JP2004353574A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御量の学習値が未学習状態で正しい値となっていない状態であっても故障と誤判定するのを防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得る。
【解決手段】内燃機関１０１のクランク軸の回転角度に対応してクランク角度を検出するクランク角センサ１１５、クランク角に対するカム角を相対的に位相可変するアクチュエータ１１３、アクチュエータにより変更されたカム角を検出するカム角センサ１１２、アクチュエータを駆動するＯＣＶ１１４、内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段（ＥＣＵ１１７）、算出した目標値に検出したカム角を一致させるように制御するカム角制御手段（ＥＣＵ１１７）、目標値とカム角が略一致したときのＯＣＶへの制御信号を学習する学習手段（ＥＣＵ１１７）、アクチュエータの故障を検出する故障検出手段（ＥＣＵ１１７）を備え、故障検出手段は、学習手段の学習実施有無により故障検出条件を変更する。
【選択図】 図５
【解決手段】内燃機関１０１のクランク軸の回転角度に対応してクランク角度を検出するクランク角センサ１１５、クランク角に対するカム角を相対的に位相可変するアクチュエータ１１３、アクチュエータにより変更されたカム角を検出するカム角センサ１１２、アクチュエータを駆動するＯＣＶ１１４、内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段（ＥＣＵ１１７）、算出した目標値に検出したカム角を一致させるように制御するカム角制御手段（ＥＣＵ１１７）、目標値とカム角が略一致したときのＯＣＶへの制御信号を学習する学習手段（ＥＣＵ１１７）、アクチュエータの故障を検出する故障検出手段（ＥＣＵ１１７）を備え、故障検出手段は、学習手段の学習実施有無により故障検出条件を変更する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気及び排気のバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関し、特に、バルブタイミング制御装置の故障検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置として、カム角変更手段の作動状態を検出し、所定の作動状態とする駆動手段の駆動信号を学習し、この学習値に基づき制御手段で算出する駆動信号を補正するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上述した従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は、クランク角センサとカム角センサより相対カム角を検出する相対回転角検出手段と、機関運転状態により最適となる目標カム角を算出する目標相対回転角算出手段と、目標相対回転角算出手段で算出した目標相対回転角と相対回転角検出手段で検出した相対カム角の偏差に基づいて算出した、制御手段から駆動手段への出力値を学習する学習手段と、相対回転角検出手段、目標相対回転角算出手段、学習手段より得た情報により駆動手段を制御する制御手段と、バルブタイミング調整手段を駆動する駆動手段と、クランク角に対するカム角を変更するバルブタイミング調整手段とを備えている。
【０００４】
学習手段は、相対回転角検出手段での検出値と目標相対回転角算出手段で算出した算出値の偏差が所定範囲内にあれば制御手段から駆動手段への出力値を学習する。制御手段は、目標相対回転角に相対回転角が一致するように、学習値に基づき制御量を算出して駆動手段を駆動し、所定の動作速度となるようにバルブタイミング調整手段を動作させる。
【０００５】
また、目標値と検出値の偏差が所定以上、所定期間継続されれば故障判定を実施する内燃機関のバルブタイミング制御装置がある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１５９１０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−６４８６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は以上のように構成されており、駆動手段への制御量の学習値が未学習の場合、バルブタイミング調整手段が所定の動作速度では動作せず、目標値と検出値の偏差が所定期間継続する場合に故障と判定するようにした場合、故障と誤判定する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、制御量の学習値が未学習状態で正しい値となっていない状態であっても故障と誤判定することを防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランク軸の回転角度に対応してクランク角度位置信号を発生するクランク角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するカム角変更手段と、前記カム角変更手段により変更されたカム角を検出するカム角検出手段と、前記カム角変更手段を駆動する駆動手段と、前記内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段と、前記目標値算出手段で算出した目標値に前記カム角検出手段で検出したカム角を一致させるように制御するカム角制御手段と、前記目標値と前記カム角が略一致したときの前記駆動手段への制御信号を学習する学習手段と、前記カム角変更手段の故障を検出する故障検出手段とを備え、前記故障検出手段は、前記学習手段の学習実施有無により故障検出条件を変更することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す構成図である。図１に示す内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関１０１と、内燃機関１０１が吸入する空気を浄化するエアクリーナ１０２と、内燃機関１０１が吸入する空気量を計量するエアフローセンサ１０３と、吸気管１０４と、吸入する空気量を調節し、内燃機関１０１の出力をコントロールするスロットルバルブ１０５と、吸入した空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ１０６と、内燃機関１０１の燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ１１１とを備えている。
【００１１】
また、点火プラグ１１１に高電圧エネルギを供給する点火コイル１１０と、燃焼した排気ガスを排出する排気管１０７と、排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ２センサ１０８と、排気ガス内の有害ガスであるＴＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する事の出来る三元触媒１０９と、所定位置に突起（図示なし）が設けられており、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転するクランク角検出用のセンサプレート１１６と、クランクシャフトの位置を検出するもので、センサプレート１１６の突起（図示なし）がクランク角センサ１１５を横切る時に信号を発するようになっており、クランク角を検出するクランク角センサ１１５とを備えている。
【００１２】
また、クランク角に対するカム角を相対的に位相可変することのできるカム角変更手段としてのアクチュエータ１１３と、クランク角センサ同様図示しないカム角検出用センサプレートの突起によりパルス信号を発生し、カム角を検出するカム角センサ１１２と、カム位相可変用アクチュエータ１１３への油圧を切り替えてカムの位相を制御する、アクチュエータ１１３を駆動する駆動手段としてのオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと称する）１１４と、カム位相の制御を行うと共に、内燃機関１０１の制御も行うＥＣＵ１１７とを備えている。
【００１３】
次に、カムの位相角制御の説明の前に、まず、内燃機関１０１の制御について説明する。内燃機関１０１が吸入する空気量をエアフローセンサ１０３が計量し、計量した空気量に見合った燃料量をＥＣＵ１１７が演算してインジェクタ１０６を駆動すると共に、燃焼室内の混合気へ点火プラグ１１１で適切なタイミングで点火するための、点火コイル１１０への通電時間及び遮断のタイミングを制御する。吸入される空気量は、スロットルバルブ１０５で調節され、内燃機関１０１で発生する出力をコントロールする。
【００１４】
シリンダ内で燃焼した排気ガスは、排気管１０７を通って排出され、排気管１０７の途中に設けてある触媒１０９により排気ガス中の有害物質であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを無害なＣＯ２とＨ２Ｏに浄化する。触媒１０９での浄化効率を最大限に引き出すため、排気管１０７にはＯ２センサ１０８が取り付けられ排気ガス中の残存酸素量を検出し、混合気が理論空燃比となるようにＥＣＵ１１７がフィードバック制御を行って燃料量を調節している。
【００１５】
次に、ＥＣＵ１１７によるバルブタイミングの制御方法について説明する。図２は、バルブタイミングであるカム角制御のモード選択のフローチャートを示し、内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段と、カム角検出センサ１１２で検出したカム角を算出した目標値に一致させるように制御するカム角制御手段を構成するものである。この処理は、所定タイミング、例えば２５［ｍｓ］毎に実施される。
【００１６】
まず、ステップＳ２０１で目標位相角（Ｖｔ）を算出する。例えば、吸入空気量（エアフローセンサ１０３の検出値）から算出した充填効率とクランク角センサ１１５の出力から算出した回転速度からマップを参照する。ステップＳ２０２で検出位相角（Ｖｄ）を検出する。クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力信号間の時間を計測することで検出位相角を算出する。その後、ステップＳ２０３で次式に示す位相角偏差（ｄＶ）を算出する。
位相角偏差（ｄＶ）＝目標位相角（Ｖｔ）−検出位相角（Ｖｄ）
【００１７】
そして、ステップＳ２０４で目標位相角（Ｖｔ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ２０６で最遅角モードとする。ステップＳ２０４でゼロよりも大きければ、ステップＳ２０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が１［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。１［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ２０７で比例微分制御モード（以下ＰＤモードと称す）とし、１［ｄｅｇＣＡ］よりも小さければ、ステップＳ２０８で保持モードであるとする。
【００１８】
次に、図３は、ＥＣＵ１１７によるＯＣＶ１１４への制御量（制御電流値）算出のフローチャートである。この処理は、図２のフローチャートに続いて所定タイミング、例えば２５［ｍｓ］毎に実施される。まず、ステップＳ３０１で最遅角モードであるかを判定する。最遅角モードであれば、ステップＳ３０３で制御電流値（Ｉ）を０［ｍＡ］とする。最遅角モードでなければ、ステップＳ３０２で保持モードであるかを判定する。保持モードであれば、ステップＳ３０４で積分値（Ｉｉ）＝位相角偏差（ｄＶ）×積分ゲイン（Ｉｇａｉｎ）として算出する。そして、ステップＳ３０５で制御電流値（Ｉ）＝保持電流学習値（Ｉｈ）＋積分値（Ｉｉ）として算出する。
【００１９】
ステップＳ３０２で保持モードでなければ、ＰＤモードと判断して、ステップＳ３０６で比例値（Ｉｐ）＝位相角偏差（ｄＶ）×比例ゲイン（Ｐｇａｉｎ）として算出する。ステップＳ３０７で微分値（Ｉｄ）＝（位相角偏差（ｄＶ）−前回位相角偏差（ｄＶ［ｉ−１］））×微分ゲイン（Ｄｇａｉｎ）として算出する。ステップＳ３０８で制御電流値（Ｉ）＝保持電流学習値（Ｉｈ）＋比例値（Ｉｐ）＋微分値（Ｉｄ）＋積分値（Ｉｉ）として算出する。算出した制御電流値（Ｉ）は、デューティ値に変換され、ＯＣＶ１１４をデューティ制御する。
【００２０】
次に、図４は、ＥＣＵ１１７による保持電流学習のフローチャートを示し、図３に示すフローチャート共に、目標位相角とカム角が略一致したときのＯＣＶ１１４への制御量（制御電流値）を学習する学習手段を構成するものである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定タイミング毎に実施される。
【００２１】
まず、ステップＳ４０１で保持モードであるかを判定する。保持モードでなければ、そのままこの処理を終了する。保持モードであれば、ステップＳ４０２で学習条件が成立したかを判定する。学習条件とは、例えば、所定期間（１００［ｍｓ］）、所定範囲（目標位相角と検出位相角の差が±０．３［ｄｅｇＣＡ］以内）にあったかを判定し、学習条件が不成立の場合はそのままこの処理を終了する。
【００２２】
学習条件が成立した場合は、ステップＳ４０３で保持電流学習値（Ｉｈ）に積分値（Ｉｉ）を加算して保持電流学習値（Ｉｈ）を更新する。ステップＳ４０４で保持電流学習値の学習が完了したことが判別できるようにフラグをセットする。ステップＳ４０５で積分値（Ｉｉ）から前回保持電流学習値（Ｉｈ［ｉ−１］）と保持電流学習値（Ｉｈ）の差を減算する。保持電流学習値及び保持電流学習完了フラグは、バッテリバックアップされイグニッションキーオフ後もその値を保持しておく。
【００２３】
次に、図５は、ＥＣＵ１１７による故障判定のフローチャート示すもので、カム角変更手段としてのアクチュエータ１１３の故障を判定する故障判定手段を構成するもので、前述した学習手段の学習実施の有無により故障検出条件を変更するものである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。
【００２４】
まず、ステップＳ５０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ５０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ５０３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ５０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］とし、ステップＳ５０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であればステップＳ５０６で正常と判定する。
【００２５】
ステップＳ５０３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ５０７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ５０８で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ５０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上経過しているかを判定する。５［ｓｅｃ］以上経過していれば、ステップＳ５１０で故障と判定する。ステップＳ５０８で保持電流学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ５１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上経過したかを判定し、経過していれば、ステップＳ５１２で故障と判定する。
【００２６】
このように、保持電流学習値が既に学習されているか否かで故障判定ディレイ時間である故障判定カウンタの比較値を変更し、保持電流学習値が既に学習されている時の方が未学習時よりもディレイ時間を短くすることで、未学習時の故障誤検出を防止するとともに、学習済時には早く故障判定が実施できるようになる。
【００２７】
また、検出位相角条件により故障判定実施する／しないを切り換えることで故障誤判定をなくすることができる。また、保持電流学習値および学習完了フラグはバッテリバックアップされるので、１度学習すればバッテリが外されない限りその値を保持し、早期の故障判定が可能である。
【００２８】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ６０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ６０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ６０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ６０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ６０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ６０４で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。５［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ６０５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ６０６で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ６０７で正常と判定する。ステップＳ６０４で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ６０８で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。
【００３０】
ステップＳ６０９で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ６１０で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上カウントしているかを判定し、カウントしていれば、ステップＳ６１１で故障と判定する。ステップＳ６０９で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ６１２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上カウントしたかを判定し、カウントしていれば、ステップＳ６１３で故障と判定する。
【００３１】
このように、目標位相角値及び検出位相角値により故障判定する／しないを切り換え、目標位相角が所定値未満の場合は故障判定を実施しないことで、故障誤判定をなくすることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ７０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ７０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ７０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ７０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ７０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７０６で正常と判定する。
【００３３】
ステップＳ７０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ７０７で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定する。セットされていれば、ステップＳ７０８で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。５［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ７１０で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にする。ステップＳ７１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ７１２で故障と判定する。
【００３４】
ステップＳ７０７で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ７１３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７１４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ７１５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にする。ステップＳ７１６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ７１７で故障と判定する。
【００３５】
このように、故障判定カウンタのカウント条件である検出位相角条件を保持電流学習値の学習実施有無で切り換えることで、さらには故障判定カウンタのカウント条件である検出位相角条件を保持電流学習値が学習済みのときよりも未学習の時の方が小さくすることで、故障誤判定をなくし、故障判定精度を向上することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ８０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ８０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ８０３で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ８０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ８０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ８０６で正常と判定する。
【００３７】
ステップＳ８０３で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ８０７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ８０８で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ８０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ８１０で故障と判定する。
【００３８】
ステップＳ８０８で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ８１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ８１２で故障と判定する。
【００３９】
このように、目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）を故障判定カウンタのカウント条件とし、偏差が所定以上で故障判定カウンタをカウントして故障判定を実施することで、故障誤判定を防止し、故障判定精度を向上することができる。
【００４０】
実施の形態５．
図９は、実施の形態５に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ９０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ９０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ９０３で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定する。セットされていれば、ステップＳ９０４で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。
【００４１】
２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ９０６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にし、ステップＳ９０７で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ９０８で正常と判定する。ステップＳ９０４で２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ９０５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ９０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ９１０で故障と判定する。
【００４２】
ステップＳ９０３で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ９１１で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が３０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。３０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ９１３で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にし、ステップＳ９１４で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ９１５で正常と判定する。
【００４３】
ステップＳ９１１で３０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ９１２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ９１６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ９１７で故障と判定する。
【００４４】
このように、目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）が所定以上のときに故障判定を実施するようにし、保持電流学習が実施済みか否かで目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）条件を変更し、さらには保持電流学習済み時が保持電流未学習時よりも偏差条件の値を小さくすることで、故障誤判定を防止するとともに、故障判定精度を向上することができる。
【００４５】
実施の形態６．
図１０は、実施の形態６に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ１００１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ１００２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ１００３で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていなければ、ステップＳ１００２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。
【００４６】
セットされていれば、ステップＳ１００４で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ１００５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］とし、ステップＳ１００６で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ１００７で正常と判定する。
【００４７】
ステップＳ１００４で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ１００８で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ１００９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上経過しているかを判定する。５［ｓｅｃ］以上経過していれば、ステップＳ１０１０で故障と判定する。
【００４８】
このように、保持電流学習値が学習されていないときは故障判定を実施しないことで故障の誤判定をなくし、故障検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、制御量の学習値が未学習状態で正しい値となっていない状態であっても故障と誤判定することを防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明に動作説明に供するためのバルブタイミングであるカム角制御のモード選択のフローチャートである。
【図３】この発明の動作説明に供するための制御量算出のフローチャートである。
【図４】この発明の動作説明に供するための保持電流学習のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る故障判定のフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る故障判定のフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る故障判定のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４に係る故障判定のフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態５に係る故障判定のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る故障判定のフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 内燃機関、１０２ エアクリーナ、１０３ エアフローセンサ、１０４ 吸気管、１０５ スロットルバルブ、１０６ インジェクタ、１０７ 排気管、１０８ Ｏ２センサ、１０９ 触媒、１１０ 点火コイル、１１１ 点火プラグ、１１２ カム角センサ、１１３ アクチュエータ、１１４ オイルコントロールバルブ、１１５ クランク角センサ、１１６ センサプレート、１１７ ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気及び排気のバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関し、特に、バルブタイミング制御装置の故障検出に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置として、カム角変更手段の作動状態を検出し、所定の作動状態とする駆動手段の駆動信号を学習し、この学習値に基づき制御手段で算出する駆動信号を補正するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上述した従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は、クランク角センサとカム角センサより相対カム角を検出する相対回転角検出手段と、機関運転状態により最適となる目標カム角を算出する目標相対回転角算出手段と、目標相対回転角算出手段で算出した目標相対回転角と相対回転角検出手段で検出した相対カム角の偏差に基づいて算出した、制御手段から駆動手段への出力値を学習する学習手段と、相対回転角検出手段、目標相対回転角算出手段、学習手段より得た情報により駆動手段を制御する制御手段と、バルブタイミング調整手段を駆動する駆動手段と、クランク角に対するカム角を変更するバルブタイミング調整手段とを備えている。
【０００４】
学習手段は、相対回転角検出手段での検出値と目標相対回転角算出手段で算出した算出値の偏差が所定範囲内にあれば制御手段から駆動手段への出力値を学習する。制御手段は、目標相対回転角に相対回転角が一致するように、学習値に基づき制御量を算出して駆動手段を駆動し、所定の動作速度となるようにバルブタイミング調整手段を動作させる。
【０００５】
また、目標値と検出値の偏差が所定以上、所定期間継続されれば故障判定を実施する内燃機関のバルブタイミング制御装置がある（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−１５９１０５号公報
【特許文献２】
特開２０００−６４８６２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は以上のように構成されており、駆動手段への制御量の学習値が未学習の場合、バルブタイミング調整手段が所定の動作速度では動作せず、目標値と検出値の偏差が所定期間継続する場合に故障と判定するようにした場合、故障と誤判定する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、制御量の学習値が未学習状態で正しい値となっていない状態であっても故障と誤判定することを防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランク軸の回転角度に対応してクランク角度位置信号を発生するクランク角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するカム角変更手段と、前記カム角変更手段により変更されたカム角を検出するカム角検出手段と、前記カム角変更手段を駆動する駆動手段と、前記内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段と、前記目標値算出手段で算出した目標値に前記カム角検出手段で検出したカム角を一致させるように制御するカム角制御手段と、前記目標値と前記カム角が略一致したときの前記駆動手段への制御信号を学習する学習手段と、前記カム角変更手段の故障を検出する故障検出手段とを備え、前記故障検出手段は、前記学習手段の学習実施有無により故障検出条件を変更することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す構成図である。図１に示す内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関１０１と、内燃機関１０１が吸入する空気を浄化するエアクリーナ１０２と、内燃機関１０１が吸入する空気量を計量するエアフローセンサ１０３と、吸気管１０４と、吸入する空気量を調節し、内燃機関１０１の出力をコントロールするスロットルバルブ１０５と、吸入した空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ１０６と、内燃機関１０１の燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ１１１とを備えている。
【００１１】
また、点火プラグ１１１に高電圧エネルギを供給する点火コイル１１０と、燃焼した排気ガスを排出する排気管１０７と、排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ２センサ１０８と、排気ガス内の有害ガスであるＴＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する事の出来る三元触媒１０９と、所定位置に突起（図示なし）が設けられており、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転するクランク角検出用のセンサプレート１１６と、クランクシャフトの位置を検出するもので、センサプレート１１６の突起（図示なし）がクランク角センサ１１５を横切る時に信号を発するようになっており、クランク角を検出するクランク角センサ１１５とを備えている。
【００１２】
また、クランク角に対するカム角を相対的に位相可変することのできるカム角変更手段としてのアクチュエータ１１３と、クランク角センサ同様図示しないカム角検出用センサプレートの突起によりパルス信号を発生し、カム角を検出するカム角センサ１１２と、カム位相可変用アクチュエータ１１３への油圧を切り替えてカムの位相を制御する、アクチュエータ１１３を駆動する駆動手段としてのオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと称する）１１４と、カム位相の制御を行うと共に、内燃機関１０１の制御も行うＥＣＵ１１７とを備えている。
【００１３】
次に、カムの位相角制御の説明の前に、まず、内燃機関１０１の制御について説明する。内燃機関１０１が吸入する空気量をエアフローセンサ１０３が計量し、計量した空気量に見合った燃料量をＥＣＵ１１７が演算してインジェクタ１０６を駆動すると共に、燃焼室内の混合気へ点火プラグ１１１で適切なタイミングで点火するための、点火コイル１１０への通電時間及び遮断のタイミングを制御する。吸入される空気量は、スロットルバルブ１０５で調節され、内燃機関１０１で発生する出力をコントロールする。
【００１４】
シリンダ内で燃焼した排気ガスは、排気管１０７を通って排出され、排気管１０７の途中に設けてある触媒１０９により排気ガス中の有害物質であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを無害なＣＯ２とＨ２Ｏに浄化する。触媒１０９での浄化効率を最大限に引き出すため、排気管１０７にはＯ２センサ１０８が取り付けられ排気ガス中の残存酸素量を検出し、混合気が理論空燃比となるようにＥＣＵ１１７がフィードバック制御を行って燃料量を調節している。
【００１５】
次に、ＥＣＵ１１７によるバルブタイミングの制御方法について説明する。図２は、バルブタイミングであるカム角制御のモード選択のフローチャートを示し、内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段と、カム角検出センサ１１２で検出したカム角を算出した目標値に一致させるように制御するカム角制御手段を構成するものである。この処理は、所定タイミング、例えば２５［ｍｓ］毎に実施される。
【００１６】
まず、ステップＳ２０１で目標位相角（Ｖｔ）を算出する。例えば、吸入空気量（エアフローセンサ１０３の検出値）から算出した充填効率とクランク角センサ１１５の出力から算出した回転速度からマップを参照する。ステップＳ２０２で検出位相角（Ｖｄ）を検出する。クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力信号間の時間を計測することで検出位相角を算出する。その後、ステップＳ２０３で次式に示す位相角偏差（ｄＶ）を算出する。
位相角偏差（ｄＶ）＝目標位相角（Ｖｔ）−検出位相角（Ｖｄ）
【００１７】
そして、ステップＳ２０４で目標位相角（Ｖｔ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ２０６で最遅角モードとする。ステップＳ２０４でゼロよりも大きければ、ステップＳ２０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が１［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。１［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ２０７で比例微分制御モード（以下ＰＤモードと称す）とし、１［ｄｅｇＣＡ］よりも小さければ、ステップＳ２０８で保持モードであるとする。
【００１８】
次に、図３は、ＥＣＵ１１７によるＯＣＶ１１４への制御量（制御電流値）算出のフローチャートである。この処理は、図２のフローチャートに続いて所定タイミング、例えば２５［ｍｓ］毎に実施される。まず、ステップＳ３０１で最遅角モードであるかを判定する。最遅角モードであれば、ステップＳ３０３で制御電流値（Ｉ）を０［ｍＡ］とする。最遅角モードでなければ、ステップＳ３０２で保持モードであるかを判定する。保持モードであれば、ステップＳ３０４で積分値（Ｉｉ）＝位相角偏差（ｄＶ）×積分ゲイン（Ｉｇａｉｎ）として算出する。そして、ステップＳ３０５で制御電流値（Ｉ）＝保持電流学習値（Ｉｈ）＋積分値（Ｉｉ）として算出する。
【００１９】
ステップＳ３０２で保持モードでなければ、ＰＤモードと判断して、ステップＳ３０６で比例値（Ｉｐ）＝位相角偏差（ｄＶ）×比例ゲイン（Ｐｇａｉｎ）として算出する。ステップＳ３０７で微分値（Ｉｄ）＝（位相角偏差（ｄＶ）−前回位相角偏差（ｄＶ［ｉ−１］））×微分ゲイン（Ｄｇａｉｎ）として算出する。ステップＳ３０８で制御電流値（Ｉ）＝保持電流学習値（Ｉｈ）＋比例値（Ｉｐ）＋微分値（Ｉｄ）＋積分値（Ｉｉ）として算出する。算出した制御電流値（Ｉ）は、デューティ値に変換され、ＯＣＶ１１４をデューティ制御する。
【００２０】
次に、図４は、ＥＣＵ１１７による保持電流学習のフローチャートを示し、図３に示すフローチャート共に、目標位相角とカム角が略一致したときのＯＣＶ１１４への制御量（制御電流値）を学習する学習手段を構成するものである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定タイミング毎に実施される。
【００２１】
まず、ステップＳ４０１で保持モードであるかを判定する。保持モードでなければ、そのままこの処理を終了する。保持モードであれば、ステップＳ４０２で学習条件が成立したかを判定する。学習条件とは、例えば、所定期間（１００［ｍｓ］）、所定範囲（目標位相角と検出位相角の差が±０．３［ｄｅｇＣＡ］以内）にあったかを判定し、学習条件が不成立の場合はそのままこの処理を終了する。
【００２２】
学習条件が成立した場合は、ステップＳ４０３で保持電流学習値（Ｉｈ）に積分値（Ｉｉ）を加算して保持電流学習値（Ｉｈ）を更新する。ステップＳ４０４で保持電流学習値の学習が完了したことが判別できるようにフラグをセットする。ステップＳ４０５で積分値（Ｉｉ）から前回保持電流学習値（Ｉｈ［ｉ−１］）と保持電流学習値（Ｉｈ）の差を減算する。保持電流学習値及び保持電流学習完了フラグは、バッテリバックアップされイグニッションキーオフ後もその値を保持しておく。
【００２３】
次に、図５は、ＥＣＵ１１７による故障判定のフローチャート示すもので、カム角変更手段としてのアクチュエータ１１３の故障を判定する故障判定手段を構成するもので、前述した学習手段の学習実施の有無により故障検出条件を変更するものである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。
【００２４】
まず、ステップＳ５０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ５０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ５０３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ５０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］とし、ステップＳ５０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であればステップＳ５０６で正常と判定する。
【００２５】
ステップＳ５０３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ５０７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ５０８で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ５０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上経過しているかを判定する。５［ｓｅｃ］以上経過していれば、ステップＳ５１０で故障と判定する。ステップＳ５０８で保持電流学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ５１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上経過したかを判定し、経過していれば、ステップＳ５１２で故障と判定する。
【００２６】
このように、保持電流学習値が既に学習されているか否かで故障判定ディレイ時間である故障判定カウンタの比較値を変更し、保持電流学習値が既に学習されている時の方が未学習時よりもディレイ時間を短くすることで、未学習時の故障誤検出を防止するとともに、学習済時には早く故障判定が実施できるようになる。
【００２７】
また、検出位相角条件により故障判定実施する／しないを切り換えることで故障誤判定をなくすることができる。また、保持電流学習値および学習完了フラグはバッテリバックアップされるので、１度学習すればバッテリが外されない限りその値を保持し、早期の故障判定が可能である。
【００２８】
実施の形態２．
図６は、実施の形態２に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ６０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ６０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ６０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ６０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。
【００２９】
ステップＳ６０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ６０４で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。５［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ６０５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ６０６で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ６０７で正常と判定する。ステップＳ６０４で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ６０８で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。
【００３０】
ステップＳ６０９で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ６１０で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上カウントしているかを判定し、カウントしていれば、ステップＳ６１１で故障と判定する。ステップＳ６０９で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ６１２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上カウントしたかを判定し、カウントしていれば、ステップＳ６１３で故障と判定する。
【００３１】
このように、目標位相角値及び検出位相角値により故障判定する／しないを切り換え、目標位相角が所定値未満の場合は故障判定を実施しないことで、故障誤判定をなくすることができる。
【００３２】
実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ７０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ７０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ７０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ７０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ７０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７０６で正常と判定する。
【００３３】
ステップＳ７０３で目標位相角（Ｖｔ）が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ７０７で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定する。セットされていれば、ステップＳ７０８で検出位相角（Ｖｄ）が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。５［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ７１０で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にする。ステップＳ７１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ７１２で故障と判定する。
【００３４】
ステップＳ７０７で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ７１３で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ７１４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ７１５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にする。ステップＳ７１６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ７１７で故障と判定する。
【００３５】
このように、故障判定カウンタのカウント条件である検出位相角条件を保持電流学習値の学習実施有無で切り換えることで、さらには故障判定カウンタのカウント条件である検出位相角条件を保持電流学習値が学習済みのときよりも未学習の時の方が小さくすることで、故障誤判定をなくし、故障判定精度を向上することができる。
【００３６】
実施の形態４．
図８は、実施の形態４に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ８０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ８０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ８０３で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ８０４で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にして、ステップＳ８０５で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ８０６で正常と判定する。
【００３７】
ステップＳ８０３で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ８０７で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ８０８で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていれば、ステップＳ８０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ８１０で故障と判定する。
【００３８】
ステップＳ８０８で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ８１１で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ８１２で故障と判定する。
【００３９】
このように、目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）を故障判定カウンタのカウント条件とし、偏差が所定以上で故障判定カウンタをカウントして故障判定を実施することで、故障誤判定を防止し、故障判定精度を向上することができる。
【００４０】
実施の形態５．
図９は、実施の形態５に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ９０１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ９０２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ９０３で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定する。セットされていれば、ステップＳ９０４で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が２０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。
【００４１】
２０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ９０６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にし、ステップＳ９０７で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ９０８で正常と判定する。ステップＳ９０４で２０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ９０５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ９０９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、５［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ９１０で故障と判定する。
【００４２】
ステップＳ９０３で学習完了フラグがセットされていなければ、ステップＳ９１１で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が３０［ｄｅｇＣＡ］以上であるかを判定する。３０［ｄｅｇＣＡ］未満であれば、ステップＳ９１３で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］にし、ステップＳ９１４で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ９１５で正常と判定する。
【００４３】
ステップＳ９１１で３０［ｄｅｇＣＡ］以上であれば、ステップＳ９１２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ９１６で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が１０［ｓｅｃ］以上であるかを判定し、１０［ｓｅｃ］以上であれば、ステップＳ９１７で故障と判定する。
【００４４】
このように、目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）が所定以上のときに故障判定を実施するようにし、保持電流学習が実施済みか否かで目標位相角と検出位相角の偏差（位相角偏差）条件を変更し、さらには保持電流学習済み時が保持電流未学習時よりも偏差条件の値を小さくすることで、故障誤判定を防止するとともに、故障判定精度を向上することができる。
【００４５】
実施の形態６．
図１０は、実施の形態６に係る故障判定のフローチャートである。この処理は、例えば２５［ｍｓ］毎の所定周期毎に実行される。まず、ステップＳ１００１でＰＤモードであるかを判定する。ＰＤモードでなければ、ステップＳ１００２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。ＰＤモードであれば、ステップＳ１００３で保持電流学習値の学習完了フラグがセットされているかを判定し、セットされていなければ、ステップＳ１００２で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］としてこの処理を終了する。
【００４６】
セットされていれば、ステップＳ１００４で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定する。検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下でなければ、ステップＳ１００５で故障判定カウンタ（Ｃｆ）を０［ｓｅｃ］とし、ステップＳ１００６で位相角偏差（ｄＶ）の絶対値が５［ｄｅｇＣＡ］以下であるかを判定し、５［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ１００７で正常と判定する。
【００４７】
ステップＳ１００４で検出位相角（Ｖｄ）が０［ｄｅｇＣＡ］以下であれば、ステップＳ１００８で故障判定カウンタ（Ｃｆ）をカウントアップする。ステップＳ１００９で故障判定カウンタ（Ｃｆ）が５［ｓｅｃ］以上経過しているかを判定する。５［ｓｅｃ］以上経過していれば、ステップＳ１０１０で故障と判定する。
【００４８】
このように、保持電流学習値が学習されていないときは故障判定を実施しないことで故障の誤判定をなくし、故障検出精度を向上させることが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、制御量の学習値が未学習状態で正しい値となっていない状態であっても故障と誤判定することを防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置を示す構成図である。
【図２】この発明に動作説明に供するためのバルブタイミングであるカム角制御のモード選択のフローチャートである。
【図３】この発明の動作説明に供するための制御量算出のフローチャートである。
【図４】この発明の動作説明に供するための保持電流学習のフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る故障判定のフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２に係る故障判定のフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態３に係る故障判定のフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態４に係る故障判定のフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態５に係る故障判定のフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態６に係る故障判定のフローチャートである。
【符号の説明】
１０１ 内燃機関、１０２ エアクリーナ、１０３ エアフローセンサ、１０４ 吸気管、１０５ スロットルバルブ、１０６ インジェクタ、１０７ 排気管、１０８ Ｏ２センサ、１０９ 触媒、１１０ 点火コイル、１１１ 点火プラグ、１１２ カム角センサ、１１３ アクチュエータ、１１４ オイルコントロールバルブ、１１５ クランク角センサ、１１６ センサプレート、１１７ ＥＣＵ。
Claims (10)
- 内燃機関のクランク軸の回転角度に対応してクランク角度位置信号を発生するクランク角検出手段と、
少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するカム角変更手段と、
前記カム角変更手段により変更されたカム角を検出するカム角検出手段と、
前記カム角変更手段を駆動する駆動手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じた目標値を算出する目標値算出手段と、
前記目標値算出手段で算出した目標値に前記カム角検出手段で検出したカム角を一致させるように制御するカム角制御手段と、
前記目標値と前記カム角が略一致したときの前記駆動手段への制御信号を学習する学習手段と、
前記カム角変更手段の故障を検出する故障検出手段とを備え、
前記故障検出手段は、前記学習手段による学習完了の有無により故障検出条件を変更する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、故障検出条件として、前記学習手段による学習実施の有無により故障検出するまでの期間を変更する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、前記故障検出するまでの期間として、前記学習手段での学習実施後よりも学習未実施の場合の方を長くする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、故障検出条件として、前記カム角検出手段で検出したカム角を用いる
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、故障検出条件として、前記目標値算出手段で算出した目標値と、前記カム角検出手段で検出したカム角とを用いる
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項４または５に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、前記故障検出するまでの期間として、前記学習手段での学習実施後よりも学習未実施の場合の方を長くする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、故障検出条件として、前記目標値算出手段で算出した目標値と前記カム角検出手段で検出したカム角との偏差を用いる
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記故障検出手段は、前記故障検出するまでの期間として、前記学習手段での学習実施後よりも学習未実施の場合の方を長くする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記学習手段は、イグニッションスイッチオフ後も学習値を保持する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記学習手段による学習が実施されていないときは、前記故障検出手段による故障検出を実施しない
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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