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WO2011142007A1 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

内燃機関の可変動弁装置 Download PDF

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WO2011142007A1
WO2011142007A1 PCT/JP2010/058025 JP2010058025W WO2011142007A1 WO 2011142007 A1 WO2011142007 A1 WO 2011142007A1 JP 2010058025 W JP2010058025 W JP 2010058025W WO 2011142007 A1 WO2011142007 A1 WO 2011142007A1
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WO
WIPO (PCT)
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output
phase
internal combustion
combustion engine
rotator
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2010/058025
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English (en)
French (fr)
Inventor
横山　友
雅樹 沼倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Priority to PCT/JP2010/058025 priority patent/WO2011142007A1/ja
Priority to DE112010005549.1T priority patent/DE112010005549B4/de
Priority to CN201080066672.2A priority patent/CN103038461B/zh
Priority to JP2012514636A priority patent/JP5408347B2/ja
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    • F02B75/18—Multi-cylinder engines
    • F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement

Definitions

  • the present invention includes an output rotator for driving an engine valve and an input rotator for driving the output rotator, a function of changing a relative rotation phase that is a rotation phase of the output rotator with respect to the input rotator, and a relative
  • the present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine having a function of fixing an input rotary body and an output rotary body to each other when the rotational phase is a specific phase.
  • variable valve operating device for example, the one described in Patent Document 1 is known.
  • This variable valve operating apparatus is provided with a sensor for determining whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other.
  • a shake ratio that is a ratio of a shake amount in the positive direction and a shake amount in the negative direction with respect to the reference value of the output signal of the sensor is calculated.
  • This shake ratio changes as follows depending on whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other. That is, when both rotation pairs are fixed, the shake ratio takes a value equal to or less than a predetermined value.
  • both rotating bodies are not fixed, the output rotating body swings with respect to the input rotating body, so that the shake ratio becomes larger than a predetermined value.
  • variable valve system in the process of stopping the rotation of the internal combustion engine, when the shake ratio is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the two rotary bodies are fixed to each other, and when the shake ratio is greater than the predetermined value, Judge that it is not fixed.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a variable valve for an internal combustion engine that can accurately determine whether or not the input rotating body and the output rotating body are fixed to each other. To provide an apparatus.
  • an output rotator that drives an engine valve and an input rotator that drives the output rotator, and changes a relative rotation phase that is a rotation phase of the output rotator with respect to the input rotator.
  • a phase variation that is a change amount of the relative rotation phase The gist is to determine whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other based on the amount.
  • the relative rotational phase fluctuates.
  • the fluctuation amount of the relative rotation phase in the non-fixed state is compared with the fluctuation amount of the relative rotation phase in the fixed state, the former is larger than the latter. That is, the amount of change in the relative rotational phase varies depending on whether the input rotator and the output rotator are in a fixed state or in an unfixed state.
  • the determination can be performed accurately.
  • the variable valve operating apparatus includes an input angle sensor that detects a rotation phase of the input rotator and an output angle sensor that detects a rotation phase of the output rotator, and an input angle that is a detection signal of the input angle sensor.
  • the phase fluctuation amount may be calculated based on an output angle signal that is a signal and a detection signal of the output angle sensor.
  • the variable valve apparatus may calculate the phase fluctuation amount based on a rising signal and a falling signal of the output angle signal detected by the output angle sensor.
  • the output angle sensor is provided to detect a timing rotor including a first phase detection unit that forms the rising signal and a second phase detection unit corresponding to the falling signal, and further, the first phase detection unit Is provided in the vicinity where the variation amount of the torque becomes zero in the torque reduction process of the output rotator, and the second phase detection unit has the variation amount of the torque of 0 in the torque increase process of the output rotator. It may be provided in the vicinity.
  • the amount of phase fluctuation when the output rotator fluctuates to the maximum in the retarded direction is obtained. Can be calculated.
  • the falling signal is detected when the torque becomes zero in the process of increasing the torque of the output rotator, the amount of phase fluctuation when the output rotator varies to the maximum in the advance direction can be calculated.
  • the variable valve operating device calculates the phase fluctuation amount based on a rising signal of the output angle signal detected by the output angle sensor, and the output angle sensor is a torque applied to the output rotating body. May be detected as the rising signal when the angle is switched from the retard direction to the advance direction.
  • the output angle sensor detects when the torque applied to the output rotating body is switched from the retarded direction (the direction opposite to the rotating body) to the advanced angle direction (the forward direction of the rotating body). It is possible to detect the amount of fluctuation of the relative rotation phase of the output rotator relative to the rotator toward the retard side.
  • the variable valve device calculates the phase fluctuation amount based on a falling signal of the output angle signal detected by the output angle sensor, and the output angle sensor is added to the output rotating body.
  • the time when the torque switches from the advance direction to the retard direction may be detected as the falling signal.
  • the output angle sensor detects the time when the torque applied to the output rotator switches from the advance direction (forward direction of the rotator) to the retard direction (opposite direction of the rotator). It is possible to detect the amount of fluctuation of the relative rotational phase of the output rotator relative to the body toward the advance side.
  • the output angle sensor detects a first time when the torque with respect to the output rotator switches from the retard direction to the advance direction, and a second time when the torque with respect to the output rotator switches from the advance direction to the retard direction.
  • the phase fluctuation amount may be calculated based on the first time and the second time.
  • the phase variation amount is calculated based on the first timing related to the retard amount variation amount of the relative rotation phase and the second timing related to the advance amount variation amount of the relative rotation phase. Therefore, the phase fluctuation amount can be obtained more accurately.
  • the variable valve operating apparatus may execute a determination as to whether or not the input rotating body and the output rotating body are fixed to each other when the internal combustion engine is in a stopping process. In the present invention, it is determined whether the engine is in a fixed state or an unfixed state in the process of stopping rotation of the internal combustion engine. For this reason, at the time of the next engine start, the start control according to the fixed state or the non-fixed state can be performed.
  • variable valve gear performs a determination as to whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other when the engine speed in the stop process of the internal combustion engine has decreased to a specified speed. Also good.
  • the input rotator and the output rotator are fixed to each other at a later time in the stopping process of the internal combustion engine. If the same determination is made at an early stage in the stopping process of the internal combustion engine, it is assumed that both the rotating bodies are fixed to each other by the rotation of the input rotating body and the output rotating body. In this case, the determination is different from the actual fixed state of the input rotating body and the output rotating body. In this respect, since the present invention performs the same determination after the engine rotational speed has decreased to the specified rotational speed, the frequency at which the determination result differs from the actual fixed state of the input rotary body and the output rotary body Can be lowered.
  • variable valve device determines that the input rotating body and the output rotating body are fixed to each other when the phase variation amount is smaller than a reference determination value, and the phase variation amount is greater than the reference determination value. May be determined that the input rotating body and the output rotating body are not fixed to each other.
  • the reference determination value may be updated based on the input angle signal and the output angle signal when the output rotator and the input rotator are fixed to each other. There are individual differences in variable valve gears. That is, the degree of shaking of the output rotator with respect to the input rotator varies due to dimensional variations of the output rotator and the input rotator and variations in assembly of the output rotator and the input rotator.
  • the reference determination value as to whether or not the output rotator is fixed with respect to the input rotator is based on the input angle signal when the output rotator and the input rotator are fixed to each other, and It is updated based on the output angle signal. Thereby, the above determination can be performed more accurately.
  • the reference determination value may be updated based on the input angle signal and the output angle signal when the internal combustion engine is started and when the output rotator and the input rotator are fixed to each other.
  • the input rotating body and the output rotating body are fixed to each other using the reference determination value when the engine is subsequently stopped. It can be determined whether or not.
  • the reference determination value may be updated based on the input angle signal and the output angle signal.
  • the reference determination value can be obtained under conditions closer to the time when the engine is stopped than when the internal combustion engine is started. As a result, it is possible to more accurately determine whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other.
  • variable valve operating device may delay the start timing of fuel injection when the internal combustion engine is started and when the relative rotational phase is not fixed, compared to when the relative rotational phase is fixed.
  • the injected fuel is difficult to burn.
  • the start timing of fuel injection at the time of engine start and in the non-fixed state is made later than that at the time of engine start and in the fixed state, for example, the amount of injected fuel adhering to the spark plug is reduced. can do.
  • an output rotator that drives the engine valve and an input rotator that drives the output rotator, and the relative rotation phase that is the rotation phase of the output rotator with respect to the input rotator is changed.
  • a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine having a function of fixing the input rotating body and the output rotating body to each other when the relative rotational phase is a specific phase.
  • the variable valve operating apparatus includes an input angle sensor that detects a phase of the input rotator and an output angle sensor that detects a rotation phase of the output rotator, and the output angle sensor is added to the output rotator.
  • the output rotator is fixed to the input rotator.
  • the gist is to determine that the output rotating body is fixed with respect to the input rotating body when the period variation amount is larger than a reference determination value.
  • the relative rotational phase fluctuates when the output rotating body receives force from the engine valve.
  • the fluctuation amount of the relative rotational phase when the output rotating body receives a force from the engine valve is smaller than that in the non-fixed state. That is, the amount of change in the relative rotational phase varies depending on whether the input rotator and the output rotator are in a fixed state or in an unfixed state. In the present invention, since it is determined whether or not the input rotator and the output rotator are fixed to each other based on the amount of period variation, the determination can be performed accurately.
  • (A) is sectional drawing which shows the cross-section of the valve timing variable mechanism of the same embodiment
  • (B) is sectional drawing which shows the cross-sectional structure which followed the AA line of (A).
  • Sectional drawing which shows typically the positional relationship of the intake valve of the same embodiment, an intake cam, and a cam position sensor.
  • the schematic diagram which shows the relationship between the displacement amount of an intake valve, the torque of an intake camshaft, the amount of phase fluctuations of an intake camshaft, and a detection part about the variable valve apparatus of the embodiment.
  • standard relative rotation phase calculation process” performed by the electronic controller about the variable valve apparatus of the embodiment The flowchart which shows the procedure of the "fixation determination process” performed by the electronic controller about the variable valve apparatus of the embodiment.
  • the timing chart which shows transition of the total phase fluctuation amount at the time of an engine stop about the variable valve apparatus of the embodiment.
  • variable valve device of the present invention is embodied as a variable valve device for a V-type 6-cylinder internal combustion engine.
  • the internal combustion engine 1 includes an engine main body 10 including a cylinder block 11, a cylinder head 12, and an oil pan 18, a variable valve operating device 20 including each element of a valve operating system provided on the cylinder head 12, an engine main body 10, and the like.
  • a lubricating device 50 for supplying lubricating oil and a control device 60 for comprehensively controlling these devices are included.
  • the cylinder 13 is provided with a piston 14 that reciprocates.
  • the cylinder head 12 is provided with a fuel injection valve 16. The fuel injection valve 16 injects fuel into the intake port.
  • the variable valve operating apparatus 20 includes an intake valve 21 and an exhaust valve 28 that open and close the combustion chamber 15, an intake camshaft (output rotator) 22 and an exhaust camshaft 29 that push down each of these valves, and a crankshaft (input rotator). And a variable valve timing mechanism 30 that changes the rotational phase of the intake camshaft 22 with respect to the rotational phase of 17 (hereinafter referred to as “valve timing VT”).
  • the intake camshaft 22 is provided with three sets of two intake cams 23.
  • the protruding directions of the three sets of intake cams 23 are different by 120 degrees.
  • each of the three sets of intake cams 23 is referred to as a first intake cam 23A, a second intake cam 23B, and a third intake cam 23C.
  • the lubrication apparatus 50 includes an oil pump 52 that discharges the lubricating oil from the oil pan 18, a lubricating oil passage 51 that supplies the lubricating oil discharged from the oil pump 52 to each part of the internal combustion engine 1, and the variable valve timing mechanism 30. And an oil control valve 53 for controlling the supply mode of the lubricating oil.
  • the control device 60 includes an electronic control device 61 that performs various arithmetic processes for controlling the internal combustion engine 1 and various sensors such as a crank position sensor 80 and a cam position sensor 90. .
  • the crank position sensor 80 outputs a signal corresponding to the rotation angle of the crankshaft 17 (hereinafter referred to as “crank angle signal CB”) to the electronic control device 61.
  • the cam position sensor 90 is an output angle sensor that outputs a signal corresponding to the rotation angle of the intake camshaft 22 (hereinafter, “cam angle signal DB”) to the electronic control device 61.
  • the cam position sensor 90 is configured as a magnetic sensor 90B.
  • the magnetic sensor 90B is provided so as to detect the timing rotor 90A fixed to the intake camshaft 22.
  • the timing rotor 90A includes a first detection unit 91 corresponding to the first intake cam 23A, a second detection unit 92 corresponding to the second intake cam 23B, and a third detection unit 93 corresponding to the third intake cam 23C. Including.
  • the magnetic sensor 90B outputs a high level signal when detecting any one of the detection units 91, 92, 93, and outputs a low level signal when the detection units 91, 92, 93 are not detected. That is, the magnetic sensor 90B detects a rising signal when the advance angle side end 94 of the detection units 91, 92, 93 passes through the sensor 90B, and the retard angle side end 95 of the detection unit is the same sensor. When passing through 90B, a falling signal is detected. The rising signal has a faster response speed than the falling signal.
  • the electronic control unit 61 calculates the following as parameters for use in various controls. That is, based on the crank angle signal CB and the cam angle signal DB, a calculation value corresponding to the relative relative rotation phase of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 is calculated. Further, the injection timing of the fuel injection valve 16 is controlled based on the engine operating state.
  • Control performed by the electronic control unit 61 includes valve timing control for changing the valve timing VT by control of the valve timing variable mechanism 30 and fuel injection control for controlling the injection mode of the fuel injection valve 16.
  • the valve timing VT is set to the most advanced valve timing VT (hereinafter, “most advanced angle VTmax”) and the most retarded valve timing VT (hereinafter, “most retarded angle VTmin”) based on the engine operating state. )). Further, the valve timing VT is changed to the intermediate angle VTmdl when the engine is stopped. The intermediate angle VTmdl is at a specific timing between the valve timing VT and the most advanced angle VTmax and the most retarded angle VTmin.
  • variable valve timing mechanism 30 The configuration of the variable valve timing mechanism 30 will be described with reference to FIG. Note that an arrow X in the figure indicates the rotation direction of the sprocket 33 and the intake camshaft 22.
  • the variable valve timing mechanism 30 includes a housing rotor 31 that rotates in synchronization with the crankshaft 17, a vane rotor 35 that rotates in synchronization with the intake camshaft 22, and a valve timing VT. And a phase fixing mechanism 40 for fixing to the intermediate angle VTmdl.
  • the housing rotor 31 includes a sprocket 33 connected to the crankshaft 17 via a timing chain, a housing body 32 that is assembled inside the sprocket 33 and rotates integrally with the sprocket 33, and a cover that is attached to the housing body 32. 34.
  • the housing body 32 is provided with three partition walls 31 ⁇ / b> A that protrude toward the rotation axis (the intake camshaft 22) of the housing rotor 31 in the radial direction.
  • the vane rotor 35 is fixed to an end portion of the intake camshaft 22 and is disposed in a space in the housing main body 32.
  • the vane rotor 35 is provided with three vanes 36 projecting between adjacent partition walls 31 ⁇ / b> A of the housing body 32.
  • Each vane 36 partitions a vane storage chamber 37 formed between the partition walls 31 ⁇ / b> A into an advance chamber 38 and a retard chamber 39.
  • variable valve timing mechanism 30 The operation of the variable valve timing mechanism 30 will be described.
  • the supply of the lubricating oil to the advance chamber 38 and the discharge of the lubricant from the retard chamber 39 cause the advance chamber 38 to expand and the retard chamber 39 to contract, so that the vane rotor 35 advances relative to the housing rotor 31. It rotates in the corner direction, that is, the rotation direction X of the intake camshaft 22.
  • the valve timing VT changes to the advance side.
  • the valve timing VT is set to the most advanced angle VTmax. .
  • the retard chamber 39 expands and the advance chamber 38 contracts, so that the vane rotor 35 is retarded relative to the housing rotor 31. It rotates in the direction opposite to the corner side, that is, the rotation direction X of the intake camshaft 22.
  • the valve timing VT changes to the retard side.
  • the vane rotor 35 rotates with respect to the housing rotor 31, and the rotation phase of the vane rotor 35 with respect to the housing rotor 31 becomes a specific phase between the most advanced angle phase PA and the most retarded angle phase PB, that is, the intermediate angle phase PM.
  • the valve timing VT is set to the intermediate angle VTmdl.
  • the phase locking mechanism 40 includes an engaging portion 46 formed on the housing rotor 31, a limit pin 41 that engages with the engaging portion 46, and a lubricating oil from the lubricating device 50.
  • a restriction chamber 44 that receives the supply, a restriction spring 42 that pushes the restriction pin 41 in one direction, and a spring chamber 45 that accommodates the spring are included.
  • the restricting pin 41 is accommodated in the accommodating chamber 43 constituted by the restricting chamber 44 and the spring chamber 45, and moves in the axial direction of the rotating shaft of the vane rotor 35 to protrude from the accommodating chamber 43.
  • the direction in which the limit pin 41 protrudes from the accommodation chamber 43 is referred to as “projection direction ZA”
  • accommodation direction ZB the direction in which the limit pin 41 is accommodated in the accommodation chamber 43.
  • the engaging portion 46 includes an engaging hole 48 into which the limit pin 41 is fitted, and an upper groove 47 having a depth relatively smaller than the depth of the engaging hole 48.
  • the engagement hole 48 is provided at a position corresponding to the intermediate angle phase PM.
  • the upper groove 47 is formed from the retard phase on the retard side to the intermediate angle phase PM with respect to the intermediate angle phase PM.
  • the restriction pin 41 When the hydraulic pressure is supplied to the restriction chamber 44, the restriction pin 41 is maintained in the state accommodated in the vane 36. When the hydraulic pressure in the restriction chamber 44 is discharged, the restriction pin 41 is maintained in a state of protruding from the vane 36. When the limit pin 41 protrudes from the vane 36 and engages with the engagement hole 48, the rotational phase of the vane rotor 35 with respect to the housing rotor 31 is fixed to the intermediate angle phase PM.
  • the state in which the rotation phase of the vane rotor 35 is fixed to the intermediate angle phase PM with respect to the housing rotor 31 is referred to as a “fixed state”.
  • a state in which the rotational phase of the vane rotor 35 is not fixed to the intermediate angle phase PM with respect to the housing rotor 31 is referred to as an “unfixed state”.
  • variable valve timing mechanism 30 and the phase locking mechanism 40 Operations of the variable valve timing mechanism 30 and the phase locking mechanism 40 will be described.
  • the vane rotor 35 At the time of engine start, when the vane rotor 35 is not fixed to the housing rotor 31, the vane rotor 35 swings relative to the housing rotor 31 due to cranking at the time of engine start. Since no lubricating oil is supplied to the restriction chamber 44, a force is applied to the restriction pin 41 in the protruding direction ZA by the restriction spring 42.
  • the vane rotor 35 rotates and the limiting pin 41 is disposed on the upper groove 47, the tip of the limiting pin 41 is abutted against the bottom surface of the upper groove 47.
  • valve timing VT is fixed at the intermediate angle VTmdl.
  • the oil control valve 53 causes the advance chamber 38 and the delay chamber so that the rotational phase of the vane rotor 35 with respect to the housing rotor 31 becomes the intermediate angle phase PM.
  • the supply state of the lubricating oil to the corner chamber 39 is controlled.
  • the oil pressure is reduced due to a decrease in the rotation of the oil pump 52, so that a force in the protruding direction ZA is applied to the limit pin 41.
  • the limit pin 41 is fitted into the engagement hole 48. Thereby, the valve timing VT is fixed to the intermediate angle VTmdl.
  • FIG. 3 the positional relationship among intake valve 21, intake cam 23, and magnetic sensor 90B is schematically shown.
  • the first detection unit 91, the second detection unit 92, and the third detection unit 93 of the timing rotor 90A are positioned in relation to each intake cam 23.
  • the positional relationship between the first intake cam 23A and the first detector 91 will be described.
  • the relationship between the second intake cam 23B and the second detector 92 and the relationship between the third intake cam 23C and the third detector 93 are the same as the positional relationship between the first intake cam 23A and the first detector 91. is there.
  • the advance side end 94 of the first detector 91 is magnetic. It is provided at a position detected by the sensor 90B.
  • the retard side end portion 95 of the first detection unit 91 is located at the retard side end portion 95 when the retard side hem portion 27 of the nose 24 of the first intake cam 23A contacts the roller of the rocker arm 21A. It is provided at a position where it is detected.
  • the advance side end portion 94 of the first detection unit 91 is for detecting the time (first time) when the load torque HB applied to the intake camshaft 22 switches from the retard direction to the advance direction.
  • the retard side end portion 95 of the first detection unit 91 is for detecting a time (second time) when the load torque HB applied to the intake camshaft 22 is switched from the advance direction to the retard direction.
  • phase fluctuation amount HC phase fluctuation amount HC
  • FIG. 4 shows changes in each parameter in one cycle of the intake camshaft 22, that is, a period of two rotations of the crankshaft 17 (720 CA), where one rotation of the crankshaft 17 is 360 CA.
  • FIG. 4A shows the displacement HA of the intake valve 21.
  • the nose 24 of the first intake cam 23A, the second intake cam 23B, and the third intake cam 23C contacts the roller of the rocker arm 21A corresponding to each intake cam 23.
  • the displacement periods of the first intake cam 23A, the second intake cam 23B, and the third intake cam 23C are shifted by one-third period.
  • the intake valve 21 corresponding to the intake cam 23 is displaced downwards, and the intake valve 21 is fully opened, that is, the displacement amount HA is maximum. It becomes.
  • FIG. 4B shows torque fluctuation applied to the intake camshaft 22.
  • FIG. 4C shows the phase fluctuation amount HC of the intake camshaft 22.
  • the intake camshaft 22 swings toward the advance side and the retard side with respect to the rotation of the crankshaft 17.
  • the intake camshaft 22 swings to the most retarded side. That is, the phase variation amount on the retard side (hereinafter, “retard variation amount HCB”) is maximized on the retard side.
  • the intake camshaft 22 swings to the most advanced side. At this time, the amount of phase fluctuation on the advance angle side (hereinafter, “advance angle fluctuation amount HCA”) is maximized on the advance angle side.
  • the advance angle variation amount HCA and the retard angle variation amount HCB vary depending on the temperature and oil pressure of the lubricating oil supplied to the variable valve timing mechanism 30 or whether the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state.
  • the relative rotation phase at which the retard angle variation amount HCB and the advance angle variation amount HCA are 0 does not advance or retard, and is set to a substantially constant relative rotation phase.
  • This relative rotational phase is an average relative rotational phase of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 (hereinafter referred to as “reference relative rotational phase PK”).
  • FIG. 4D shows the positions at which the advance side end portion 94 and the retard angle side end portion 95 are detected by the magnetic sensor 90B, the displacement HA of the intake valve 21, and the load torque HB applied to the intake camshaft 22. And the relationship between the phase fluctuation amount HC.
  • each detector 91, 92, 93 has a phase where the load torque HB is zero when the load torque HB for the intake cam 23 is switched from the retard direction to the advance direction, that is, the phase fluctuation amount HC.
  • the advance angle side end 94 is detected by the magnetic sensor 90B.
  • the retard side end portion 95 of each of the detectors 91, 92, 93 has a phase at which the load torque HB becomes zero when the load torque HB for the intake cam 23 is switched from the advance direction to the retard direction, that is, the amount of phase fluctuation.
  • the retard side end 95 is detected by the magnetic sensor 90B.
  • the relationship between the cam angle signal DB and the fixed state of the valve timing variable mechanism 30 will be described with reference to FIG.
  • the missing tooth portion of the crank angle signal CB in FIG. 5 indicates the reference timing in one cycle of the crank angle signal CB.
  • the cam angle signal DB indicates a signal corresponding to the first detection unit 91.
  • the cam angle signal DB of the second detection unit 92 and the third detection unit 93 is the same as that of the first detection unit 91 regarding the change of the cam angle signal DB with respect to whether or not the valve timing variable mechanism 30 is in a fixed state. Therefore, the description about them is omitted.
  • FIG. 5A shows the waveform of the cam angle signal DB of the first detector 91 when the relative rotational phase of the intake camshaft 22 does not vary with respect to the crankshaft 17.
  • the relative rotational phase of the advance side end portion 94 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17 and the relative rotational phase of the retard side end portion 95 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17 are the reference relative rotation.
  • the phase PK is the relative rotational phase of the advance side end portion 94 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17 and the relative rotational phase of the retard side end portion 95 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17.
  • FIG. 5B shows the waveform of the cam angle signal DB of the first detector 91 when the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state.
  • the relative rotational phase of the advance side end 94 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17 takes a value shifted by a predetermined rotational phase PN1 to the retard side with respect to the reference relative rotational phase PK.
  • the relative rotational phase of the retard side end portion 95 of the first detection unit 91 with respect to the crankshaft 17 takes a value that is shifted by a predetermined rotational phase PN2 to the advance side from the reference relative rotational phase PK.
  • variable valve timing mechanism 30 When the variable valve timing mechanism 30 is in the fixed state, the vane rotor 35 and the housing rotor 31 are fixed to each other, so that no rotational phase shift occurs between the vane rotor 35 and the housing rotor 31. However, since a force is applied to the intake cam 23 from the intake valve 21, the amount of deflection of the timing chain interposed between the crankshaft 17 and the housing rotor 31 varies, and the advancement of the first detection unit 91 relative to the crankshaft 17 occurs. The relative rotational phase of the corner side end portion 94 and the retard side end portion 95 varies.
  • FIG. 5C shows the waveform of the cam angle signal DB of the first detector 91 when the variable valve timing mechanism 30 is in the non-fixed state.
  • the relative rotational phase of the advance side end 94 of the first detector 91 with respect to the crankshaft 17 takes a value that is shifted by a predetermined rotational phase PN3 to the retard side from the reference relative rotational phase PK.
  • This deviation amount that is, the predetermined rotational phase PN3 is larger than the predetermined rotational phase PN1, which is the deviation amount when the variable valve timing mechanism 30 is in the fixed state.
  • the relative rotation phase of the retard side end portion 95 of the first detection unit 91 with respect to the crankshaft 17 takes a value that is shifted from the reference relative rotation phase PK by a predetermined rotation phase PN4 toward the advance side.
  • This deviation amount that is, the predetermined rotational phase PN4 is larger than the predetermined rotational phase PN2 that is a deviation amount when the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state.
  • variable valve timing mechanism 30 When the variable valve timing mechanism 30 is in the non-fixed state, the vane rotor 35 and the housing rotor 31 are not fixed to each other, so that a rotational phase shift occurs between the vane rotor 35 and the housing rotor 31. Further, when force is applied to the intake cam 23 from the intake valve 21, the amount of deflection of the timing chain interposed between the crankshaft 17 and the housing rotor 31 varies. For this reason, the relative rotational phase of the advance side end portion 94 and the retard angle side end portion 95 of the first detection portion 91 with respect to the crankshaft 17 varies greatly compared to when the valve timing variable mechanism 30 is in the fixed state.
  • the waveform of the cam angle signal DB of the first detection unit 91 changes depending on whether the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state or an unfixed state.
  • the amount of deviation of the relative rotational phase of the advance side end portion 94 of the first detector 91 relative to the crankshaft 17 with respect to the reference relative rotational phase PK is slower in the non-fixed state than in the fixed state. It becomes larger on the corner side.
  • the amount of deviation of the relative rotational phase of the retard side end portion 95 of the first detection unit 91 relative to the crankshaft 17 with respect to the reference relative rotational phase PK is more advanced in the non-fixed state than in the fixed state. It becomes larger on the corner side.
  • step S100 the engine speed NE of the internal combustion engine 1 is acquired.
  • step S110 the relative rotational phase PNA of the advance side end 94 of the first detection unit 91 with respect to the crankshaft 17 is obtained based on the engine speed NE and the rising signal of the advance side end 94.
  • step S120 an average of the relative rotational phase PNA and the relative rotational phase PNB is obtained and set as a reference relative rotational phase PK.
  • step S200 the advance angle variation amount HCA is obtained from the difference between the relative rotation phase PNA of the advance side end 94 and the reference relative rotation phase PK. Further, the retardation fluctuation amount HCB is obtained from the difference between the relative rotational phase PNB of the retard side end portion 95 and the reference relative rotational phase PK.
  • step S120 the total phase variation amount HCC is obtained by taking the sum of the advance angle variation amount HCA and the retard angle variation amount HCB.
  • step S220 the total phase fluctuation amount HCC and the reference determination value HCK are compared.
  • the total phase fluctuation amount HCC is larger than the reference determination value HCK, it is determined in step S230 that the intake camshaft 22 is not fixed to the crankshaft 17.
  • the total phase fluctuation amount HCC is equal to or smaller than the reference determination value HCK, it is determined in step S240 that the intake camshaft 22 is fixed with respect to the crankshaft 17.
  • the total phase fluctuation amount HCC when the mechanism 30 is in a fixed state also takes different values. Further, the total phase fluctuation amount HCC when the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state also changes due to the change of the friction of the mechanism 30 with time.
  • the reference determination value HCK is a fixed value, it may not be possible to accurately determine whether or not the intake camshaft 22 is fixed to the crankshaft 17. For this reason, the reference determination value HCK is learned during engine operation.
  • step S300 and S310 it is determined whether or not the internal combustion engine 1 is being started and the variable valve timing mechanism 30 is in a fixed state.
  • step S320 it is determined whether or not the engine speed NE of the internal combustion engine 1 is at a specified speed NEA.
  • step S330 the total phase fluctuation amount HCC is obtained in step S330, and this total phase fluctuation amount HCC is set as the reference determination value HCK.
  • the cam angle signal DB becomes unstable, so that the advance side end 94 and the retard side end 95 of each detection unit The corresponding signal will not be detected correctly.
  • the prescribed rotational speed NEA when learning the reference determination value HCK is set to a value larger than the limit rotational speed NEG that can accurately detect the cam angle signal DB.
  • the target phase of the variable valve timing mechanism 30 is set to the intermediate angle VTmdl. If the valve timing VT is set to an advance side value with respect to the intermediate angle VTmdl when the engine is stopped, the oil control valve 53 changes the valve timing VT to the retard side.
  • the intake cam relative to the crankshaft 17 is determined based on the total phase fluctuation amount HCC of the intake camshaft 22 relative to the crankshaft 17. It is determined whether or not the shaft 22 is in a fixed state. In this example, since the total phase fluctuation amount HCC is smaller than the reference determination value HCK, it is determined that the intake camshaft 22 is fixed to the crankshaft 17.
  • the vane rotor 35 is not fixed with respect to the housing rotor 31 when the engine rotational speed NE reaches the specified rotational speed NEA, the total phase fluctuation amount HCC becomes larger than the reference determination value HCK. At this time, it is determined that the intake camshaft 22 is not fixed to the crankshaft 17.
  • step S400 When the ignition switch is turned on from off, it is determined in step S400 and step S410 whether or not the intake air temperature is lower than the reference temperature and the valve timing variable mechanism 30 is in an unfixed state. When this determination is positive, in step S420, fuel injection is prohibited until the elapsed time from the start of cranking exceeds the delay time.
  • the delay time is set as a period for securing a time until the limit pin 41 is fitted into the engagement hole 48 at the time of cranking.
  • step S400 and step S410 the fuel injection control is executed in the normal mode. That is, fuel is injected from the cranking start time.
  • the reference temperature in step S400 is set as a temperature at which the startability of the internal combustion engine 1 cannot be secured when the variable valve timing mechanism 30 is in the non-fixed state.
  • variable valve timing mechanism 30 when the startability of the internal combustion engine 1 is low, the variable valve timing mechanism 30 is set in a state where a predetermined time elapses from the start of cranking without fuel injection. The period is set to a fixed state.
  • the relative rotational phase fluctuates.
  • the phase fluctuation amount HC of the relative rotational phase in the non-fixed state is compared with the phase fluctuation amount HC of the relative rotational phase in the fixed state, the former is larger than the latter. That is, the fluctuation amount of the relative rotation phase varies depending on whether the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are in a fixed state or in a non-fixed state.
  • the same determination can be performed accurately.
  • the cam position sensor 90 is provided so as to detect the timing rotor 90A including the advance side end portion 94 that forms the rising signal and the retard side end portion 95 that corresponds to the fall signal. It has been. Further, the advance side end portion 94 is provided in the vicinity where the fluctuation amount of the rotational torque becomes zero during the torque reduction process of the intake camshaft 22. The retard side end portion 95 is provided in the vicinity where the fluctuation amount of the rotational torque becomes zero in the process of increasing the torque of the intake camshaft 22.
  • the cam position sensor 90 since the cam position sensor 90 detects the rising signal when the rotational torque becomes zero in the process of decreasing the rotational torque of the intake camshaft 22, the intake camshaft 22 changes to the maximum in the retarded direction. Can be detected. Further, in order to detect the falling signal when the torque becomes zero in the process of increasing the rotational torque of the intake camshaft 22, the advance angle fluctuation amount HCA when the intake camshaft 22 fluctuates to the maximum in the advance angle direction is detected. can do.
  • the electronic control device 61 calculates the phase fluctuation amount HC based on the rising signal detected by the cam position sensor 90.
  • the cam position sensor 90 is added to the intake camshaft 22. The time when the applied load torque HB switches from the retard direction to the advance direction is detected as a rising signal.
  • the cam position sensor 90 detects the time when the torque applied to the intake camshaft 22 switches from the retarded direction (the direction opposite to the rotating body) to the advanced angle direction (the forward direction of the rotating body).
  • the phase fluctuation amount HC toward the retard side of the relative rotation phase of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 can be calculated.
  • the electronic control unit 61 calculates the phase fluctuation amount HC based on the falling signal detected by the cam position sensor 90, and the sensor 90 is added to the intake camshaft 22. The time when the applied load torque HB switches from the advance direction to the retard direction is detected as a falling signal.
  • the relative phase of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 is an advance angle. Fluctuate greatly to the side.
  • the cam position sensor 90 detects when the load torque HB applied to the intake camshaft 22 switches from the advance direction (forward direction of the same rotating body) to the retarded direction (opposite direction of the same rotating body). Therefore, the phase fluctuation amount HC toward the advance side of the relative rotation phase of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 can be calculated.
  • the cam position sensor 90 is configured such that the load torque for the intake camshaft 22 is switched from the retard direction to the advance direction, and the load torque for the intake camshaft 22 is retarded from the advance direction.
  • the second time when the direction is switched is detected, and the phase fluctuation amount HC is calculated based on the first time and the second time.
  • the total phase fluctuation amount HCC is calculated based on the first time related to the amount of fluctuation on the retard side of the relative rotational phase and the second time related to the amount of fluctuation on the advance side of the relative rotational phase. Since it is calculated, the total phase fluctuation amount HCC can be obtained more accurately.
  • the electronic control unit 61 determines whether or not the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are fixed to each other when the internal combustion engine 1 is in a stopping process.
  • the electronic control unit 61 determines whether the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are fixed to each other when the engine rotational speed NE in the stop process of the internal combustion engine 1 decreases to the specified rotational speed NEA. Determine whether or not.
  • crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are fixed to each other at a later time in the stopping process of the internal combustion engine 1. If the same determination is made in the initial stage in the stopping process of the internal combustion engine 1, then it is assumed that both rotating bodies are fixed to each other by the rotation of the crankshaft 17 and the intake camshaft 22. In this case, the determination is different from the actual fixed state of the crankshaft 17 and the intake camshaft 22. In this regard, in the above configuration, since the same determination is performed after the engine rotational speed NE has decreased to the specified rotational speed NEA, the determination result is different from the actual fixed state of the crankshaft 17 and the intake camshaft 22. The frequency of becoming can be lowered.
  • the reference determination value HCK is updated based on the crank angle signal CB and the cam angle signal DB when the intake camshaft 22 and the crankshaft 17 are fixed.
  • variable valve timing mechanism 30 There are individual differences in the variable valve timing mechanism 30. That is, due to variations in the dimensions of the intake camshaft 22 and the crankshaft 17 and variations in the assembly of the intake camshaft 22 and the crankshaft 17, the degree of the phase fluctuation amount HC of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 also varies.
  • the reference determination value HCK as to whether or not the intake camshaft 22 is fixed with respect to the crankshaft 17 is determined based on whether or not the intake camshaft 22 and the crankshaft 17 are fixed to each other. It is updated by the total phase fluctuation amount HCC based on the angle signal CB and the cam angle signal DB. Thereby, the above determination can be performed more accurately.
  • the reference determination value HCK is updated when the engine is started before the timing at which the stop process of the internal combustion engine 1 is executed, the reference determination value HCK is used when the engine is subsequently stopped. It can be determined whether or not the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are fixed to each other.
  • the injected fuel is difficult to burn.
  • the start timing of fuel injection at the time of engine start and in the non-fixed state is set later than that at the time of engine start and in the fixed state, for example, the amount of injected fuel adhering to the spark plug is reduced. can do.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the embodiment exemplified in the above-described embodiment, and can be implemented by changing it as shown below, for example.
  • the following modifications are not applied only to the above-described embodiment, and different modifications can be combined with each other.
  • the phase locking mechanism 40 is configured to include the upper groove 47, but the upper groove 47 can be omitted.
  • the phase fixing mechanism 40 includes an engagement hole 48 and a limit pin 41 provided corresponding to the intermediate angle phase PM.
  • the upper groove 47 of the phase fixing mechanism 40 is formed from the intermediate angle phase PM toward the retarded side from the same phase, but the upper groove 47 is formed from the intermediate angle phase PM to the advanced angle side. It can also be formed toward.
  • learning of the reference determination value HCK is executed when the engine is started, but this can also be set in advance. Further, in the internal combustion engine 1 that executes automatic stop for stopping the engine during idling during engine operation from when the engine is started to when the engine is stopped, the reference determination value HCK is obtained at the predetermined engine speed NE at the time of automatic stop. Can learn.
  • the phase fluctuation amount of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17 varies depending on the engine state. Comparing when the internal combustion engine 1 is started and when the internal combustion engine 1 is automatically stopped, the automatic stop is closer to the state when the operation is stopped. In this modification, since the reference determination value HCK is obtained at the time of automatic stop, whether or not the intake camshaft 22 is fixed to the crankshaft 17 as compared with the case where the reference determination value HCK obtained at the time of engine start is used. More accurate determination can be made.
  • the timing rotor 90A is provided with the detection units 91, 92, 93 corresponding to the intake cams 23, but either one or two can be omitted. Any two of them may be integrated.
  • the timing rotor 90A is provided with only the detection units 91, 92, 93 for detecting the relative rotational phase between the crankshaft 17 and the intake camshaft 22, but a detection unit for cylinder discrimination is provided. Can do.
  • the retard angle side end portion 95 and the advance angle side end portion 94 of each of the detection units 91, 92, 93 are in a phase where the load torque HB is 0, that is, the total phase fluctuation amount HCC is on the retard angle side or Although it is provided corresponding to the maximum phase on the advance side, the retard side end 95 and the advance side end 94 of each of the detection units 91, 92, 93 can be provided as follows. .
  • any one or two of the detectors 91, 92, 93 are arranged so that the phase at which the load torque HB of the retard side end portion 95 and the advance side end portion 94 is maximum, that is, the total phase fluctuation amount HCC is It can be provided corresponding to a phase near zero. According to this configuration, the relative rotational phase between the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 can be obtained by the detection unit provided corresponding to the phase where the total phase fluctuation amount HCC is near zero.
  • the retard side end portion 95 of each of the detection units 91, 92, and 93 can be provided not at a position where the phase fluctuation amount HC becomes maximum on the retard side but at a position shifted from the phase.
  • the advance side end 94 of each of the detectors 91, 92, 93 can be provided not at the position where the phase fluctuation amount HC is maximum on the advance side but at a position deviated from the position.
  • whether or not the intake camshaft 22 is fixed to the crankshaft 17 is determined based on the total phase fluctuation amount HCC of the intake camshaft 22 with respect to the crankshaft 17. Instead of such a determination, the same determination can be performed based only on the cam angle signal DB.
  • step S500 based on the engine rotational speed NE, the detection timing of the advance side end 94 and the detection timing of the retard side end 95 of the first detection unit 91.
  • step S510 the phase interval PNX is compared with the reference determination value HCKA.
  • the reference determination value HCKA is set as a phase interval PNX at a predetermined rotational speed at the time of engine start.
  • step S520 When the phase interval PNX is larger than the reference determination value HCKA, it is determined in step S520 that the intake camshaft 22 is not fixed to the crankshaft 17. When the phase interval PNX is at the reference determination value HCKA or smaller than the reference determination value HCKA, it is determined in step S530 that the intake camshaft 22 is fixed with respect to the crankshaft 17. In this configuration, since it is determined whether or not the crankshaft 17 and the intake camshaft 22 are fixed to each other based on the phase interval PNX, the same determination can be performed.
  • the determination whether or not the intake camshaft 22 is fixed to the crankshaft 17 is executed when the engine is stopped, but this determination timing is not limited to this.
  • the same determination can be performed when the engine is started.
  • the same determination can be performed at the time of automatic stop.
  • the total phase fluctuation amount HCC or the phase interval PNX is obtained in the relationship between the crankshaft 17 and the intake camshaft 22, and the crankshaft is determined based on the total phase fluctuation amount HCC or the phase interval PNX. It is determined whether or not the intake camshaft 22 with respect to 17 is fixed.
  • the object to which the present invention is applied is not limited to the crankshaft 17 and the intake camshaft 22.
  • the present invention can also be applied to the determination of the fixed state of the relative rotational phase between the housing rotor 31 and the intake camshaft 22.
  • the present invention can also be applied to the case where the fixed state of the relative rotation phase between the crankshaft 17 and the housing rotor 31 is determined.
  • the present invention is applied to the variable valve gear 20 including the variable valve timing mechanism 30 that is fixed at the intermediate angle VTmdl.
  • the present invention is not limited to the variable valve timing mechanism 30 and the present invention is applied. Can do.
  • the present invention can be applied to the variable valve operating apparatus 20 including the valve timing variable mechanism 30 that is fixed at the most retarded angle VTmin.
  • the present invention is applied to the variable valve timing mechanism 30 having the phase locking mechanism 40 that fixes the housing rotor 31 and the vane rotor 35 by the single limit pin 41.
  • the present invention can also be applied to the variable valve timing mechanism 30 having the phase locking mechanism 40 that fixes the housing rotor 31 and the vane rotor 35 by the two limit pins 41.
  • the limit pin 41 is provided in the vane rotor 35 and each engagement hole 48 is provided in the housing rotor 31.
  • the limit pin 41 is provided in the housing rotor 31 and the engagement hole 48 is provided in the vane rotor 35. It can also be configured.
  • the engagement and release directions of the limit pin 41 and the engagement hole 48 are the axial direction of the vane rotor 35, but the same direction is engaged with the limit pin 41 so as to coincide with the radial direction of the vane rotor 35.
  • Holes 48 can also be formed.
  • the present invention is applied to the valve timing variable mechanism 30 that fixes the valve timing VT at the most retarded angle VTmin.
  • the present invention relates to the valve timing variable mechanism 30 that fixes the valve timing VT at the most advanced angle VTmax.
  • the invention can also be applied.
  • SYMBOLS 1 Internal combustion engine, 10 ... Engine main body, 11 ... Cylinder block, 12 ... Cylinder head, 13 ... Cylinder, 14 ... Piston, 15 ... Combustion chamber, 16 ... Fuel injection valve, 17 ... Crankshaft, 18 ... Oil pan, 20 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Variable valve gear, 21 ... Intake valve, 21A ... Rocker arm, 22 ... Intake cam shaft, 23 ... Intake cam, 23A ... First intake cam, 23B ... Second intake cam, 23C ... Third intake cam, 24 ... Nose , 25 ... vertex part, 26 ... advance angle side hem part, 27 ... retard angle side hem part, 28 ...
  • exhaust valve, 29 ... exhaust camshaft, 30 variable valve timing mechanism, 31 ... housing rotor, 31A ... partition wall, 32 ... Housing body, 33 ... Sprocket, 34 ... Cover, 35 ... Vane rotor, 36 ... Vane, 37 ... Vane storage chamber, 38 ... Advance chamber, 39 ... Retarded chamber, DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 ... Phase locking mechanism, 41 ... Limit pin, 42 ... Limit spring, 43 ... Storage chamber, 44 ... Limit chamber, 45 ... Spring chamber, 46 ... Engagement part, 47 ... Upper groove, 48 ... Engagement hole, 50 ... Lubricating device, 51 ... lubricating oil passage, 52 ... oil pump, 53 ... oil control valve, 60 ...
  • control device 61 ... electronic control device, 80 ... crank position sensor (input angle sensor), 90 ... cam position sensor (output angle) Sensor), 90A ... timing rotor, 90B ... magnetic sensor, 91 ... first detector, 92 ... second detector, 93 ... third detector, 94 ... advance side end (first phase detector), 95 ... retard side end (second phase detector).

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Abstract

入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否かを正確に判定することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。この可変動弁装置は、吸気バルブを駆動する吸気カムシャフトと、同シャフトを駆動するクランクシャフトとを含み、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対的な位相回転位相を変更する機能、およびクランクシャフトに対して吸気カムシャフトを固定する機能を有する。そして、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対的な相対回転位相の変化量である総位相変動量ＨＣＣに基づいて、クランクシャフトに対して吸気カムシャフトが固定されているか否か判定する。

Description

内燃機関の可変動弁装置
　本発明は、機関バルブを駆動する出力回転体と、この出力回転体を駆動する入力回転体とを含み、入力回転体に対する出力回転体の回転位相である相対回転位相を変更する機能、および相対回転位相が特定位相のときに入力回転体と出力回転体とを互いに固定する機能を有する内燃機関の可変動弁装置に関する。
　上記可変動弁装置としては例えば特許文献１に記載のものが知られている。
　この可変動弁装置には、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否かを判定するセンサが設けられている。またセンサの出力信号の基準値に対する正の方向のぶれ量と負の方向のぶれ量との比であるぶれ比を算出する。このぶれ比は、入力回転体と出力回転体とを互いに固定しているか否かにより、次のように変化する。すなわち、両回転対が固定されているとき、ぶれ比が所定値以下の値をとる。両回転体が固定されていないとき、出力回転体が入力回転体に対して揺れ動くため、ぶれ比が所定値よりも大きくなる。上記可変動弁装置では、内燃機関の回転の停止過程において、ぶれ比が所定値以下のとき両回転体が互いに固定されている旨判定し、ぶれ比が所定値よりも大きいとき両回転体が固定されていない旨判定する。
特開２００９－１６７９８９号公報
　しかし、可変動弁装置に潤滑油が残っている場合、出力回転体と入力回転体とが互いに固定されているときのぶれ比と、出力回転体と入力回転体とが互いに固定されていないときのぶれ比とに実質的な差が生じない可能性がある。このため、出力回転体と入力回転体とが互いに固定されていないときに、両回転体が固定されている旨判定されるおそれがある。
　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、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否かを正確に判定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。
　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、本課題を解決するための手段の欄においては、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されていない場合を「非固定状態」とし、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されている場合を「固定状態」として示す。
　本発明によれば、機関バルブを駆動する出力回転体と、この出力回転体を駆動する入力回転体とを含み、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相である相対回転位相を変更する機能、および前記相対回転位相が特定位相のときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を有する内燃機関の可変動弁装置において、前記相対回転位相の変化量である位相変動量に基づいて前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否か判定することを要旨とする。
　出力回転体が機関バルブから力を受けるとき相対回転位相が変動する。非固定状態のときの相対回転位相の変動量と固定状態のときの相対回転位相の変動量とを比較すると、前者が後者よりも大きくなる。すなわち、入力回転体および出力回転体が固定状態にあるかまたは非固定状態にあるかにより相対回転位相の変動量が変動する。この発明では、位相変動量に基づいて入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否か判定しているため、同判定を正確に行うことができる。
　前記可変動弁装置は、前記入力回転体の回転位相を検出する入力角センサと、前記出力回転体の回転位相を検出する出力角センサとを備え、前記入力角センサの検出信号である入力角信号および前記出力角センサの検出信号である出力角信号に基づいて前記位相変動量を算出してもよい。
　前記可変動弁装置は、前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち上がり信号と立ち下がり信号とに基づいて前記位相変動量を算出してもよい。
　前記出力角センサは、前記立ち上がり信号を形成する第１位相検出部と前記立ち下がり信号に対応する第２位相検出部とを含むタイミングロータを検知するように設けられ、さらに、前記第１位相検出部は、前記出力回転体のトルク減少過程において同トルクの変動量が０となる付近に設けられ、前記第２位相検出部は、前記出力回転体のトルク増大過程において同トルクの変動量が０となる付近に設けられてもよい。
　機関バルブから出力回転体に加えられる力の方向が同回転体の回転方向に対して反対方向にあるとき、出力回転体のトルクが減少する。出力回転体のトルクの減少過程においてトルクの変動量が０となるとき、出力回転体の遅角方向の位相変動量が最大となる。また、同力の方向が同回転体の回転方向に対して順方向にあるとき、出力回転体のトルクが増大する。出力回転体のトルクの増大過程においてトルクの変動量が０となるとき、出力回転体の進角方向の位相変動量が最大となる。この発明では、出力角センサにより、出力回転体のトルクの減少過程においてトルクが０となるときに立ち上がり信号を検出するため、出力回転体が遅角方向に最大に変動するときの位相変動量を算出することができる。また、出力回転体のトルクの増大過程においてトルクが０となるときに立ち下がり信号を検出するため、出力回転体が進角方向に最大に変動するときの位相変動量を算出することができる。
　前記可変動弁装置は、前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち上がり信号に基づいて、前記位相変動量を算出するものであり、前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが遅角方向から進角方向に切り替わる時期を前記立ち上がり信号として検出してもよい。
　機関バルブから出力回転体に加えられる力の方向が同回転体の回転方向に対して反対方向から順方向に変化するとき、入力回転体に対する出力回転体の回転位相は遅角側に大きく変動する。本発明では、出力角センサにより、前記出力回転体に加えられるトルクが遅角方向（同回転体と反対方向）から進角方向（同回転体の順方向）に切り替わる時期を検出するため、入力回転体に対する出力回転体の相対回転位相の遅角側への変動量を検出することができる。
　前記可変動弁装置は、前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち下がり信号に基づいて、前記位相変動量を算出するものであり、前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが進角方向から遅角方向に切り替わる時期を前記立ち下がり信号として検出してもよい。
　機関バルブから出力回転体に加えられる力の方向が同回転体の回転方向に対して順方向から反対方向に変化するとき、入力回転体に対する出力回転体の相対的な位相は進角側に大きく変動する。本発明では、出力角センサにより、出力回転体に加えられるトルクが進角方向（同回転体の順方向）から遅角方向（同回転体の反対方向）に切り替わる時期を検出するため、入力回転体に対する出力回転体の相対回転位相の進角側への変動量を検出することができる。
　前記出力角センサは、前記出力回転体に対するトルクが遅角方向から進角方向に切り替わる第１時期と、前記出力回転体に対するトルクが進角方向から遅角方向に切り替わる第２時期とを検出するものであり、前記位相変動量は、前記第１時期と前記第２時期とに基づいて算出されるものであってもよい。
　この発明によれば、相対回転位相の遅角側の変動量に関連する第１時期と、相対回転位相の進角側の変動量に関連する第２時期とに基づいて位相変動量を算出するため、位相変動量をより正確に求めることができる。
　前記可変動弁装置は、前記内燃機関が停止過程にあるとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否かの判定を実行してもよい。
　この発明では、内燃機関の回転の停止過程において固定状態か非固定状態かの判定を行う。このため、次回の機関始動時には固定状態または非固定状態に応じた始動制御を行うことができる。
　前記可変動弁装置は、前記内燃機関の停止過程における機関回転速度が規定回転速度に低下したとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否かの判定を実行してもよい。
　入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているかの判定は、内燃機関の停止過程において遅い時期に行うことが好ましい。仮に、内燃機関の停止過程における初期に同判定が行われたとき、その後入力回転体と出力回転体の回転により両回転体が互いに固定される場合も想定される。この場合、同判定と、実際の入力回転体と出力回転体との固定状態とが異なることになる。この点、本願発明は、機関回転速度が規定回転速度にまで低下してから同判定を行うため、判定結果と、実際の入力回転体と出力回転体との固定状態とが異なる結果になる頻度を低くすることができる。
　前記可変動弁装置は、前記位相変動量が基準判定値よりも小さいとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されている旨判定し、前記位相変動量が前記基準判定値よりも大きいとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されていない旨判定してもよい。
　前記出力回転体と前記入力回転体とが互いに固定されているときの前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新されてもよい。
　可変動弁装置には個体差がある。すなわち、出力回転体および入力回転体の寸法ばらつきや出力回転体と入力回転体の組み付けのばらつきに起因して、入力回転体に対する出力回転体の揺れの程度も異なる。この点、この発明によれば、入力回転体に対し出力回転体が固定されているか否かの基準判定値は、出力回転体と入力回転体とが互いに固定されているときの入力角信号および出力角信号に基づいて更新される。これにより上記判定をより正確に行うことができる。
　前記内燃機関の始動後かつ前記出力回転体と前記入力回転体とが互いに固定されているとき、前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新されてもよい。
　この発明によれば、内燃機関が停止する前に基準判定値が更新されるため、その後の機関停止のときに、同基準判定値を用いて、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否かの判定をすることができる。
　前記内燃機関が自動停止されるときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を備え、前記内燃機関が自動停止状態かつ前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているとき、前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新されてもよい。
　この発明によれば、内燃機関の自動停止のときに基準判定値を更新することにより、内燃機関の始動時よりも機関停止時に近い条件下において基準判定値を求めることができる。これにより、入力回転体と出力回転体とが互いに固定されているか否かについてより正確に判定をすることができる。
　前記可変動弁装置は、前記内燃機関の始動時、前記相対回転位相が固定されていないときには、前記相対回転位相が固定されているときに比べて、燃料噴射の開始時期を遅くしてもよい。
　機関始動時かつ非固定状態のとき、噴射した燃料が燃焼されにくい。この発明では、機関始動時かつ非固定状態のときの燃料噴射の開始時期を機関始動時かつ固定状態のときよりも遅くしているため、例えば噴射された燃料が点火プラグに付着する量を少なくすることができる。
　また本発明によれば、機関バルブを駆動する出力回転体と、この出力回転体を駆動する入力回転体とを含み、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相である相対回転位相を変更する機能、および前記相対回転位相が特定位相のときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を有する内燃機関の可変動弁装置が提供される。前記可変動弁装置は、前記入力回転体の位相を検出する入力角センサと、前記出力回転体の回転位相を検出する出力角センサとを備え、前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが進角方向から遅角方向に切り替わるときを第１検出時期として検出するとともに、前記出力回転体に加えられるトルクが遅角方向から進角方向に切り替わるときを第２検出時期として検出するものであり、前記第１検出時期と前記第２検出時期との間隔の変動量である期間変動量が基準判定値よりも小さいとき、前記入力回転体に対して前記出力回転体が固定されている旨判定し、前記期間変動量が基準判定値よりも大きいとき、前記入力回転体に対して前記出力回転体が固定されている旨判定することを要旨とする。
　非固定状態のときには、出力回転体が機関バルブから力を受けるときに相対回転位相が変動する。一方、固定状態のときには、出力回転体が機関バルブから力を受けたときの相対回転位相の変動量が非固定状態のときよりも小さくなる。すなわち、入力回転体および出力回転体が固定状態にあるかまたは非固定状態にあるかにより相対回転位相の変動量が変動する。この発明では、期間変動量に基づいて入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否か判定しているため、同判定を正確に行うことができる。
本発明の第１実施形態の内燃機関について、その構造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、（Ａ）は同バルブタイミング可変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。 同実施形態の吸気バルブと吸気カムとカムポジションセンサとの位置関係を模式的に示す断面図。 同実施形態の可変動弁装置について、吸気バルブの変位量と、吸気カムシャフトのトルクと、吸気カムシャフトの位相変動量と、検出部との関係を示す模式図。 同実施形態の可変動弁装置について、カム角信号とバルブタイミング可変機構の固定状態との関係を示す模式図。 同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「基準相対回転位相演算処理」の手順を示すフローチャート。 同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「固定判定処理」の手順を示すフローチャート。 同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「基準判定値学習処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の可変動弁装置について、機関停止時における総位相変動量の推移を示すタイミングチャート。 同実施形態の内燃機関について、電子制御装置により実行される「機関始動処理」の手順を示すフローチャート。 本発明の第２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「固定判定処理」の手順を示すフローチャート。
　図１～図１０を参照して、本発明の一実施形態について説明する。この実施形態では、本発明の可変同弁装置をＶ型６気筒の内燃機関の可変動弁装置として具体化した一例を示している。
　内燃機関１は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２およびオイルパン１８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潤滑装置５０と、これら装置を統括的に制御する制御装置６０とを含む。シリンダ１３には、往復運動するピストン１４が設けられている。シリンダヘッド１２には燃料噴射弁１６が設けられている。燃料噴射弁１６は吸気ポートに燃料を噴射する。
　可変動弁装置２０は、燃焼室１５を開閉する吸気バルブ２１および排気バルブ２８と、これらバルブのそれぞれを押し下げる吸気カムシャフト（出力回転体）２２および排気カムシャフト２９と、クランクシャフト（入力回転体）１７の回転位相に対する吸気カムシャフト２２の回転位相（以下、「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とを含む。
　吸気カムシャフト２２には２個１組の吸気カム２３が３組設けられている。３組の吸気カム２３の突出方向は１２０度ずつ異なっている。以降、３組の吸気カム２３のそれぞれを第１吸気カム２３Ａ、第２吸気カム２３Ｂ、第３吸気カム２３Ｃという。
　潤滑装置５０は、オイルパン１８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５３とを含む。
　制御装置６０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６１と、クランクポジションセンサ８０およびカムポジションセンサ９０をはじめとする各種のセンサとを含めて構成されている。クランクポジションセンサ８０は、クランクシャフト１７の回転角度に応じた信号（以下、「クランク角信号ＣＢ」）を電子制御装置６１に出力する。カムポジションセンサ９０は、吸気カムシャフト２２の回転角度に応じた信号（以下、「カム角信号ＤＢ」）を電子制御装置６１に出力する出力角センサである。
　カムポジションセンサ９０は、磁気センサ９０Ｂとして構成されている。磁気センサ９０Ｂは、吸気カムシャフト２２に固定されたタイミングロータ９０Ａを検知するように設けられている。タイミングロータ９０Ａは、第１吸気カム２３Ａに対応する第１検出部９１と、第２吸気カム２３Ｂに対応する第２検出部９２と、第３吸気カム２３Ｃに対応する第３検出部９３とを含む。
　磁気センサ９０Ｂは、いずれかの検出部９１，９２，９３を検出するとき高レベル信号を出力し、検出部９１，９２，９３を検出しないとき低レベル信号を出力する。すなわち、同磁気センサ９０Ｂは、検出部９１，９２，９３の進角側端部９４が同センサ９０Ｂを通過するとき、立ち上がり信号を検出し、同検出部の遅角側端部９５が同センサ９０Ｂを通過するとき、立ち下がり信号を検出する。立ち上がり信号は、立ち下がり信号よりも応答速度が速い。
　電子制御装置６１は、各種の制御に用いるためのパラメータとして次のものを算出する。すなわち、クランク角信号ＣＢおよびカム角信号ＤＢに基づいて、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対的な相対回転位相に対応する演算値を算出する。また、機関運転状態に基づいて燃料噴射弁１６の噴射タイミングを制御する。
　電子制御装置６１により行われる制御として、バルブタイミング可変機構３０の制御によりバルブタイミングＶＴを変更するバルブタイミング制御と、燃料噴射弁１６の噴射態様を制御する燃料噴射制御とが挙げられる。
　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を最も進角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最進角ＶＴｍａｘ」）と最も遅角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最遅角ＶＴｍｉｎ」）との間で変更する。また、機関停止時にはバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに変更する。中間角ＶＴｍｄｌは、バルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘと最遅角ＶＴｍｉｎとの間の特定のタイミングにある。
　図２を参照して、バルブタイミング可変機構３０の構成について説明する。なお、図中の矢印Ｘは、スプロケット３３および吸気カムシャフト２２の回転方向を示している。
　図２（Ａ）に示されるように、バルブタイミング可変機構３０は、クランクシャフト１７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を中間角ＶＴｍｄｌに固定する位相固定機構４０とを含む。
　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１７に連結されたスプロケット３３と、スプロケット３３の内側に組みつけられてスプロケット３３と一体的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。
　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に区画する。
　バルブタイミング可変機構３０の動作について説明する。
　進角室３８への潤滑油の供給および遅角室３９からの潤滑油の排出により、進角室３８が拡大するとともに遅角室３９が縮小して、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘに回転する。これにより、バルブタイミングＶＴが進角側に変化する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も進角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が最進角位相ＰＡにあるとき、バルブタイミングＶＴは最進角ＶＴｍａｘに設定される。
　進角室３８からの潤滑油の排出および遅角室３９への潤滑油の供給により、遅角室３９が拡大するとともに進角室３８が縮小して、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘとは反対方向に回転する。これにより、バルブタイミングＶＴは遅角側に変化する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も遅角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が最遅角位相ＰＢにあるとき、バルブタイミングＶＴは最遅角ＶＴｍｉｎに設定される。
　また、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して回転して、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が最進角位相ＰＡと最遅角位相ＰＢとの間にある特定の位相すなわち中間角位相ＰＭにあるとき、バルブタイミングＶＴは中間角ＶＴｍｄｌに設定される。
　図２（Ｂ）に示されるように、位相固定機構４０は、ハウジングロータ３１に形成された係合部４６と、係合部４６に係合する制限ピン４１と、潤滑装置５０から潤滑油の供給を受ける制限室４４と、制限ピン４１を一方向に押す制限ばね４２と、同ばねを収容するばね室４５とを含む。
　制限ピン４１は、制限室４４およびばね室４５により構成される収容室４３に収容されるとともに、ベーンロータ３５の回転軸の軸方向に移動して同収容室４３から突出する。以降、制限ピン４１が収容室４３から突出する方向を「突出方向ＺＡ」とし、制限ピン４１が収容室４３に収容される方向を「収容方向ＺＢ」とする。
　係合部４６は、制限ピン４１が嵌りこむ係合穴４８と、係合穴４８の深さよりも相対的に深さが小さい上段溝４７とを備えている。係合穴４８は、中間角位相ＰＭと対応するところに設けられている。上段溝４７は、中間角位相ＰＭよりも遅角側の遅角位相から中間角位相ＰＭまでにわたって形成されている。
　制限室４４に油圧が供給されているとき、制限ピン４１はベーン３６に収容された状態に維持される。制限室４４の油圧が排出されるとき、制限ピン４１はベーン３６から突出した状態に維持される。制限ピン４１がベーン３６から突出して係合穴４８に係合するとき、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭに固定される。以降では、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭに固定されている状態を「固定状態」という。ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭに固定されていない状態を「非固定状態」という。
　バルブタイミング可変機構３０と位相固定機構４０との動作について説明する。
　機関始動時において、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が固定されていないとき、機関始動時のクランキングにより、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が揺れる。制限室４４には潤滑油が供給されていないため、制限ピン４１には、制限ばね４２により突出方向ＺＡに力が加えられている。ベーンロータ３５が回転して制限ピン４１が上段溝４７上に配置されたとき、制限ピン４１の先端部が上段溝４７の底面に突き当てられる。さらに、ベーンロータ３５が回転して制限ピン４１と係合穴４８との位置が一致したとき、制限ピン４１の先端部が係合穴４８の底面に突き当てられる。このようにして、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。
　なお、機関始動時において、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が固定されているときは、機関始動時のクランキング中、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とは一体に回転する。
　機関運転中において、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５３により進角室３８に潤滑油が供給される。このとき、同バルブにより制限室４４に潤滑油が供給される。このため、制限ピン４１が収容室４３に収容された状態で、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。
　機関運転中において、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５３により遅角室３９に潤滑油が供給される。このとき、オイルコントロールバルブ５３により制限室４４に潤滑油が供給される。このため、制限ピン４１が収容室４３に収容された状態で、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が遅角側に回転する。
　機関停止時においてバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌにする中間角要求があるとき、オイルコントロールバルブ５３により、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭとなるように進角室３８および遅角室３９への潤滑油の供給状態が制御される。また、機関停止時においては、オイルポンプ５２の回転低下により油圧が低下するため、制限ピン４１には突出方向ＺＡへの力が加えられる。このため、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭになったとき、制限ピン４１が係合穴４８に嵌まりこむ。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。
　図３を参照して、吸気バルブ２１と吸気カム２３と磁気センサ９０Ｂとの位置関係を模式的に示す。
　タイミングロータ９０Ａの第１検出部９１と第２検出部９２と第３検出部９３は、各吸気カム２３との関係で位置決めされている。以下、第１吸気カム２３Ａと第１検出部９１との位置関係について説明する。第２吸気カム２３Ｂと第２検出部９２との関係、および第３吸気カム２３Ｃと第３検出部９３との関係は、第１吸気カム２３Ａと第１検出部９１との位置関係と同様である。
　第１検出部９１の進角側端部９４は、第１吸気カム２３Ａのノーズ２４の頂点部２５が吸気バルブ２１のロッカアーム２１Ａのローラに当接するときに、同進角側端部９４が磁気センサ９０Ｂにより検出される位置に設けられている。第１検出部９１の遅角側端部９５は、第１吸気カム２３Ａのノーズ２４の遅角側裾部２７がロッカアーム２１Ａのローラに接するときに、同遅角側端部９５が磁気センサ９０Ｂに検出される位置に設けられている。
　すなわち、第１検出部９１の進角側端部９４は、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢが遅角方向から進角方向に切り替わる時期（第１時期）を検出するためのものである。第１検出部９１の遅角側端部９５は、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢが進角方向から遅角方向に切り替わる時期（第２時期）を検出するためのものである。
　図４を参照して、吸気バルブ２１の変位量ＨＡと、吸気バルブ２１から吸気カム２３に加えられる力により生じる吸気カム２３への負荷トルクＨＢと、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との相対回転位相の変動量（以下、「位相変動量ＨＣ」）と、各検出部９１，９２，９３の進角側端部９４および遅角側端部９５との関係を説明する。同図４は、クランクシャフト１７の１回転を３６０ＣＡとし、吸気カムシャフト２２の１周期すなわちクランクシャフト１７の２回転分の期間（７２０ＣＡ）における各パラメータの変化を示している。
　図４（ａ）は吸気バルブ２１の変位量ＨＡを示す。第１吸気カム２３Ａと第２吸気カム２３Ｂと第３吸気カム２３Ｃとのノーズ２４は、各吸気カム２３に対応するロッカアーム２１Ａのローラに接触する。第１吸気カム２３Ａと第２吸気カム２３Ｂと第３吸気カム２３Ｃの変位周期は３分の１周期ずつずれている。各吸気カム２３のノーズ２４の頂点部２５がロッカアーム２１Ａのローラに接触するとき、同吸気カム２３に対応する吸気バルブ２１が最も下方に変位して、吸気バルブ２１が全開すなわち変位量ＨＡが最大となる。
　図４（ｂ）は、吸気カムシャフト２２に加えられるトルク変動を示す。
　吸気バルブ２１が開弁し始めるとき、すなわち吸気カム２３のノーズ２４の進角側裾部２６がロッカアーム２１Ａのローラに接触し始めるとき、吸気カムシャフト２２の回転方向とは反対方向に向けて吸気バルブ２１の力が加えられる。このため、吸気カムシャフト２２に対して遅角方向に加えられる負荷トルクＨＢが増大する。このとき、吸気カムシャフト２２の回転トルクは減少する。
　その後、吸気カムシャフト２２が回転して、吸気カム２３のノーズ２４とロッカアーム２１Ａのローラとの接触部分が移動すると、吸気カムシャフト２２に対して遅角方向に加えられる負荷トルクＨＢが減少する。このとき、吸気カムシャフト２２の回転トルクは増大する。吸気カムシャフト２２の回転トルクが増大する期間を、「トルク増大過程」という。
　吸気バルブ２１が全開弁から閉弁し始めるとき、すなわち吸気カム２３のノーズ２４の頂点部２５よりも遅角側の部分がロッカアーム２１Ａのローラに接触するとき、吸気カムシャフト２２の回転方向に吸気バルブ２１の力が加えられる。このため、吸気カムシャフト２２に対して進角方向に加えられる負荷トルクＨＢが増大する。
　その後、吸気カム２３のノーズ２４とロッカアーム２１Ａのローラとの接触部分が移動すると、吸気カムシャフト２２に対して進角方向に加えられる負荷トルクＨＢが減少し始める。このとき、吸気カムシャフト２２の回転トルクは減少し始める。吸気カムシャフト２２の回転トルクが減少する期間を「トルク減少過程」という。
　吸気カム２３のノーズ２４の遅角側裾部２７がロッカアーム２１Ａのローラに接触するとき、吸気カムシャフト２２の回転方向に加えられる吸気バルブ２１の力がなくなる。このため、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢは０となり、その後、吸気カムシャフト２２の負荷トルクＨＢは減少から増大に切り替わる。
　なお、吸気カム２３のノーズ２４がロッカアーム２１Ａのローラに接触する度に、吸気カムシャフト２２には各吸気バルブ２１から力が加えられる。このため、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢは３分の１周期ごとに変化する。
　図４（ｃ）は、吸気カムシャフト２２の位相変動量ＨＣを示す。吸気カムシャフト２２は、クランクシャフト１７の回転に対して進角側および遅角側に揺れる。吸気バルブ２１が最も下方に変位したとき、吸気カムシャフト２２は最も遅角側に揺れる。すなわち、遅角側の位相変動量（以下、「遅角変動量ＨＣＢ」）が遅角側に最大となる。
　一方、吸気バルブ２１の変位量ＨＡが最も小さいとき、吸気カムシャフト２２は最も進角側に揺れる。このとき、進角側の位相変動量（以下、「進角変動量ＨＣＡ」）が進角側に最大となる。
　進角変動量ＨＣＡおよび遅角変動量ＨＣＢは、バルブタイミング可変機構３０に供給される潤滑油の温度および油圧あるいはバルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるか否かによって変動する。
　遅角変動量ＨＣＢおよび進角変動量ＨＣＡが０となる相対回転位相は、進角または遅角することはなく、略一定の相対回転位相に定まっている。この相対回転位相は、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の平均的な相対回転位相（以下、「基準相対回転位相ＰＫ」）となる。
　図４（ｄ）は、進角側端部９４および遅角側端部９５が磁気センサ９０Ｂに検出される位置と、吸気バルブ２１の変位量ＨＡと、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢと、位相変動量ＨＣとの関係を示す。
　各検出部９１，９２，９３の進角側端部９４は、吸気カム２３に対する負荷トルクＨＢが遅角方向から進角方向に切り替わるにおいて同負荷トルクＨＢが０となる位相、すなわち位相変動量ＨＣが遅角側に最大となるとき、同進角側端部９４が磁気センサ９０Ｂに検出される。
　各検出部９１，９２，９３の遅角側端部９５は、吸気カム２３に対する負荷トルクＨＢが進角方向から遅角方向に切り替わるときにおいて同負荷トルクＨＢが０となる位相、すなわち位相変動量ＨＣが進角側に最大となるとき、同遅角側端部９５が磁気センサ９０Ｂに検出される。
　図５を参照して、カム角信号ＤＢとバルブタイミング可変機構３０の固定状態との関係について説明する。
　同図５のクランク角信号ＣＢの欠歯部は、同クランク角信号ＣＢの一周期における基準タイミングを示す。カム角信号ＤＢは、第１検出部９１に対応する信号を示している。第２検出部９２および第３検出部９３のカム角信号ＤＢについては、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるか否かに対するカム角信号ＤＢの変化に関して、第１検出部９１と同様であるため、これらについての説明は省略する。
　同図５（ａ）は、仮にクランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２の相対回転位相が変動しないとしたときの第１検出部９１のカム角信号ＤＢの波形を示す。この場合、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４の相対回転位相、およびクランクシャフト１７に対する第１検出部９１の遅角側端部９５の相対回転位相は、基準相対回転位相ＰＫとなる。
　同図５（ｂ）は、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときの第１検出部９１のカム角信号ＤＢの波形を示す。
　このとき、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４の相対回転位相は、基準相対回転位相ＰＫよりも遅角側に所定回転位相ＰＮ１ずれた値をとる。一方、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の遅角側端部９５の相対回転位相は、基準相対回転位相ＰＫよりも進角側に所定回転位相ＰＮ２ずれた値をとる。
　バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときベーンロータ３５とハウジングロータ３１とは互い固定されているため、ベーンロータ３５とハウジングロータ３１との間において回転位相のずれは生じない。しかし、吸気カム２３に吸気バルブ２１から力が作用するため、クランクシャフト１７とハウジングロータ３１との間に介在するタイミングチェーンの撓み量に変動が生じ、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４および遅角側端部９５の相対回転位相が変動する。
　同図５（ｃ）は、バルブタイミング可変機構３０が非固定状態にあるときの第１検出部９１のカム角信号ＤＢの波形を示す。
　この場合、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４の相対回転位相は、基準相対回転位相ＰＫよりも遅角側に所定回転位相ＰＮ３ずれた値をとる。このずれ量すなわち所定回転位相ＰＮ３は、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときのずれ量である所定回転位相ＰＮ１よりも大きい。
　クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の遅角側端部９５の相対回転位相は、基準相対回転位相ＰＫよりも進角側に所定回転位相ＰＮ４ずれた値をとる。このずれ量すなわち所定回転位相ＰＮ４は、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときのずれ量である所定回転位相ＰＮ２よりも大きい。
　バルブタイミング可変機構３０が非固定状態にあるときベーンロータ３５とハウジングロータ３１とは互い固定されていないため、ベーンロータ３５とハウジングロータ３１との間において回転位相のずれが生じる。また、吸気カム２３が吸気バルブ２１から力が作用するとき、クランクシャフト１７とハウジングロータ３１との間に介在するタイミングチェーンの撓み量に変動が生じる。このため、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４および遅角側端部９５の相対回転位相は、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときに比べて大きく変動する。
　以上に示されるように、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるか非固定状態にあるかにより、第１検出部９１のカム角信号ＤＢの波形が変化する。そして、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４の相対回転位相についての基準相対回転位相ＰＫに対するずれ量は、固定状態に比べて、非固定状態のときの方が、遅角側に大きくなる。また、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の遅角側端部９５の相対回転位相についての基準相対回転位相ＰＫに対するずれ量は、固定状態に比べて、非固定状態のときの方が、進角側に大きくなる。
　図６を参照して、電子制御装置６１において実行される「基準相対回転位相演算処理」について具体的な手順を説明する。なお同処理は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。基準相対回転位相演算処理では、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の平均的な相対回転位相である基準相対回転位相ＰＫが求められる。
　ステップＳ１００において、内燃機関１の機関回転速度ＮＥを取得する。次に、ステップＳ１１０において、機関回転速度ＮＥと進角側端部９４の立ち上がり信号に基づいて、クランクシャフト１７に対する第１検出部９１の進角側端部９４の相対回転位相ＰＮＡを求める。機関回転速度ＮＥと遅角側端部９５の立ち下がり信号とに基づいて、クランクシャフト１７に対する遅角側端部９５の相対回転位相ＰＮＢを求める。次に、ステップＳ１２０において、相対回転位相ＰＮＡと相対回転位相ＰＮＢとの平均を求めて、これを基準相対回転位相ＰＫとする。
　図７を参照して、機関停止時において実行される「固定判定処理」について具体的な手順を説明する。なお同処理は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
　イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたとき、ステップＳ２００において、進角側端部９４の相対回転位相ＰＮＡと基準相対回転位相ＰＫとの差により、進角変動量ＨＣＡが求められる。また、遅角側端部９５の相対回転位相ＰＮＢと基準相対回転位相ＰＫとの差により、遅角変動量ＨＣＢが求められる。次に、ステップＳ１２０において、進角変動量ＨＣＡと遅角変動量ＨＣＢとの和をとることにより総位相変動量ＨＣＣが求められる。
　ステップＳ２２０において、総位相変動量ＨＣＣと基準判定値ＨＣＫとが比較される。総位相変動量ＨＣＣが基準判定値ＨＣＫよりも大きいとき、ステップＳ２３０において、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されていない旨判定する。また総位相変動量ＨＣＣが基準判定値ＨＣＫと同じであるときまたは基準判定値ＨＣＫよりも小さいとき、ステップＳ２４０において、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されている旨判定する。
　このようにして、機関停止時において、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されているか否か判定される。この判定は記憶されて、機関始動時において同判定結果が各種制御に用いられる。
　ところで、バルブタイミング可変機構３０のフリクションは、個々のバルブタイミング可変機構３０により異なるため、同機構３０が固定状態にあるときの総位相変動量ＨＣＣも異なった値をとる。また、バルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるときの総位相変動量ＨＣＣは、同機構３０のフリクションの経時変化によっても変化する。基準判定値ＨＣＫを固定値としたときには、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されているか否かが正確に判定することができなくなる虞がある。このため、機関運転中に基準判定値ＨＣＫが学習される。
　図８を参照して、「基準判定値ＨＣＫの学習処理」について具体的な手順を説明する。なお同処理は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
　ステップＳ３００およびステップＳ３１０において、内燃機関１が機関始動中にあり、かつバルブタイミング可変機構３０が固定状態にあるか否かについて判定する。この判定が肯定されるとき、ステップＳ３２０において、内燃機関１の機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡにあるか否かについて判定する。この判定が肯定されるとき、ステップＳ３３０において総位相変動量ＨＣＣが求められ、この総位相変動量ＨＣＣが基準判定値ＨＣＫとして設定される。
　なお、機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡより小さい限界回転速度ＮＥＧになるとき、カム角信号ＤＢが不安定になるため、各検出部の進角側端部９４および遅角側端部９５に対応する信号が正確に検出されなくなる。このため、基準判定値ＨＣＫを学習するときの規定回転速度ＮＥＡは、カム角信号ＤＢを正確に検出することができる限界回転速度ＮＥＧよりも大きい値に設定される。
　図９を参照して、機関停止時において、「固定判定処理」を実行したときの各種パラメータの推移の一例を説明する。なお同処理は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
　時刻ｔ１のとき、すなわちイグニッションスイッチのオンからオフへの切り替えにより機関停止が実行されるとき、バルブタイミング可変機構３０の目標位相が中間角ＶＴｍｄｌに設定される。機関停止時に、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも進角側の値に設定されている場合には、オイルコントロールバルブ５３は、バルブタイミングＶＴを遅角側に変更する。
　時刻ｔ２のとき、制限ピン４１が係合穴４８に嵌り込み、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が固定される。このとき、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対的な回転が抑制されるため、位相変動量ＨＣが小さくなる。
　時刻ｔ３のとき、すなわち内燃機関１の機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡとなったとき、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の総位相変動量ＨＣＣに基づいて、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されている状態にあるか否か判定される。この例では、総位相変動量ＨＣＣが基準判定値ＨＣＫよりも小さいため、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されている状態にある旨判定される。
　一方、機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡになったときに、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が固定されていない場合、総位相変動量ＨＣＣが基準判定値ＨＣＫよりも大きくなる。このときは、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されていない状態にある旨判定される。
　図１０を参照して、機関始動時において実行される「機関始動処理」について具体的な手順を説明する。機関始動処理では、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されているか否かの判定結果が用いられて燃料噴射制御が実行される。なお同処理は、電子制御装置６１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
　イグニッションスイッチがオフからオンにされたとき、ステップＳ４００およびステップＳ４１０において、吸気温度が基準温度よりも低くかつバルブタイミング可変機構３０が非固定状態にあるか否か判定される。この判定が肯定されるとき、ステップＳ４２０において、クランキングの開始からの経過時間が遅延時間を超えるまで燃料噴射が禁止される。遅延時間は、クランキングのときに制限ピン４１が係合穴４８に嵌り込むまでの時間を確保するための期間として設定されている。
　ステップＳ４００およびステップＳ４１０においていずれか一方の条件が否定されるときは、燃料噴射制御は通常モードで実行される。すなわち、クランキングの開始時期から燃料を噴射する。
　なお、ステップＳ４００における基準温度は、バルブタイミング可変機構３０が非固定状態にあるときにおいて内燃機関１の始動性を確保することができない温度として設定されている。
　すなわち、上記の機関始動処理では、内燃機関１の始動性が低くなる条件にあるとき、クランキングの開始から所定時間が経過するまでの期間を、燃料を噴射しない状態でバルブタイミング可変機構３０を固定状態にするための期間としている。
　本実施形態よれば以下の作用効果を奏することができる。
　（１）本実施形態では、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の変化量である総位相変動量ＨＣＣに基づいて、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否か判定することを要旨とする。
　吸気カムシャフト２２が吸気バルブ２１から力を受けるとき相対回転位相が変動する。非固定状態のときの相対回転位相の位相変動量ＨＣと固定状態のときの相対回転位相の位相変動量ＨＣとを比較すると、前者が後者よりも大きくなる。すなわち、クランクシャフト１７および吸気カムシャフト２２が固定状態にあるかまたは非固定状態にあるかにより相対回転位相の変動量が変動する。上記構成では、総位相変動量ＨＣＣに基づいてクランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否か判定しているため、同判定を正確に行うことができる。
　（２）本実施形態では、カムポジションセンサ９０は、立ち上がり信号を形成する進角側端部９４と立ち下がり信号に対応する遅角側端部９５とを含むタイミングロータ９０Ａを検知するように設けられている。さらに、進角側端部９４は、吸気カムシャフト２２のトルク減少過程において回転トルクの変動量が０となる付近に設けられている。遅角側端部９５は、吸気カムシャフト２２のトルク増大過程において回転トルクの変動量が０となる付近に設けられている。
　吸気バルブ２１から吸気カムシャフト２２に加えられる力の方向が同吸気カムシャフト２２の回転方向に対して反対方向にあるとき、吸気カムシャフト２２の回転トルクが減少する。吸気カムシャフト２２のトルクの減少過程において回転トルクの変動量が０となるとき、吸気カムシャフト２２の遅角方向の位相変動量ＨＣが最大となる。また、同力の方向が同回転体の回転方向に対して順方向にあるとき、吸気カムシャフト２２の回転トルクが増大する。吸気カムシャフト２２のトルクの増大過程において回転トルクの変動量が０となるとき、吸気カムシャフト２２の進角方向の位相変動量ＨＣが最大となる。この構成では、カムポジションセンサ９０により、吸気カムシャフト２２の回転トルクの減少過程において回転トルクが０となるときに立ち上がり信号を検出するため、吸気カムシャフト２２が遅角方向に最大に変動するときの遅角変動量ＨＣＢを検出することができる。また、吸気カムシャフト２２の回転トルクの増大過程においてトルクが０となるときに立ち下がり信号を検出するため、吸気カムシャフト２２が進角方向に最大に変動するときの進角変動量ＨＣＡを検出することができる。
　（３）本実施形態では、電子制御装置６１は、カムポジションセンサ９０が検出する立ち上がり信号に基づいて、位相変動量ＨＣを算出するものであり、カムポジションセンサ９０は、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢが遅角方向から進角方向に切り替わる時期を立ち上がり信号として検出する。
　吸気バルブ２１から吸気カムシャフト２２に加えられる力の方向が同回転体の回転方向に対して反対方向から順方向に変化するとき、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相は遅角側に大きく変動する。この構成では、カムポジションセンサ９０により、吸気カムシャフト２２に加えられるトルクが遅角方向（同回転体と反対方向）から進角方向（同回転体の順方向）に切り替わる時期を検出するため、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の遅角側への位相変動量ＨＣを算出することができる。
　（４）本実施形態では、電子制御装置６１は、カムポジションセンサ９０が検出する立ち下がり信号に基づいて、位相変動量ＨＣを算出するものであり、同センサ９０は、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢが進角方向から遅角方向に切り替わる時期を立ち下がり信号として検出する。
　吸気バルブ２１から吸気カムシャフト２２に加えられる力の方向が同回転体の回転方向に対して順方向から反対方向に変化するとき、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対的な位相は進角側に大きく変動する。この構成では、カムポジションセンサ９０により、吸気カムシャフト２２に加えられる負荷トルクＨＢが進角方向（同回転体の順方向）から遅角方向（同回転体の反対方向）に切り替わる時期を検出するため、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の相対回転位相の進角側への位相変動量ＨＣを算出することができる。
　（５）本実施形態では、カムポジションセンサ９０は、吸気カムシャフト２２に対する負荷トルクが遅角方向から進角方向に切り替わる第１時期と、吸気カムシャフト２２に対する負荷トルクが進角方向から遅角方向に切り替わる第２時期とを検出するものであり、位相変動量ＨＣは、第１時期と第２時期とに基づいて算出される。
　この構成によれば、相対回転位相の遅角側の変動量に関連する第１時期と、相対回転位相の進角側の変動量に関連する第２時期とに基づいて総位相変動量ＨＣＣを算出するため、総位相変動量ＨＣＣをより正確に求めることができる。
　（６）本実施形態では、電子制御装置６１は、内燃機関１が停止過程にあるとき、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否かの判定を実行する。
　この構成では、内燃機関１の回転の停止過程において固定状態か非固定状態かの判定を行う。このため、次回の機関始動時には固定状態または非固定状態に応じた始動制御を行うことができる。
　（７）本実施形態では、電子制御装置６１は、内燃機関１の停止過程における機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡに低下したとき、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否かの判定を実行する。
　クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているかの判定は、内燃機関１の停止過程において遅い時期に行うことが好ましい。仮に、内燃機関１の停止過程における初期に同判定が行われたとき、その後、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２の回転により両回転体が互いに固定される場合が想定される。この場合、同判定と、実際のクランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との固定状態とが異なることになる。この点、上記構成では、機関回転速度ＮＥが規定回転速度ＮＥＡにまで低下してから同判定を行うため、判定結果と、実際のクランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との固定状態とが異なる結果になる頻度を低くすることができる。
　（８）本実施形態では、吸気カムシャフト２２とクランクシャフト１７とが固定されているときのクランク角信号ＣＢおよびカム角信号ＤＢに基づいて基準判定値ＨＣＫが更新される。
　バルブタイミング可変機構３０には個体差がある。すなわち、吸気カムシャフト２２およびクランクシャフト１７の寸法ばらつきや吸気カムシャフト２２とクランクシャフト１７の組み付けのばらつきに起因して、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の位相変動量ＨＣの程度も異なる。この点、この構成によれば、クランクシャフト１７に対し吸気カムシャフト２２が固定されているか否かの基準判定値ＨＣＫは、吸気カムシャフト２２とクランクシャフト１７とが互いに固定されているときのクランク角信号ＣＢおよびカム角信号ＤＢに基づく総位相変動量ＨＣＣにより更新される。これにより上記判定をより正確に行うことができる。
　（９）本実施形態では、内燃機関１の始動後かつ吸気カムシャフト２２とクランクシャフト１７とが互いに固定されているとき、クランク角信号ＣＢおよびカム角信号ＤＢに基づいて基準判定値ＨＣＫが更新される。
　この構成では、内燃機関１の停止処理が実行される時期よりも前の機関始動時に、基準判定値ＨＣＫが更新されるため、その後の機関停止のときに、同基準判定値ＨＣＫを用いて、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否かの判定をすることができる。
　（１０）本実施形態では、内燃機関１の始動時、相対回転位相が固定されていないときに、相対回転位相が中間角位相ＰＭに固定されているときに比べて、燃料噴射の開始時期を遅くする。
　機関始動時かつ非固定状態のとき、噴射した燃料が燃焼されにくい。この構成では、機関始動時かつ非固定状態のときの燃料噴射の開始時期を機関始動時かつ固定状態のときよりも遅くしているため、例えば噴射された燃料が点火プラグに付着する量を少なくすることができる。
　（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て例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。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、位相固定機構４０は上段溝４７を含めて構成されているが、この上段溝４７を省略することができる。この場合、位相固定機構４０は、中間角位相ＰＭに対応して設けられた係合穴４８と制限ピン４１とにより構成される。
　・上記実施形態では、位相固定機構４０の上段溝４７は中間角位相ＰＭから同位相から遅角側に向けて形成されているが、上段溝４７を中間角位相ＰＭから同位相から進角側に向けて形成することもできる。
　・上記実施形態では、基準判定値ＨＣＫの学習を機関始動時に実行しているが、これを予め設定することもできる。また、機関始動時から機関停止時までの機関運転中のアイドル時に、機関を停止する自動停止を実行する内燃機関１においては、自動停止時における所定機関回転速度ＮＥのときに、基準判定値ＨＣＫの学習を実行することができる。
　この場合、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の位相変動量は機関状態によって変動する。内燃機関１の始動時と内燃機関１の自動停止時とを比べると、自動停止時の方が運転停止時の状態に近い。当該変形例では、自動停止時に基準判定値ＨＣＫが求められるため、機関始動時に求めた基準判定値ＨＣＫを用いる場合と比較して、クランクシャフト１７に対し吸気カムシャフト２２固定されているか否かについてより正確に判定をすることができる。
　・上記実施形態では、タイミングロータ９０Ａは各吸気カム２３に対応して検出部９１，９２，９３を設けた構成とされているが、いずれか１つまたは２つを省略することができる。また、いずれか２つを一体にしてもよい。
　・上記実施形態では、タイミングロータ９０Ａにはクランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との相対回転位相を検出する検出部９１，９２，９３しか設けられていないが、気筒判別用の検出部を設けることができる。
　・上記実施形態では、各検出部９１，９２，９３の遅角側端部９５および進角側端部９４は、負荷トルクＨＢが０となる位相、すなわち総位相変動量ＨＣＣが遅角側または進角側に最大となる位相に対応して設けられているが、各検出部９１，９２，９３の遅角側端部９５および進角側端部９４は次に示すように設けることができる。
　（ａ）検出部９１，９２，９３のいずれか１つまたは２つを、遅角側端部９５および進角側端部９４の負荷トルクＨＢが最大となる位相、すなわち総位相変動量ＨＣＣが０付近となる位相に対応して設けることができる。この構成によれば、総位相変動量ＨＣＣが０付近となる位相に対応して設けた検出部によって、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との相対回転位相を求めることができる。
　（ｂ）各検出部９１，９２，９３の遅角側端部９５は、位相変動量ＨＣが遅角側に最大となる位置ではなく、当該位相からずれたところに設けることができる。
　（ｃ）各検出部９１，９２，９３の進角側端部９４は、位相変動量ＨＣが進角側に最大となる位置ではなく、当該位置からずれたところに設けることができる。
　・上記実施形態では、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されているか否かの判定について、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２の総位相変動量ＨＣＣに基づいて行っている。このような判定に代え、カム角信号ＤＢだけに基づいて同判定を行うこともできる。
　図５および図１１を参照してカム角信号ＤＢに基づく「固定判定処理」の手順について説明する。
　イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたとき、ステップＳ５００において、機関回転速度ＮＥと、第１検出部９１の進角側端部９４の検出タイミングと遅角側端部９５の検出タイミングとに基づいて位相間隔ＰＮＸ（期間変動量）を求める。次に、ステップＳ５１０において、位相間隔ＰＮＸと基準判定値ＨＣＫＡとを比較する。基準判定値ＨＣＫＡは、機関始動時の所定回転速度における位相間隔ＰＮＸとして設定される。
　位相間隔ＰＮＸが基準判定値ＨＣＫＡよりも大きいとき、ステップＳ５２０において、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されていない旨判定する。位相間隔ＰＮＸが基準判定値ＨＣＫＡにあるかまたは基準判定値ＨＣＫＡよりも小さいとき、ステップＳ５３０において、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されている旨判定する。この構成では、位相間隔ＰＮＸに基づいてクランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とが互いに固定されているか否か判定しているため、同判定を正確に行うことができる。
　・上記実施形態では、クランクシャフト１７に対して吸気カムシャフト２２が固定されているか否かの判定は、機関停止時に実行しているが、この判定時期はこれに限定されない。例えば、機関始動時に、同判定を実行することができる。また、自動停止する機能を有する内燃機関１においては、自動停止のときに、同判定を実行することができる。
　・上記実施形態および上記変形例では、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２との関係において総位相変動量ＨＣＣもしくは位相間隔ＰＮＸを求め、この総位相変動量ＨＣＣもしくは位相間隔ＰＮＸに基づいて、クランクシャフト１７に対する吸気カムシャフト２２が固定されているか否かについて判定している。しかし、本発明が適用される対象は、クランクシャフト１７と吸気カムシャフト２２とに限定されない。例えば、本発明は、ハウジングロータ３１と吸気カムシャフト２２との相対回転位相の固定状態を判定するため場合にも適用することができる。また、クランクシャフト１７とハウジングロータ３１と相対回転位相の固定状態を判定する場合にも適用することができる。
　・上記実施形態では、中間角ＶＴｍｄｌで固定するバルブタイミング可変機構３０を含む可変動弁装置２０について本発明が適用されているが、同バルブタイミング可変機構３０に限らず、本発明を適用することができる。例えば、最遅角ＶＴｍｉｎで固定するバルブタイミング可変機構３０を含む可変動弁装置２０について本発明を適用することができる。
　・上記実施形態では、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とを固定する位相固定機構４０を有したバルブタイミング可変機構３０について本発明を適用している。しかし、本発明は、２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とを固定する位相固定機構４０を有したバルブタイミング可変機構３０についても適用することができる。
　・上記実施形態では、制限ピン４１をベーンロータ３５に設け、各係合穴４８をハウジングロータ３１に設ける構成としたが、制限ピン４１をハウジングロータ３１に設けるとともに係合穴４８をベーンロータ３５に設ける構成とすることもできる。
　・上記実施形態では、制限ピン４１と係合穴４８との係合および解除方向をベーンロータ３５の軸方向としているが、同方向をベーンロータ３５の径方向と一致するように制限ピン４１と係合穴４８とを形成することもできる。
　・上記実施形態では、バルブタイミングＶＴを最遅角ＶＴｍｉｎで固定するバルブタイミング可変機構３０について本発明を適用しているが、バルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘで固定するバルブタイミング可変機構３０について本発明を適用することもできる。
　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…シリンダ、１４…ピストン、１５…燃焼室、１６…燃料噴射弁、１７…クランクシャフト、１８…オイルパン、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２１Ａ…ロッカアーム、２２…吸気カムシャフト、２３…吸気カム、２３Ａ…第１吸気カム、２３Ｂ…第２吸気カム、２３Ｃ…第３吸気カム、２４…ノーズ、２５…頂点部、２６…進角側裾部、２７…遅角側裾部、２８…排気バルブ、２９…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、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、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…制限ばね、４３…収容室、４４…制限室、４５…ばね室、４６…係合部、４７…上段溝、４８…係合穴、５０…潤滑装置、５１…潤滑油路、５２…オイルポンプ、５３…オイルコントロールバルブ、６０…制御装置、６１…電子制御装置、８０…クランクポジションセンサ（入力角センサ）、９０…カムポジションセンサ（出力角センサ）、９０Ａ…タイミングロータ、９０Ｂ…磁気センサ、９１…第１検出部、９２…第２検出部、９３…第３検出部、９４…進角側端部（第１位相検出部）、９５…遅角側端部（第２位相検出部）。

Claims (15)

  1. 　機関バルブを駆動する出力回転体と、この出力回転体を駆動する入力回転体とを含み、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相である相対回転位相を変更する機能、および前記相対回転位相が特定位相のときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を有する内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記相対回転位相の変化量である位相変動量に基づいて前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否か判定する
    　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、
    　前記入力回転体の回転位相を検出する入力角センサと、前記出力回転体の回転位相を検出する出力角センサとを備え、
    　前記入力角センサの検出信号である入力角信号および前記出力角センサの検出信号である出力角信号に基づいて前記位相変動量を算出する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  3. 　請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち上がり信号と立ち下がり信号とに基づいて前記位相変動量を算出する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  4. 　請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力角センサは、前記立ち上がり信号を形成する第１位相検出部と前記立ち下がり信号に対応する第２位相検出部とを含むタイミングロータを検知するように設けられ、
    　前記第１位相検出部は、前記出力回転体のトルク減少過程において同トルクの変動量が０となる付近に設けられ、
    　前記第２位相検出部は、前記出力回転体のトルク増大過程において同トルクの変動量が０となる付近に設けられる
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  5. 　請求項２または３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち上がり信号に基づいて、前記位相変動量を算出するものであり、
    　前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが遅角方向から進角方向に切り替わる時期を前記立ち上がり信号として検出する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  6. 　請求項２または３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力角センサが検出する前記出力角信号の立ち下がり信号に基づいて、前記位相変動量を算出するものであり、
    　前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが進角方向から遅角方向に切り替わる時期を前記立ち下がり信号として検出する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  7. 　請求項２または３に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力角センサは、前記出力回転体に対するトルクが遅角方向から進角方向に切り替わる第１時期と、前記出力回転体に対するトルクが進角方向から遅角方向に切り替わる第２時期とを検出するものであり、
    　前記位相変動量は、前記第１時期と前記第２時期とに基づいて算出されるものである
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  8. 　請求項１～７に記載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、
    　前記内燃機関が停止過程にあるとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否かの判定を実行する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  9. 　請求項８に記載に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記内燃機関の停止過程における機関回転速度が規定回転速度に低下したとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているか否かの判定を実行する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  10. 　請求項１～９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、
    　前記位相変動量が基準判定値よりも小さいとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されている旨判定し、
    　前記位相変動量が前記基準判定値よりも大きいとき、前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定され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。
  11. 　請求項１０に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記出力回転体と前記入力回転体とが互いに固定されているときの前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新される
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  12. 　請求項１１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記内燃機関の始動後かつ前記出力回転体と前記入力回転体とが互いに固定されているとき、前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新される
    　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、
    　前記内燃機関が自動停止されるときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を備え、
    　前記内燃機関が自動停止状態かつ前記入力回転体と前記出力回転体とが互いに固定されているとき、前記入力角信号および前記出力角信号に基づいて前記基準判定値が更新される
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  14. 　請求項１～１３に記載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、
    　前記内燃機関の始動時、前記相対回転位相が固定されていないときには、前記相対回転位相が固定されているときに比べて、燃料噴射の開始時期を遅くする
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  15. 　機関バルブを駆動する出力回転体と、この出力回転体を駆動する入力回転体とを含み、前記入力回転体に対する前記出力回転体の回転位相である相対回転位相を変更する機能、および前記相対回転位相が特定位相のときに前記入力回転体と前記出力回転体とを互いに固定する機能を有する内燃機関の可変動弁装置において、
    　前記入力回転体の位相を検出する入力角センサと、前記出力回転体の回転位相を検出する出力角センサとを備え、
    　前記出力角センサは、前記出力回転体に加えられるトルクが進角方向から遅角方向に切り替わるときを第１検出時期として検出するとともに、前記出力回転体に加えられるトルクが遅角方向から進角方向に切り替わるときを第２検出時期として検出するものであり、
    　前記第１検出時期と前記第２検出時期との間隔の変動量である期間変動量が基準判定値よりも小さいとき、前記入力回転体に対して前記出力回転体が固定されている旨判定し、
    　前記期間変動量が基準判定値よりも大きいとき、前記入力回転体に対して前記出力回転体が固定されている旨判定する
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
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