JPH02275046A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関のバルブタイミング制御装置に関し、
より具体的にはノック制御装置を備えた内燃機関の可変
バルブタイミング制御装置において、ノック検出手段が
検出する機関の振動レベルから可変バルブタイミング機
構の異常を検出する様にした内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関においてノックが発生すると乗員に不快感を与
えると共に、放置しておくと甚だしいときは機関の損傷
を来す恐れがあることから、ノック発生の有無を監視し
て発生時に点火時期を遅角補正することは良く行われて
おり、その従来技術としては例えば、特公昭５７−１２
０２７号公報記載の技術を挙げることが出来る。而して
、断る制御においてノックの検出は通例シリンダブロッ
クに振動センサを設け、燃焼状態に直接関係しないクラ
ンク角度において機関のパックグランランド的な振動レ
ベルを検出してノイズレベルを求め、それに基づいてノ
ック判定レベルを求めて燃焼時のセンサ出力と比較する
ことによってノックの発生を検出している。

ところで近時、機関の高出力要求に応えるため機関の運
転状態に応じて吸排気弁のバルブタイミングを可変とす
る技術が提案されている。その技術にあっては例えば１
気筒４バルブの機関において、カムシャフト上に３個の
カムを並列的に取着し、両端に位置させたカムで機関低
速時のバルブタイミングを決めると共に、中央に位置す
るカムで高速時のバルブタイミングを決定している。

即ち、３個のカムに摺接させて３本のロッカアームを配
置し、両端のロッカアームをそれぞれ吸排気弁に連結す
ると共に低速運転時には中央部のロッカアームを空転せ
しめ、両端のカムで決まるタイミングで吸排気弁を開閉
する。而して、３本のロッカアームはビンによって連結
自在とされ、高速運転時には油圧力でピンを移動させて
３本のロッカアームを連結して中央位置のカムで規定さ
れる高速用のバルブタイミングで吸排気弁を開閉し、斯
くして運転状態に応じてバルブタイミング（及びリフト
Ｎ）を変える様に構成している。斯る従来技術の一例と
しては例えば、特開昭６２−１２１８１１号公報記載の
技術を挙げることが出来る。

（発明が解決しようとする課題） 而して、この可変バルブタイミング機構においては、ビ
ンを駆動する作動油が通る油路に油圧スイッチを設け、
ピンの連結又は切り離しが正常に行われたか否か検出し
ている。しかしながら、もし連結ビンが異物等を噛み込
んでロックした場合、油圧自体は指令通りに変化してい
ることから油圧スイッチにその異常が現れず、ピンロッ
クを検出することが出来ない。斯る可変バルブタイミン
グ制御においては、点火時期乃至は燃料噴射等の機関の
運転がタイミング域に応じて個別に行われることから、
例えばバルブタイミング指令信号と油圧スイッチの出力
との変化を監視し、バルブタイミング指令信号と油圧ス
イッチ出力が異なる状態を所定時間以上続けるときは機
構に異常ありと判断する等してフェールセーフ対策が別
途なされているが、その手法によるときはタイミング機
構の異常を検出するまでに時間がかかり、また間接的な
異常検出であって、いずれにしても斯る状態を長時間放
置するのはノックの発生を招き易い等の点で好ましくな
い。

ところで、上記した可変バルブタイミング機構を備えた
内燃機関において前記したノック制御を行う場合、バル
ブタイミングが変わるとリフト量乃至は回動特性が変動
してバルブシーテイング音が変化し、結果的に機関のバ
ックグラウンド的な振動レベルが変動することが近時判
明した。第１０図は可変バルブタイミング機構を備えた
内燃機関について行った機関回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）に対
するノックセンサ出力（電圧■）の変化を示す実験デー
タであるが、図示の如くバルブタイミング域に応じてセ
ンサ出力、即ちノイズレベルが明らかに相違している（
尚、実際にはノイズレベルは変動幅を有しているが、理
解の便宜のため簡略化して示した）。

従って、本発明は上記した知見に基づいてなされたもの
であり、バルブタイミングが相違するとノイズレベルが
相違する点に着目し、ノック検出手段の出力から可変バ
ルブタイミング機構の異常を検出することが出来る様に
した内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段及び作用）上記の目的を達
成するために本発明は、機関の運転状態に応じて吸排気
弁の少なくとも一方のバルブタイミング及び／又はリフ
ト量を変更する可変バルブタイミング機構を制御する手
段を備えてなる内燃機関のバルブタイミング制御装置に
おいて、該機関の発生する振動レベルを検出する振動レ
ベル検出手段を設け、前記バルブタイミング制御手段は
該振動レベル検出手段の出力を入力して所定の値と比較
し、その比較結果から前記可変バルブタイミング機構の
異常を判定する様に構成した。

（実施例） 以下、添付図面に即して本発明の詳細な説明する。第１
図は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置
を全体的に示す概略図である。同図に従って説明すると
、符号１０は４気筒等からなる車両用の多気筒の内燃機
関を示しており、吸気管１２を備える。該吸気管１２は
適宜位置にスロットル弁１４を備えており、吸気管先端
部に取着したエアクリーナ（図示せず）から導入された
吸気は、該スロットル弁１４で流量を調節され、燃料噴
射弁（図示せず）によって燃料を供給されてシリンダヘ
ッド１日に設けられた吸気ボート２０を経て燃焼室２２
に送り込まれる。燃焼室２２において、該混合気はピス
トン２４で圧縮された後、点火プラグ２６で着火されて
爆発し、ピストン２４を下方に駆動して排気ポート２日
を経て排気管３０を通って機関外に放出される。

ここで、吸気管１２に設けられたスロットル弁１４の開
度を検出するスロットル位置センサ３２が機関の適宜位
置に設けられると共に、吸気管１２にはスロットル弁１
４の下流においてパイプ（図示せず）が接続されて分岐
しており、その分岐路の終端部付近に吸入空気の圧力を
絶対値で測定する吸気圧力センサ３４が設けられ、また
分岐点下流の適宜位置には吸入空気の温度を検出する吸
気温センサ３６が設けられる。また内燃機関１０のシリ
ンダブロック３８内の冷却水通路４０の付近には水温セ
ンサ４２が設けられて機関冷却水の温度を検出すると共
に、その近傍には燃焼室２２から発生するノックに基づ
く振動を検出する圧電型のノックセンサ４４が設けられ
る。更に、内燃機関１０の適宜位置にはディストリビュ
ータ４６が設けられると共に、その内部にはピストン２
４の上下動に伴って回転するクランク軸（図示せず）の
回転に同期して回転する磁石及びそれに対峙して配置さ
れた回転体からなるクランク角センサ４８が収納されて
おり、所定クランク角度毎にパルス信号を出力する。ま
た車両の適宜位置には走行速度を検出する車速センサ５
０が設けられる。上記したスロットル位置センサ等のセ
ンサ３２３４．３６，４２，４４，４８．５０の出力は
、制御ユニット５２に送られる。

而して、内燃機関１０は１気筒４パルプとなっており、
前記した吸気ボート２０には、該ボートを開閉する吸気
弁５４が２個設けられると共に、排気ポート２日にも排
気弁５６が２個設けられて該ボートを開閉する（図にお
いて手前側の弁のみ示す）。而して、吸排気弁５４．５
６には前記した可変バルブタイミング機構６０が連結さ
れ、制御ユニット５２の指令に応じて吸排気弁５４゜５
６のバルブタイミング及びリフトｔを可変に駆動する。

即ち、制御ユニット５２は後述する如く、可変バルブタ
イミング機構６０に設けられた油圧スイッチ６００の出
力を入力し、前記したクランク角センサ４８等の出力か
ら判断する運転状態に応じてバルブタイミング及びリフ
ト量を決定して可変バルブタイミング機構６０の動作を
制御する。また制御ユニット５２にはイグナイタ等から
なる点火装置６２が接続され、該点火装置６２は制御ユ
ニット５２の出力を入力し、決定された点火時期でディ
ストリビュータ４６を介して点火プラグ２６を放電させ
混合気を着火する。

続いて、第２図及び第３図を参照して可変バルブタイミ
ング機構６０を説明する。

第２図は第１図に示した内燃機関１０のシリンダヘッド
１８の内部を詳細に示す拡大断面図であるが、図示の如
く、可変バルブタイミング機構６０は、吸気弁５４を開
閉駆動する吸気側動弁装置６０２１と排気弁５６を開閉
駆動する排気側動弁装置６０２ｅとからなる。両動弁装
置６０２１、ｅは基本的に同一の構造を有するものであ
るので、図面において吸気側の部材には添字ｉを、排気
側の部材には添字ｅを付し、以下の説明は添字を付さず
に両者共通して行う。

而して、両動弁装置６０２は、機関クランク軸（図示せ
ず）から１／２の減速比で回転駆動されるカムシャフト
６０４を備える。カムシャフト６０４上には気筒毎に、
第１の低速用カム６０６と第２の低速用カム６０８が間
隔を置いて並列的に取着されると共に、その間に高速用
カム６１０が配置される。ここで第１及び第２の低速用
カム６０６．６０８のカム形状は路間−に構成すると共
に、高速用カム６１０は比較的径方向に突出するカム形
状を有する様に構成する。カムシャフト６０４の付近に
はロッカシャフト６１２が対応して平行に設けられてお
り、該ロッカシャフト６１２上には第３図に良く示す如
く、第１のロッカアーム６１４、第２のロッカアーム６
１６及び自由ロッカアーム６１８が回転自在に配置され
る。これら３本のロッカアームは前記カムに対応して設
けられており、第１０ツカアーム６１４は第１低速用カ
ム６０６に摺接し、第２０ツカアーム６１６は第２低速
用カム６０８に摺接し、自由ロッカアーム６１８は高速
用カム６１０に摺接する様に対応配置される。第２図に
示す如く、両端の第１、第２０ツカアーム６１４，６１
６にはタペットネジ６２０が進退可能に螺合されており
、これらのタペットネジ６２０が吸排気弁５４．５６の
上端に当接して開閉駆動する。また中央位置の自由ロッ
カアーム６１８はロストモーション機構６２２に揺動自
在に支持され、それ自体は隣接するロッカアームに連結
されない限り弁の開閉に関与しない。而して、これら３
個のロッカアーム６１４６１６．６１８を連結するため
に、連結機構６３０が設けられる。尚、カムシャフト６
０４ｅの端部にはタイミングプーリ６２４が固設されて
おり、タイミングベルト６２６によって図示しないクラ
ンク軸に連結される。

第３図に連結機構６３０の詳細を示す。即ち、３本のロ
ッカアーム６１４，６１６，６１８はその内部を横断的
に穿設されて穴６３２及び孔６３４．６３６が連続的に
形成されており、そこに第１の連結ビン６４０、第２の
連結ビン６４２及び規制ビン６４４が摺動自在に収納さ
れる。第１連結ビン６４０は一端が径小となってそこに
油室６４６が形成され、核油室６４６は分岐路６４８を
介して油路６５０に連通ずる。また規制ピン６４４には
バネ６５２が設けられており、該ビンを第２連結ピン６
４２側に付勢している。即ち、油室６４６に高圧油が導
入されると第１、第２連結ピン６４０，６４２はバネ力
に抗して突出し、規制ビン６４４を押圧してロッカアー
ム間を架橋して連結すると共に、その油圧が低下すると
バネ６５２の付勢力で図示位置に復帰して連結を解く様
に構成される。

而して、油路６５０と油圧源（図示せず）との間には第
３図上方に示す油圧切換機構６６０が介挿される。油圧
切換機構６６０はスプール弁６６２を備えており、該ス
プール弁は油圧源に連通ずる入口ポート６６４と、前記
油路６５０に連通路６５４を介して連通ずる出口ボート
６６６間の流量を制御する。即ち、スプール弁６６２が
図示の閉鎖位置にあるときは、入口ボート６６４から流
入する圧油はオリフィス孔６６８を通じて出口ポート６
６６に流れる。このとき圧油の一部がバイパスポート６
７０を通じて流出することも相まって、油路６５０に流
入して油室６４６に作用する油圧は低く、よって３本の
ロッカアーム６１４．６１６，１１８は別々に揺動し、
低速バルブタイミングで吸排気弁５４．５６を開閉する
。

このスプール弁６６２は管路６７２，６７４を介して電
磁弁６８０と接続されており、入口ボート６６４から流
入した圧油は管路６７２を経て電磁弁６８０に送出され
、該弁が消磁されて図示の閉鎖位置にあるときはそこで
基土される。而して、電磁弁６８０は励磁されると開弁
じ、圧油は第２の管路６７４を通ってスプール弁６６２
の頂部に作用し、該スペール弁を想像線で示す開弁位置
に駆動する。その結果、入口ボート６６４から流入する
圧油は前記したオリフィス孔６６８に加えて、矢印（想
像線）で示す如くスプール弁６６２の環状凹部と収納壁
面間に形成される間隙を通って出力ポートロ６６に流れ
、油路６５０に流入する。これによって油路６５０の油
圧が高まり、連結ビン６４０，６４２が移動し、３本の
ロッカアーム６１４，６１６，６１８を串刺し状に連結
して吸排気弁を高速バルブタイミングで開閉駆動する。

この高速バルブタイミングにおいては、低速バルブタイ
ミング時に比して、オーバラップタイム及びリフト量が
増大する。尚、スプール弁６６２の付近には前記した油
圧スイッチ６００が設けられ、油路６５０の圧力を検出
し、低圧のときオン（Ｈレベル）、高圧のときオフ（Ｌ
レベル）となる信号を出力して前記制御ユニット５２に
送出する。

ここで第４図を参照して制御ユニット５２を説明すると
、スロットル位置センサ３２等のアナログ出力は、制御
ユニット内においてレベル変換回路６４に入力されて所
定レベルに変換され、マイクロ・コンピュータ６６に入
力される。該マイクロ・コンピュータは、Ａ／Ｄ変換回
路６６ａ、１１０６６　ｂＳＣＰＵ６６　ｃ、ＲＯＭ６
６　ｄ、ＲＡＭ６６ｅ及び演算用のレジスタ並びにタイ
マ（レジスタ及びタイマの図示は省略した）を備えてお
り、レベル変換回路出力はＣＰＵ６６　ｃの指令に応じ
てＡ／Ｄ変換回路６６ａにおいてデジタル値に変換され
た後、ＲＡＭ６６　ｅに一時格納される。又、クランク
角センサ４８等のデジタル出力は波形整形回路６８にお
いて波形整形された後、１１０６６ｂを介してマイクロ
・コンピュータ内に入力される。

更に、前記したノックセンサ４４の出力は制御ユニット
５２に送出された後、ノック検出回路７０に入力される
。ノック検出回路７０は、フィルタ手段７０ａ及びコン
パレータ手段７０ｂ並びにＤ／Ａ変換手段７０ｃを備え
、フィルタ手段７０ａはコンパレータ手段７０ｂの非反
転入力端子に接続されると共に、その反転入力端子はＤ
／Ａ変換手段７０ｃが接続される。またコンパレータ手
段７０ｂはマイクロ・コンピュータ６６に接ｈｉされる
と共に、マイクロ・コンピュータ６６はＤ／Ａ変換手段
７０ｃに接続される。尚、前記したノックセンサ４４と
して、ノックに基づいた周波数で共振して出力を発生す
る共振型式のものを用いた場合は想像線で示す如く、フ
ィルタ手段７０ａが不要となる。

このノック検出回路７０にあっては、コンパレータ手段
７０ｂにおいてセンサ出力をマイクロ・コンピュータ６
６が設定する基準値と比較し、ノイズレベルの算出及び
ノックの判定を行うが、この点に付いて第５図タイミン
グ・チャートを参照して説明すると、マイクロ・コンピ
ュータ６６から燃焼状態にないクランク角度範囲（例え
ばＡＴＤＣ１２０〜１４０度）において、Ｄ／Ａ変換手
段７０ｃに対し機関振動のバックグラウンド値たるノイ
ズレベルＶＮＯＩＳＥが比較基準値として出力される。

この角度範囲を第５図において「ノイズゲート」と示す
。出力値はＤ／Ａ変換手段７０Ｃによりアナログ値に変
換され、センサ出力レベルとコンパレータ手段７０ｂに
て比較される。マイクロ・コンピュータ６６は比較結果
に基づき、このノイズレベルの変更を行う。該ノイズレ
ベルは、センサ出力レベルの略ビーク値近辺になる様に
設定される。

又、マイクロ・コンピュータ６６は第５図に「ノックゲ
ート」として示す燃焼状態を含む適宜なりランク角度範
囲（ＡＴＤＣＩＯ〜５０度）において、前記ノイズレベ
ルＶＮＯＩＳＥを基に所定の係数ＧＡＭＰ　　（運転状
態に応じ適宜設定される値）を乗じてノック判定レベル
を算出し、算出されたノック判定レベルをＤ／Ａ変換手
段７０ｃを介してコンパレータ手段７０ｂに出力する。

コンパレータ手段７０ｂはセンサ出力レベルを該ノック
判定レベルと比較し、センサ出力がノック判定レベルを
超えているとき、ノック発生と判断する。尚、斯るノッ
ク検出手法におけるノイズレベル及びノック判定レベル
の算出は、マイクロ・コンピュータ６６において、ソフ
トウェア手法を用いて行われるが、ハードウェア回路を
用いてアナログ的に検出しても良く、またノイズレベル
の生成についてもセンサ出力の平均値を用いる等、種々
の手法を用いて良い。

尚、マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ６６ｃは、
後述の如く機関回転数及び吸気圧力等からバルブタイミ
ング域を決定し、出力回路７２を介して図示しない電磁
弁駆動回路を介して電磁弁６８０を励磁／消磁し、バル
ブタイミング（及びリフト量）を制御する。更に、決定
されたバルブタイミングに基づき、マイクロ・コンピュ
ータにおいてＣＰＵ６６　ｃは、クランク角センサ４８
の出力から機関回転数を算出すると共に吸気圧力センサ
３４の出力から機関負荷状態を判断し、ＲＯＭ６６ｄに
格納した当該バルブタイミング用の基本点火時期マツプ
を検索して基本点火時期を算出すると共に、水温、吸気
温等の他の運転パラメ−夕から基本点火時期を補正し、
前記したコンパレータ手段７０ｂの出力からノック状態
にあることが判明したときは該点火時期を更に進遅角補
正して最終点火時期を算出し、第４図に示す様に第２の
出力回路７４を経て点火装置６２に点火を指令し、ディ
ストリビュータ４６を介して所定気筒の点火プラグ２６
を点火して燃焼室２２内の混合気を着火する。

この可変バルブタイミング制御を第６図フロー・チャー
トを参照して簡単に説明すると、Ｓ１０において前述し
たセンサ群の出力から機関回転数Ｎｅ及び吸気圧力Ｐｂ
ａ並びに水温Ｔｉｎ等を含む機関の運転状態を示すパラ
メータを読み込み、Ｓ１２においてバルブタイミング切
換の禁止条件が成立しているか否か判断する。この禁止
条件としては例えば、機関が暖機過程中にあること、車
速が極低速にあること等が挙げられる。

３１２において禁止条件が成立していないと判断される
ときは５１４に進み、機関回転数Ｎｅと吸気圧力Ｐｂａ
（負荷）とからＲＯＭ６６　ｄに格納したマツプを検索
してバルブタイミングゾーンを決定する。第７図はこの
バルブタイミングゾーンを示す説明図であり、図示の如
く適宜な機関回転数と負荷とから切換ポイントが設定さ
れると共に、該切換ポイントは負荷が低い程高回転側に
移行する様に設定される。Ｓ１４においてはセンサ出力
から低速側と高速側のバルブタイミングのいずれが選択
されるべきか判断する。

続いてＳ１６に進んで決定されたバルブタイミングが高
速側であるか否か判断し、高速側であれば３１８に進ん
で電磁弁６８０を励磁し、また低速側であれば３２０に
進んで電磁弁６８０を消磁する。

而して、高速側に決定されて電磁弁が励磁されたときは
Ｓ２２に進み、油圧スイッチ６００がオフしたか否か判
断する。電磁弁が励磁されて油圧が上昇して油圧スイッ
チ・オフとなるまで時間がかかるので、３２２の判断は
否定されてＳ２４に移行し、タイマｔ　ＬＶＴＤＬＹ　
（ダウ、ンカウンタ）の値が零であるか否か判断する。

このタイマについては後述するが、そこでの判断は通例
肯定されてＳ２６に至り、第２のタイ？　ｔ　ＨＶＴＤ
ＬＹ　（ダウンカウンタ）をスタートさせ、３２８に進
んでバルブタイミングゾーン判定フラグＦＶＴを零にリ
セットし、とりあえずば低速側のタイミングにある旨を
表示する。

而して、次回以降のプログラム起動時に８２２で油圧ス
イッチ・オフと判断されると５３０に進み、先にスター
トさせた第２タイマ値が零に達したことを確認して３２
に進み、前記第１タイマをスタートさせてＳ３４に至り
、そこで始めてフラグＦνＴを１にセットし、高速タイ
ミング域にあることを表示する。尚、低速タイミングに
決定されてＳ２０で電磁弁が消磁された場合も、３３６
で油圧スイッチ・オンと判断されるまでＳ３０゜３３２
、Ｓ３４と進んでゾーン判定フラグはｌにセットしたま
まとし、Ｓ３６で油圧スイッチ・オンと判断され、次い
でＳ２４で第１タイマ値が零に達したことが確認されて
始めて３２８でゾーン判定フラグＦＶＴを零にリセット
して低速タイミング域に切り換ったことを表示する。第
１タイマＬＬＶＴＤＬＹ及び第２タイマｔ　ＨＶＴＤＬ
Ｙは上記から明らかな如く、バルブタイミング切換時の
油圧機構の動作遅れを補償するためのものである。尚、
バルブタイミングによって充填効率乃至は燃焼特性が異
なるところから、３２８，３３４で決定されたタイミン
グに応じて点火時期は前述した如く低速側又は高速側の
基本特性が選択されると共に、燃料噴射についても対応
する特性が選択される。

続いて、第８図フロー・チャートを参照して本発明に係
るバルブタイミング制御装置の動作を説明する。尚、本
フロー・チャート及び前出第６図フロー・チャートに示
すプログラムは、前記マイクロ・コンピュータ６６にお
いて所定のクランク角度で起動される。

先ず、５１００において前記した連結機構６３０に異常
が発生して既にフェールセーフ状態となっているか否か
判断し、否定されるときは５１０２に進んで前記したゾ
ーン判定フラグＦＶＴから現在のバルブタイミングが高
速側と低速側とのいずれに決定されているか判断し、高
速側のバルブタイミングに決定されていると判断される
ときは５１０４に進み、前回検出時と同一ゾーンか否か
判断する。ここでゾーンの切換があったときは５１０６
に進んでタイマｔＦＶＴ　　（ダウンカウンタ）をスタ
ートさせ、次いで、５１０８でタイマ値が零に達したか
否か判断する。前述した如く切換時には油圧による遅れ
があり、このタイマｔ　ＦＶＴもその遅れを補償するた
めのものである。

８１０８でタイマ値から油圧が上昇してピンが押し出さ
れて連結するに足る時間が経過したと判断されるときは
次いで３１１０に進み、連結機構６３０のフェールを判
定するフェール判定レベルＶＴＨｉ−Ｍａｘを検索する
。第９図はフェール判定レベルＶＴＨｉ−Ｍａｘの特性
を示す説明図であり、第１０図に関して先に注記した如
く、ノイズレベルは所定の変動幅を有して高速側と低速
側とで相違していることから、その限界値、高速側につ
いてはその最大値を判定レベルとする。尚、このレベル
は第１０図に示した実験データに基づいて適宜設定され
てＲＯＭ６６　ｄに格納され、ノックセンサ出力が機関
回転数に比例して増加することから、機関回転数に応じ
て検索自在とする。尚、第１０図及び第９図において低
速バルブタイミング時のノイズレベルの方が高速バルブ
タイミング時のそれよりも大きくなっているが、−船釣
には高速バルブタイミング時の方がリフト量が大きいこ
とから、バルブシーテイング時の振動も低速バルブタイ
ミング時に比して大きくなり、よってノイズレベルも大
きくなる筈である。しかし、これはノイズレベルを計測
する角度範囲、各パルプの開閉区間及びリフト量の大き
さによるバルブ音の大きさ又はカムプロフィールとの関
係等から決定される振動の大きさにより変動するもので
あり、実験において必ずしもその通りの結果が表れるも
のではない。但し、いずれにしても実験データから、低
速側のタイミング時と高速側のタイミング時とではノイ
ズレベルが相違することは見てとることが出来る。従っ
て、その相違するノイズレベルに応じて図示の如くフェ
ール判定レベルを個別に設定した。

次いで、５１１２においてフェール判定レベルＶＴＨｉ
−Ｍａｘを実際に算定したノイズレベルＶＮＯＩＳＥ−
ＶＴ旧と比較し、ノイズレベルが判定レベルを下廻ると
判断されるときは機構が正常に動作していると判断して
プログラムを終了する。而して、５１１２においてノイ
ズレベルが判定値を超えるときはＳｔ　１４に進んでフ
ラグＦ　ＴＳＴが１のセットされていないことを確認し
、５１１６に進んで当該フラグを１にセットし、５１１
８に進んでタイマｔ、　ＦＳＶＴをスタートさせて所定
の時間計測を開始する。次いで、次回以降のプログラム
起動時に８１１２で再び判定値を超えたことが確認され
たときは５１１４を経て５１２０びジャンプし、そこで
時間経過が確認されると５１２２に進んで機構に異常が
生じたと決定する。ここでタイマｔＦＳＶＴを介して時
間を計測するのはセンサ出力の過渡的な異常によって誤
判定するのを避けるためである。尚、前記したフラグＦ
　ＴＳＴはタイマをスタートさせたことを表す。

また５１０２で低速側のタイミングに決定されている判
断されるときも略同様であり、即ち５１２４で前回検出
時とゾーンが相違すると判断されれば５１２６でタイマ
ｔ　ＦＶＴをスタートさせ、３１２８で時間経過を待っ
て５１３０に進み、第９図に示す特性から低速側のフェ
ール判定値ＶＴＬＯ−Ｍｉｎ　　（最小値）を選択し、
３１３２〜５Ｉ４２で判定値を下廻るか否か判別し、下
廻る状態が所定時間続くときはバルブタイミング機構の
異常と判定する。

而して、５１２２或いは５１４２で異常と決定されたと
きは適宜なフラグを設けてその旨を表示し、次回以降の
プログラム起動時には５１００での判断は肯定されて３
１４４に進み、そこでフェールセーフ制御が行われる。

このフェールセーフ制御においては先ずバルブタイミン
グの切換が禁止され、制御は低速バルブタイミング側に
あるものとして行われ、点火時期及び燃料噴射について
も低速ゾーン側の値が用いられる。特に燃料噴射につい
ては機関出力を制限する意味で機関回転数を適宜な値、
例えば第７図に示す切換ポイント付近の機関回転数以下
に抑制すべく、機関回転数がそれを超えたときは燃料カ
ットを行う。尚、それと同時に、前記したマイクロ・コ
ンピュータ６６に適宜な警告表示手段を接続して異常を
表示する様にしても良い。

尚、上記実施例においてはタイマｔ　ＦＳＶＴを使用し
て時間を計測して異常を確認する様にしたが、燃焼サイ
クル（ＴＤＣ数）を計数して確認しても良い。また上記
実施例においては異常を気筒毎に検出していないが、こ
れを気筒毎にノックセンサを設けると共に、気筒を判別
して各別に異常を検出する様にしても良い。

上記実施例は前記の如く、ノック制御装置を備えた可変
バルブタイミング制御装置において、バルブタイミング
によって機関の振動レベルが異なることに着目し、ノイ
ズレベルを、決定されているバルブタイミング域に対応
するフェール判定レベルと比較して連結機構の作動を監
視する様にしたので、連結機構の異常を迅速に検出する
ことが出来る。

（発明の効果） 本発明は、機関の運転状態に応じて吸排気弁の少なくと
も一方のバルブタイミング及び／又はリフト量を変更す
る可変バルブタイミング機構を制御する手段を備えてな
る内燃機関のバルブタイミング制御装置において、該機
関の発生する振動レベルを検出する振動レベル検出手段
を設け、前記バルブタイミング制御手段は該振動レベル
検出手段の出力を入力して所定の値と比較し、その比較
結果から前記可変バルブタイミング機構の異常を判定す
る様にしたので、バルブタイミング機構の異常を迅速に
検出することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御
装置を全体的に示す説明図、第２図はその可変バルブタ
イミング機構を示すシリンダヘッド部の説明断面図、第
３図はその連結機構及び油圧切換機構の詳細を示す説明
断面図、第４図は第１図装置中の制御ユニットの詳細を
示す説明ブロック図、第５図はその中のノック検出回路
の動作を示す説明波形図、第６図は可変バルブタイミン
グの制御動作を一般的に示す説明フロー・チャート、第
７図はその切換特性を示す説明図、第８図は本発明に係
る装置の動作を示す説明フロー・チャート、第９図はそ
の中で使用するフェール判定レベルの特性を示す説明図
及び第１０図はバルブタイミングに応じたノイズレベル
の変動を示す実験データである。 １０・・・内燃機関、１２・・・吸気管、１４・・・ス
ロットル弁、１８・・・シリンダヘッド、２２・・・吸
気ボート、２２・・・燃焼室、２４・・・ピストン、２
６・・・点火プラグ、２８・・・排気ボート、３０・・
・排気管、３２・・・スロットル位置センサ、３４・・
・吸気圧力センサ、３６・・・吸気温センサ、３８・・
・シリンダブロック、４０・・・冷却水通路、４２・・
・水温センサ、４４・・・ノックセンサ、４６・・・デ
ィストリビュータ、４８・・・クランク角センサ、５０
・・・車速センサ、５２・・・制御ユニット、５４・・
・吸気弁、５６・・・排気弁、６０・・・可変バルブタ
イミング機構、６２・・・点火装置、６４・・−レベル
変換回路、６６・・・マイクロ・コンピュータ、６８・
・・波形整形回路、７０・・・ノック検出回路、７２．
７４・・・出力回路、６００・・・油圧スイッチ、６０
２・・・吸（排）気側動弁装置、６０４・・・カムシャ
フト、６０６，６０８・・・低速用カム、６１０・・・
高速用カム、６１２・・・ロッカシャフト、６１４，６
１６，６１８・・・ロッカアーム、６２０・・・タペッ
トネジ、６２２・・・ロストモーション機構、６３０・
・・連結機構、６３２・・・穴、６３４，６３６・・・
孔、６４０．６４２・・・連結ビン、６４４・・・規制
ピン、６４６・・・油室、６４８・・・分岐路、６５０
・・・油路、６５２・・・バネ、６５４・・・連通路、
６６０・・・油圧切換機構、６６２・・・スプール弁、
６６４・・・入口ポート、６６６・・・出口ボート、６
６８・・・オリフィス孔、６７０・・・バイパスポート 第 図 ６０−−−−−−−ゴ′尖バルブ゛タイミンク°荊に゛
不１第６図 第７図 第９図 υ ｅ 第８図 第１０図 ｅ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関の運転状態に応じて吸排気弁の少なくとも一方のバ
   ルブタイミング及び／又はリフト量を変更する可変バル
   ブタイミング機構を制御する手段を備えてなる内燃機関
   のバルブタイミング制御装置において、該機関の発生す
   る振動レベルを検出する振動レベル検出手段を設け、前
   記バルブタイミング制御手段は該振動レベル検出手段の
   出力を入力して所定の値と比較し、その比較結果から前
   記可変バルブタイミング機構の異常を判定する様にした
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置
   。