JP2005147115A - バルブタイミング制御装置の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可変バルブタイミング機構に異常が発生しているか否かを検出するにあたり誤検出を抑制することを目的とする。
【解決手段】 内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段により、検出された内燃機関の運転状態に応じて目標バルブタイミングを決定し、吸気弁または前記排気弁のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更させ、バルブタイミング検出手段によって検出される実バルブタイミングを、目標バルブタイミングに収束させるように制御し、所定車速時に目標バルブ変位角を所定時間の間は所定値に保持し、目標変位角度と実変位角度との差を算出して、その差が異常判定値より大きければ異常と判定し、その差が異常判定値より小さいときには正常と判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、運転状態に応じて内燃機関の吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方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の異常検出装置に関する。

従来より、エンジンの運転状態に応じて、吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更させる可変バルブタイミング機構が実用化されている。一般に吸気バルブ２１の開閉タイミングを変更してバルブオーバーラップ量の変更を実現するため、油圧により駆動される可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）が配設される。このＶＶＴは、クランクシャフト（吸気側タイミングプーリ）の回転に対する吸気側カムシャフトの回転の位相を変化させることにより、吸気バルブのバルブタイミングを連続的に変更させるための機構である。

このＶＶＴにおける異常検出方法について、以下に説明する。例えば、下記に記載する特許文献１に示される。図６（特許文献１の第９図相当）に示すように、フェイル判定処理プログラムでは、Ｓ５００において、継続時間カウンタＣＶＴＥＲが５ｓｅｃ以上であり、かつ、停止時間カウンタＣＶＴＳＴＰが５ｓｅｃ以上であるか否かが判断される。即ち、目標変位角度ＶＴＴと校正実変位角度ＶＴとの差の絶対値が第１所定値ｂ、ｃより大きいと５ｓｅｃ以上経過したと判断され、かつ、校正実変位角度ＶＴの変化が第２所定値ｄ以下であると５ｓｅｃ以上経過したと判断されたか否かで判断される。肯定なら、Ｓ５１０へ移行する。Ｓ５１０では、現在の校正実変位角度ＶＴが３０°ＣＡ以上であるか否かが判断され、校正実変位角度ＶＴが３０°ＣＡ以上であると判断された場合には、Ｓ５２０へ進み、進角フェイルフラグＸＶＴＦＡがたつ。即ち、校正実変位角度ＶＴが３０°ＣＡ以上であることから、進角状態にあるＶＶＴ５０において、フェイルが発生したと判定される。

一方、Ｓ５１０において、現在の校正実変位角度ＶＴが３０°ＣＡ未満であると判断された場合には、校正実変位角度ＶＴを目標変位角度ＶＴＴに収束されるフィードバック制御処理が実行されてから５ｓｅｃ経過したが否かが判断される（Ｓ５３０）。そして、校正実変位角度ＶＴを目標変位角度ＶＴＴに収束させるフィードバック制御処理が実行されてから５ｓｅｃ経過したと判断された場合には（Ｓ５３０：ＹＥＳ）、遅角フェイルフラグＸＶＴＦＲが立てられる（Ｓ５４０）。

即ち、校正実変位角度ＶＴが３０°ＣＡ未満であり、フィードバック制御が実行されてから、５ｓｅｃ経過しても校正実変位角度ＶＴの変位が検出されないので、遅角状態にあるＶＶＴ５０において、フェイルが発生したと判定される。

特開平８−２３２６１７号公報（第１２頁、図９）

しかしながら、従来では、ＶＶＴは、目標変位角度ＶＴＴと校正実変位角度ＶＴとの差の絶対値が第１所定値ｂ、ｃより大きいと５回以上判断され、かつ、校正実変位角度ＶＴの変化が第２所定値ｄ以下であると５回以上判断されたか否かが判断されるため、どのタイミングで検出を実施するか走行状態によって異なるため、確実な検出ができないという問題がある。

本発明は、従来の問題点を解決するために、可変バルブタイミング機構に異常が発生しているか否かを検出するにあたり誤検出を抑制することを目的とする。

本発明は、内燃機関のクランクシャフトの回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる吸気通路および排気通路をそれぞれ開閉する吸気バルブおよび排気バルブと、前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、その運転状態検出手段によって検出された内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定するための目標バルブタイミング決定手段と、前記吸気弁または前記排気弁のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更させる可変バルブタイミング機構と、その可変バルブタイミング機構が配設されている側におけるバルブの実バルブタイミングを検出するためのバルブタイミング検出手段と、そのバルブタイミング検出手段によって検出される実バルブタイミングを、前記目標バルブタイミング決定手段によって決定された目標バルブタイミングに収束させるよう前記可変バルブタイミング機構を制御するためのバルブタイミング制御手段と、所定車速時に目標バルブタイミングを所定時間の間は第１所定値に保持する目標バルブタイミング設定手段と、実際のバルブタイミングを検出するための実バルブタイミング検出手段と、からなり、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングとの差を算出し、その差が第１所定値より大きければ異常と判定し、前記差が第２所定値より小さいとき正常と判定することを特徴とする。

なお、特許請求の範囲に記載される目標バルブタイミングは明細書に記載される目標変位角度に相当し、実バルブタイミングは実変位角度に相当する。また、第１所定値は異常判定値に相当し、第２所定値は正常判定値に相当する。

本発明の構成によれば、車速が所定値になったときに、意図的に目標バルブタイミングを大きく変位させて、ＶＶＴの異常を検出が早期になされる。

上記発明の効果として、車速が所定値になったときに、意図的に目標バルブタイミングを大きく変位させ、ＶＶＴが追従するかをみているので、検出条件が早く成立し、異常検出機会を早めることができる。

本発明の実施例１について、図面を参照して説明する。図２はバルブタイミング制御装置の異常検出装置の基本的な概念構成を示す図である。バルブタイミング制御装置の異常検出装置は、内燃機関Ｍ１のシリンダ内にピストンが挿入され、クランクシャフトＭ２の回転に伴い、ピストンが上下動する。シリンダとシリンダヘッドとに囲まれて燃焼室Ｍ３が形成され、燃焼室Ｍ３の吸気側に通じる吸気通路Ｍ４及び排気側に通じる排気通路Ｍ５が配置され、吸気バルブＭ６及び排気バルブＭ７によって吸気通路Ｍ４と排気通路Ｍ５が開閉される。

内燃機関Ｍ１の運転状態を検出するための運転状態検出手段Ｍ８があり、検出された内燃機関Ｍ１の運転状態が目標バルブタイミングを決定するための目標バルブタイミング決定手段Ｍ９に入力され、該目標バルブタイミング決定手段Ｍ９からの信号はバルブタイミング制御手段Ｍ１２に入力される。バルブタイミング制御手段Ｍ１２からの信号は吸気バルブＭ６又は排気バルブＭ７のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更させる可変バルブタイミング機構Ｍ１０に入力される。

その可変バルブタイミング機構Ｍ１０が配設されている側にバルブのバルブタイミングを検出するためのバルブタイミング検出手段Ｍ１１が設けられ、そのバルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出された実バルブタイミングを、前記目標バルブタイミング決定手段Ｍ９によって決定された目標バルブタイミングに収束させるよう可変バルブタイミング機構Ｍ１０を制御するためのバルブタイミング制御手段Ｍ１２に入力する。

目標バルブタイミング決定手段Ｍ９により決定された目標バルブタイミングと、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出される実バルブタイミングとが異常判定手段Ｍ１３および正常復帰判定手段Ｍ１４にそれぞれ入力される。

エンジンの油温を検出する油温検出手段Ｍ１５からの信号は判定時間延長手段Ｍ１７に入力される。さらに、第１判定禁止手段Ｍ１６に入力される。判定時間延長手段Ｍ１７からの信号は異常判定手段Ｍ１３および正常復帰判定手段Ｍ１４に入力される。

エンジンの回転数を検出する機関回転数検出手段Ｍ１８からの信号は第２判定禁止手段に入力される。第１判定禁止手段Ｍ１６および第２判定禁止手段Ｍ１９からの信号は異常判定手段Ｍ１３および正常復帰判定手段Ｍ１４にそれぞれ入力される。

このとき異常判定手段Ｍ１３は、目標バルブタイミング決定手段Ｍ９によって決定された目標バルブタイミングと、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出された実バルブタイミングの差の絶対値が第１所定値以上であり、かつ、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出される実バルブタイミングの変化量の絶対値が第２所定値以下である場合に、可変バルブタイミング機構Ｍ１０に異常が発生していると判定する。

つぎに、作用を説明する。内燃機関Ｍ１が始動すると、吸気バルブＭ６、及び排気バルブＭ７は内燃機関Ｍ１のクランクシャフトＭ２の回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室Ｍ３に通じる吸気通路Ｍ４、及び排気通路Ｍ５を開閉する。

また、可変バルブタイミング機構Ｍ１０は、吸気バルブＭ６、排気バルブＭ７のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更する。さらに、運転状態検出手段Ｍ８は、内燃機関Ｍ１の運転状態を検出し、目標バルブタイミング決定手段Ｍ９は、内燃機関Ｍ１の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定する。

バルブタイミング検出手段Ｍ１１は、可変バルブタイミング機構Ｍ１０が配設された側におけるバルブの実バルブタイミングを検出する。そして、バルブタイミング制御手段Ｍ１２は、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出される実バルブタイミングが、目標バルブタイミング決定手段Ｍ９によって決定された目標バルブタイミングに収束すように可変バルブタイミング機構Ｍ１０を制御する。

このとき異常判定手段Ｍ１３は、目標バルブタイミング決定手段Ｍ９によって決定された目標バルブタイミングと、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出された実バルブタイミングの差の絶対値が第１所定値以上であり、かつ、バルブタイミング検出手段Ｍ１１によって検出される実バルブタイミングの変化量の絶対値が第２所定値以下である場合に、可変バルブタイミング機構Ｍ１０に異常が発生していると判定する。

本発明の実施例１について、図面を参照して説明する。先ず、実施例１に係るバルブタイミング制御装置の異常検出装置ＶＣの構成について図３及び図４を参照して説明する。ここに、図２はバルブタイミング制御装置の異常検出装置ＶＣを含むガソリンエンジンシステ厶を示す概略構成図である。

内燃機関としてのエンジン１０は、複数のシリンダが形成されているシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１上部に連結されるシリンダヘッド１２と、シリンダブロック１１の各シリンダ内を上下に往復移動するビストン１３とを備えている。また、ピストン１３の下端部にはクランクシャフト１４が連結されており、ピストン１３が上下動することによりクランクシャフト１４が回転させられる。

さらに、クランクシャフト１４の近傍には、クランク角センサ４０が配設されており、クランク角センサ４０は、クランクシャフト１４に連結されている磁性体ロータ（図示しない）と、電磁ピックアップ（図示しない）とから構成される。ここで、電磁ピックアップは、ロータの外周には等角度歯が形成されており、ロータの等角度歯が電磁ピックアップの前方を通過する毎に、パルス状のクランク角度信号を検出する。

そして、後述する気筒判別センサ４２による基準位置信号の発生後に、クランク角センサ４０からのクランク角度信号の発生数を計測することで、クランクシャフト１４の回転角度（クランク角度）が検出される。

また、各シリンダブロック１１、及びシリンダヘッド１２の内壁と、ピストン１３の頂部とによって区画形成された空間は、混合気を燃焼させるための燃焼室１５として機能し、シリンダヘッド１２の頂部には、混合気に点火するための点火プラグ１６が、燃焼室１５に突出するように配設されている。

そして、各点火プラグ１６は、プラグコード等（図示しない）を介してディストリビュータ１８に接続されており、イグナイタ１９から出力された高電圧は、ディストリビュータ１８によって、クランク角度に同期して各点火ブラグ１６に分配される。さらに、ディストリビュータ１８には、排気側カムシャフト３３に連結され、クランクシャフト１４の回転数を検出するエンジン回転数センサ４１が配設される。

このエンジン回転数センサ４１は、クランクシャフト１４に同期して回転する磁性体ロータ（図示しない）と、電磁ピックアップ（図示しない）とからなり、電磁ピックアップがロータの回転数を検出することにより、クランクシャフト１４の回転数（エンジン回転数ＮＥ）が検出されることとなる。また、ディストリビュータ１８には、ロータの回転からクランクの基準位置を所定の割合で検出するための気筒判別センサ４２が配設されている。

シリンダブロック１１には、冷却水通路を流れる冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出するための水温センサ４３が配設されている。シリンダヘッド１２は、吸気ポート２２、及び排気ポート３２を有しており、吸気ポート２２には吸気通路２０が接続されており、排気ポート３２には排気通路３０が接続されている。また、シリンダヘッド１２の吸気ポート２２には、吸気バルブ２１が配設され、排気ポート３２には排気バルブ３１が配設されている。

そして、吸気バルブ２１の上方には、吸気バルブ２１を開閉駆動するための吸気側カムシャフト２３が配置され、排気バルブ３１の上方には、排気バルブ３１を開閉駆動するための排気側カムシャフト３３が配置されている。また、各カムシャフト２３、３３の一端には、吸気側タイミングプーリ２７、排気側タイミングプーリ３４が装着されており、各タイミングプーリ２７、３４は、タイミングベルト３５を介して、クランクシャフト１４に連結されている。

したがって、エンジン１０の作動時にはクランクシャフト１４からタイミングベルト３５及び各タイミングプーリ２７、３４を介して各カムシャフト２３、３３に回転駆動力が伝達され、各カムシャフト２３、３３が回転することにより吸気バルブ２１、及び排気バルブ３１が開閉駆動される。これら各バルブ２１、３１は、クランクシャフト１４の回転及びピストン１３の上下動に同期して、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程、及び排気行程よりなるエンジン１０における一連の４行程に同期して、所定の開閉タイミングで駆動される。

さらに、吸気側カムシャフト２３の近傍には、吸気バルブ２１のバルブタイミングを検出するためのカム角センサ４４が配設されており、このカム角センサ４４は、吸気側カムシャフト２３に連結された磁性体ロータ（図示しない）と電磁ピックアップ（図示しない）とから構成されている。また、磁性体ロータの外周には、複数の歯が等角度毎に形成されており、例えば、所定気筒の圧縮ＴＤＣの前、ＢＴＤＣ９０°〜３０°の間に、吸気側カムシャフト２３の回転にともなうパルス状のカム角度信号が検出されるようになっている。

吸気通路２０の空気取り入れ側には、エアクリーナ２４が接続されており、吸気通路２０の途中には、アクセルペダル（図示しない）に連動して開閉駆動されるスロットルバルブ２６が配設されている。そして、かかるアクセルペダルが開閉されることにより、吸入空気量が調整される。

そして、スロットルバルブ２６の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ４５が配設されている。さらに、スロットルバルブ２６の下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク２５が形成されている。そして、サージタンク２５には、サージタンク２５内における吸気圧力を検出する吸気圧力センサ４６が配設されている。また、各シリンダの吸気ポート２２の近傍には、燃焼室１５へ燃料を供給するためのインジェクタ１７が配設されている。各インジェクタ１７は、通電により開弁される電磁弁であり、各インジェクタ１７には、燃料ポンプ（図示しない）から圧送される燃料が供給される。

したがって、エンジン１０の作動時には、吸気通路２０には、エアクリーナ２４によって濾過された空気が取り込まれ、その空気の取り込みと同時に各インジェクタ１７から吸気ポート２２に向けて燃料が噴射される。この結果、吸気ポート２２では混合気が生成され、混合気は、吸入行程において開弁される吸気バルブ２１の開弁にともなって、燃焼室１５内に吸入される。

排気通路３０の途中には、排ガスを浄化するための三元触媒を内蔵してなる触媒コンバータ３６が配置されている。また、排気通路３０の途中には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサ４７が配設されている。

本実施例におけるガソリンエンジンシステムでは、吸気バルブ２１の開閉タイミングを変更してバルブオーバラップ量の変更を実現するため、油圧により駆動される可変バルブタイミング機構５０（以下「ＶＶＴ」という。）が配設される。このＶＶＴ５０は、クランクシャフト１４（吸気側タイミングプーリ２７）の回転に対する吸気側カムシャフト２３の回転の位相を変化させることにより、吸気バルブ２１のバルブタイミングを連続的に変更させるための機構である。

つぎに、ＶＶＴ５０のシステム構成について、図３を参照して説明する。ここに、図３はＶＶＴ５０が配設された吸気側カムシャフト２３近傍の断面、及びＶＶＴ５０の制御システム全体を示す説明図である。

ＶＶＴ５０の制御システムは、ＶＶＴ５０、ＶＶＴ５０に対して駆動力を印加するオイルコントロールバルブ８０（以下「ＯＣＶ」という。）、カム角度信号を検出するカム角センサ４４、カム角センサ４４等の各種センサからの入力信号に基づいてＯＣＶ８０を駆動制御するＥＣＵ７０を備えている。

ＶＶＴ５０は、吸気側カムシャフト２３と吸気側タイミングプーリ２７との間に配設されており、吸気側カムシャフト２３は、シリンダヘッド１２、及びベアリングキャップ５１間において回転自在に支持されている。吸気側カムシャフト２３の先端部近傍には、吸気側タイミングプーリ２７が相対回動可能に装着されており、また、吸気側カムシャフト２３の先端には、インナキャップ５２が中空ボルト５３及びピン５４により一体回転可能に取着されている。

吸気側タイミングプーリ２７には、キャップ５５を有するハウジング５６がボルト５７及び、ピン５８により一体回転可能に取着されており、このハウジング５６によって、吸気側カムシャフト２３の先端、及びインナキャップ５２の全体が覆われている。また、吸気側タイミングプーリ２７の外周には、タイミングベルト３５を掛装するための外歯２７ａが多数形成されている。

吸気側カムシャフト２３、及び吸気側タイミングプーリ２７は、ハウジング５６、及びインナキャップ５２間に介在されたリングギヤ５９によって連結されている。リングギヤ５９は、略円環形状をなし、吸気側タイミングプーリ２７、ハウジング５６、及びインナキャップ５２によって囲まれた空間Ｓ内において、吸気側カムシャフト２３の軸方向へ往復動自在に収容されている。また、リングギヤ５９の内外周には多数の歯５９ａ、５９ｂが形成されている。

これに対応して、インナキャップ５２の外周、及びハウジング５６の内周には、多数の歯５２ａ、５６ｂが形成されている。これらの歯５９ａ、５９ｂ、５２ａ、５６ｂはいずれも、その歯すじが吸気側カムシャフト２３の軸線に対して所定角度で交差するヘリカル歯となっている。すなわち、歯５２ａと歯５９ａとが互いに噛合し、歯５６ｂと歯５９ｂとが互いに噛合している、ヘリカルスプラインを構成している。

そして、これらの噛合によって、吸気側タイミングプーリ２７の回転は、ハウジング５６、及びインナキャップ５２を介して、吸気側カムシャフト２３に伝達される。また、各歯５９ａ、５９ｂ、５２ａ、５６ｂがヘリカル歯であることから、リングギヤ５９が吸気側カムシャフト２３の軸方向に移動すると、インナキャップ５２、及びハウジング５６に捻り力が付与され、吸気側カムシャフト２３が吸気側タイミングプーリ２７に対して相対移動する。

空間Ｓには、リングギヤ５９を軸方向へ移動させるために、リングギヤ５９の先端側に第１油圧室６０を有し、リングギヤ５９の基端側に第２油圧室６１を有している。そして、ベアリングキャップ５１は、第１油圧供給孔５１ａ、及び第２油圧供給孔５１ｂを有している。また、吸気側カムシャフト２３内部には、第１油圧供給孔５１ａと第１油圧室６０とを連通する第１油圧供給路６２、及び第２油圧供給孔５１ｂと第２油圧室６１とを連通する第２油圧供給路６３とが形成されている。

そして、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂには、油圧ポンプ６４によってオイルパン６５から吸い上げられた潤滑油が、所定の圧力をもってオイルフィルタ６６を介して供給される。また、各油圧供給路６０、６１を介して各油圧室６０、６１へ選択的に油圧を供給するために、各油圧供給孔５１ａ、５１ｂには、ＯＣＶ８０が接続されている。

このＯＣＶ８０は、電磁式アクチュエータ８１、及びコイルスプリング８２によって駆動されるプランジャ８３が、スプール８４を軸方向に往復移動させることにより潤滑油の流れ方向を切り替える４ポート方向制御弁である。そして、電磁式アクチュエータ８１が、デューティ制御されることによってその開度が調整され、各油圧室６０、６１に供給する油圧の大きさが調整される。

ＯＣＶ８０のケーシング８５は、タンクポート８５ｔ、Ａポート８５ａ、Ｂポート８５ｂ、及びリザーバポート８５ｒを有している。そして、タンクポート８５ｔは、油圧ポンプ６４を介してオイルパン６５と接続されており、Ａポート８５ａは、第１油圧供給孔５１ａと、Ｂポート８５ｂは、第２油圧供給孔５１ｂと接続されている。また、リザーバポート８５ｒは、オイルパン６５と連通されている。

スプール８４は、円筒状の弁体であり、２つのポート間における潤滑油の流れを封止する４つのランド８４ａと、２つのポート間を連通し、潤滑油の流れを許容するパセージ８４ｂ、２つのパセージ８４ｃとを有している。

これらの構成を備えるＶＶＴ５０では、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図面左方に移動された場合には、パセージ８４ｂはタンクポート８５ｔとＡポート８５ａとを連通し、第１油圧供給孔５１ａに潤滑油が供給される。そして、第１油圧供給孔５１ａに供給された潤滑油は、第１油圧供給路６２を介して第１油圧室６０に供給され、リングギヤ５９の先端側に油圧が印加される。

これと同時に、パセージ８４ｃは、Ｂポート８５ｂとリザーバポート８５ｒとを連通し、第２油圧室６１内の潤滑油は、第２油圧供給路６３、第２油圧供給孔５１ｂ、及びＯＣＶ８０のＢポート８５ｂ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出される。

したがって、リングギヤ５９は、先端側に印加された油圧によって基端側（図面右方）に回動しながら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カムシャフト２３に捻りが付与される。この結果、吸気側タイミングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する吸気側カムシャフト２３の回転位相が変更され、吸気側カムシャフト２３は最遅角位置から最進角位置に向けて回転し、吸気バルブ２１の開弁タイミングが進角される。

こうして開弁タイミングが進角された吸気バルブ２１は、排気バルブ３１が開弁している間に開弁されることとなり、吸気バルブ２１と排気バルブ３１とが同時に開弁するバルブオーバラップ期間が拡大される。なお、リングギヤ５９の基端側への移動は、リングギヤ５９が吸気側タイミングプーリ２７と当接することによって規制され、リングギヤ５９が吸気側タイミングプーリ２７と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開弁タイミングが最も早くなる。

一方、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図面右方に移動された場合には、パセージ８４ｂはタンクポート８５ｔとＢポート８５ｂとを連通し、第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が供給される。そして、第２油圧供給孔５１ｂに供給された潤滑油は、第２油圧供給路６３を介して第２油圧室６１に供給され、リングギヤ５９の基端側に油圧が印加される。

これと同時に、パセージ８４ｃは、Ａポート８５ａとリザーバポート８５ｒとを連通し、第１油圧室６０内の潤滑油は、第１油圧供給路６２、第１油圧供給孔５１ａ、及びＯＣＶ８０のＡポート８５ａ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出される。

したがって、リングギヤ５９は、基端側に印加された油圧によって先端側（図面左方）に回動しながら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カムシャフト２３に逆向きの捻りが付与される。この結果、吸気側タイミングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する吸気側カムシャフト２３の回転位相が変更され、吸気側カムシャフト２３は最進角位置から最遅角位置に向けて回転し、吸気バルブ２１の開弁タイミングが遅角される。

こうして、吸気バルブ２１の開弁タイミングが遅角されることにより、吸気バルブ２１と排気バルブ３１とが同時に開弁するバルブオーバラップ期間が縮小、あるいは、除去される。なお、リングギヤ５９の先端側への移動は、リングギヤ５９がハウジング５６と当接することによって規制され、リングギヤ５９がハウジング５６と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開弁タイミングが最も遅くなる。

上記ＶＶＴ５０により変更される吸気バルブ２１のバルブタイミングは、カム角センサ４４から出力されるカム角度信号と、クランク角センサ４０から出力されるクランク角度信号によって、算出される。

すなわち、例えば、ＥＣＵ７０にカム角度信号が入力されてから、ＢＴＤＣ３０°のクランク角度信号（基準タイミング信号）が入力されるまでに要する時間を、エンジン回転数ＮＥを用いて計測し、その時間を既知の時間とクランク角度の関係を用いバルブ変位角度に換算することによって、クランクシャフト１４に対する吸気側カムシャフト２３の実バルブ変位角度ＶＴＢが算出されるのである。

続いて、本実施例に係るバルブタイミング制御装置の異常検出装置ＶＣの制御系について図５に示す制御ブロック図を参照して説明する。本実施例に係るバルブタイミング制御装置の異常検出装置ＶＣの制御系は、電子制御ユニット７０（以下「ＥＣＵ」という。）を核として構成されている。そして、ＥＣＵ７０によって目標バルブタイミング決定手段、バルブタイミング制御手段、異常判定手段、正常復帰判定手段、第１、第２判定禁止手段、判定時間延長手段等が実現される。

ＥＣＵ７０は、メインルーチンとして実行されるＶＶＴ５０における異常及び正常復帰を判定する異常判定及び正常復帰判定処理プログラム、各種条件に対応したバルブタイミングの変更を行うためのマップを格納したＲＯＭ７１を有している。また、ＥＣＵ７０は、サブルーチンとして実行されるフェイル判定処理プログラム、正常復帰判定処理プログラム、開始条件判定処理プログラム等の各種制御プログラムを有している。

さらに、ＥＣＵ７０は、ＲＯＭ７１に格納された制御プログラムに基づいて演算処理を実行するＣＰＵ７２、ＣＰＵ７２での演算結果、各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ７３、電源供給停止時にＲＡＭ７３に格納された各種データを保持するためのバックアップＲＡＭ７４を有している。

そして、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ７３、及びバックアップＲＡＭ７４は、双方向バス７５を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース７６、及び出力インターフェース７７と接続されている。

入力インターフェース７６には、クランク角センサ４０、エンジン回転数センサ４１、気筒判別センサ４２、水温センサ４３、カム角センサ４４、スロットルセンサ４５、吸気圧力センサ４６、酸素センサ４７等が接続されている。そして、各センサから出力された信号がアナログ信号である場合には、図示しないＡ／Ｄコンバータによってディジタル信号に変換された後、双方向バス７５に出力される。

また、出力インターフェース７７には、インジェクタ１７、イグナイタ１９、ＯＣＶ８０等の外部回路が接続されており、これら外部回路は、ＣＰＵ７２において実行された制御プログラムの演算結果に基づいて作動制御される。

次に、上記構成を備えた実施例１に係るバルブタイミング制御装置の異常検出装置ＶＣにおける異常判定及び正常復帰判定プログラムについて図１に示すフローチャートを参照して説明する。

以下、図１に示すサブルーチンにおける異常判定及び正常復帰判定プログラ厶について説明する。メインルーチンがスタートすると、サブルーチンにて開始条件判定処理プログラムが実行される。ステップ１００において、エンジンが暖機後か否かが判定される。

エンジン水温ｅｔｈｗ＞＝７５℃、すなわち、エンジンが暖機されたか否かが判定される。なお、判定値となるエンジン水温は７５℃に限定されず、この値は試験によって決定されるものである。ここで否定（ＮＯ）ならば、すなわち、暖機が完了していなければ、元のルーチンへ戻る。ステップ１００において、肯定（ＹＥＳ）ならばステップ１１０へ進む。ステップ１１０において、車速が所定値Ａ（例えば２０ｋｍ／ｈ）か否かを判定する。否定なら元のルーチンへ戻る。肯定ならば、目標バルブタイミング設定手段に相当するステップ１２０へ進み、目標変位角度を一定時間Ｂ（例えば、１秒間）直前の変位変位角度より大きく変更する。変位角度量はマップで与えられた大きさより大きく設定される。

続いて、実バルブタイミング検出手段に相当するテップ１３０へ進み、目標変位角度と実変位角度とを比較して差の絶対値を求める。続いてステップ１４０へ進み、その差が異常判定値（例えば、１０°）より大きいか否かを判定する。肯定ならば、ステップ１５０へ進み、異常差の継続時間が判定値を超えたかどうかを確認する。続いてステップ１６０へ進み、ＶＶＴ異常フラグをＯＮにする。プログラム上ではｗｘｄｖｔ＝ＯＮにする。ステップ１７０へ進み、異常と判定し、警告する。

ステップ１４０において、否定ならば、ステップ１８０へ進み、差が正常判定値未満か否かを判定する。肯定ならば、ステップ１９０へ進み、正常差継続時間が判定値以上ならばＶＶＴ正常フラグをＯＮにする。プログラム上ではｗｘｄｖｔ＝ＯＮとする。ステップ２１０へ進み、正常として処理される。この結果、車速が所定値になったときに、意図的に目標変位角度を大きく変位させ、ＶＶＴが追従するかをみているので、検出条件が早く成立するので異常検出を早めることができる。

実施例１のサブルーチンとして実行されるＶＶＴ異常判定処理プログラムのフローチャートである。 実施例１のガソリンエンジンシステムの概略構成図である。 実施例１の可変バルブタイミング機構の概略構成図である。 実施例１のバルブタイミング制御装置の異常検出にかかる制御ブロック図である。 従来のバルブタイミング制御装置の異常検出装置における制御ブロック図である。 従来のサブルーチンとして実行されるフェイル判定処理ブログラムのフローチャートである。

符号の説明

Ｍ８：運転状態検出手段
Ｍ９：目標バルブタイミング決定手段
Ｍ１０：可変バルブタイミング機構
Ｍ１１：バルブタイミング検出手段
Ｍ１２：バルブタイミング制御手段
１２０：目標バルブタイミング設定手段
１３０：実バルブタイミング検出手段

Claims (1)

1. 内燃機関のクランクシヤフトの回転に同期して所定のタイミングで駆動され、燃焼室に通じる吸気通路および排気通路をそれぞれ開閉する吸気バルブおよび排気バルブと、前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、その運転状態検出手段によって検出された内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定するための目標バルブタイミング決定手段と、前記吸気弁または前記排気弁のうち少なくともいずれか一方のバルブタイミングを変更させる可変バルブタイミング機構と、その可変バルブタイミング機構が配設されている側におけるバルブの実バルブタイミングを検出するためのバルブタイミング検出手段と、そのバルブタイミング検出手段によって検出される実バルブタイミングを、前記目標バルブタイミング決定手段によって決定された目標バルブタイミングに収束させるよう前記可変バルブタイミング機構を制御するためのバルブタイミング制御手段と、所定車速時に目標バルブタイミングを所定時間の間は第１所定値に保持する目標バルブタイミング設定手段と、実際のバルブタイミングを検出するための実バルブタイミング検出手段と、からなり、
   前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングとの差を算出し、その差が第１所定値より大きければ異常と判定し、前記差が第２所定値より小さいとき正常と判定することを特徴とするバルブタイミング制御装置の異常検出装置。

Images