JP3674026B2 - 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方に、ロック機構付きの可変バルブタイミング装置を設けた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、可変バルブタイミング装置を採用したものが増加しつつある。一般に、可変バルブタイミング装置は、エンジンで駆動されるオイルポンプの吐出油圧を駆動源としているため、エンジン始動後に油圧がある程度上昇するまでは、油圧でバルブタイミングを一定位相に保持することができない。このため、従来より、可変バルブタイミング装置にロック機構を設け、ロック機構によりバルブタイミングを一定位相に機械的にロックした状態でエンジンを始動し、始動後に油圧がある程度上昇した時点で、ロック機構に対して油圧をロック解除方向にかけてロック解除した後に、油圧制御によってバルブタイミングを可変制御するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ロック解除制御を行っても、何等かの原因で、ロック機構をロック解除できない場合があるため、ロック解除できない場合は、再度、ロック解除制御を行うことが考えられる。このようにすれば、ロック機構の異物噛み込み等による一時的なロック解除不良であれば、再度のロック解除制御によりロック解除できる場合があるが、ロック解除不良の原因としては、ロック機構の動作不良の他に、油圧制御弁の動作不良が考えられる。油圧制御弁の動作不良の場合は、ロック解除制御の信号を油圧制御弁に出力しても、油圧制御弁が正常に動作しないため、ロック機構自体が正常であっても、ロック解除することはできない。
【０００４】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、可変バルブタイミング装置のロック機構のロック解除不良の発生率を少なくすることができ、可変バルブタイミング制御の信頼性を向上することができる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブに、それぞれバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設けると共に、少なくとも一方の可変バルブタイミング装置に、可変バルブタイミング制御を行わない時にバルブタイミングを所定位相でロックするロック機構を設けたものにおいて、ロック解除制御時にロック機構に対して油圧をロック解除方向にかけるように油圧制御弁をロック解除制御手段により制御した後、ロック機構のロック解除の有無をロック解除判定手段により判定する。その結果、ロック解除されていないと判定された時は、油圧制御弁を異常解除制御の駆動パターンで駆動した後に再度ロック解除制御を行うと共に、再度のロック解除制御により前記ロック機構のロック解除が検出されるまで、正常に動作する方の可変バルブタイミング装置の可変バルブタイミング制御を停止又は内燃機関の筒内の排気残留割合が少なくなるように制御する。
【０００６】
このように、本発明では、再度のロック解除制御を行う前に、油圧制御弁を異常解除制御の駆動パターンで駆動するため、油圧制御弁の異物噛み込み等による一時的な動作不良であれば、異常解除制御により油圧制御弁を正常に動作できる状態に戻してから、再度のロック解除制御を行うことができる。このため、ロック機構が正常であれば、再度のロック解除制御によりロック解除することができて、ロック解除不良の発生率を従来より少なくすることができ、可変バルブタイミング制御の信頼性を向上することができる。
ところで、吸気バルブと排気バルブの両方に可変バルブタイミング装置を設けたシステムでは、ロック機構のロックが解除されない状態で可変バルブタイミング制御が行われた場合、正常に動作する可変バルブタイミング装置のみが通常通り動作するため、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量等が異常になって、筒内の排気残留割合（内部ＥＧＲ量）が過多となるおそれがあり、それによって、筒内の燃焼状態が悪化して失火が発生したり、ドライバビリティや排気エミッションが悪化し、最悪の場合は、エンジンストールに至るおそれがある。
そこで、請求項１に係る発明では、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に、再度のロック解除制御によりロック機構のロック解除が検出されるまで、正常に動作する方の可変バルブタイミング装置の可変バルブタイミング制御を停止又は筒内の排気残留割合が少なくなるように制御するようにしている。このようにすれば、仮に、異常解除制御の時間が長くなったとしても、ロック解除が検出されるまでは、正常に動作する方の可変バルブタイミング装置の可変バルブタイミング制御を停止又は筒内の排気残留割合が少なくなるように制御するため、異常解除制御中の筒内の排気残留割合の増加を抑えることができ、異常解除制御中の燃焼状態の悪化を少なくして失火を防止することができ、ドライバビリティや排気エミッションを改善できると共に、エンジンストールを防止することができる。
【０００７】
この場合、請求項４のように、異常解除制御では、油圧制御弁の弁体を所定ストロークで往復動させる動作を繰り返すようにすると良い。このようにすれば、油圧制御弁の異物噛み込み等による一時的な動作不良の場合には、異常解除制御により油圧制御弁の弁体を所定ストロークで往復動させる動作を繰り返すうちに動作不良の原因（異物等）が取り除かれて油圧制御弁が正常に動作できる状態に戻る。
【０００８】
また、請求項５のように、油圧制御弁を異常解除制御の駆動パターンで駆動した時に該油圧制御弁の弁体が正常に動作すれば、ロック機構の動作不良によるロック解除不良と判定するようにしても良い。つまり、ロック解除不良の原因は、ロック機構の動作不良と油圧制御弁の動作不良のいずれかであるため、異常解除制御により油圧制御弁の弁体が正常に動作すれば、油圧制御弁が正常であることが確認され、ロック機構の動作不良によるロック解除不良と判定できる。
【００１１】
また、排気環流装置を備えたシステムでは、請求項２，３のように、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に、再度のロック解除制御によりロック機構のロック解除が検出されるまで、排気環流装置による排気環流量（外部ＥＧＲ量）を少なくするように制御しても良い。つまり、内部ＥＧＲも外部ＥＧＲも燃焼性に及ぼす影響は同じであり、内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量との合計が全ＥＧＲ量となるため、異常解除制御中に内部ＥＧＲ量が増加したとしても、外部ＥＧＲ量を少なくすれば、全ＥＧＲ量の増加を抑えることができ、異常解除制御中の燃焼状態の悪化を防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［実施形態（１）］
以下、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用した実施形態（１）を図１乃至図１０に基づいて説明する。図１に示すように、内燃機関であるＤＯＨＣエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量を調整する可変バルブタイミング装置１８が設けられている。
【００１３】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために複数のカム角でカム角信号を出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミングが演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数からエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００１４】
このエンジン制御回路２１は、これら各種の入力信号に基づいて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実進角量）を目標バルブタイミング（目標進角量）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８をフィードバック制御する。この可変バルブタイミング装置１８の油圧制御回路には、オイルパン２７内のオイルがオイルポンプ２８により油圧制御弁２９を介して供給され、その油圧を油圧制御弁２９によって制御することで、吸気バルブの実バルブタイミングが制御される。
【００１５】
次に、図２乃至図７に基づいて中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００１６】
一方、吸気側カム軸１６は、シリンダヘッド３３とベアリングキャップ３４により回転可能に支持され、この吸気側カム軸１６の一端部に、ロータ３５がストッパ３６を介してボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００１７】
図３及び図４に示すように、ハウジング３１の内部には、複数の流体室４０が形成され、各流体室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。そして、ロータ３５の外周部とベーン４１の外周部には、それぞれシール部材４４が装着され、各シール部材４４が板ばね４５（図２参照）によって外周方向に付勢されている。これにより、ロータ３５の外周面とハウジング３１の内周面との隙間及びベーン４１の外周面と流体室４０の内周面との隙間がシール部材４４でシールされている。
【００１８】
図２に示すように、吸気側カム軸１６の外周部に形成された環状の進角溝４６と遅角溝４７が、それぞれ油圧制御弁２９の所定ポートに接続され、エンジン１１の動力でオイルポンプ２８が駆動されることにより、オイルパン２７から汲み上げたオイルが油圧制御弁２９を介して進角溝４６や遅角溝４７に供給される。進角溝４６に接続された進角油路４８は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の左側面に形成された円弧状進角油路４９（図３参照）に連通するように形成され、この円弧状進角油路４９が各進角室４２に連通している。一方、遅角溝４７に接続された遅角油路５０は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の右側面に形成された円弧状遅角油路５１（図４参照）に連通するように形成され、この円弧状遅角油路５１が各遅角室４３に連通している。
【００１９】
油圧制御弁２９は、ソレノイド５３とスプリング５４で弁体を駆動する４ポート３位置切換弁であり、弁体の位置を、進角室４２に油圧を供給する位置と、遅角室４３に油圧を供給する位置と、進角室４２と遅角室４３のいずれにも油圧を供給しない位置との間で切り換えるようになっている。ソレノイド５３の通電停止時には、スプリング５４によって弁体が進角室４２に油圧を供給する位置に自動的に切り換えられ、カム軸位相を進角させる方向に油圧が働くようになっている。この油圧制御弁２９の弁体のストロークを検出する弁ストロークセンサ２５（図１参照）が設けられ、この弁ストロークセンサ２５の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００２０】
進角室４２と遅角室４３に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室４２と遅角室４３の油圧でベーン４１が固定されて、クランク軸１２の回転によるハウジング３１の回転がオイルを介してロータ３５（ベーン４１）に伝達され、ロータ３５と一体的に吸気側カム軸１６が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３の油圧を油圧制御弁２９で制御してハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）とを相対回動させることで、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の回転位相（以下「カム軸位相」という）を制御して吸気バルブのバルブタイミングを可変する。尚、スプロケット１４には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧力をばね力で補助するねじりコイルばね５５（図２参照）が収容されている。
【００２１】
また、図３及び図４に示すように、いずれか１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によってカム軸位相の最遅角位相と最進角位相が規制されている。更に、他のベーン４１に形成されたロックピン収容孔５７には、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が収容され、このロックピン５８がハウジング３１に設けられたロック穴５９（図２参照）に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間位置（中間ロック位置）でロックされる。この中間ロック位置は、始動に適した位置に設定されている。
【００２２】
図６及び図７に示すように、ロックピン５８は、ロックピン収容孔５７の内周に嵌合された円筒部材６１内に摺動可能に挿入され、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の中央外周部に形成された弁部６３によって、円筒部材６１とロックピン５８との隙間が、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５とに区画されている。そして、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５に進角室４２から油圧を供給するために、ベーン４１には、進角室４２に連通するロック油路６６とロック解除保持用の油路６７が形成されている。また、ハウジング３１には、ロック穴５９と遅角室４３とを連通するロック解除油路６８が形成されている。
【００２３】
図６に示すように、ロックピン５８のロック時には、ロックピン５８の弁部６３がロック解除保持用の油路６７を塞いで、ロック油路６６をロック油圧室６４に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック油圧室６４に油圧が供給され、この油圧とスプリング６２によってロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態に保持され、カム軸位相が中間ロック位置でロックされる。
【００２４】
エンジン停止中は、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）が低下するが、スプリング６２によってロックピン５８がロック位置に保持される。従って、エンジン始動は、ロックピン５８がロック位置に保持された状態（中間ロック位置）で行われ、エンジン始動後に、オイルポンプ２８の吐出圧がある程度上昇した時点で、ロック解除制御が行われる。このロック解除制御により、ロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が高くなると、その油圧によって次のようにしてロックピン５８のロックが解除される。エンジン始動後のロック解除制御により、遅角室４３からロック解除油路６８を通してロック穴５９に供給される油圧（ロック解除方向の力）が、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）とスプリング６２のばね力との合力（ロック方向の力）よりも大きくなると、ロック穴５９の油圧によってロックピン５８がロック穴５９から押し出されて図７のロック解除位置に移動し、ロックピン５８のロックが解除される。
【００２５】
このロック解除状態では、図７に示すように、ロックピン５８の弁部６３がロック油路６６を塞いで、ロック解除保持用の油路６７をロック解除保持用の油圧室６５に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック解除保持用の油圧室６５に油圧が供給され、このロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）とによってロックピン５８がスプリング６２に抗してロック解除位置に保持される。
【００２６】
エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３のいずれかの油圧が高くなっているため、その油圧でロックピン５８がロック解除位置に保持され、ハウジング３１とロータ３５とが相対回動可能な状態（つまりバルブタイミング制御が可能な状態）に保持される。
【００２７】
エンジン運転中は、エンジン制御回路２１は、クランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号に基づいて吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実進角位置）を演算すると共に、吸気圧センサ２２、水温センサ２３等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブの目標バルブタイミング（吸気側カム軸１７の目標進角位置）を演算する。そして、吸気バルブの実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させるように可変バルブタイミング装置１８の油圧制御弁２９をフィードバック制御する。これにより、進角室４２と遅角室４３の油圧を制御してハウジング３１とロータ３５とを相対回動させることで、カム軸位相を変化させて吸気バルブの実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させる。
【００２８】
その後、エンジン１１を停止させる際に、エンジン回転速度が低下すると、オイルポンプ２８の吐出圧が低下するため、進角室４２や遅角室４３の油圧が低下してくる。これにより、ロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が低下して、スプリング６２のばね力がこれらの油圧に打ち勝つようになると、スプリング６２のばね力によってロックピン５８が突出してロック穴５９に嵌まり込むようになる。但し、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込むには、両者の位置が一致していること、つまり、カム軸位相が中間ロック位置に一致していることが条件となる。
【００２９】
エンジン１１が停止する際には、エンジン回転速度（オイルポンプ２８の回転速度）が低下して油圧が低下するため、カム軸１６の負荷トルクによりカム軸位相が自然に遅角側に変化していき、その過程で、図６に示すように、ロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませて、カム軸位相を中間ロック位置でロックする。
【００３０】
前述したように、エンジン始動は、ロックピン５８がロック位置に保持された状態（中間ロック位置）で行われ、エンジン始動後に、オイルポンプ２８の吐出圧がある程度上昇した時点で、ロック解除制御が行われる。このロック解除制御により、ロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が高くなると、その油圧によってロックピン５８のロックが解除され、このロック解除によって、吸気バルブのバルブタイミング（カム軸位相）のフィードバック制御が実行可能な状態となる。
【００３１】
しかし、ロック解除制御を行っても、何等かの原因で、ロックピン５８のロックを解除できない場合があるため、ロック解除できない場合は、再度、ロック解除制御を行うことが考えられる。このようにすれば、ロック機構の異物噛み込み等による一時的なロック解除不良であれば、再度のロック解除制御によりロック解除できる場合があるが、ロック解除不良の原因としては、ロック機構の動作不良の他に、油圧制御弁２９の動作不良が考えられる。油圧制御弁２９の動作不良の場合は、ロック解除制御の信号を油圧制御弁２９に出力しても、油圧制御弁２９が正常に動作しないため、ロック機構自体が正常であっても、ロック解除することはできない。
【００３２】
そこで、本実施形態（１）では、エンジン制御回路２１は、内蔵したＲＯＭ（記憶媒体）に記憶した図８のロック解除プログラムを実行することで、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時には、油圧制御弁２９を異常解除制御の駆動パターン（図９参照）で駆動して動作不良の原因（異物等）を取り除いた後に再度ロック解除制御を行うようにしている。本プログラムは、イグニッションスイッチ（図示せず）のオン後に起動され、特許請求の範囲でいうロック解除制御手段としての役割を果たす。
【００３３】
本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、エンジン始動後にロック解除制御が終了するまで待機する。その後、ロック解除制御が終了した時点で、ステップ１０２に進み、ロック解除されたか否か（つまりロックピン５８がロック穴５９から抜け出たか否か）を、次のようにして判定する。まず、現在の実進角位置（実バルブタイミング）ＶＴが中間ロック位置付近の所定範囲内（ＶＴＡ＜ＶＴ＜ＶＴＢ）であるか否かを判定する。ここで、所定範囲（ＶＴＡ＜ＶＴ＜ＶＴＢ）は、中間ロック位置から所定値（例えば実進角位置ＶＴの検出誤差、製造ばらつき、経時変化等の誤差要因を最大限見込んだ値）以内の範囲に設定されている。もし、現在の実進角位置ＶＴが中間ロック位置付近の所定範囲内でなければ、検出誤差等の誤差要因を最大限考慮しても、カム軸位相が中間ロック位置から離れていることは明らかであるため、ロック解除と判定する。
【００３４】
一方、現在の実進角位置ＶＴが中間ロック位置付近の所定範囲内であれば、ロック解除したか否かをカム角信号の進角量のばらつき度合から判定する。つまり、ロック解除されると、カム軸位相が油圧で中間ロック位置付近に制御されていても、カム軸位相が微振動するため、カム角信号の進角量のばらつき度合が増大する。この特性を利用して、カム角信号の進角量のばらつき度合の大小からロック解除の有無を判定する。尚、このステップ１０２の処理は、特許請求の範囲でいうロック解除判定手段としての役割を果たす。
【００３５】
このステップ１０２で、ロック解除されたと判定されれば、本プログラムを終了するが、ロック解除されていなければ、ステップ１０３に進み、油圧制御弁２９の異常解除制御を実行する。この異常解除制御では、図９に示すように、油圧制御弁２９の印加電流を例えば１００ｍＡと１０００ｍＡとに交互に一定周期で切り換えることで、油圧制御弁２９の弁ストロークを０とフルストロークとの間で往復動させる動作を所定時間繰り返す。このようにすれば、油圧制御弁２９の異物噛み込み等による一時的な動作不良の場合には、異常解除制御により油圧制御弁２９の弁体をフルストロークで往復動させる動作を繰り返すうちに、動作不良の原因（異物等）が取り除かれて油圧制御弁２９が正常に動作できる状態に戻る。
【００３６】
異常解除制御中は、油圧制御弁２９の弁体のストロークを検出する弁ストロークセンサ２５の出力信号に基づいて、油圧制御弁２９が正常に動作したか否かを判定し（ステップ１０４）、異常解除制御の終了時までに油圧制御弁２９が正常に動作しなければ、油圧制御弁２９の動作不良と判定する（ステップ１０５）。油圧制御弁２９の動作不良の場合は、再度のロック解除制御を行っても、無駄であるので、本プログラムを終了する。尚、油圧制御弁２９の動作不良と判定された場合は、その情報を不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶すると共に、警告ランプの点灯等によって運転者に異常を知らせ、更に、可変バルブタイミング装置１８をロックした状態でエンジン１１を運転できるように燃料噴射量や点火時期等を制御する。
【００３７】
一方、異常解除制御の終了時までに油圧制御弁２９が正常に動作すれば、ステップ１０６に進み、再度、ロック解除制御を実行する。このとき、ロック機構が正常であれば、再度のロック解除制御によりロック解除することができる。この後、ステップ１０７に進み、前記ステップ１０２と同様の方法で、ロック解除されたか否かを判定し、ロック解除されていれば、そのまま本プログラムを終了する。もし、ロック解除されていなければ、ステップ１０８に進み、ロックピン５８のロック解除不良（ロック固着）と判定する。つまり、前記ステップ１０４で、油圧制御弁２９が正常に動作することが確認されているため、再度のロック解除制御を行っても、ロック解除されなければ、ロックピン５８のロック解除不良（ロック固着）と判定することができる。尚、ロックピン５８のロック解除不良と判定された場合は、その情報を不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶すると共に、警告ランプの点灯等によって運転者に異常を知らせ、更に、可変バルブタイミング装置１８をロックした状態でエンジン１１を運転できるように燃料噴射量や点火時期等を制御する。
【００３８】
以上説明した図８のロック解除プログラムの実行例を図１０のタイムチャートを用いて説明する。図１０はロックピン５８のロック解除不良（ロック固着）が発生している場合の制御例である。この場合は、ロック解除制御を行っても、ロック解除できないため、油圧制御弁２９の異常解除制御が行われた後、再度、ロック解除制御が行われる。再度のロック解除制御を行っても、ロック解除されなければ、ロックピン５８のロック解除不良（ロック固着）と判定される。
【００３９】
以上説明した本実施形態（１）では、再度のロック解除制御を行う前に、油圧制御弁２９を異常解除制御の駆動パターンで駆動するため、油圧制御弁２９の異物噛み込み等による一時的な動作不良であれば、異常解除制御により油圧制御弁２９を正常に動作できる状態に戻してから、再度のロック解除制御を行うことができる。このため、ロック機構が正常であれば、再度のロック解除制御によりロック解除することができて、ロック解除不良の発生率を従来より少なくすることができ、可変バルブタイミング制御の信頼性を向上することができる。
【００４０】
しかも、本実施形態（１）では、異常解除制御中に、油圧制御弁２９の弁体のストロークを弁ストロークセンサ２５により検出し、油圧制御弁２９が正常に動作したか否かを判定するようにしたので、ロック解除不良の原因が、ロック機構の動作不良（ロック固着）と油圧制御弁２９の動作不良のいずれかであるかを特定することができ、この情報を不揮発性メモリ（バックアップＲＡＭ等）に記憶することで、故障修理時の故障診断を容易に行うことができる。
【００４１】
尚、本実施形態（１）では、再度のロック解除制御を行う前に、油圧制御弁２９の動作不良であるか否かを判定するようにしたが、再度のロック解除制御の終了後にロック解除不良と判定された場合に、エンジン停止後の電源メインリレーのオン中（電源オン中）に、油圧制御弁２９の異常解除制御を行って油圧制御弁２９の動作不良であるか否かを判定するようにしても良い。
【００４２】
尚、油圧制御弁２９の弁体の動作状態を検出するセンサは、１個の弁ストロークセンサ２５に限定されず、例えば、油圧制御弁２９の弁ストロークが０の位置とフルストロークの位置にそれぞれ弁体を検出するセンサを設置して、２個のセンサで油圧制御弁２９の弁体の動作状態を検出するようにしても良い。
【００４３】
また、本発明は、弁ストロークセンサ２５を省いて油圧制御弁２９の動作不良を検出しない構成としても良く、この場合でも、本発明の所期の目的を十分に達成することができる。
【００４４】
また、本実施形態（１）では、異常解除制御中に油圧制御弁２９をフルストロークで駆動するようにしたが、フルストロークよりも小さいストロークで駆動するようにしても良い。また、本実施形態（１）では、異常解除制御中に油圧制御弁２９を一定のストロークで駆動するようにしたが、異常解除制御中に油圧制御弁２９の駆動ストロークを徐々に大きくする等、駆動ストロークを徐々に変化させるようにしても良い。
【００４５】
尚、異常解除制御の終了後に油圧制御弁２９の動作不良と判定された場合に、再度、異常解除制御を繰り返すようにしても良い。また、油圧制御弁２９の動作が正常と判定された場合は、再度のロック解除制御でロック解除できなければ、更にロック解除制御を１回又は２回以上繰り返すようにしても良い。
【００４６】
［実施形態（２）］
上記実施形態（１）は、吸気バルブのみに可変バルブタイミング装置１８を設けた実施形態であるが、図１１及び図１２に示す本発明の実施形態（２）は、吸気バルブと排気バルブの両方に可変バルブタイミング装置を設けた実施形態である。本実施形態（２）においても、吸気側の可変バルブタイミング装置は、前記実施形態（１）の中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置１８と同じ構成であり、排気側の可変バルブタイミング装置は、中間ロック機構の無い従来の可変バルブタイミング装置と同じ構成である。エンジン始動時の排気バルブタイミングは、最進角位相であるため、可変バルブタイミング制御が開始されると、排気バルブタイミングは遅角側に制御される（図１２参照）。
【００４７】
この構成では、吸気側の可変バルブタイミング装置のロックが解除されない状態で可変バルブタイミング制御が行われた場合、排気側可変バルブタイミング装置のみが通常通り動作するため、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量等が異常になって、筒内の排気残留割合（内部ＥＧＲ量）が過多となるおそれがあり、それによって、筒内の燃焼状態が悪化して失火が発生したり、ドライバビリティや排気エミッションが悪化し、最悪の場合は、エンジンストールに至るおそれがある。
【００４８】
そこで、本実施形態（２）では、図１１のロック解除プログラムによって、ロック解除が検出されるまでは、筒内の排気残留割合（内部ＥＧＲ量）の増加を抑えるように排気バルブタイミングを制御する。図１のプログラムは、前記実施形態（１）で説明した図８のプログラムにステップ１０２ａ，１０９の処理を追加したものである。
【００４９】
本プログラムでは、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定されると、ステップ１０２ａに進み、排気バルブタイミングを進角補正して、吸排気バルブのバルブオーバーラップ量を少なくすることで、異常解除制御中のエンジンの内部ＥＧＲ量を少なくして燃焼状態の悪化を抑える。尚、排気バルブタイミングの進角補正は、最進角位相となるように制御したり、或は、排気バルブタイミングを通常よりも所定の補正量αだけ進角させるようにしても良い。この補正量αは、エンジン運転状態に応じてマップ等により変化させても良く、勿論、固定値としても良い。
【００５０】
その後、異常解除制御と再度のロック解除制御を行って、ロック解除されれば、ステップ１０９に進み、排気バルブタイミング制御を通常の制御に戻すが、再度のロック解除制御を行っても、ロック解除されなければ、その後も、排気バルブタイミングの進角補正が継続され、内部ＥＧＲ量を少なくした状態でエンジンが運転される。これにより、ロック解除不良時のエンジンの燃焼状態の悪化を少なくして失火を防止することができ、ドライバビリティや排気エミッションを改善できると共に、エンジンストールを防止できる。
【００５１】
尚、本実施形態（２）では、異常解除制御中に排気バルブタイミングの進角補正するようにしたが、異常解除制御中に排気バルブタイミングの制御を停止して排気バルブタイミングを固定するようにしても良い。このようにしても、異常解除制御中の内部ＥＧＲ量を増加を抑えることができ、燃焼状態の悪化を少なくすることができる。
【００５２】
［その他の実施形態］
上記実施形態（２）の構成に排気環流装置（ＥＧＲ装置）を追加したシステムに本発明を適用する場合は、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に、排気バルブタイミングを進角補正して内部ＥＧＲ量を減量補正し、且つ排気環流装置による外部ＥＧＲ量を減量補正するようにしたり、或は、排気バルブタイミングの進角補正を行わずに、外部ＥＧＲ量の減量補正のみを行うようにしても良い。つまり、内部ＥＧＲも外部ＥＧＲも燃焼性に及ぼす影響は同じであり、内部ＥＧＲ量と外部ＥＧＲ量との合計が全ＥＧＲ量となるため、異常解除制御中に内部ＥＧＲ量が増加したとしても、外部ＥＧＲ量を少なくすれば、全ＥＧＲ量の増加を抑えることができ、エンジンの燃焼状態の悪化を防ぐことができる。
【００５３】
尚、本発明は、排気側可変バルブタイミング装置にロック機構を設けても良く、勿論、吸気側及び排気側の両可変バルブタイミング装置にそれぞれロック機構を設けても良い。この場合、排気側可変バルブタイミング装置のロック機構のロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に、吸気バルブタイミングを内部ＥＧＲ量が少なくなるように遅角補正したり、或は、外部ＥＧＲ量を少なくするようにＥＧＲ弁の開度を制御すれば良い。
【００５４】
また、可変バルブタイミング装置のロック機構は、中間ロック位置でロックするものに限定されず、中間ロック位置以外の位置（例えば最遅角位置又は最進角位置）でロックする構成のものにも本発明を適用して実施することができる。
【００５５】
その他、本発明は、可変バルブタイミング装置の構成やロック機構の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で、種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示す制御システム全体の概略構成図
【図２】可変バルブタイミング装置の縦断面図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す断面図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す断面図
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図
【図６】ロックピンのロック状態を示す部分拡大断面図
【図７】ロックピンのロック解除状態を示す部分拡大断面図
【図８】実施形態（１）のロック解除プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図９】異常解除制御の駆動パターンを示すタイムチャート
【図１０】実施形態（１）のロック解除制御の一例を示すタイムチャート
【図１１】実施形態（２）のロック解除プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図１２】吸気バルブと排気バルブの開閉タイミング特性を示す図
【符号の説明】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロック解除判定手段，ロック解除制御手段）、２５…弁ストロークセンサ、２８…オイルポンプ、２９…油圧制御弁、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５３…ソレノイド、５４…スプリング、５８…ロックピン（ロック機構）、５９…ロック穴（ロック機構）、６２…スプリング（ロック機構）。

Claims (5)

1. 内燃機関の吸気バルブと排気バルブに、それぞれバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設けると共に、少なくとも一方の可変バルブタイミング装置に、可変バルブタイミング制御を行わない時にバルブタイミングを所定位相でロックするロック機構を設け、このロック機構及び前記可変バルブタイミング装置を油圧制御回路で駆動する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
   前記ロック機構のロック解除制御時に該ロック機構に対して油圧をロック解除方向にかけるように前記油圧制御回路の油圧制御弁を制御するロック解除制御手段と、
   前記ロック機構のロック解除の有無を判定するロック解除判定手段とを備え、
   前記ロック解除制御手段は、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に前記油圧制御弁を異常解除制御の駆動パターンで駆動した後に再度ロック解除制御を行うと共に、再度のロック解除制御により前記ロック機構のロック解除が検出されるまで、正常に動作する方の可変バルブタイミング装置の可変バルブタイミング制御を停止又は内燃機関の筒内の排気残留割合が少なくなるように制御することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
2. 内燃機関の排気の一部を吸気系に環流させる排気環流装置を備え、
   前記ロック解除制御手段は、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時には、再度のロック解除制御により前記ロック機構のロック解除が検出されるまで、前記排気環流装置による排気環流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
3. 内燃機関の吸気バルブと排気バルブの少なくとも一方に、バルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設けると共に、この可変バルブタイミング装置に、可変バルブタイミング制御を行わない時にバルブタイミングを所定位相でロックするロック機構を設け、このロック機構及び前記可変バルブタイミング装置を油圧制御回路で駆動する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
   内燃機関の排気の一部を吸気系に環流させる排気環流装置と、
   前記ロック機構のロック解除制御時に該ロック機構に対して油圧をロック解除方向にかけるように前記油圧制御回路の油圧制御弁を制御するロック解除制御手段と、
   前記ロック機構のロック解除の有無を判定するロック解除判定手段とを備え、
   前記ロック解除制御手段は、ロック解除制御終了後にロック解除されていないと判定された時に前記油圧制御弁を異常解除制御の駆動パターンで駆動した後に再度ロック解除制御を行うと共に、再度のロック解除制御により前記ロック機構のロック解除が検出されるまで、前記排気環流装置による排気環流量を少なくするように制御することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
4. 前記異常解除制御では、前記油圧制御弁の弁体を所定ストロークで往復動させる動作を繰り返すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
5. 前記ロック解除制御手段は、前記油圧制御弁を前記異常解除制御の駆動パターンで駆動した時に該油圧制御弁の弁体が正常に動作すれば前記ロック機構の動作不良によるロック解除不良と判定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。

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