JP2007315380A - ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆止弁付きのベーン式可変バルブタイミング調整機構の進角・遅角動作の異常（ドレーン切替弁や逆止弁の異常）を早期に検出できるようにする。
【解決手段】進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９に、それぞれ逆止弁３０，３１を設けると共に、各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９に、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３を並列に設け、各ドレーン油路３２，３３に、それぞれドレーン切替弁３４，３５を設ける。進角室１８と遅角室１９に供給する油圧を制御する油圧制御弁２１に、各ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替えるドレーン切替制御機能３８を一体化する。進角・遅角動作中にＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて進角・遅角動作の応答性が正常範囲内であるか否かを判定して進角・遅角動作の異常の有無を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ、各油圧室からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置に関する発明である。

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等を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング（カム軸の変位角）を可変する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。例えば、ベーン式の可変バルブタイミング装置の基本的な構成は、特許文献１（特開２００１−１５９３３０号公報）に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジングと、吸気バルブ（又は排気バルブ）のカム軸に連結されたベーンロータとを同軸状に配置し、ハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をベーンロータ外周側のベーン（羽根部）で進角室と遅角室とに区画する。そして、各油圧室の油圧を油圧制御弁で制御して、ハウジングに対してベーンロータを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の変位角（カム軸位相）を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。

このようなベーン式の可変バルブタイミング装置では、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるフリクショントルクの変動がベーンロータに伝わり、それによって、ベーンロータに対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータが遅角方向にトルク変動を受けると、進角室の作動油が進角室から押し出される圧力を受け、また、ベーンロータが進角方向にトルク変動を受けると、遅角室の作動油が遅角室から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源から供給される油圧が低い低回転領域では、進角室に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図３に点線で示すように、ベーンロータが上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標変位角に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献２（特開２００３−１０６１１５号公報）に示すように、遅角室の油圧供給油路と進角室の油圧供給油路にそれぞれ逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けても遅角室や進角室からの作動油の逆流を逆止弁によって防止することで、図３に実線で示すように、可変バルブタイミング制御中にベーンロータが目標変位角の方向とは逆方向に戻されることを防止して、可変バルブタイミング制御の応答性を向上させることが考えられている。
特開２００１−１５９３３０号公報（第４頁〜第６頁等） 特開２００３−１０６１１５号公報（第１頁等）

ところで、上記特許文献２の可変バルブタイミング装置では、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路（油圧導入ライン）に、それぞれ逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁をバイパスする戻りライン（油圧排出ライン）を並列に設け、各油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁（スプール式電磁弁）に、各油圧室の戻りラインを開閉するライン切替弁としての機能を一体化した構成となっている。そして、この油圧制御弁の制御電流値を制御することで、各油圧室に供給する油圧を制御すると同時に、各油圧室の戻りラインの開放／閉鎖の切り替えを制御して、いずれかの油圧室の油圧を抜く必要があるときに、その油圧室の戻りラインを開放して当該戻りラインを通して油圧を速やかに抜くことができるようにしている。

しかしながら、上記特許文献２の可変バルブタイミング装置では、電動式可変力ソレノイドにより油圧制御弁のアーマチュアを駆動しており、カム軸方向の全長が長くなるため、搭載性が悪くなるという問題があった。

そこで、本出願人は、逆止弁をバイパスするドレーン油路に、油圧で駆動されるドレーン切替弁を設けると共に、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える電磁式の油圧切替弁を設ける構成の可変バルブタイミング装置を提案している。この構成では、ドレーン切替弁を小型化できると共にドレーン切替弁への電気的な配線が不要であるため、ドレーン切替弁を逆止弁と共に可変バルブタイミング調整機構の内部の狭いスペースにコンパクトに組み付けることが可能となる。また、油圧切替弁と、可変バルブタイミング装置の各油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁とをカム軸に直接搭載する必要がないため、上記特許文献２に比べて、可変バルブタイミング装置の搭載性が改善されるという利点がある。なお、本出願人は、上記可変バルブタイミング装置を更に改良し、１つの油圧制御弁で、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替えるとともに、可変バルブタイミング装置の各油圧室に供給する油圧を制御することができる構成の可変バルブタイミング装置についても提案している。

このような可変バルブタイミング機構の開発過程で、耐久試験等で長期間運転したときに、ドレーン切替弁や逆止弁に異物が噛み込まれたりそれらの弁体が固着したりしてドレーン切替弁や逆止弁が正常に動作しなくなる可能性（進角・遅角動作が異常になる可能性）があることが判明した。このような異常は、エンジン性能を悪化させるため、できるだけ早期に検出して運転者に知らせて修理を促す必要がある。

そこで、本発明の目的は、エンジン運転中に進角・遅角動作の異常を早期に検出できるようにしたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にそれぞれ油圧で駆動されるドレーン切替弁を設けると共に、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置において、前記可変バルブタイミング調整機構の変位角（以下「ＶＣＴ変位角」という）を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止するように前記油圧切替弁を制御すると共に、前記各油圧室の油圧を制御する油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御し、前記ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン切替弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように前記油圧切替弁を制御すると共に、前記油圧制御弁の制御電流を制御して各油圧室の油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。そして、異常診断手段は、前記進角・遅角動作中に所定の異常診断実行条件が成立しているときに前記ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて当該進角・遅角動作の異常の有無を判定するようにしたものである。

システム全体が正常に動作している場合、遅角動作中は、進角室側のドレーン切替弁を開弁して進角室の作動油を当該ドレーン切替弁を通してドレーン（排出）しやすくすると共に、遅角室側のドレーン切替弁を閉弁して遅角室側の逆止弁の機能を有効に働かせて遅角室からの作動油の逆流を逆止弁で防止しながら作動油を遅角室に充填するという制御を行う。これにより、低油圧時でも、カム軸から伝わる進角方向へのトルク変動に対して遅角室からの作動油の逆流を逆止弁により防止しながら効率良く遅角室に油圧を供給して遅角応答性を向上させる。

また、進角動作中は、遅角室側のドレーン切替弁を開弁して遅角室の作動油を当該ドレーン切替弁を通してドレーンしやすくすると共に、進角室側のドレーン切替弁を閉弁して進角室側の逆止弁の機能を有効に働かせて進角室からの作動油の逆流を逆止弁で防止しながら作動油を進角室に充填するという制御を行う。これにより、低油圧時でも、カム軸から伝わる遅角方向へのトルク変動に対して進角室からの作動油の逆流を逆止弁で防止しながら効率良く油圧を進角室に供給して進角応答性を向上させる。

このような特性を考慮して、本発明は、進角・遅角動作中にＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて進角・遅角動作の応答性が正常範囲内であるか否かを判定して当該進角・遅角動作の異常の有無を判定するものであり、これにより、エンジン運転中に進角・遅角動作の異常を早期に検出することができる。

この場合、請求項２のように、異常診断実行条件の少なくとも１つを、エンジン回転速度が所定回転速度以下の低回転領域であることを条件としても良い。これは、エンジン回転速度が所定回転速度以下の低回転領域では、油圧供給源から供給される油圧が低くなるために、ドレーン切替弁や逆止弁が正常に動作しないと、進角・遅角動作時の応答性が顕著に悪化する傾向があり、異常を検出しやすくなるためである。また、高回転側の領域では、進角・遅角のいずれの方向への動作でも場合も、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁が回転遠心力等により自動的に開弁されるように構成する場合があるためである。

また、請求項３のように、異常診断実行条件の少なくとも１つを、ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が所定値以上であることを条件としても良い。この条件は、ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が小さくなると、ＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなるというＶＣＴ変位角フィードバック制御の特性を考慮したものである。

また、請求項４のように、異常診断実行条件の少なくとも１つを、目標変位角が変化してから所定時間経過後であることを条件としても良い。この条件は、目標変位角の変化に応じてＶＣＴ変位角の変化速度が上昇するのに応答遅れがあることを考慮して、目標変位角変化後に正常時の最大許容応答遅れ時間に相当する所定時間が経過してからＶＣＴ変位角の変化速度を判定するようにするためである。

また、請求項５のように、ＶＣＴ変位角の変化速度が所定値以下となる状態が継続する時間を考慮して進角・遅角動作の異常の有無を判定するようにしても良い。このようにすれば、進角・遅角動作の異常をより正確に検出することができる。

ところで、進角・遅角動作の異常が発生する原因は、油圧制御弁や油圧切替弁の異常である場合と、ドレーン切替弁や逆止弁が異常である場合とが考えられる。
そこで、請求項６のように、油圧制御弁及び油圧切替弁に関する異常の有無を判定する手段を有するシステムにおいては、前記進角動作の異常を検出したときに、油圧制御弁及び油圧切替弁が正常と判定されていれば、遅角室側のドレーン切替弁と進角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない“閉異常”、又は、進角室側のドレーン切替弁と進角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない“開異常”が発生したと判定し、また、遅角動作の異常を検出したときに、油圧制御弁及び油圧切替弁が正常と判定されていれば、進角室側のドレーン切替弁と遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない“閉異常”、又は、遅角室側のドレーン切替弁と遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない“開異常”が発生したと判定するようにすれば良い。
［進角動作の異常の発生原因］
油圧制御弁及び油圧切替弁が正常に動作する場合には、進角動作の異常が発生する原因としては、図５に示すように、次の４つの異常モード（又はその組み合わせ）が考えられる。

（Ａ１）遅角室側のドレーン切替弁が閉異常
進角動作中は、遅角室の作動油をドレーンしながら進角室に作動油を充填するという制御が行われるが、遅角室側のドレーン切替弁が閉異常であると、遅角室の作動油のドレーンが困難となるため、進角室に作動油を充填しにくくなって、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ａ２）進角室側の逆止弁の閉異常
進角動作中は、進角室側のドレーン切替弁が閉弁されるため、進角室側の逆止弁が閉異常であると、進角室に作動油を全く充填できなくなってしまい、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ａ３）進角室側のドレーン切替弁の開異常
進角動作中に進角室側のドレーン切替弁が開異常であると、カム軸から伝わる遅角方向へのトルク変動によって進角室の油圧が当該ドレーン切替弁を通して逆流しやすくなり、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

（Ａ４）進角室側の逆止弁の開異常
進角動作中に進角室側の逆止弁が開異常である場合も、カム軸から伝わる遅角方向へのトルク変動によって進角室の油圧が当該逆止弁を通して逆流しやすくなり、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

［遅角動作の異常の発生原因］
油圧制御弁及び油圧切替弁が正常に動作する場合には、遅角動作の異常が発生する原因としては、図５に示すように、次の４つの異常モード（又はその組み合わせ）が考えられる。

（Ｂ１）進角室側のドレーン切替弁の閉異常
遅角動作中は、進角室の作動油をドレーンしながら遅角室に作動油を充填するという制御が行われるが、進角室側のドレーン切替弁が閉異常であると、進角室の作動油のドレーンが困難となるため、遅角室に作動油を充填しにくくなって、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ｂ２）遅角室側の逆止弁の閉異常
遅角動作中は、遅角室側のドレーン切替弁が閉弁されるため、遅角室側の逆止弁が閉異常であると、遅角室に作動油を全く充填できなくなってしまい、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ｂ３）遅角室側のドレーン切替弁の開異常
遅角動作中に遅角室側のドレーン切替弁が開異常であると、カム軸から伝わる進角方向へのトルク変動にによって遅角室の作動油が当該ドレーン切替弁を通して逆流しやすくなり、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

（Ｂ４）遅角室側の逆止弁の開異常
遅角動作中に遅角室側の逆止弁が開異常である場合も、カム軸から伝わる進角方向へのトルク変動にによって遅角室の作動油が当該逆止弁を通して逆流しやすくなり、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

以上のような判定基準を用いれば、ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいてドレーン切替弁や逆止弁の開異常や閉異常を判定することができる。

本発明は、ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を、油圧制御弁とは別体に設けるようにしても良いが、請求項７のように、油圧切替弁を油圧制御弁に一体化した構成とすると良い。これにより、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる。

本発明は、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の構成が請求項１とは異なる構成のものにも適用して実施できる。

例えば、請求項８のように、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）の少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられた、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられた、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第２のドレーン制御弁と、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁と、前記第１及び第２のドレーン制御弁を駆動する油圧を制御する第２の油圧制御弁とが設けられた構成としても良い。この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室側と遅角室側の両方のドレーン制御弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて進角室及び遅角室からの作動油の逆流を防止するように前記第２の油圧制御弁を制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御する。一方、ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン制御弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように前記第２の油圧制御弁を制御すると共に、前記第１の油圧制御弁の制御電流を制御して前記ＶＣＴへ供給する油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。

このような構成のＶＣＴに対しても、前記請求項１〜７に係る発明を適用して実施できる（請求項８〜１４）。

また、請求項１５のように、ＶＣＴの少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられた、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられた、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第２のドレーン制御弁と、前記第１、第２のドレーン制御弁及び前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する一つの油圧制御弁とが設けられた構成としても良い。この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、前記油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御し、進角室側と遅角室側の両方のドレーン制御弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて進角室及び遅角室からの作動油の逆流を防止するように制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する。一方、ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、前記油圧制御弁の制御電流を制御して、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン制御弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させるように制御する。

このような構成のＶＣＴに対しても、前記請求項１〜６に係る発明を適用して実施できる（請求項１５〜２０）。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてベーン式の可変バルブタイミング調整機構１１の構成を説明する。可変バルブタイミング調整機構１１のハウジング１２は、図示しない吸気側又は排気側のカム軸の外周に回動自在に支持されたスプロケットにボルト１３で締め付け固定されている。これにより、エンジンのクランク軸の回転がタイミングチェーンを介してスプロケットとハウジング１２に伝達され、スプロケットとハウジング１２がクランク軸と同期して回転する。ハウジング１２内には、ベーンロータ１４が相対回動自在に収納され、このベーンロータ１４がボルト１５によりカム軸の一端部に締め付け固定されている。

ハウジング１２の内部には、ベーンロータ１４の外周部の複数のベーン１７を進角方向及び遅角方向に相対回動自在に収納する複数のベーン収納室１６が形成され、各ベーン収納室１６が各ベーン１７によって進角室１８と遅角室１９とに区画されている。

進角室１８と遅角室１９に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室１８と遅角室１９の油圧でベーン１７が保持されて、クランク軸の回転によるハウジング１２の回転が油圧を介してベーンロータ１４に伝達され、このベーンロータ１４と一体的にカム軸が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室１８と遅角室１９の油圧を油圧制御弁２１で制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の変位角（カム軸位相）を制御して吸気バルブ（又は排気バルブ）のバルブタイミングを可変する。

また、いずれか１つのベーン１７の両側部には、ハウジング１２に対するベーンロータ１４の相対回動範囲を規制するストッパ部２２，２３が形成され、このストッパ部２２，２３によってカム軸の変位角（カム軸位相）の最遅角位置と最進角位置が規制されている。また、いずれか１つのベーン１７には、エンジン停止時等にカム軸の変位角を所定のロック位置でロックするためのロックピン２４が設けられ、このロックピン２４がハウジング１２に設けられたロック穴（図示せず）に嵌り込むことで、カム軸の変位角が所定のロック位置でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置（例えばカム軸変位角の調整可能範囲の略中間位置）に設定されている。

可変バルブタイミング調整機構１１の油圧制御回路には、オイルパン２６内のオイル（作動油）がオイルポンプ２７により油圧制御弁２１を介して供給される。この油圧制御回路は、油圧制御弁２１の進角圧ポートから吐出されるオイルを複数の進角室１８に供給する油圧供給油路２８と、油圧制御弁２１の遅角圧ポートから吐出されるオイルを複数の遅角室１９に供給する油圧供給油路２９とが設けられている。

そして、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９には、それぞれ各室１８，１９からの作動油の逆流を防止する逆止弁３０，３１が設けられている。本実施例では、１つのベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９についてのみ逆止弁３０，３１が設けられている。勿論、２つ以上のベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９にそれぞれ逆止弁３０，３１を設ける構成としても良い。

各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９には、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３が並列に設けられ、各ドレーン油路３２，３３には、それぞれドレーン切替弁３４，３５が設けられている。各ドレーン切替弁３４，３５は、油圧制御弁２１から供給される油圧（パイロット圧）で閉弁方向に駆動されるスプール弁により構成され、油圧が加えられないときには、スプリング４１，４２によって開弁位置に保持される。ドレーン切替弁３４，３５が開弁すると、ドレーン油路３２，３３が開放されて、逆止弁３０，３１の機能が働かない状態となる。ドレーン切替弁３４，３５が閉弁すると、ドレーン油路３２，３３が閉鎖されて、逆止弁３０，３１の機能が有効に働く状態となり、油圧室１８，１９からのオイルの逆流が防止されて油圧室１８，１９の油圧が保持される。

各ドレーン切替弁３４，３５は、電気的な配線が不要であるため、逆止弁３０，３１と共に可変バルブタイミング調整機構１１内部のベーンロータ１４にコンパクトに組み付けられている。これにより、各油圧室１８，１９の近くにドレーン切替弁３４，３５が配置され、進角・遅角動作時に各ドレーン油路３２，３３を各油圧室１８，１９の近くで応答良く開放／閉鎖できるようになっている。

一方、油圧制御弁２１は、リニアソレノイド３６によって駆動されるスプール弁により構成され、進角室１８と遅角室１９に供給する油圧を制御する進角／遅角油圧制御機能３７（第１の油圧制御弁）と、各ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替えるドレーン切替制御機能３８（第２の油圧制御弁）とが一体化されている。本実施例では、進角／遅角油圧制御機能３７（第１の油圧制御弁）とドレーン切替制御機能３８（第２の油圧制御弁）とを駆動する軸が一体化されている。この油圧制御弁２１のリニアソレノイド３６に通電する電流値（制御デューティ）は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）４３によって制御される。

このＥＣＵ４３は、クランク角センサ４４及びカム角センサ４５の出力信号に基づいて吸気バルブ（又は排気バルブ）の実バルブタイミング（実変位角）を演算すると共に、吸気圧センサ、水温センサ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（又は排気バルブ）の目標バルブタイミング（目標変位角）を演算する。そして、ＥＣＵ４３は、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調整機構１１の油圧制御弁２１の制御電流値をフィードバック制御（又はフィードフォワード制御）する。これにより、進角室１８と遅角室１９の油圧を制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、カム軸の変位角を変化させて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。

ところで、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動がベーンロータ１４に伝わり、それによって、ベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータ１４が遅角方向にトルク変動を受けると、進角室１８の作動油が進角室１８から押し出される圧力を受け、ベーンロータ１４が進角方向にトルク変動を受けると、遅角室１９の作動油が遅角室１９から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源であるオイルポンプ２７の吐出油圧が低くなる低回転領域では、逆止弁３０，３１が無いと、進角室１８に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図３に点線で示すように、ベーンロータ１４が上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標変位角に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。

これに対して、本実施例では、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９に、それぞれ各室１８，１９からのオイルの逆流を防止する逆止弁３０，３１を設けると共に、各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９に、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３を並列に設け、各ドレーン油路３２，３３に、それぞれドレーン切替弁３４，３５を設けた構成となっている。これにより、図２に示すように、遅角動作、保持動作、進角動作に応じて各室１８，１９の油圧が次のように制御される。

［遅角動作］
実バルブタイミングを遅角側の目標バルブタイミングに向けて遅角させる遅角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４への油圧供給を停止することで、進角室１８のドレーン切替弁３４を開弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させない状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５へ油圧切替弁３８から油圧を加えることで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を閉弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させる状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の進角方向へのトルク変動に対して遅角室１９からのオイルの逆流を逆止弁３１により防止しながら効率良く遅角室１９に油圧を供給して遅角応答性を向上させる。

［保持動作］
実バルブタイミングを目標バルブタイミングに保持する保持動作中は、進角室１８と遅角室１９の両方のドレーン切替弁３４，３５へ油圧切替弁３８から油圧を共に加えることで、両方のドレーン切替弁３４，３５を共に閉弁して、進角室１８と遅角室１９の両方の逆止弁３０，３１を機能させる状態にする。この状態では、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動によってベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用しても、進角室１８と遅角室１９の両方のオイルの逆流を逆止弁３１により防止して、ベーン１７をその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させる。

［進角動作］
実バルブタイミングを進角側の目標バルブタイミングに向けて進角させる進角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４へ油圧切替弁３８から油圧を加えることで、進角室１８のドレーン切替弁３４を閉弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させる状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５への油圧供給を停止することで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を開弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させない状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の遅角方向へのトルク変動に対して進角室１８からのオイルの逆流を逆止弁３０により防止しながら効率良く油圧を進角室１８に供給して進角応答性を向上させる。

次に、可変バルブタイミング調整機構１１の応答特性（以下「ＶＣＴ応答特性」という）について図４を用いて説明する。図４は、油圧制御弁２１の制御電流値（以下「ＯＣＶ電流値」という）と可変バルブタイミング調整機構１１の応答速度（以下「ＶＣＴ応答速度」という）との関係を測定して得られたＶＣＴ応答特性の一例を示している。

本実施例では、進角室１８と遅角室１９の両方に逆止弁３０，３１とドレーン切替弁３４，３５を設けているため、ＯＣＶ電流値の変化に対してＶＣＴ応答速度がリニアに変化せず、ドレーン切替弁３４，３５の開弁／閉弁が切り替えられることによりＶＣＴ応答速度が２箇所で急変する。図４のＶＣＴ応答特性において、遅角側のＶＣＴ応答速度の急変点は、進角室１８のドレーン切替弁３４が閉弁から開弁に切り替わる点であり、進角側のＶＣＴ応答速度の急変点は、遅角室１９のドレーン切替弁３５が閉弁から開弁に切り替わる点である。保持動作は、遅角側のＶＣＴ応答速度急変点と進角側のＶＣＴ応答速度急変点との間のＶＣＴ応答速度変化の勾配が小さい領域で行われる。

ところで、使用年数が長くなると、ドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１に異物が噛み込まれたりそれらの弁体が固着したりしてドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１が開いたまま動かない“開異常”が発生したり、閉じたまま動かない“閉異常”が発生したりする可能性がある。このような開異常は、エンジン性能を悪化させる原因となるため、できるだけ早期に検出して運転者に知らせて修理を促す必要がある。

そこで、本実施例では、進角・遅角動作中にＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて進角・遅角動作の応答性が正常範囲内であるか否かを判定して当該進角・遅角動作の異常の有無を判定するようにしている。ここで、進角・遅角動作の異常が発生する原因は、油圧制御弁２１の異常である場合と、ドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１が異常である場合とが考えられる。以下、進角・遅角動作の異常の発生原因について考察する。

［進角動作の異常の発生原因］
油圧制御弁２１が正常に動作する場合には、進角動作の異常が発生する原因としては、図５に示すように、次の４つの異常モード（又はその組み合わせ）が考えられる。

（Ａ１）遅角室１９側のドレーン切替弁３５の閉異常
進角動作中は、遅角室１９のオイルをドレーンしながら進角室１８にオイルを充填するという制御が行われるが、遅角室１９側のドレーン切替弁３５が閉異常であると、遅角室１９のオイルのドレーンが困難となるため、進角室１８にオイルを充填しにくくなって、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ａ２）進角室１８側の逆止弁３０の閉異常
進角動作中は、進角室１８側のドレーン切替弁３４が閉弁されるため、進角室１８側の逆止弁３０が閉異常であると、進角室１８にオイルを全く充填できなくなってしまい、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ａ３）進角室１８側のドレーン切替弁３４の開異常
進角動作中に進角室１８側のドレーン切替弁３４が開異常であると、カム軸から伝わる遅角方向へのトルク変動によって進角室１８の油圧が当該ドレーン切替弁３４を通して逆流しやすくなり、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

（Ａ４）進角室１８側の逆止弁３０の開異常
進角動作中に進角室１８側の逆止弁３０が開異常である場合も、カム軸から伝わる遅角方向へのトルク変動によって進角室１８の油圧が当該逆止弁３０を通して逆流しやすくなり、進角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。
［遅角動作の異常の発生原因］
油圧制御弁２１が正常に動作する場合には、遅角動作の異常が発生する原因としては、図５に示すように、次の４つの異常モード（又はその組み合わせ）が考えられる。

（Ｂ１）進角室１８側のドレーン切替弁３４の閉異常
遅角動作中は、進角室１８のオイルをドレーンしながら遅角室１９にオイルを充填するという制御が行われるが、進角室１８側のドレーン切替弁３４が閉異常であると、進角室１８のオイルのドレーンが困難となるため、遅角室１９にオイルを充填しにくくなって、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ｂ２）遅角室１９側の逆止弁３１の閉異常
遅角動作中は、遅角室１９側のドレーン切替弁３５が閉弁されるため、遅角室１９側の逆止弁３１が閉異常であると、遅角室１９にオイルを全く充填できなくなってしまい、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が異常に遅くなる。

（Ｂ３）遅角室１９側のドレーン切替弁３５の開異常
遅角動作中に遅角室１９側のドレーン切替弁３５が開異常であると、カム軸から伝わる進角方向へのトルク変動にによって遅角室１９のオイルが当該ドレーン切替弁３５を通して逆流しやすくなり、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

（Ｂ４）遅角室１９側の逆止弁３１の開異常
遅角動作中に遅角室１９側の逆止弁３１が開異常である場合も、カム軸から伝わる進角方向へのトルク変動にによって遅角室１９のオイルが当該逆止弁３１を通して逆流しやすくなり、遅角動作時のＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなる。

以上のような判定基準を用いれば、ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいてドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１の開異常や閉異常を判定することができる。

本実施例では、ＥＣＵ４３によって図６の異常診断ルーチンを実行することで、進角・遅角動作中にＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて進角・遅角動作の応答性が正常範囲内であるか否かを判定して当該進角・遅角動作の異常の有無を次のようにして判定する。

図６の異常診断ルーチンは、エンジン運転中にエンジン回転速度の演算タイミング毎（例えば４気筒エンジンであれば１８０℃Ａ毎）に実行され、特許請求の範囲でいう異常診断手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、ＶＣＴ変位角変化中（進角又は遅角動作中）であるか否かを判定し、ＶＣＴ変位角変化中でなければ、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０１で、ＶＣＴ変位角変化中（進角又は遅角動作中）であると判定されれば、ステップ１０２に進み、異常診断実行条件が成立しているか否かを例えば次の条件(1) 〜(3) を全て満たしているか否かによって判定する。

(1) エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以下の低回転領域であること
（但しオイルポンプ２７の吐出油圧が安定する所定回転速度Ｎｅ２以上であること） (2) ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が所定値以上であること
(3) 目標変位角が変化してから所定時間経過後であること

ここで、条件(1) は、エンジン回転速度が所定回転速度Ｎｅ１以下の低回転領域では、油圧供給源であるオイルポンプ２７から供給される油圧が低くなるために、ドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１が正常に動作しないと、進角・遅角動作時の応答性が顕著に悪化する傾向があり、異常を検出しやすくなるためである。また、高回転側の領域では、進角・遅角のいずれの方向への動作でも場合も、進角室１８側と遅角室１９側の両方のドレーン切替弁３４，３５が回転遠心力等により自動的に開弁されるように構成する場合があるためである。

但し、エンジン回転速度が低くなり過ぎると、オイルポンプ２７の吐出油圧が低くなり過ぎて進角・遅角動作の応答性が低下するため、オイルポンプ２７の吐出油圧を安定して確保できる所定回転速度Ｎｅ２以上であることを条件とすることが望ましい。その他、進角・遅角動作の応答性はオイルの粘性（油温）も関係してくるため、油温又はそれに相関する温度情報（例えばエンジン冷却水温）が所定温度以上であることを条件としても良い。

また、上記条件(2) は、ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が小さくなると、ＶＣＴ変位角の変化速度が遅くなるというＶＣＴ変位角フィードバック制御の特性を考慮したものであり、正常時のＶＣＴ変位角の変化速度が後述する判定しきい値よりも速くなるのに必要な条件である。

また、上記条件(3) は、目標変位角の変化に応じてＶＣＴ変位角の変化速度が上昇するのに応答遅れがあることを考慮して、目標変位角変化後に後述する判定しきい値を越えるまでの正常時の最大許容応答遅れ時間に相当する所定時間が経過してからＶＣＴ変位角の変化速度を判定するようにするためである。

これら３つの条件(1) 〜(3) のうちのいずれか１つでも満たさない条件があれば、異常診断実行条件が不成立となり、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、３つの条件(1) 〜(3) を全て満たせば、異常診断実行条件が成立していると判定されて、ステップ１０３に進み、異常診断実行フラグを異常診断実行中を意味する“１”にセットした後、ステップ１０４に進み、現在のＶＣＴ動作状態が進角動作か遅角動作のいずれであるかを判定する。その結果、進角動作と判定されれば、ステップ１０５に進み、他の異常診断機能により油圧制御弁２１が正常と判定されているか否かを判定し、もし、油圧制御弁２１が異常と判定されていれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。

上記ステップ１０５で、油圧制御弁２１が正常と判定されていれば、ステップ１０６に進み、ＶＣＴ変位角の進角方向の変化速度（以下「進角速度」という）が所定の判定しきい値を越えているか否かを判定し、進角速度が判定しきい値を越えていれば、ステップ１０７に進み、進角動作異常判定フラグを進角動作が正常であることを意味する“０”にセットして本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１０６で、進角速度が判定しきい値以下と判定されれば、ステップ１０８に進み、進角速度が判定しきい値以下となる状態が継続する時間を計測する進角動作異常カウンタをカウントアップする。そして、次のステップ１０９で、進角動作異常カウンタの計測時間（進角速度が判定しきい値以下となる状態の継続時間）が所定時間Ｔを越えたか否かを判定し、進角動作異常カウンタの計測時間が所定時間Ｔ以下であれば、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１０９で、進角動作異常カウンタの計測時間が所定時間Ｔを越えたと判定されれば、進角動作が異常であると判断して、ステップ１１０に進み、進角動作異常判定フラグを進角動作が異常であることを意味する“１”にセットして本ルーチンを終了する。

このようにして進角速度が異常であると判定された場合、進角動作の異常の発生原因は、図５に示すように、（Ａ１）遅角室１９側のドレーン切替弁３５の閉異常、（Ａ２）進角室１８側の逆止弁３０の閉異常、（Ａ３）進角室１８側のドレーン切替弁３４の開異常、（Ａ４）進角室１８側の逆止弁３０の開異常のいずれかであると判定される。

また、上記ステップ１０４で、遅角動作と判定されれば、ステップ１１５に進み、他の異常診断機能により油圧制御弁２１が正常と判定されているか否かを判定し、もし、油圧制御弁２１が異常と判定されていれば、以降の処理を行うことなく、そのまま本ルーチンを終了する。

上記ステップ１１５で、油圧制御弁２１が正常と判定されていれば、ステップ１１６に進み、ＶＣＴ変位角の遅角方向の変化速度（以下「遅角速度」という）が所定の判定しきい値を越えているか否かを判定し、遅角速度が判定しきい値を越えていれば、ステップ１１７に進み、遅角動作異常判定フラグを遅角動作が正常であることを意味する“０”にセットして本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップ１１６で、遅角速度が判定しきい値以下と判定されれば、ステップ１１８に進み、遅角速度が判定しきい値以下となる状態が継続する時間を計測する遅角動作異常カウンタをカウントアップする。そして、次のステップ１１９で、遅角動作異常カウンタの計測時間（遅角速度が判定しきい値以下となる状態の継続時間）が所定時間Ｔを越えたか否かを判定し、遅角動作異常カウンタの計測時間が所定時間Ｔ以下であれば、そのまま本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップ１１９で、遅角動作異常カウンタの計測時間が所定時間Ｔを越えたと判定されれば、遅角動作が異常であると判断して、ステップ１２０に進み、遅角動作異常判定フラグを遅角動作が異常であることを意味する“１”にセットして本ルーチンを終了する。

このようにして遅角動作が異常であると判定された場合、遅角動作の異常の発生原因は、図５に示すように、（Ｂ１）進角室１８側のドレーン切替弁３４の閉異常、（Ｂ２）遅角室１９側の逆止弁３１の閉異常、（Ｂ３）遅角室１９側のドレーン切替弁３５の開異常、（Ｂ４）遅角室１９側の逆止弁３１の開異常のいずれかであると判定される。

以上説明した本実施例の異常診断の一例が図７のタイムチャートに示されている。この図７の例では、時刻ｔ1 で、目標変位角が進角方向に変化し、それに追従して、ＶＣＴ変位角が進角方向に変化するようにフィードバック制御される。

この目標変位角の変化から所定時間が経過して異常診断実行条件が成立した時点ｔ2 で、異常診断実行フラグが“１”にセットされ、異常診断が開始される。この異常診断の実行中に、進角速度が判定しきい値以下となる状態が継続する時間を進角動作異常カウンタで計測し、この進角動作異常カウンタの計測時間（進角速度が判定しきい値以下となる状態の継続時間）が所定時間Ｔを越えた時点ｔ3 で、進角動作が異常であると判断して、進角動作異常判定フラグを進角動作が異常であることを意味する“１”にセットする。

以上説明した本実施例によれば、進角・遅角動作中にＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて進角・遅角動作の応答性が正常範囲内であるか否かを判定して当該進角・遅角動作の異常の有無を判定するようにしたので、エンジン運転中に進角・遅角動作の異常ひいてはドレーン切替弁３４，３５や逆止弁３０，３１の異常を早期に検出することができる。

尚、本発明は、ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を、油圧制御弁２１とは別体に設けるようにしても良いが、本実施例では、油圧切替弁を油圧制御弁２１に一体化した構成としているため、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる利点がある。

本発明は、図１に示される可変バルブタイミング調整機構１１の構成に限定されず、例えば、図８又は図９に示される他の実施例の可変バルブタイミング調整機構７１，７２に適用することもできる。

図８に示される可変バルブタイミング調整機構７１においては、図１に示される可変バルブタイミング調整機構１１に対して以下の点が相違している。なお、図８において図１と同等の構成部品については同じ符号を付して説明を省略する。

まず、図１の油圧制御弁２１は１つのリニアソレノイド３６により進角／遅角油圧制御機能３７とドレーン切替制御機能３８とを駆動しているが、図８では、進角／遅角油圧制御機能を実現する第１の油圧制御弁３７とドレーン切替制御機能を実現する第２の油圧制御弁３８とにそれぞれソレノイド３６，５１を設け、各ソレノイド３６，５１をそれぞれ別のＥＣＵ４３，５２によって独立して制御する構成としている。一方のＥＣＵ４３は、ＶＣＴ実変位角と目標変位角との偏差に応じて第１の油圧制御弁３７の電流を制御し、他方のＥＣＵ５２は、第２の油圧制御弁３８の電流を制御して、各ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）３４，３５を駆動する油圧を制御する。

ドレーン切替弁３４，３５については、図１では、油圧が加えられていないときには、スプリング４１，４２によって開弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・オープン型（常開型）の切替弁を用いている。これに対して、図８では、油圧が加えられていないときに、スプリング４１，４２によって閉弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・クローズ型（常閉型）の切替弁を用いている。またこれに伴い、ドレーン切替制御機能３８も、図１ではドレーン切替弁３４，３５を閉弁するときに油圧を供給する構成となっているが、図８ではドレーン切替弁３４，３５を閉弁するときに油圧供給を停止する構成となっている。

また、図１においては、ある１つのベーン１７で仕切られた１つのベーン収納室１６の進角室１８及び遅角室１９に対応する油圧供給通路２８，２９に逆止弁３０，３１及びドレーン切替弁３４，３５を設ける構成としているが、図８では、あるベーン収納室１６の進角室１８に対する油圧供給通路２８と別のベーン収納室１６の遅角室１９に対する油圧供給通路２９とに逆止弁３０，３１及びドレーン切替弁３４，３５を設けている。

この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室１８側と遅角室１９側の両方のドレーン切替弁３４，３５を閉じて進角室１８側と遅角室１９側の両方の逆止弁３０，３１を有効に機能させて進角室１８及び遅角室１９からの作動油の逆流を防止するように第２の油圧制御弁３８を制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７１へ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁３７の制御電流を所定の保持電流に制御する。

一方、可変バルブタイミング調整機構７１を進角動作させる場合は、作動油を流入させる進角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される遅角室側のドレーン切替弁を開くように第２の油圧制御弁３８を制御し、可変バルブタイミング調整機構７１を遅角動作させる場合は、作動油を流入させる遅角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される進角室側のドレーン切替弁を開くように第２の油圧制御弁３８を制御する。要するに、進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室１８側と遅角室１９側のいずれか一方のドレーン切替弁３４又は３５を開いていずれか一方の逆止弁３０又は３１が機能しないように第２の油圧制御弁３８を制御すると共に、前記第１の油圧制御弁３７の制御電流を制御して可変バルブタイミング調整機構７１へ供給する油圧を可変することでＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。

以上のように構成した図８の可変バルブタイミング調整機構７１に対しても本発明を適用することができる。

次に、図９の可変バルブタイミング調整機構７２の構成について、図１との相違点を中心に説明する。図９においても、図８と同様に図１と同等の構成部品については同じ符号が付されている。

まず、図１においては進角／遅角油圧制御機能３７のための油路を切換える弁とドレーン切替制御機能３８のための油路を切換える弁との２つの弁を備える構成としている。これに対して、図９においては、１つの油圧制御弁６０で進角／遅角油圧制御機能とドレーン切替制御機能とを達成する構成としている。また、このために油圧供給通路２８，２９を油圧制御弁６０と逆止弁３０，３１との間で分岐させ、各々ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）３４，３５と接続する構成としている。

この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、油圧制御弁６０の制御電流を所定の保持電流に制御して、進角室１８側と遅角室１９側の両方のドレーン切替弁３４，３５を閉じて進角室１８側と遅角室１９側の両方の逆止弁３０，３１を有効に機能させて進角室１８及び遅角室１９からの作動油の逆流を防止するように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７２へ供給する油圧を制御する。

一方、ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、油圧制御弁６０の制御電流を制御して、その変位方向に応じて進角室１８側と遅角室１９側のいずれか一方のドレーン切替弁３４又は３５を開いていずれか一方の逆止弁３０又は３１が機能しないように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７２へ供給する油圧を可変することでＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。

以上のように構成した図９の可変バルブタイミング調整機構７２に対しても本願発明を適用することができる。

本発明の一実施例における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。 可変バルブタイミング調整機構の遅角動作、保持動作、進角動作を説明するための図である。 逆止弁の有無による進角作動時のＶＣＴ応答速度の相違を説明するための特性図である。 逆止弁付きの可変バルブタイミング調整機構の応答特性の一例を示す特性図である。 進角・遅角動作の異常とドレーン切替弁や逆止弁の開異常・閉異常との関係を説明する図である。 異常診断ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 進角動作の異常が発生した時の異常診断処理の挙動を説明するタイムチャートである。 本発明の他の実施例（その１）における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。 本発明の他の実施例（その２）における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。

符号の説明

１１…可変バルブタイミング調整機構、１２…ハウジング、１４…ベーンロータ、１６…ベーン収納室、１７…ベーン、１８…進角室、１９…遅角室、２１…油圧制御弁、２４…ロックピン、２７…オイルポンプ、２８，２９…油圧供給油路、３０，３１…逆止弁、３２，３３…ドレーン油路、３４，３５…ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）、３７…進角／遅角油圧制御機能（第１の油圧制御弁）、３８…ドレーン切替制御機能（油圧切替弁，第２の油圧制御弁）、４３…ＥＣＵ（異常診断手段）、６０…油圧制御弁、７１，７２…可変バルブタイミング調整機構

Claims (20)

1. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にそれぞれ油圧で駆動されるドレーン切替弁を設けると共に、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を設け、
   前記可変バルブタイミング調整機構の変位角（以下「ＶＣＴ変位角」という）を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止するように前記油圧切替弁を制御すると共に、前記各油圧室の油圧を制御する油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御し、
   前記ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン切替弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように前記油圧切替弁を制御すると共に、前記油圧制御弁の制御電流を制御して各油圧室の油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させるベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置において、
   前記進角・遅角動作中に所定の異常診断実行条件が成立しているときに前記ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて当該進角・遅角動作の異常の有無を判定する異常診断手段を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
2. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、エンジン回転速度が所定回転速度以下の低回転領域であることを条件とすることを特徴とする請求項１に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
3. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が所定値以上であることを条件とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
4. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記目標変位角が変化してから所定時間経過後であることを条件とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
5. 前記異常診断手段は、前記ＶＣＴ変位角の変化速度が所定値以下となる状態が継続する時間を考慮して前記進角・遅角動作の異常の有無を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ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
6. 前記異常診断手段は、前記油圧制御弁及び前記油圧切替弁に関する異常の有無を判定する手段を有し、
   前記進角動作の異常を検出したときに、前記油圧制御弁及び前記油圧切替弁が正常と判定されていれば、前記遅角室側のドレーン切替弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記進角室側のドレーン切替弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定し、
   遅角動作の異常を検出したときに、前記油圧制御弁及び前記油圧切替弁が正常と判定されていれば、前記進角室側のドレーン切替弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記遅角室側のドレーン切替弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
7. 前記油圧切替弁は、前記油圧制御弁に一体化されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
8. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内がそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画されており、少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられた、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられた、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第２のドレーン制御弁と、
   前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁と、
   前記第１及び第２のドレーン制御弁を駆動する油圧を制御する第２の油圧制御弁とが設けられており、
   前記可変バルブタイミング調整機構の変位角（以下「ＶＣＴ変位角」という）を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室側と遅角室側の両方のドレーン制御弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて進角室及び遅角室からの作動油の逆流を防止するように前記第２の油圧制御弁を制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御し、
   前記ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン制御弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように前記第２の油圧制御弁を制御すると共に、前記第１の油圧制御弁の制御電流を制御して前記ＶＣＴへ供給する油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させるベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置において、
   前記進角・遅角動作中に所定の異常診断実行条件が成立しているときに前記ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて当該進角・遅角動作の異常の有無を判定する異常診断手段を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
9. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、エンジン回転速度が所定回転速度以下の低回転領域であることを条件とすることを特徴とする請求項８に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
10. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が所定値以上であることを条件とすることを特徴とする請求項８又は９に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
11. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記目標変位角が変化してから所定時間経過後であることを条件とすることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
12. 前記異常診断手段は、前記ＶＣＴ変位角の変化速度が所定値以下となる状態が継続する時間を考慮して前記進角・遅角動作の異常の有無を判定することを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
13. 前記異常診断手段は、前記第１の油圧制御弁及び前記第２の油圧制御弁に関する異常の有無を判定する手段を有し、
    前記進角動作の異常を検出したときに、前記第１の油圧制御弁及び前記第２の油圧制御弁が正常と判定されていれば、前記遅角室側のドレーン制御弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記進角室側のドレーン制御弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定し、 遅角動作の異常を検出したときに、前記第１の油圧制御弁及び前記第２の油圧制御弁が正常と判定されていれば、前記進角室側のドレーン制御弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記遅角室側のドレーン制御弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
14. 前記第１の油圧制御弁と前記第２の油圧制御弁とを駆動する軸が一体化されていることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
15. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内がそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画されており、少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられた、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられた、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路に設けられた、油圧で駆動される第２のドレーン制御弁と、
    前記第１、第２のドレーン制御弁及び前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する一つの油圧制御弁とが設けられており、
    前記ＶＣＴの変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、前記油圧制御弁の制御電流を所定の保持電流に制御し、進角室側と遅角室側の両方のドレーン制御弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて進角室及び遅角室からの作動油の逆流を防止するように制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御し、
    前記ＶＣＴの変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、前記油圧制御弁の制御電流を制御して、その変位方向に応じて進角室側と遅角室側のいずれか一方のドレーン制御弁を開いていずれか一方の逆止弁が機能しないように制御すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を可変することで前記ＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させるように制御するベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置において、
    前記進角・遅角動作中に所定の異常診断実行条件が成立しているときに前記ＶＣＴ変位角の変化速度に基づいて当該進角・遅角動作の異常の有無を判定する異常診断手段を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
16. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、エンジン回転速度が所定回転速度以下の低回転領域であることを条件とすることを特徴とする請求項１５に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
17. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記ＶＣＴ変位角と目標変位角との偏差が所定値以上であることを条件とすることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
18. 前記異常診断実行条件の少なくとも１つは、前記目標変位角が変化してから所定時間経過後であることを条件とすることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
19. 前記異常診断手段は、前記ＶＣＴ変位角の変化速度が所定値以下となる状態が継続する時間を考慮して前記進角・遅角動作の異常の有無を判定することを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。
20. 前記異常診断手段は、前記油圧制御弁に関する異常の有無を判定する手段を有し、
    前記進角動作の異常を検出したときに、前記油圧制御弁が正常と判定されていれば、前記遅角室側のドレーン制御弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記進角室側のドレーン制御弁と前記進角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定し、
    遅角動作の異常を検出したときに、前記油圧制御弁が正常と判定されていれば、前記進角室側のドレーン制御弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が閉じたまま動かない閉異常、又は、前記遅角室側のドレーン制御弁と前記遅角室側の逆止弁の少なくとも一方が開いたまま動かない開異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の異常診断装置。

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