして、異常診断制御においては、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨに停滞していることをもって位相規制機構６０に異常が生じていない旨判定される。

図６（Ｄ）に示されるように、位相規制機構６０に異常が生じていることにより規制指令に基づく規制ピン６１の収容位置から突出位置への移動が行われないときには、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨを超えて進角側に変化して目標バルブタイミングＶＴＴに達するようになる。すなわち、回転位相Ｐが進角規制位相ＰＲＨに達したときに規制ピン６１によるベーンロータ４４の回転の規制がなされず、進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側にまで回転する。そして異常診断制御においては、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨを超えて進角したことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定される。なお、位相規制機構６０の異常の有無について診断結果が得られた後は、異常診断のために突出位置に移動した規制ピン６１が収容位置に戻される。

図７を参照して、このような位相規制機構６０の異常診断に関する具体的な処理手順を定めた「異常診断処理」の内容について説明する。なおこの処理は、エンジン１０の運転中において電子制御装置９０により所定の制御周期毎に繰り返し実行される。

ステップＳ１１０にてバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも遅角側にあり、且つステップＳ１２０にて目標バルブタイミングＶＴＴとして大進角領域ＶＴａｄｖ内の値が設定されている旨判定したとき、ステップＳ１３０にて第２オイルコントロールバルブ７４に対して規制指令を送信する。すなわち、第２オイルコントロールバルブ７４の動作モードを規制中間室６２からの潤滑油の排出が行われるモードに維持する指令を送信する。そして、このステップＳ１３０の処理の実行にともない規制中間室６２から潤滑油が排出されたとき、規制ピン６１に対して突出方向ＺＡの力が作用するようになる。

ステップＳ１４０にてバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨまたはこれよりも進角側にある旨判定し、且つステップＳ１５０にてバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨにて停滞していない旨判定したとき（図６（Ｄ））、すなわちバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側にあるとき、位相規制機構６０に異常が生じている旨判定し、これにともないステップＳ１７０にてその旨を示すデータをメモリに記録する。その後、ステップＳ１６０にて第２オイルコントロールバルブ７４に対して進角規制及び遅角規制を解除する旨の指令を送信する。

一方、ステップＳ１４０にてバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨまたはこれよりも進角側にある旨判定し、且つステップＳ１５０にてバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨに停滞している旨判定したとき（図６（Ｃ））、すなわちバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨにあるとき、位相規制機構６０の異常は生じていない旨判定する。そして、ステップＳ１６０にて第２オイルコントロールバルブ７４に対して進角規制及び遅角規制を解除する旨の指令を送信する。

ステップＳ１６０の処理の実行にともない規制中間室６２に潤滑油が供給されたとき、規制ピン６１に対して収容方向ＺＢの力が生じて同ピン６１が突出位置から収容位置に移動する。なお、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨに停滞していることについては、例えばクランクポジションセンサ９２及びカムポジションセンサ９３により算出されるバルブタイミングＶＴが所定期間以上にわたり進角規制角ＶＴｒｇｔＨを示すことに基づいて判定することができる。またこの他に、バルブタイミング制御による進角指令及び異常診断制御による規制指令の双方の送信が開始されてからの経過期間について、これが所定の期間に達したときにバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨにあることに基づいて判定することもできる。

本実施形態の内燃機関の可変動弁装置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、進角指令及び規制指令の送信が開始された後のバルブタイミングＶＴに基づいて位相規制機構６０の異常診断を行うようにしている。これにより、同診断の結果として適切なものを得ることができるようになる。

（２）本実施形態では、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨを超えて進角側に変化したことに基づいて位相規制機構６０に異常が生じている旨判定するようにしている。これにより、位相規制機構６０に異常が生じていることを適切に把握することができるようになる。

（３）本実施形態では、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングＶＴの進角側への変化が進角規制角ＶＴｒｇｔＨにて停滞したときに位相規制機構６０に異常が生じていない旨判定するようにしている。これにより、位相規制機構６０に異常が生じていないことを適切に把握することができるようになる。

（４）本実施形態では、進角指令及び規制指令の送信が開始された後にバルブタイミングＶＴの進角側への変化が進角規制角ＶＴｒｇｔＨにて停滞したとき、すなわち位相規制機構６０の異常が生じていないとき、異常診断のために送信された規制指令に基づく位相規制機構６０の動作位置が規制位置から解除位置に戻される。これにより、異常診断後のバルブタイミングＶＴの変更が同規制機構６０により妨げられることを抑制することができるようになる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、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。

・上記実施形態では、規制溝６４の進角側の端をベーンロータ４４の最進角位相ＰＨよりも遅角側に設定するようにしたが、規制溝６４の形成態様はこれに限られるものではない。例えば、最進角位相ＰＨと同じところに規制溝６４の進角側の端を形成することもできる。またあるいは、最進角位相ＰＨよりも進角側且つ接触進角位相ＰＨＨよりも遅角側に規制溝６４の進角側の端を形成することもできる。要するに、接触進角位相ＰＨＨよりも遅角側であれば、規制溝６４の進角側の端の形成位置、すなわち位相規制機構６０によりベーンロータ４４の回転を規制する位相は適宜変更することができる。また、規制溝６４の形成態様としていずれのものを採用した場合であれ、位相規制機構６０の異常診断に際しては、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に変化したことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定することができる。

・上記実施形態では、最進角位相ＰＨとして、接触進角位相ＰＨＨよりも遅角側にある位相を設定したが、最進角位相ＰＨの設定はこれに限られるものではない。例えば、最進角位相ＰＨを接触進角位相ＰＨＨと同じところに設定することもできる。この場合においても規制溝６４の進角側の端を最進角位相ＰＨよりも遅角側に形成することにより、位相規制機構６０の異常診断に際しては、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に変化したことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定することができる。

・上記実施形態では、バルブタイミング制御により進角指令の送信が開始された後に異常診断制御により規制指令の送信を開始する構成を採用したが、規制指令の送信が異常診断制御とは別の制御により行われたときに異常診断を行うこともできる。すなわち、バルブタイミング制御による進角指令の送信が開始されたこと、及び位相規制機構６０についての制御による規制指令の送信が開始されたことを条件に、異常診断制御により位相規制機構６０の異常診断を行うこともできる。

・上記実施形態では、バルブタイミング制御により進角指令の送信が開始された後に異常診断制御により規制指令の送信を開始する構成を採用したが、異常診断制御において進角指令及び規制指令の双方の送信を行う構成に変更することもできる。またこの場合には、進角指令及び規制指令の一方の送信を先に開始し、その後に他方の指令の送信を開始する構成、または進角指令及び規制指令の送信を同時に開始する構成を採用することができる。また当該変形例において、さらに次の（Ａ）または（Ｂ）の変更を加えることもできる。

（Ａ）目標バルブタイミングＶＴＴとして、最進角ＶＴｍａｘよりも進角側から接触進角ＶＴｍａｘＨまでの範囲内にある値を設定し、これに基づく進角指令に併せて規制指令を送信する。

（Ｂ）目標バルブタイミングＶＴＴの設定に基づく進角指令の送信及び規制指令の送信に代えて、バルブタイミングＶＴを継続して進角する指令と規制指令とを送信し、その後に異常診断を行う。

・上記実施形態では、目標バルブタイミングＶＴＴが大進角領域ＶＴａｄｖ内の値に設定されていることを条件に規制指令の送信を行うようにしたが、規制指令の送信のための実行態様を例えば次の（Ａ）または（Ｂ）のように変更することもできる。

（Ａ）目標バルブタイミングＶＴＴとして最進角ＶＴｍａｘよりも進角側から接触進角ＶＴｍａｘＨまでの範囲にある値が設定されていることを条件に規制指令の送信を行うこともできる。なお、通常のバルブタイミング制御においては同範囲内に目標バルブタイミングＶＴＴが設定されることはないため、当該変形例の実施に際しては、異常診断制御において同範囲内に目標バルブタイミングＶＴＴを設定する処理が行われる。

（Ｂ）目標バルブタイミングＶＴＴに基づく規制指令の送信に代えて、バルブタイミングＶＴを継続して進角する指令が送信されていることを条件に規制指令の送信を行うこともできる。この場合にも、位相規制機構６０に異常が生じている条件のもとで同規制指令の送信が行われたときには、バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側に変化するため、このことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定することができる。また、位相規制機構６０に異常が生じている条件のもとで同規制指令の送信が行われたとき、バルブタイミングＶＴが最終的には接触進角ＶｍａｘＨに達するため、このことをもって位相規制機構６０に異常が生じている旨判定することもできる。

・上記実施形態では、機関運転状態に基づく進角指令の送信が開始された後に規制指令を送信して異常診断を行うようにしたが、すなわち機関運転状態からの要求に基づいてバルブタイミングＶＴの進角要求が生じているときに規制指令の送信を開始するようにしたが、異常診断の実行態様はこれに限られるものではない。例えば、バルブタイミングＶＴの進角要求が生じていることとは別の実行条件（例えば、前回の異常診断から所定の期間が経過した、またはバルブタイミングＶＴを強制的に進角してもこれが機関運転性に対して及ぼす影響が小さいと予測される状況にある）を予め設定し、機関運転中にこの条件が成立したことに基づいて進角指令及び規制指令を強制的に送信して異常診断を行うこともできる。この場合の異常診断の具体的な態様としては、例えば次の（Ａ）〜（Ｃ）のものが挙げられる。

（Ａ）バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも遅角側にあり、且つ上記別の実行条件が成立しているとき、目標バルブタイミングＶＴＴとして進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側の値を設定し、その後に進角指令及び規制指令を送信して異常診断を行う。

（Ｂ）バルブタイミングＶＴが進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側にあり、且つ上記別の実行条件が成立しているとき、バルブタイミングＶＴを一旦進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも遅角側に変更し、その後、目標バルブタイミングＶＴＴとして進角規制角ＶＴｒｇｔＨよりも進角側の値を設定するとともに進角指令及び規制指令を送信して異常診断を行う。

（Ｃ）上記の（Ａ）または（Ｂ）において、目標バルブタイミングＶＴＴの設定に基づく進角指令の送信及び規制指令の送信に代えて、バルブタイミングＶＴを継続して進角する指令と規制指令とを送信し、その後に異常診断を行う。

・上記実施形態では、進角室４６及び遅角室４７及びロック中間室５２についての潤滑油の給排状態を第１オイルコントロールバルブ７３により制御し、規制中間室６２についての潤滑油の給排状態を第２オイルコントロールバルブ７４により制御する潤滑装置７０の構成を採用したが、同装置７０の構成はこれに限られるものではない。例えば、進角室４６及び遅角室４７及びロック中間室５２及び規制中間室６２についての潤滑油の給排状態を単一のオイルコントロールバルブにより制御する構成を採用することもできる。またあるいは、進角室４６及び遅角室４７についての潤滑油の給排状態を一のオイルコントロールバルブにより制御し、ロック中間室５２及び規制中間室６２についての潤滑油の給排状態を別のオイルコントロールバルブにより制御する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、位相固定機構５０の構成として、ベーンロータ４４にロックピン５１及びロック中間室５２及びロックばね５３が設けられるとともに、ハウジング４２にロック穴５４が設けられる構成を採用したが、位相固定機構５０の構成はこれに限られるものではない。例えば、ハウジング４２にロックピン５１及びロック中間室５２及びロックばね５３を設け、ベーンロータ４４にロック穴５４を設けることもできる。

・上記実施形態では、位相規制機構６０の構成として、ベーンロータ４４に規制ピン６１及び規制中間室６２及び規制ばね６３が設けられるとともにハウジング４２に規制溝６４が設けられる構成を採用したが、位相規制機構６０の構成はこれに限られるものではない。例えば、ハウジング４２に規制ピン６１及び規制中間室６２及び規制ばね６３を設け、ベーンロータ４４に規制溝６４を設けることもできる。

・上記実施形態では、ロックピン５１に対するロック中間室５２の油圧が解除されるときにロックピン５１がベーン４５から突出し得る状態に維持される構成としたが、ロック中間室５２とロックばね５３との関係を上記実施形態とは反対のものに設定することもできる。すなわち、油圧によりロックピン５１に対して突出方向ＺＡの力を付与するとともに、ロックばね５３の力によりロックピン５１に対して収容方向ＺＢの力を付与する構成に変更することもできる。

・上記実施形態では、規制ピン６１に対する規制中間室６２の油圧が解除されるときに規制ピン６１がベーン４５から突出し得る状態に維持される構成としたが、規制中間室６２と規制ばね６３との関係を上記実施形態とは反対のものに設定することもできる。すなわち、油圧により規制ピン６１に対して突出方向ＺＡの力を付与するとともに、規制ばね６３の力により規制ピン６１に対して収容方向ＺＢの力を付与する構成に変更することもできる。

・上記実施形態では、吸気バルブ３１のバルブタイミング可変機構４０を備える可変動弁装置に対して本発明を適用したが、排気バルブのバルブタイミング可変機構を備える可変動弁装置に対しても上記実施形態に準じた態様をもって、本発明を適用することはできる。

・バルブタイミング可変機構４０及び位相固定機構５０及び位相規制機構６０及び潤滑装置７０の構成をはじめとして本発明の適用対象となる可変動弁装置の構成は上記実施形態にて例示した内容に限られるものではない。すなわち、バルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、バルブタイミングの中間固定を行う位相固定機構と、バルブタイミングの遅角規制及び進角規制を行う規制機構とを備えるものであれば、いずれの可変動弁装置に対しても本発明を適用することは可能であり、その場合にも上記実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。

１０…エンジン、２０…エンジン本体、２１…シリンダブロック、２２…シリンダヘッド、２３…燃焼室、２４…シリンダ、２５…ピストン、２６…クランクシャフト、２７…インジェクタ、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３３…排気バルブ、３４…排気カムシャフト、４０…バルブタイミング可変機構（可変動弁機構）、４１…スプロケット、４２…ハウジング（入力側回転体（係合側回転体））、４３…区画壁、４４…ベーンロータ（出力側回転体（収容側回転体））、４５…ベーン、４６…進角室、４７…遅角室、５０…位相固定機構（第１規制機構）、５１…ロックピン（第１規制体）、５２…ロック中間室（第１中間室）、５３…ロックばね、５４…ロック穴（規制穴）、６０…位相規制機構（第２規制機構）、６１…規制ピン（第２規制体）、６２…規制中間室（第２中間室）、６３…規制ばね、６４…規制溝、７０…潤滑装置、７１…オイルパン、７２…オイルポンプ、７３…第１オイルコントロールバルブ（油圧機構）、７４…第２オイルコントロールバルブ（油圧機構）、８０…潤滑油路、８１…第１供給油路、８２…第１排出油路、８３…第２供給油路、８４…第２排出油路、８５…進角油路、８６…遅角油路、８７…ロック中間油路、８８…規制中間油路、９０…電子制御装置、９１…スロットルポジションセンサ、９２…クランクポジションセンサ、９３…カムポジションセンサ。

Claims (13)

1. 機関バルブとしての吸気バルブまたは排気バルブのバルブタイミングを最進角と最遅角との間で変更する可変動弁機構と、前記バルブタイミングを最進角と最遅角との間にある中間角に固定する中間固定を行う第１規制機構と、前記バルブタイミングが前記中間角と前記最遅角との間にある遅角規制角よりも遅角側に変化することを規制する遅角規制を行う第２規制機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
   前記第２規制機構は、前記遅角規制角よりも進角側にある所定角を進角規制角として、前記バルブタイミングが前記進角規制角よりも進角側に変化することを規制する進角規制を行うものであり、
   当該可変動弁装置は、前記第２規制機構についての異常診断制御を行うものであり、
   この異常診断制御は、前記第１規制機構による前記中間固定が行われていないとき、前記バルブタイミングを前記進角規制角よりも進角側に変更する進角指令、及び前記第２規制機構の動作位置を前記遅角規制及び前記進角規制が有効となる規制位置に維持する規制指令について、これら指令の送信が開始された後の前記バルブタイミングに基づいて前記第２規制機構の異常診断を行うものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングが前記進角規制角を超えて進角側に変化したことに基づいて前記第２規制機構に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。
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、
   前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングの進角側への変化が前記進角規制角にて停滞したとき、前記第２規制機構に異常が生じていない旨判定する
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記異常診断制御では、前記バルブタイミングの進角中に前記規制指令の送信を行う
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記異常診断制御では、前記バルブタイミングを前記進角規制角よりも進角側にある所定のバルブタイミングに変更する旨の大進角要求があることに基づいて前記規制指令の送信を行う
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
6. 請求項４または５に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記異常診断制御では、前記バルブタイミングが前記進角規制角よりも遅角側にあることを条件に前記規制指令の送信を開始する
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記異常診断制御では、前記進角指令及び前記規制指令の送信が開始された後に前記バルブタイミングの進角側への変化が前記進角規制角にて停滞したとき、前記第２規制機構の動作位置を前記規制位置から前記遅角規制及び前記進角規制が無効となる解除位置に変更する
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記可変動弁機構は、クランクシャフトから伝達される力により回転する入力側回転体と、この入力側回転体から伝達される力により前記機関バルブのカムシャフトとともに回転する出力側回転体とを含めて構成されるものであり、
   前記第１規制機構は、前記入力側回転体及び前記出力側回転体の一方である収容側回転体に設けられて同回転体に収容される収容位置と同回転体から突出した突出位置との間で移動する第１規制体と、前記入力側回転体及び前記出力側回転体の他方である係合側回転体に設けられて同第１規制体がはめ込まれる規制穴とを含めて構成されるものであって、前記第１規制体が前記突出位置にあるときにその一部が前記規制穴にはめ込まれることにより前記中間固定を有効にし、前記第１規制体が前記収容位置にあるときに同一部が前記規制穴から離脱していることにより前記中間固定を無効にするものであり、
   前記第２規制機構は、前記収容側回転体に設けられて同回転体に収容される収容位置と同回転体から突出した突出位置との間で移動する第２規制体と、前記係合側回転体に設けられて同第２規制体がはめ込まれる規制溝とを含めて構成されるものであって、前記第２規制体が前記突出位置にあるときにその一部が前記規制溝にはめ込まれることにより前記遅角規制及び前記進角規制を有効にし、前記第２規制体が前記収容位置にあるときに同一部が前記規制溝から離脱していることにより前記遅角規制及び前記進角規制を無効にするものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
9. 請求項８に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
   前記可変動弁機構は、前記入力側回転体と前記出力側回転体との間に区画壁により互いに区画された進角室及び遅角室が設けられるものであり、
   前記第２規制機構の規制溝は、前記入力側回転体に対する前記出力側回転体の進角側への回転にともない同回転体が前記区画壁に接触するときの回転位相を接触進角位相としたとき、進角側の端が前記接触進角位相よりも遅角側に設けられるものである
   ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
10. 請求項８または９に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記第２規制機構の規制溝は、前記最進角に対応する前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相を最進角位相としたとき、進角側の端が前記最進角位相と同じところまたは前記最進角位相よりも遅角側に設けられるものである
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
11. 請求項８〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記第２規制機構の規制溝は、前記最遅角に対応する前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相を最遅角位相としたとき、遅角側の端が同最遅角位相よりも進角側に設けられるものである
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
12. 請求項８〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    当該可変動弁装置は、前記可変動弁機構及び前記第１規制機構及び前記第２規制機構に対する作動油の給排状態を制御する油圧機構をさらに備えるものであり、
    前記第１規制機構は、前記収容側回転体に設けられて前記油圧機構により作動油の給排状態が操作される第１中間室をさらに含めて構成されるものであって、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記中間角と対応する中間位相にあり且つ前記第１中間室に対する作動油の給排状態が第１の給排状態に設定されるとき、前記第１規制体が前記突出位置に維持され、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記中間位相にあり且つ前記第１中間室に対する作動油の給排状態が第２の給排状態に設定されるとき、前記第１規制体が前記収容位置に維持されるものであり、
    前記第２規制機構は、前記収容側回転体に設けられて前記油圧機構により作動油の給排状態が操作される第２中間室をさらに含めて構成されるものであって、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記遅角規制角から前記進角規制角までに対応する規制範囲内にあり且つ前記第２中間室に対する作動油の給排状態が第３の給排状態に設定されるとき、前記第２規制体が前記突出位置に維持され、前記入力側回転体と前記出力側回転体との相対的な回転位相が前記規制範囲内にあり且つ前記第２中間室に対する潤滑油の給排状態が第４の給排状態に設定されるとき、前記第２規制体が前記収容位置に維持されるものである
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
13. 請求項１２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記第１規制機構は、前記収容位置から前記突出位置に向かう前記第１規制体の移動方向を突出方向とし、前記突出位置から前記収容位置に向かう前記第１規制体の移動方向を収容方向として、前記第１規制体を前記突出方向に押すばねの力と前記第１規制体を前記収容方向に押す前記第１中間室の油圧との関係に基づいて、前記第１規制体が前記収容位置と前記突出位置との間で移動するものであり、
    前記第２規制機構は、前記収容位置から前記突出位置に向かう前記第２規制体の移動方向を突出方向とし、前記突出位置から前記収容位置に向かう前記第２規制体の移動方向を収容方向として、前記第２規制体を前記突出方向に押すばねの力と前記第２規制体を前記収容方向に押す前記第２中間室の油圧との関係に基づいて、前記第２規制体が前記収容位置と前記突出位置との間で移動するものである
    ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。

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