JP3865948B2

JP3865948B2 - Defect judgment method for variable valve timing mechanism

Info

Publication number: JP3865948B2
Application number: JP24495398A
Authority: JP
Inventors: 俊夫山本; 孝治藤井
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2007-01-10
Anticipated expiration: 2018-08-31
Also published as: JP2000073796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気バルブ及び排気バルブのいずれか一方の開閉に係るバルブタイミングを自在に変え得る可変バルブタイミング機構の制御方法に関し、特に該可変バルブタイミング機構に動作不良が生じているか否かを判断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
可変バルブタイミング機構とは、エンジンの運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの開閉タイミング（以下バルブタイミングという）を自在に変え得るものであり、バルブタイミングを、当該運転状況に応じて設定された目標バルブタイミングとなるように制御することにより、高出力化やドライバビリティの向上等を図るべく開発されたものである。
【０００３】
しかして、この可変バルブタイミング機構に動作不良が発生した場合、特に進角側でバルブタイミングが動かなくなるという進角フェイルが生じた場合には、エンジンストールが生じ易くなるとともに、エンジン始動が行い難くなるという状態になるため、特開平１−１１０８４４号公報に掲載されているように、アイドル回転数コントローラ等を利用して吸入空気量を増大させ、所定のアイドル回転数を担保するといったフェイルセーフ処理を行っている。
【０００４】
この可変バルブタイミング機構に動作不良が生じているか否かの検出方法としては、従来種々考えられているが、上述した進角フェイルを検出するための方法として例えば以下のものが知られている。
すなわち、バルブタイミングと目標バルブタイミングとの偏差が、一定以下に縮まらないまま所定時間経過し、かつ、バルブタイミングが制御しているにも拘わらず所定時間動かないままであり、かつ、その状態におけるバルブタイミングが進角側にあるという第１のフェイル条件が成立するか、または、第１の条件以外であっても、エンジンストールが生じた時のバルブタイミングが所定位相以上進角側に変位しているという第２のフェイル条件が成立していれば、進角フェイルであると判断するようにしている。そしてその後、上述したように、アイドル回転数コントローラ等を利用して吸入空気量を増大させる等のフェイルセーフ処理を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、進角フェイルが生じていないにも拘わらず、進角フェイルであると誤判断し、エンジンストール後のエンジン始動時に、吸入空気量を増大させる等の処置が行われてエンジン回転数が自動的に上昇するといった現象が希に生じることが最近確認されたが、再現性の点から誤判断の原因についての究明が非常に難しかった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、鋭意工夫と検討を重ねた結果、上述した現象が次のようにして生じることを解明した。すなわち、バルブタイミングは、クランクシャフトが基準位相となった時に出力されるＮ信号を基準とし、このＮ信号とバルブ開閉に同期して出力されるバルブタイミング信号との位相差をもとに算出されているが、エンジンストール時にエンジンが一瞬逆回転し、なおかつ、たまたまその際のクランクシャフトの角度が基準位相付近にあった場合には、逆回転した時にもＮ信号が出力されて、バルブタイミングの誤算出が生じる。そして、この誤算出したバルブタイミングが、所定位相以上進角側に変位した値となっていれば、進角フェイルでないにも拘わらず、第２のフェイル条件が成立するとして、進角フェイルであると誤判断され、記憶される。この結果、次回のエンジン始動時に、上述したフェイルセーフ処理が行なわれてエンジン回転が自動的に上昇する。
【０００７】
本発明は係る原因を解明した結果、はじめてなされたものであって、バルブタイミングの誤算出の結果、進角フェイルであると誤判断した場合でも、エンジン始動直後にその補正を行うようにして、上述した現象を速やかに回避すべく図ったものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明に係る可変バルブタイミング機構の動作不良判断方法は、可変バルブタイミング機構を具備する内燃機関に適用され、可変バルブタイミング機構におけるバルブタイミングを、クランクシャフトが基準位相となった時に出力される基準信号と、基準信号及びバルブ開閉に同期して出力されるバルブタイミング信号またはカム信号との位相差をもとに算出し、内燃機関にストールが生じた時に検出したバルブタイミングが所定位相以上進角側に変位している場合に可変バルブタイミング機構の動作不良を判断するものであって、内燃機関始動時に前回内燃機関にストールが生じた際に前記位相差をもとにバルブタイミングを誤って算出し、その算出したバルブタイミングが所定位相以上進角側に変位していることにより動作不良を判断した場合において、その内燃機関の始動後に検出したバルブタイミングが一定位相以上遅角側に変位していれば、可変バルブタイミング機構に動作不良は生じていないと判断するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
このようなものであれば、内燃機関のストール時に逆回転が生じてバルブタイミングを誤算出し、可変バルブタイミング機構に進角側で動作不良が生じていると誤判断した場合でも、次回のエンジン始動後に再度バルブタイミングを検出して、確認を行なうので、誤判断の補正が可能となり、内燃機関の始動後に機関回転数が上昇するといった不具合を回避することができるようになる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を、図１〜図５を参照して説明する。
図１は、概略的に示した内燃機関たるエンジン１の構成図（１気筒のみを示す）であり、本発明を適用したものである。このエンジン１は例えば自動車用の３気筒のもので、図示しないアクセルペダルに連動して開閉するスロットルバルブ５、サージタンク６、吸気管７等を備えた吸気系と、この吸気系の末端近傍に配設され燃料噴射を行う燃料噴射弁８と、スパークプラグ９による点火で混合気を燃焼させる燃焼室１０ａ等を備えた気筒１０と、図示しないマフラに至るまでの排気系と、電気的に制御を行う電子制御装置２４とから概略構成されている。この燃焼室１０ａには、カム機構によりエンジン回転に同期して開閉するように吸気バルブ２と排気バルブ３とが設けられている。これら吸排気バルブ２、３にはそれぞれ上方へ延びるステム２ａ、３ａを備え、各ステム２ａ、３ａの上部には図示しないバルブスプリングおよびバルブリフタ２ｂ、３ｂ等がそれぞれ組み付けられている。各バルブリフタ２ｂ、３ｂは、吸気側カムシャフト１１および排気側カムシャフト１２上にそれぞれ形成したカム１３、１４にそれぞれ当接している。
【００１１】
また、図２、図３に示すように、排気側カムシャフト１２の一端に配設したタイミングプーリ１５と、エンジン１のクランクシャフトの一端に配設したタイミングプーリ（図示しない）とはタイミングベルト１６により連結されている。これらタイミングプーリの直径比は、周知の通りクランクシャフトが２回転する間に排気側カムシャフト１２が１回転するように設定してある。そして、吸気側カムシャフト１１は、吸気バルブ２のバルブタイミングを排気バルブ３のバルブタイミングに対して可変にすべく、可変バルブタイミング機構４を介して、排気側カムシャフト１２に連結されている。
【００１２】
本実施例による可変バルブタイミング機構４は、いわゆる揺動シリンダ構造を利用したもので、図３に示すように、油圧ポンプＰから吐出される作動油により駆動される。具体的には、排気側カムシャフト１２に固着したロータ１７と、このロータ１７に外嵌するハウジング１８と、ロータ１７に対してハウジング１８を回動させるための電磁式４方向切換制御弁たるオイルコントロールバルブ１９（以下ＯＣＶと称する）と、互いに噛合うように一方をハウジング１８に固着し他方を吸気側カムシャフト１１に固着した一対のギヤ２０、２１とを備えてなる。しかして、ＯＣＶ１９を後述する電子制御装置２４から出力されるＯＣＶ駆動信号ａにより駆動し、ハウジング１８に流出入する作動油の方向及び量を制御することにより、ロータ１７に対するハウジング１８の相対角度を変え、排気側カムシャフト１２と吸気側カムシャフト１１との間に任意の回転位相差を生じさせる。このようにして、クランクシャフトの回転に対して排気バルブ３を常に一定のタイミングで開閉させつつ、吸気バルブ２のバルブタイミングを変化させて、排気バルブ３のバルブタイミングと吸気バルブ２のバルブタイミングとの相対位相差を所定角度範囲内で自在に変化させることができるようにしている。なお、周知のごとくギヤ２０、２１の歯数比は１：１となるように設定されており、吸気側カムシャフト１１と排気側カムシャフト１２との回転速度は同一となるように設定されている。
【００１３】
一方、各部における電気的な制御は、電子制御装置２４により行っている。この電子制御装置２４をはじめ、本実施例の電気制御に係る主なセンサ、電気配線等について以下に詳述する。
本実施例に係る主なセンサとしては、図１、２に示すように、例えば次のようなものを設けている。すなわち、排気側カムシャフト１２には、クランクシャフトが７２０°ＣＡ（以降、クランクシャフトの位相を述べる場合には、このように角度にＣＡを付して表現する）回転する毎にパルス信号である気筒判別用のＮ信号ｃを出力すると共に、２４０°ＣＡ回転する毎にパルス信号であるクランク角度信号ｂを出力するクランクセンサ２５を設けている。そして、吸気側カムシャフト１１には、２４０°ＣＡ回転する毎にパルス信号である吸気カム信号ｄを出力する吸気側タイミングセンサ２６を設けている。クランクセンサ２５は、図２に示すように、排気側カムシャフト１２のタイミングプーリ１５に添設され、１２０°毎に配設した３本のクランク角度信号ｂ出力用の歯及びＮ信号ｃ出力用の１つの追加歯を有してなる歯車２５ａと、この歯車２５ａに近接させて配設したピックアップセンサ２５ｂとを具備してなるものである。また、吸気側タイミングセンサ２６は、吸気側カムシャフト１１に固設され、１２０°毎に配設した３本の吸気カム信号ｄ出力用の歯を有してなる歯車２６ａと、この歯車２６ａに近接させて配設したピックアップセンサ２６ｂとを具備してなるものである。なお、このクランク角信号ｂからエンジン回転数ＮＥも算出するようにしている。その他に、スロットル開度がアイドル状態になった場合にアイドルスイッチ信号ＩＤＳＷを出力するアイドルスイッチ２７、スロットル開度が一定以上になった場合にパワースイッチ信号ＰＳＷを出力するパワースイッチ２８、あるいは吸気管圧力ＰＭを検出し吸気管圧力信号ｈを出力する吸気管圧力センサ２９等を設けている。もちろん、この他に、自動車に一般的に用いられる各種の部材やセンサ等も構成要素となっているが本明細書においては省略する。
【００１４】
電子制御装置２４は、図１に示すようにＣＰＵ２４ａ、メモリ２４ｂ、入力インターフェース２４ｃ、出力インターフェース２４ｄ等を備えるようにした、いわゆるマイコン装置として一般に知られているものである。メモリ２４ａには、エンジン１等を制御するための種々のプログラムを記憶させている。入力インタフェース２４ｃにはクランク角度信号ｂ、Ｎ信号ｃ、吸気カム信号ｄ、アイドルスイッチ信号ＩＤＳＷ、パワースイッチ信号ＰＳＷ、吸気管圧力信号ｈ等を少なくとも入力するようにしている。出力インタフェース２４ｄからは、可変バルブタイミング機構４の制御信号であるＯＣＶ駆動信号ａ、燃料噴射弁７の駆動信号ｆ、スパークプラグの点火信号ｅ等を少なくとも出力するようにしている。
【００１５】
さらに、この電子制御装置２４は、入力されたクランク角信号ｂ、Ｎ信号ｃ、吸気カム信号ｄ等のエンジン運転状態を示すセンサ出力情報を用い、吸気バルブ２のバルブタイミングＶＴＢを算出する機能を少なくとも有している。具体的には、Ｎ信号ｃと気筒別（例えば第１気筒）の吸気カム信号ｄを検出し、これら検出した吸気カム信号ｄとＮ信号ｃとの時間差およびその時のエンジン回転数ＮＥから吸気カム信号ｄとＮ信号ｃとの位相差をバルブタイミングＶＴＢとして算出している。なお、予め学習し記憶しておいた最遅角状態での吸気カム信号ｄ０とＮ信号ｃとの位相差である最遅角学習値ＧＶＴＦＲと、前記バルブタイミングＶＴＢとの差をバルブタイミングとして用いる場合もある。
【００１６】
このような構成において、本実施例では電子制御装置２４に、可変バルブタイミング機構４が動作不良を起しているか否かを判断させ、動作不良を起していると判断した場合には適切なフェイルセーフ処理や、動作不良からの復帰処理（フェイル復帰処理）を行わせるようにしている。
係る判断や処理は、メモリ２４ｂに記憶され、図４、図５に示すようなフローチャートを具現化したプログラムにしたがって行われる。
【００１７】
図４は、進角フェイルルーチンと称され、可変バルブタイミング機構４が、進角側において動作不良を起しているか否か、すなわち進角フェイルを起しているか否かを判断する制御ルーチンを示している。
詳述すると、ステップＳ１においては、バルブタイミングＶＴＢと目標バルブタイミングＶＴＴとの偏差が一定以下とならないまま所定時間（Ａsec）経過したかどうかを判断する。所定時間経過した場合にはステップＳ２に進み、そうでない場合にはステップＳ４に進む。具体的に所定時間経過したか否かは、前記偏差が一定以下とならない状態でカウントアップされるＶＶＴ偏差大カウンタＣＶＴＥＲの値を利用して判断している。
【００１８】
ステップＳ２においては、バルブタイミングＶＴＢが、ＯＣＶ駆動信号ａを出力しているにも拘わらず変位しないまま所定時間（Ｂsec）経過したかどうかを判断する。所定時間経過した場合にはステップＳ３に進み、そうでない場合にはステップＳ４に進む。具体的に所定時間経過したか否かは、バルブタイミングＶＴＢが変位しない状態でカウントアップされるＶＶＴ停止カウンタＣＶＴＳＴＰの値を利用して判断している。
【００１９】
ステップＳ３においては、バルブタイミングＶＴＢ（ｏｌｄ）が、α°ＣＡ以上であるかどうかを判断する。α°ＣＡ以上であれば、進角フェイルを起したと判断して、ステップＳ７に進む。そうでなければステップＳ４に進む。なお、バルブタイミングＶＴＢの後に付記している括弧書きは、所定状態で検出したバルブタイミングと他の状態で検出したバルブタイミングとの区別を図るためのものである。
【００２０】
ステップＳ４では、エンジン始動時であり、なおかつ、前回エンジンストールを起した際のバルブタイミングＶＴＢ（０）が、β°ＣＡ以上であるかどうかを判断する。β°ＣＡ以上であればステップＳ５に進み、そうでなければこのルーチンを終了する。
ステップＳ５では、可変バルブタイミング機構４が遅角側で動作不良を起したかどうか、すなわち遅角フェイルを起こしたかどうかを判断する。実際にこの判断は、図示しない別ルーチンで行われ、その判断結果が遅角フェイル判定フラグＸＶＴＦＲに記憶されている。そして、遅角フェイル判定フラグＸＶＴＦＲの値が０、すなわち遅角フェイルではないと判断した場合にはステップＳ６に進み、そうでないと判断した場合には、このルーチンを終了する。
【００２１】
ステップＳ６は、本実施例において新たに設けたステップであり、始動時進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡＢの値を１に設定してステップＳ７に進む。
ステップＳ７では進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡの値を１に設定してこのルーチンを終了する。
一方、図５はフェイル復帰判定ルーチンと称している制御ルーチンのフローチャートを示している。このルーチンでは、進角フェール判定ルーチンの結果に基づいて以下のような動作を行う。
【００２２】
ステップＳＳ１では、エンジン始動後一定時間Ｃsec（例えば３秒）経過したかどうかを判断する。経過していればステップＳＳ２に進み、そうでなければこのルーチンを終了する。
ステップＳＳ２では、エンジン回転数ＮＥが８００ｒｐｍ以上であるかどうかを判断する。８００ｒｐｍ以上であればステップＳＳ４に進み、そうでなければステップＳＳ３に進む。
【００２３】
ステップＳＳ３では、進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡの値が１であるか否かを判断する。１であればステップＳＳ４に進み、そうでなければこのルーチンを終了する。
ステップＳＳ４では、ＶＶＴ偏差大カウンタＣＶＴＥＲのクリア条件が成立しているかどうかを判断する。成立していればステップＳＳ６に進み、そうでなければステップＳＳ５に進む。
【００２４】
ステップＳＳ５は、本実施例で新たに設けたステップである。ここでは、始動時進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡＢの値が１であり、なおかつエンジン始動時におけるバルブタイミングＶＴＢ（ｉ）がγ°ＣＡ未満であれば、ステップＳＳ６に進み、そうでなければこのルーチンを終了する。
ステップＳＳ６では、進角フェイルから復帰し、可変バルブタイミング機構４に動作不良は解消されたと判断する。そして、各フラグＸＶＴＦＡ、ＸＶＴＦＡＢ等をリセットする。
【００２５】
なお、この後に、進角フェイル状態であるという条件で、ＯＣＶ１９を強制的にゆっくり動かし、異物の排出を図る図示しないフェイル回復処理ルーチンや、やはり進角フェイル状態であるという条件で、図示しないアイドル回転数コントローラ等を利用して吸入空気量を通常より増大させ、エンジン始動を行ない易くするフェイルセーフ処理ルーチン等を設けている。
【００２６】
また本実施例においては、上述中、αとγとには等しい値（例えば５０）を設定し、βにはこれらより大きな値（例えば８０）を設定している。
このように構成した本実施例によれば、ステップＳ４に示したように、エンジンストールが生じた時に検出されたバルブタイミングＶＴＢ（０）が、所定位相（β°ＣＡ）以上進角側に変位していることを、進角フェイルが生じたと判断するためのフェイル条件としている。しかしながら、このフェイル条件が成立している場合において、すなわち、ステップＳ６、Ｓ７に示したように始動時進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡＢの値、及び進角フェイル判定フラグＸＶＴＦＡの値が１の場合において、ステップＳＳ５に示すように、次回のエンジン始動後に検出したバルブタイミングＶＴＢ（ｉ）が一定位相（γ°ＣＡ）以上遅角側に変位していれば、可変バルブタイミング機構４には動作不良は生じていないと判断される。
【００２７】
したがって、エンジンストール時に逆回転が生じてバルブタイミングＶＴＢ（０）を誤算出し、進角フェイルが生じていると誤判断した場合でも、次回のエンジン始動後の短い時間内に、再度バルブタイミングＶＴＢ（ｉ）を検出し確認を行なって進角フェールは生じていないと正しく判断し直すので、吸入空気量を通常より増大させるというフェイル回復処理ルーチン等は行われなくなり、エンジン回転数ＮＥが自動的に上昇するといった不具合を回避することができるようになる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施例に限られるものではない。例えば、前記実施例では吸気バルブのバルブタイミングを可変にし得る可変バルブタイミング機構に適用したものであったが、排気バルブのバルブタイミングを可変にし得るものに適用しても同様の効果を奏するものである。また、可変バルブタイミング機構は油圧式のものには限られない。その他、本発明は、図示例に限られずその趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、内燃機関のストール時に逆回転が生じてバルブタイミングを誤算出し、可変バルブタイミング機構に進角側で動作不良が生じていると誤判断した場合でも、次回のエンジン始動後に再度バルブタイミングを検出して、確認を行なうので、誤判断の補正が可能となり、内燃機関の始動後に機関回転数が上昇するといった不具合を回避することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す全体模式図。
【図２】同実施例の吸排気側カムシャフト部分を示す模式図。
【図３】同実施例の可変バルブタイミング機構を主に示す概略断面図。
【図４】同実施例において進角フェイルが生じているか否かの判断方法を説明するフローチャート。
【図５】同実施例において進角フェイルが生じているか否かの判断方法を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１・・・内燃機関（エンジン）
４・・・可変バルブタイミング機構
ＶＴＢ・・・バルブタイミング
β°ＣＡ・・・所定位相
γ°ＣＡ・・・一定位相[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control method for a variable valve timing mechanism that can freely change the valve timing related to opening / closing of either an intake valve or an exhaust valve, and in particular, determines whether or not a malfunction has occurred in the variable valve timing mechanism. On how to do.
[0002]
[Prior art]
The variable valve timing mechanism is a mechanism that can freely change the opening and closing timing (hereinafter referred to as valve timing) of the intake valve and the exhaust valve in accordance with the operating state of the engine, and the valve timing is set according to the operating situation. It has been developed to achieve higher output and improved drivability by controlling the target valve timing.
[0003]
Therefore, when a malfunction occurs in this variable valve timing mechanism, particularly when an advance angle failure occurs such that the valve timing does not move on the advance side, engine stall is likely to occur and engine start is difficult to perform. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-110844, a fail-safe process for increasing the intake air amount by using an idle speed controller or the like to ensure a predetermined idle speed It is carried out.
[0004]
Various methods for detecting whether or not the variable valve timing mechanism has malfunctioned have been conventionally considered. For example, the following methods are known as methods for detecting the above-mentioned advance angle failure.
That is, the deviation between the valve timing and the target valve timing has not been reduced below a certain time, and a predetermined time has passed, and the valve timing has been controlled, but has not moved for a predetermined time, and in that state The first fail condition that the valve timing is on the advance side is satisfied, or the valve timing at the time of engine stall is displaced to the advance side by a predetermined phase or more even if it is other than the first condition. If the second fail condition is satisfied, it is determined that the advance failure has occurred. Thereafter, as described above, fail-safe processing such as increasing the intake air amount is performed using an idle speed controller or the like.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, despite the fact that there is no advance failure, it is erroneously determined that it is an advance failure, and when the engine is started after the engine is stalled, measures such as increasing the amount of intake air are taken to automatically increase the engine speed. Recently, it has been confirmed that a phenomenon such as an increase in frequency occurs rarely, but from the viewpoint of reproducibility, it has been very difficult to investigate the cause of misjudgment.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention has clarified that the above-described phenomenon occurs as follows as a result of intensive studies and studies. That is, the valve timing is calculated based on the phase difference between the N signal output when the crankshaft reaches the reference phase and the valve timing signal output in synchronization with the valve opening / closing. However, if the engine rotates momentarily when the engine is stalled, and if the crankshaft angle at that time is near the reference phase, the N signal is output even when the engine rotates reversely, and the valve timing Incorrect calculation occurs. If the erroneously calculated valve timing is a value displaced to the advance side by a predetermined phase or more, it is an advance failure because the second fail condition is satisfied even though it is not an advance failure. Is erroneously determined and stored. As a result, at the next engine start, the above-described fail-safe process is performed, and the engine speed is automatically increased.
[0007]
The present invention has been made for the first time as a result of elucidating the cause, and even if it is erroneously determined that the valve timing is erroneous as a result of erroneous calculation of the valve timing, the correction is performed immediately after the engine is started. This is intended to quickly avoid the phenomenon described above.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
That is, the variable valve timing mechanism malfunction determination method according to the present invention is applied to an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, and the valve timing in the variable valve timing mechanism is output when the crankshaft is in a reference phase. Calculated based on the phase difference between the reference signal and the valve timing signal or cam signal output in synchronization with the reference signal and valve opening / closing, and the valve timing detected when the internal combustion engine is stalled exceeds the specified phase. This is to determine the malfunction of the variable valve timing mechanism when it is displaced to the advance side. When the internal combustion engine stalled the last time when the internal combustion engine was started , the valve timing was incorrect based on the phase difference. calculated Te, operation by the valve timing that is calculated is displaced more than a predetermined phase advance side not If the valve timing detected after the start of the internal combustion engine is displaced to the retard side by a certain phase or more, it is determined that there is no malfunction in the variable valve timing mechanism. It is what.
[0009]
If this is the case, the next time the engine is started even when the internal combustion engine stalls and the valve timing is erroneously calculated and the variable valve timing mechanism is erroneously determined to have malfunctioned on the advance side. Since the valve timing is detected and confirmed again later, it is possible to correct misjudgment and avoid problems such as an increase in engine speed after starting the internal combustion engine.
[0010]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram of an internal combustion engine 1 (only one cylinder is shown), to which the present invention is applied. The engine 1 is, for example, a three-cylinder for an automobile, and includes an intake system including a throttle valve 5, a surge tank 6, an intake pipe 7 and the like that are opened and closed in conjunction with an accelerator pedal (not shown), and in the vicinity of the end of the intake system. A fuel injection valve 8 that is arranged to inject fuel, a cylinder 10 that includes a combustion chamber 10a that burns an air-fuel mixture by ignition by a spark plug 9, an exhaust system up to a muffler (not shown), and electrical control And an electronic control device 24 that performs the above. The combustion chamber 10a is provided with an intake valve 2 and an exhaust valve 3 that are opened and closed in synchronization with engine rotation by a cam mechanism. These intake / exhaust valves 2 and 3 are provided with stems 2a and 3a extending upward, respectively, and valve springs and valve lifters 2b and 3b (not shown) are assembled to the upper portions of the stems 2a and 3a, respectively. The valve lifters 2b and 3b are in contact with cams 13 and 14 formed on the intake side camshaft 11 and the exhaust side camshaft 12, respectively.
[0011]
As shown in FIGS. 2 and 3, the timing pulley 15 disposed at one end of the exhaust camshaft 12 and the timing pulley (not shown) disposed at one end of the crankshaft of the engine 1 include a timing belt 16. It is connected by. The diameter ratio of these timing pulleys is set so that the exhaust camshaft 12 makes one rotation while the crankshaft makes two rotations as is well known. The intake camshaft 11 is connected to the exhaust camshaft 12 via the variable valve timing mechanism 4 so that the valve timing of the intake valve 2 can be made variable with respect to the valve timing of the exhaust valve 3.
[0012]
The variable valve timing mechanism 4 according to the present embodiment uses a so-called oscillating cylinder structure, and is driven by hydraulic fluid discharged from a hydraulic pump P as shown in FIG. Specifically, the rotor 17 fixed to the exhaust camshaft 12, the housing 18 fitted on the rotor 17, and the oil as an electromagnetic four-way switching control valve for rotating the housing 18 with respect to the rotor 17 A control valve 19 (hereinafter referred to as OCV) and a pair of gears 20 and 21 having one fixed to the housing 18 and the other fixed to the intake side camshaft 11 so as to mesh with each other. Thus, the relative angle of the housing 18 with respect to the rotor 17 is controlled by driving the OCV 19 with an OCV drive signal a output from the electronic control unit 24 described later and controlling the direction and amount of hydraulic fluid flowing into and out of the housing 18. In other words, an arbitrary rotational phase difference is generated between the exhaust camshaft 12 and the intake camshaft 11. In this way, the valve timing of the intake valve 2 and the valve timing of the intake valve 2 are changed by changing the valve timing of the intake valve 2 while always opening and closing the exhaust valve 3 with a constant timing with respect to the rotation of the crankshaft. The relative phase difference can be freely changed within a predetermined angle range. As is well known, the gear ratio of the gears 20 and 21 is set to be 1: 1, and the rotational speeds of the intake side camshaft 11 and the exhaust side camshaft 12 are set to be the same. Yes.
[0013]
On the other hand, electrical control in each part is performed by the electronic control unit 24. In addition to the electronic control unit 24, main sensors, electrical wiring, and the like related to electrical control of this embodiment will be described in detail below.
As main sensors according to this embodiment, for example, the following sensors are provided as shown in FIGS. In other words, the exhaust camshaft 12 is a pulse signal every time the crankshaft rotates 720 ° CA (hereinafter, when the phase of the crankshaft is described, the angle is represented by CA in this way). There is provided a crank sensor 25 that outputs an N signal c for cylinder discrimination and outputs a crank angle signal b that is a pulse signal each time it rotates 240 ° CA. The intake-side camshaft 11 is provided with an intake-side timing sensor 26 that outputs an intake cam signal d that is a pulse signal every rotation of 240 ° CA. As shown in FIG. 2, the crank sensor 25 is attached to the timing pulley 15 of the exhaust camshaft 12 and has three crank angle signal b output teeth and N signal c output arranged every 120 °. A gear 25a having one additional tooth and a pickup sensor 25b disposed close to the gear 25a. The intake side timing sensor 26 is fixed to the intake side camshaft 11 and has gears 26a having teeth for outputting three intake cam signals d arranged every 120 °, and the gear 26a. It is provided with a pickup sensor 26b arranged close to each other. The engine speed NE is also calculated from the crank angle signal b. In addition, an idle switch 27 that outputs an idle switch signal IDSW when the throttle opening is in an idle state, a power switch 28 that outputs a power switch signal PSW when the throttle opening exceeds a certain value, or an intake pipe An intake pipe pressure sensor 29 that detects the pressure PM and outputs an intake pipe pressure signal h is provided. Of course, in addition to this, various members, sensors, and the like that are generally used in automobiles are constituent elements, but are omitted in this specification.
[0014]
As shown in FIG. 1, the electronic control device 24 is generally known as a so-called microcomputer device including a CPU 24a, a memory 24b, an input interface 24c, an output interface 24d, and the like. The memory 24a stores various programs for controlling the engine 1 and the like. The input interface 24c receives at least a crank angle signal b, an N signal c, an intake cam signal d, an idle switch signal IDSW, a power switch signal PSW, an intake pipe pressure signal h, and the like. The output interface 24d outputs at least an OCV drive signal a which is a control signal of the variable valve timing mechanism 4, a drive signal f of the fuel injection valve 7, an ignition signal e of the spark plug, and the like.
[0015]
Further, the electronic control unit 24 has a function of calculating the valve timing VTB of the intake valve 2 using sensor output information indicating the engine operating state such as the input crank angle signal b, N signal c, intake cam signal d and the like. Have at least. Specifically, the N signal c and the intake cam signal d for each cylinder (for example, the first cylinder) are detected, and the intake cam is determined from the time difference between the detected intake cam signal d and the N signal c and the engine speed NE at that time. The phase difference between the signal d and the N signal c is calculated as the valve timing VTB. The difference between the valve timing VTB and the most retarded learning value GVTFR, which is the phase difference between the intake cam signal d0 and the N signal c in the most retarded state that has been learned and stored in advance, is used as the valve timing. In some cases.
[0016]
In such a configuration, in this embodiment, the electronic control unit 24 is caused to determine whether or not the variable valve timing mechanism 4 has caused a malfunction, and is appropriate when it is determined that the malfunction has occurred. Fail-safe processing and return processing from failure (fail return processing) are performed.
Such determination and processing are stored in the memory 24b and performed according to a program that implements flowcharts as shown in FIGS.
[0017]
FIG. 4 is referred to as an advance angle fail routine, and a control routine for determining whether or not the variable valve timing mechanism 4 has malfunctioned on the advance side, that is, whether or not an advance angle failure has occurred. Show.
More specifically, in step S1, it is determined whether or not a predetermined time (Asec) has elapsed without the deviation between the valve timing VTB and the target valve timing VTT being below a certain level. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S2, and if not, the process proceeds to step S4. Specifically, whether or not a predetermined time has elapsed is determined using the value of the large VVT deviation counter CVTER that is counted up in a state where the deviation does not become a certain value or less.
[0018]
In step S2, it is determined whether or not a predetermined time (Bsec) has passed without the valve timing VTB being displaced despite the output of the OCV drive signal a. If the predetermined time has elapsed, the process proceeds to step S3, and if not, the process proceeds to step S4. Specifically, whether or not a predetermined time has elapsed is determined using the value of the VVT stop counter CVTSTP that is counted up while the valve timing VTB is not displaced.
[0019]
In step S3, it is determined whether or not the valve timing VTB (old) is greater than or equal to α ° CA. If it is α ° CA or more, it is determined that an advance failure has occurred, and the process proceeds to step S7. Otherwise, the process proceeds to step S4. The parentheses attached after the valve timing VTB are for distinguishing between the valve timing detected in a predetermined state and the valve timing detected in another state.
[0020]
In step S4, it is determined whether or not the valve timing VTB (0) when the engine is started and when the engine stall last time is equal to or greater than β ° CA. If β ° CA or more, the process proceeds to step S5, and if not, this routine is terminated.
In step S5, it is determined whether or not the variable valve timing mechanism 4 has malfunctioned on the retard side, that is, whether or not a retard failure has occurred. Actually, this determination is performed by another routine (not shown), and the determination result is stored in the retard failure determination flag XVTFR. In a case where the value of the retard failure determination flag XVTFR is 0, that was determined not to be retarded fail proceeds to step S 6, if it is determined that not, the routine ends.
[0021]
Step S6 is a step newly provided in the present embodiment. The value of the starting advance angle fail determination flag XVTFAB is set to 1, and the process proceeds to step S7.
In step S7, the value of the advance angle fail determination flag XVTFA is set to 1, and this routine is terminated.
On the other hand, FIG. 5 shows a flowchart of a control routine called a failure return determination routine. In this routine, the following operation is performed based on the result of the advance-failure determination routine.
[0022]
In step SS1, it is determined whether or not a certain time Csec (for example, 3 seconds) has elapsed since the engine was started. If it has elapsed, the process proceeds to step SS2, and if not, this routine is terminated.
In step SS2, it is determined whether or not the engine speed NE is 800 rpm or more. If it is 800 rpm or more, the process proceeds to step SS4, and if not, the process proceeds to step SS3.
[0023]
In step SS3, it is determined whether or not the value of the advance fail determination flag XVTFA is 1. If it is 1, the process proceeds to step SS4, and if not, this routine is terminated.
In step SS4, it is determined whether a clear condition for the large VVT deviation counter CVTER is satisfied. If established, the process proceeds to step SS6, and if not, the process proceeds to step SS5.
[0024]
Step SS5 is a step newly provided in the present embodiment. Here, if the value of the starting advance angle fail determination flag XVTFAB is 1 and the valve timing VTB (i) at the time of starting the engine is less than γ ° CA, the process proceeds to step SS6. Otherwise, this routine is executed. finish.
In Step SS6, it is determined that the return from the advance angle failure has occurred and the malfunction of the variable valve timing mechanism 4 has been resolved. Then, each flag XVTFA, XVTFAB, etc. is reset.
[0025]
After this, the OCV 19 is forcibly moved slowly under the condition that it is in the advance angle fail state, and a fail recovery processing routine (not shown) that discharges foreign matter, or the idle state that is not shown in the condition that it is also in the advance angle fail state. A fail-safe processing routine or the like is provided that makes it easier to start the engine by increasing the amount of intake air than usual by using a rotational speed controller or the like.
[0026]
In this embodiment, in the above description, α and γ are set to equal values (for example, 50), and β is set to a larger value (for example, 80).
According to the present embodiment configured as described above, as shown in step S4, the valve timing VTB (0) detected when the engine stall occurs is displaced to the advance side by a predetermined phase (β ° CA) or more. This is a fail condition for determining that an advance angle failure has occurred. However, when this fail condition is satisfied, that is, when the value of the start time advance angle determination flag XVTFAB and the value of the advance angle determination flag XVTFA is 1, as shown in steps S6 and S7, As shown in step SS5, if the valve timing VTB (i) detected after the next engine start is displaced to the retard side by a certain phase (γ ° CA) or more, a malfunction occurs in the variable valve timing mechanism 4. It is judged that it is not.
[0027]
Therefore, even when the reverse rotation occurs at the time of engine stall and the valve timing VTB (0) is erroneously calculated and it is erroneously determined that the advance failure has occurred, the valve timing VTB ( i) is detected and confirmed, and it is correctly determined that the advance failure has not occurred. Therefore, a failure recovery processing routine for increasing the intake air amount from normal is not performed, and the engine speed NE is automatically set. It becomes possible to avoid problems such as rising.
[0028]
In addition, this invention is not restricted to the Example mentioned above. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a variable valve timing mechanism that can vary the valve timing of the intake valve, but the same effect can be obtained even if it is applied to a mechanism that can vary the valve timing of the exhaust valve. is there. Further, the variable valve timing mechanism is not limited to a hydraulic type. In addition, the present invention is not limited to the illustrated examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
[0029]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, even when the internal combustion engine stalls and reverse rotation occurs, the valve timing is erroneously calculated, and even when it is erroneously determined that the variable valve timing mechanism has malfunctioned on the advance side. Since the valve timing is detected and confirmed again after the next engine start, it is possible to correct misjudgment and avoid problems such as an increase in engine speed after starting the internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an intake / exhaust side camshaft portion of the embodiment.
FIG. 3 is a schematic sectional view mainly showing a variable valve timing mechanism of the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method for determining whether or not an advance failure has occurred in the embodiment;
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for determining whether or not an advance failure has occurred in the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Internal combustion engine
4 ... Variable valve timing mechanism VTB ... Valve timing β ° CA ... Predetermined phase γ ° CA ... Constant phase

Claims

可変バルブタイミング機構を具備する内燃機関に適用され、可変バルブタイミング機構におけるバルブタイミングを、クランクシャフトが基準位相となった時に出力される基準信号と、基準信号及びバルブ開閉に同期して出力されるバルブタイミング信号またはカム信号との位相差をもとに算出し、内燃機関にストールが生じた時に検出したバルブタイミングが所定位相以上進角側に変位している場合に可変バルブタイミング機構の動作不良を判断するものであって、内燃機関始動時に前回内燃機関にストールが生じた際に前記位相差をもとにバルブタイミングを誤って算出し、その算出したバルブタイミングが所定位相以上進角側に変位していることにより動作不良を判断した場合において、その内燃機関の始動後に検出したバルブタイミングが一定位相以上遅角側に変位していれば、可変バルブタイミング機構に動作不良は生じていないと判断するようにしたことを特徴とする可変バルブタイミング機構の動作不良判断方法。This is applied to an internal combustion engine having a variable valve timing mechanism, and the valve timing in the variable valve timing mechanism is output in synchronization with the reference signal output when the crankshaft reaches the reference phase, and the reference signal and valve opening / closing. Calculated based on the phase difference from the valve timing signal or cam signal, and the valve timing detected when the internal combustion engine has stalled is displaced more than the specified phase to the advance side. When the internal combustion engine has stalled last time when the internal combustion engine was started , the valve timing is erroneously calculated based on the phase difference, and the calculated valve timing is more than a predetermined phase on the advance side. The valve timing detected after the start of the internal combustion engine when malfunction is judged due to displacement If displaced retarded above a certain phase is grayed, malfunction determination method for a variable valve timing mechanism, characterized in that so as to determine that no occurred malfunction in the variable valve timing mechanism.