JP5726232B2 - Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine - Google Patents

Control device for internal combustion engine and control method for internal combustion engine Download PDF

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Description

本発明は、可変バルブタイミング機構の診断機能を有する内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine having a diagnostic function for a variable valve timing mechanism.

内燃機関の可変バルブタイミング機構は、吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを制御している。このような可変バルブタイミング機構の診断装置としては、吸気カム軸及び排気カム軸の回転位相角の目標値（以下、目標回転位相角と呼ぶ）をステップ状に大きく変化させ、目標回転位相角の変化に対する回転位相角の実測値（以下、実回転位相角と呼ぶ）の応答性を測定することにより、可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。   A variable valve timing mechanism of an internal combustion engine controls opening and closing timings of an intake valve and an exhaust valve. As a diagnostic device for such a variable valve timing mechanism, the target value of the rotational phase angle of the intake camshaft and the exhaust camshaft (hereinafter referred to as the target rotational phase angle) is greatly changed stepwise, and the target rotational phase angle There is one that detects the presence or absence of an abnormal response of the variable valve timing mechanism by measuring the responsiveness of a measured value (hereinafter referred to as an actual rotational phase angle) of a rotational phase angle to a change (see, for example, Patent Document 1) .

特許文献１では、吸気カム軸及び排気カム軸の目標回転位相角をステップ状に大きく変化させてから診断実施時間ｔｄが経過した時点において、目標回転位相角と実回転位相角との偏差を測定している。そして、この回転位相角の偏差が、予め定めた偏差閾値以上である場合に、可変バルブタイミング機構に応答異常が発生したと判定している。   In Patent Document 1, the deviation between the target rotation phase angle and the actual rotation phase angle is measured when the diagnosis execution time td elapses after the target rotation phase angle of the intake cam shaft and the exhaust cam shaft is greatly changed stepwise. doing. When the rotational phase angle deviation is equal to or greater than a predetermined deviation threshold, it is determined that a response abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism.

特開平１１−００２１４１号公報JP-A-11-002141

しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１の内燃機関の制御装置では、可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断するために、吸気カム軸及び排気カム軸の目標回転位相角を、ステップ状に大きく変化させる必要がある。 However, the prior art has the following problems.
In the control device for an internal combustion engine of Patent Document 1, in order to diagnose the presence or absence of a response abnormality of the variable valve timing mechanism, it is necessary to largely change the target rotational phase angle of the intake cam shaft and the exhaust cam shaft in a step shape.

しかしながら、例えばハイブリッド車では、発電機を駆動することを目的に、発電効率が良い中回転中負荷領域で、内燃機関を準定常運転させている。この結果、内燃機関の回転速度及び充填効率等の運転状態の変化が小さくなり、運転状態に応じて設定される目標回転位相角を、大きく変化させることができないという課題があった。   However, in a hybrid vehicle, for example, the internal combustion engine is operated quasi-steadyly in a middle-rotation middle load region with good power generation efficiency for the purpose of driving the generator. As a result, there has been a problem that changes in the operating state such as the rotational speed and charging efficiency of the internal combustion engine are reduced, and the target rotational phase angle set according to the operating state cannot be changed greatly.

ハイブリッド車に代表されるような、運転状態の変化が少ない内燃機関においても、可変バルブタイミング機構を診断できるようにする方法の１つとして、燃料カットを発生させる方法がある。   As a method for enabling diagnosis of the variable valve timing mechanism even in an internal combustion engine, such as a hybrid vehicle, in which the change in the driving state is small, there is a method of generating a fuel cut.

一般的な内燃機関においては、燃料カット中の目標回転位相角は、位相角変化量＝０（例えば、吸気バルブは最遅角）に設定され、中回転中負荷領域の目標回転位相角は、中間位相角に設定されるようになっている。そこで、中回転中負荷領域で運転中に燃料カットを実施することにより、目標回転位相角を強制的に、位相角変化量＝０に変化させることができる。   In a general internal combustion engine, the target rotational phase angle during fuel cut is set to phase angle change amount = 0 (for example, the intake valve is the most retarded angle), and the target rotational phase angle in the middle rotational load region is An intermediate phase angle is set. Therefore, the target rotation phase angle can be forcibly changed to phase angle change amount = 0 by performing fuel cut during operation in the middle rotation load region.

しかしながら、この方法では、燃料カット中の内燃機関の運転状態を安定させるため、発電機によって内燃機関を回転させる必要があり、バッテリの電力を消費してしまうという課題があった。   However, in this method, in order to stabilize the operation state of the internal combustion engine during fuel cut, it is necessary to rotate the internal combustion engine by a generator, and there is a problem in that battery power is consumed.

また、燃料カットを発生させないで、可変バルブタイミング機構を診断できるようにする別の方法として、目標回転位相角を強制的に変化させる方法がある。しかしながら、この方法では、吸気バルブと排気バルブのオーバーラップが、内燃機関の運転状態に応じて最適に設定されなくなってしまうため、排気エミッションが悪化してしまうという課題があった。   Another method for enabling the variable valve timing mechanism to be diagnosed without causing a fuel cut is to forcibly change the target rotational phase angle. However, this method has a problem that the exhaust emission deteriorates because the overlap between the intake valve and the exhaust valve is not optimally set according to the operating state of the internal combustion engine.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、運転状態の変化が少ない内燃機関においても、エミッション及びバッテリの電力消費を抑制して可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断することができる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even in an internal combustion engine with little change in the operating state, whether or not there is an abnormal response of the variable valve timing mechanism by suppressing emission and battery power consumption. It is an object of the present invention to obtain an internal combustion engine control device and an internal combustion engine control method capable of diagnosing the engine.

本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一つの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備え、運転状態の変化が小さい準定常運転状態においては、前記可変バルブタイミング機構を診断するために前記運転状態に応じて設定される目標回転位相角を大きく変化させることができないハイブリッド車の内燃機関の制御装置であって、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、運転状態検出部で検出された運転状態に応じて基本点火時期を設定し、設定した基本点火時期に従って内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御部と、吸気バルブ及び排気バルブの回転位相角の実測値を実回転位相角として検出する実回転位相角検出部と、運転状態検出部で検出された運転状態に応じて、吸気バルブ及び排気バルブの回転位相角の目標値を目標回転位相角として算出する目標回転位相角算出部と、目標回転位相角算出部で算出された目標回転位相角と、実回転位相角検出部で検出された実回転位相角との偏差ｄｒを算出する回転位相角偏差算出部と、回転位相角偏差算出部で算出された偏差ｄｒに基づいて、実回転位相角が目標回転位相角に追従するように、可変バルブタイミング機構を制御する回転位相角制御部と、回転位相角制御部による制御に応じて変化する偏差ｄｒの大きさから、可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断する可変バルブタイミング機構診断部とを備え、可変バルブタイミング機構診断部は、運転状態検出部により検出された運転状態が、診断を実施することでエミッションが悪化する準定常運転状態であることを示す予め設定された診断実施条件を満たすと判断した場合に、診断許可信号を出力する診断実施条件判定部と、診断許可信号を入力した場合に、目標回転位相角算出部に対して、目標回転位相角を、予め設定された診断用目標値に切替えるよう指示する目標回転位相角切替え部と、運転状態と、エミッションを抑制するための点火時期の遅角量に相当する診断時補正量との対応関係を示す診断時点火時期補正量マップが予め記憶された記憶部と、診断許可信号を入力した場合に、記憶部に記憶された診断時点火時期補正量マップに従って、運転状態検出部で検出された運転状態に応じた診断時補正量を算出し、点火時期制御部で設定された基本点火時期から診断時補正量を減算することにより、点火時期を診断時点火時期として補正する診断時点火時期補正部と、目標回転位相角が診断用目標値に切替わり、診断時点火時期補正部による診断時点火時期に基づいて回転位相角制御部による制御を開始してから予め設定された診断実施時間ｔｄ経過後に回転位相角偏差算出部で算出された偏差ｄｒが、｜偏差ｄｒ｜≧｜予め定めた偏差閾値ｄｊ｜の関係を満たす場合に、可変バルブタイミング機構に応答異常が発生したと判定する異常判定部とを有するものである。 The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a variable valve timing mechanism that varies the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and the variable valve timing in a quasi-steady operation state in which a change in the operation state is small. A control device for an internal combustion engine of a hybrid vehicle, which cannot greatly change a target rotational phase angle set in accordance with the operating state for diagnosing a mechanism, and an operating state detecting unit that detects the operating state of the internal combustion engine An ignition timing control unit that sets the basic ignition timing according to the operating state detected by the operating state detection unit, and controls the ignition timing of the internal combustion engine according to the set basic ignition timing, and the rotation phases of the intake valve and the exhaust valve The actual rotation phase angle detection unit that detects the actual measured value of the angle as the actual rotation phase angle, and the operation state detected by the operation state detection unit A target rotation phase angle calculation unit that calculates a target value of the rotation phase angle of the intake valve and the exhaust valve as a target rotation phase angle, a target rotation phase angle calculated by the target rotation phase angle calculation unit, and an actual rotation phase angle detection unit The actual rotational phase angle follows the target rotational phase angle on the basis of the rotational phase angle deviation calculating unit that calculates the deviation dr from the actual rotational phase angle detected in step 1 and the deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculating unit. As described above, from the rotational phase angle control unit that controls the variable valve timing mechanism and the magnitude of the deviation dr that changes according to the control by the rotational phase angle control unit, the variable valve timing mechanism is diagnosed for the presence or absence of a response abnormality. and a valve timing mechanism diagnosis unit, the variable valve timing mechanism diagnostic unit, the operating state detected by the operating condition detecting unit, emission by performing a diagnostic is deteriorated semidefinite A diagnosis execution condition determination unit that outputs a diagnosis permission signal when it is determined that a preset diagnosis execution condition that indicates an operating state is satisfied, and a target rotation phase angle calculation unit that outputs a diagnosis permission signal In contrast, the target rotational phase angle switching unit that instructs to switch the target rotational phase angle to a preset diagnostic target value, the operating state, and the retard amount of the ignition timing for suppressing emissions When a diagnosis point fire timing correction amount map indicating a correspondence relationship with the correction amount at diagnosis is stored in advance, and when a diagnosis permission signal is input, according to the diagnosis point fire timing correction amount map stored in the storage unit, Calculate the correction amount at diagnosis according to the operation state detected by the operation state detection unit, and subtract the correction amount at diagnosis from the basic ignition timing set by the ignition timing control unit to determine the ignition timing at the time of diagnosis The diagnosis time-of-fire correction unit and the target rotation phase angle are switched to the target value for diagnosis, and control by the rotation phase angle control unit is started based on the diagnosis time of fire timing by the diagnosis time-of-fire correction unit If the deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculation unit after the elapse of the preset diagnosis execution time td satisfies the relationship of | deviation dr | ≧ | predetermined deviation threshold dj | And an abnormality determination unit that determines that a response abnormality has occurred.

また、本発明に係る内燃機関の制御方法は、本発明に係る内燃機関の制御装置において用いられる内燃機関の制御方法であって、可変バルブタイミング機構診断部において、運転状態検出部により検出された運転状態が、準定常運転状態であることを示す予め設定された診断実施条件を満たすと判断した場合に、診断許可信号を出力する診断実施条件判定ステップと、診断許可信号を入力した場合に、目標回転位相角算出部に対して、目標回転位相角を、予め設定された診断用目標値に切替えるよう指示する目標回転位相角切替えステップと、診断許可信号を入力した場合に、記憶部に記憶された診断時点火時期補正量マップに従って、運転状態検出部で検出された運転状態に応じた診断時補正量を算出し、点火時期制御部で設定された基本点火時期から診断時補正量を減算することにより、点火時期を診断時点火時期として補正する診断時点火時期補正ステップと、目標回転位相角が診断用目標値に切替わり、診断時点火時期補正部による診断時点火時期に基づいて回転位相角制御部による制御を開始してから予め設定された診断実施時間ｔｄ経過後に回転位相角偏差算出部で算出された偏差ｄｒが、｜偏差ｄｒ｜≧｜予め定めた偏差閾値ｄｊ｜の関係を満たす場合に、可変バルブタイミング機構に応答異常が発生したと判定する異常判定ステップとを有するものである。 An internal combustion engine control method according to the present invention is an internal combustion engine control method used in the internal combustion engine control device according to the present invention, and is detected by the operating state detection unit in the variable valve timing mechanism diagnosis unit. When it is determined that the operation state satisfies a preset diagnosis execution condition indicating that the operation state is a quasi-steady operation state, a diagnosis execution condition determination step for outputting a diagnosis permission signal, and when a diagnosis permission signal is input, When a target rotation phase angle switching step for instructing the target rotation phase angle calculation unit to switch the target rotation phase angle to a preset target value for diagnosis and a diagnosis permission signal are input, stored in the storage unit In accordance with the diagnosis time-of-fire timing correction amount map, the correction amount at diagnosis according to the driving state detected by the driving state detection unit is calculated, and the basic set by the ignition timing control unit is calculated. By subtracting the correction amount at diagnosis from the fire timing, the diagnosis timing fire timing correction step for correcting the ignition timing as the diagnosis timing fire timing, and the target rotation phase angle is switched to the diagnosis target value, and the diagnosis timing fire timing correction section The deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculation unit after the diagnosis execution time td that has been set in advance has elapsed since the start of the control by the rotational phase angle control unit based on the diagnosis timing fire timing by And an abnormality determining step for determining that a response abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism when a predetermined deviation threshold value dj | is satisfied.

本発明によれば、エミッションが悪化する可変バルブタイミング機構の診断中は、予め作成した診断時点火時期補正量マップに従って、内燃機関の点火時期を補正している。この結果、運転状態の変化が少ない内燃機関においても、エミッション及びバッテリの電力消費を抑制して可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断することができる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法を得ることができる。   According to the present invention, the ignition timing of the internal combustion engine is corrected in accordance with a pre-diagnosis time-of-fire timing correction amount map during diagnosis of the variable valve timing mechanism in which emissions deteriorate. As a result, an internal combustion engine control device and a control method for an internal combustion engine capable of diagnosing the presence or absence of an abnormal response of the variable valve timing mechanism by suppressing emissions and battery power consumption even in an internal combustion engine with a small change in operating state Can be obtained.

一般的なハイブリッド車の構成を示す例示図である。It is an illustration figure which shows the structure of a general hybrid vehicle. 本発明の実施の形態１における内燃機関の構成を示す例示図である。It is an illustration figure which shows the structure of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における、排気バルブに固着異常が発生している場合の内燃機関の制御装置のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the control device for the internal combustion engine when a sticking abnormality has occurred in the exhaust valve in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態１における、可変バルブタイミング機構が正常な場合の内燃機関の制御装置のタイミングチャートである。3 is a timing chart of the control device for the internal combustion engine when the variable valve timing mechanism is normal in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１における、エミッションを抑制するための点火時期の診断時補正量と内燃機関の運転状態との関係を示す診断時点火時期補正量マップの例示図である。It is an illustration figure of the diagnosis time-of-fire timing correction amount map which shows the relationship between the correction amount at the time of diagnosis of the ignition timing for suppressing emission, and the operating state of an internal combustion engine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態１における可変バルブタイミング機構診断部の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of the variable valve timing mechanism diagnostic part in Embodiment 1 of this invention.

以下、本発明における内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an internal combustion engine control device and an internal combustion engine control method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part which is the same or it corresponds in each figure.

実施の形態１．
図１は、一般的なハイブリッド車の構成を示す例示図である。まず、図１を用いて、ハイブリッド車の仕組みについて説明する。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exemplary diagram showing a configuration of a general hybrid vehicle. First, the mechanism of the hybrid vehicle will be described with reference to FIG.

ハイブリッド車では、内燃機関１を用いて発電機５を駆動させることにより、交流電力を発生させている。また、車両の減速時には、駆動輪９の回転を利用してモータ６を発電機として動作させることにより、交流電力を発生させることもできる。発電機５及びモータ６の出力電力は、インバータ７によって直流電力に変換され、バッテリ８に蓄えられる。   In the hybrid vehicle, AC power is generated by driving the generator 5 using the internal combustion engine 1. Further, when the vehicle is decelerated, AC power can also be generated by operating the motor 6 as a generator using the rotation of the drive wheels 9. Output power of the generator 5 and the motor 6 is converted into DC power by the inverter 7 and stored in the battery 8.

一方、車両を走行させる場合は、バッテリ８に蓄えた電力でモータ６を駆動することにより、駆動輪９を回転させている。また、内燃機関１を始動させる場合等には、バッテリ８に蓄えた電力で発電機５を駆動し、内燃機関１を回転させることもできる。   On the other hand, when the vehicle is driven, the drive wheels 9 are rotated by driving the motor 6 with the electric power stored in the battery 8. Further, when starting the internal combustion engine 1, the generator 5 can be driven by the electric power stored in the battery 8 to rotate the internal combustion engine 1.

図２は、本発明の実施の形態１における内燃機関１の構成を示す例示図である。以下、図２を用いて、内燃機関１の構成要素と機能について説明する。   FIG. 2 is an exemplary diagram showing a configuration of the internal combustion engine 1 according to Embodiment 1 of the present invention. Hereinafter, the components and functions of the internal combustion engine 1 will be described with reference to FIG.

図２に示す内燃機関１は、可変バルブタイミング機構１０、吸気バルブ１１、排気バルブ１２、クランク軸１３、点火プラグ１４、スロットルバルブ１５、インジェクタ１６、触媒コンバータ１７、吸気カム角センサＳ１１、排気カム角センサＳ１２、クランク角センサＳ１３、スロットルセンサＳ１５、エアフローセンサＳ１６、空燃比センサＳ１７、及び酸素濃度センサＳ１８を備えて構成される。   The internal combustion engine 1 shown in FIG. 2 includes a variable valve timing mechanism 10, an intake valve 11, an exhaust valve 12, a crankshaft 13, a spark plug 14, a throttle valve 15, an injector 16, a catalytic converter 17, an intake cam angle sensor S11, and an exhaust cam. An angle sensor S12, a crank angle sensor S13, a throttle sensor S15, an airflow sensor S16, an air-fuel ratio sensor S17, and an oxygen concentration sensor S18 are provided.

また、可変バルブタイミング機構１０は、吸気カム軸１０１、排気カム軸１０２を備えている。   The variable valve timing mechanism 10 includes an intake cam shaft 101 and an exhaust cam shaft 102.

吸気カム軸１０１は、クランク軸１３の回転に同期して、吸気バルブ１１を開閉駆動する。また、同様に、排気カム軸１０２は、クランク軸１３の回転に同期して、排気バルブ１２を開閉駆動する。このとき、吸気カム軸１０１及び排気カム軸１０２のクランク軸１３に対する進角量は、油圧駆動式の可変バルブタイミング機構１０によって調整される。   The intake camshaft 101 drives the intake valve 11 to open and close in synchronization with the rotation of the crankshaft 13. Similarly, the exhaust camshaft 102 opens and closes the exhaust valve 12 in synchronization with the rotation of the crankshaft 13. At this time, the advance amounts of the intake camshaft 101 and the exhaust camshaft 102 with respect to the crankshaft 13 are adjusted by the hydraulically driven variable valve timing mechanism 10.

吸気バルブ１１の実回転位相角は、吸気カム角センサＳ１１が測定する吸気カム角位相の、クランク角センサＳ１３が測定するクランク角位相に対する相対回転角を求めることにより算出される。また、同様に、排気バルブ１２の実回転位相角は、排気カム角センサＳ１２が測定する排気カム角位相の、クランク角センサＳ１３が測定するクランク角位相に対する相対回転角を求めることにより算出される。   The actual rotation phase angle of the intake valve 11 is calculated by obtaining a relative rotation angle of the intake cam angle phase measured by the intake cam angle sensor S11 with respect to the crank angle phase measured by the crank angle sensor S13. Similarly, the actual rotation phase angle of the exhaust valve 12 is calculated by obtaining the relative rotation angle of the exhaust cam angle phase measured by the exhaust cam angle sensor S12 with respect to the crank angle phase measured by the crank angle sensor S13. .

内燃機関１の吸気管には、気筒へ吸入される吸気量を計測するエアフローセンサＳ１６が取り付けられている。また、吸気管の更に下流には、吸気量を調整するスロットルバルブ１５が設けられている。スロットルバルブ１５の開度は、近傍に設置されたスロットルセンサＳ１５によって検出される。また、吸気管の吸気ポート近傍には、気筒内に燃料を供給するインジェクタ１６が設けられている。   An air flow sensor S <b> 16 that measures the amount of intake air taken into the cylinder is attached to the intake pipe of the internal combustion engine 1. Further, a throttle valve 15 for adjusting the intake air amount is provided further downstream of the intake pipe. The opening degree of the throttle valve 15 is detected by a throttle sensor S15 installed in the vicinity. An injector 16 for supplying fuel into the cylinder is provided near the intake port of the intake pipe.

内燃機関１の排気管には、気筒から排出される排気ガスを浄化する触媒コンバータ１７、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサＳ１７、及び、触媒コンバータ１７の下流における酸素濃度を示す酸素濃度センサＳ１８が設けられている。   An exhaust pipe of the internal combustion engine 1 includes a catalytic converter 17 that purifies exhaust gas discharged from the cylinder, an air-fuel ratio sensor S17 that detects an air-fuel ratio of the exhaust gas, and an oxygen concentration that indicates an oxygen concentration downstream of the catalytic converter 17. A sensor S18 is provided.

内燃機関の制御装置２（ＥＣＵ）は、気筒毎に設けられた点火プラグ１４の点火タイミング、スロットルバルブ１５の開度、及び、インジェクタ１６の燃料噴射量等を制御するとともに、可変バルブタイミング機構１０の診断機能を有している。   The control device 2 (ECU) for the internal combustion engine controls the ignition timing of the spark plug 14 provided for each cylinder, the opening of the throttle valve 15, the fuel injection amount of the injector 16, and the like, and the variable valve timing mechanism 10 It has a diagnostic function.

図３は、本発明の実施の形態１における内燃機関の制御装置２の構成を示すブロック図である。以下、図３を用いて、内燃機関の制御装置２の構成要素と機能について説明する。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the control device 2 for the internal combustion engine in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the components and functions of the control device 2 for an internal combustion engine will be described with reference to FIG.

図３に示す内燃機関の制御装置２は、運転状態検出部Ｍ１、点火時期制御部Ｍ２、目標回転位相角算出部Ｍ３、実回転位相角検出部Ｍ４、回転位相角偏差算出部Ｍ５、回転位相角制御部Ｍ６、及び可変バルブタイミング機構診断部２０を備えて構成される。   The control device 2 for the internal combustion engine shown in FIG. 3 includes an operating state detection unit M1, an ignition timing control unit M2, a target rotation phase angle calculation unit M3, an actual rotation phase angle detection unit M4, a rotation phase angle deviation calculation unit M5, and a rotation phase. An angle control unit M6 and a variable valve timing mechanism diagnosis unit 20 are provided.

また、可変バルブタイミング機構診断部２０は、診断実施条件判定部Ｍ７、目標回転位相角切替え部Ｍ８、異常判定部Ｍ９、診断時点火時期補正部Ｍ１０を備えて構成される。   The variable valve timing mechanism diagnosis unit 20 includes a diagnosis execution condition determination unit M7, a target rotation phase angle switching unit M8, an abnormality determination unit M9, and a diagnosis time point fire timing correction unit M10.

運転状態検出部Ｍ１は、クランク角センサＳ１３、エアフローセンサＳ１６、空燃比センサＳ１７等の測定値に基づいて、内燃機関１の回転速度及び充填効率等の運転状態を検出する。   The operating state detection unit M1 detects the operating state such as the rotational speed and charging efficiency of the internal combustion engine 1 based on the measured values of the crank angle sensor S13, the airflow sensor S16, the air-fuel ratio sensor S17, and the like.

点火時期制御部Ｍ２は、運転状態検出部Ｍ１が検出した内燃機関１の運転状態に応じて、内燃機関１の点火時期の目標値である基本点火時期を設定し、設定した基本点火時期に従って内燃機関１の点火時期を制御する。   The ignition timing control unit M2 sets a basic ignition timing that is a target value of the ignition timing of the internal combustion engine 1 according to the operating state of the internal combustion engine 1 detected by the operating state detection unit M1, and the internal combustion engine according to the set basic ignition timing. The ignition timing of the engine 1 is controlled.

目標回転位相角算出部Ｍ３は、運転状態検出部Ｍ１が検出した内燃機関１の運転状態に応じて、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の回転位相角の目標値を目標回転位相角として算出する。一般的には、吸気バルブ１１と排気バルブ１２のオーバーラップは、内燃機関１が高回転高負荷であるほど大きく設定される。   The target rotation phase angle calculation unit M3 calculates the target value of the rotation phase angle of the intake valve 11 and the exhaust valve 12 as the target rotation phase angle according to the operation state of the internal combustion engine 1 detected by the operation state detection unit M1. In general, the overlap between the intake valve 11 and the exhaust valve 12 is set to be larger as the internal combustion engine 1 has a higher rotational speed and load.

実回転位相角検出部Ｍ４は、吸気カム角センサＳ１１及び排気カム角センサＳ１２が測定するカム角位相と、クランク角センサＳ１３が測定するクランク角位相との相対回転角を求めることにより、吸気バルブ１１及び排気バルブ１２の回転位相角の実測値を実回転位相角として検出する。   The actual rotation phase angle detection unit M4 obtains the relative rotation angle between the cam angle phase measured by the intake cam angle sensor S11 and the exhaust cam angle sensor S12 and the crank angle phase measured by the crank angle sensor S13, thereby obtaining the intake valve. 11 and the actual measured value of the rotational phase angle of the exhaust valve 12 are detected as the actual rotational phase angle.

回転位相角偏差算出部Ｍ５は、目標回転位相角算出部Ｍ３と実回転位相角検出部Ｍ４との算出結果を比較して、目標回転位相角と実回転位相角との偏差ｄｒを算出する。   The rotation phase angle deviation calculation unit M5 compares the calculation results of the target rotation phase angle calculation unit M3 and the actual rotation phase angle detection unit M4, and calculates a deviation dr between the target rotation phase angle and the actual rotation phase angle.

回転位相角制御部Ｍ６は、回転位相角偏差算出部Ｍ５の出力に基づいて、実回転位相角が目標回転位相角に追従するように、可変バルブタイミング機構１０を制御する。   The rotation phase angle control unit M6 controls the variable valve timing mechanism 10 based on the output of the rotation phase angle deviation calculation unit M5 so that the actual rotation phase angle follows the target rotation phase angle.

次に、内燃機関の制御装置２の可変バルブタイミング機構診断部２０の構成要素と機能について説明する。   Next, components and functions of the variable valve timing mechanism diagnosis unit 20 of the control device 2 for the internal combustion engine will be described.

診断実施条件判定部Ｍ７は、可変バルブタイミング機構１０の診断を実施するための条件を判定する。具体的には、内燃機関１の回転速度及び充填効率等の運転状態が、診断条件判定時間ｔｊ（例えば、１０ｓｅｃ）以上継続して予め定めた変化幅内にあること、すなわち、運転状態が準定常状態であることを確認した場合に、診断実施条件が成立したと判断する。そして、目標回転位相角切替え部Ｍ８に対して診断許可信号を出力する。   The diagnosis execution condition determination unit M7 determines a condition for executing the diagnosis of the variable valve timing mechanism 10. Specifically, the operating state such as the rotational speed and charging efficiency of the internal combustion engine 1 is continuously within a predetermined change width for a diagnosis condition determination time tj (for example, 10 sec) or more, that is, the operating state is quasi. When it is confirmed that it is in a steady state, it is determined that the diagnosis execution condition is satisfied. Then, a diagnosis permission signal is output to the target rotation phase angle switching unit M8.

目標回転位相角切替え部Ｍ８は、診断実施条件判定部Ｍ７から診断許可信号を入力すると、目標回転位相角を診断用目標値（例えば、位相角変化量＝０：吸気バルブは最遅角）に切替えるよう、目標回転位相角算出部Ｍ３に指示する。この結果、目標回転位相角算出部Ｍ３は、目標回転位相角を、診断用目標値に、ステップ状に大きく変化させる。   When the target rotation phase angle switching unit M8 receives the diagnosis permission signal from the diagnosis execution condition determination unit M7, the target rotation phase angle is set to the target value for diagnosis (for example, phase angle change amount = 0: the intake valve is the most retarded angle). The target rotation phase angle calculation unit M3 is instructed to switch. As a result, the target rotational phase angle calculation unit M3 greatly changes the target rotational phase angle to the diagnostic target value in a step shape.

異常判定部Ｍ９は、実回転位相角の応答性を測定する。具体的には、目標回転位相角が診断用目標値に切替わってから、診断実施時間ｔｄが経過した時点の、目標回転位相角と実回転位相角との偏差ｄｒが、予め定めた偏差閾値ｄｊ（例えば、２５°クランク角度）以上である場合に、可変バルブタイミング機構１０に応答異常が発生していると判定する。ここで、診断実施時間ｔｄは、実回転位相角が目標回転位相角に追従するために十分な時間を設定する（例えば、５ｓｅｃ）。   The abnormality determination unit M9 measures the response of the actual rotation phase angle. Specifically, the deviation dr between the target rotation phase angle and the actual rotation phase angle when the diagnosis execution time td has elapsed after the target rotation phase angle has been switched to the diagnosis target value is a predetermined deviation threshold value. If it is greater than or equal to dj (for example, 25 ° crank angle), it is determined that a response abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism 10. Here, the diagnosis execution time td is set to a time sufficient for the actual rotation phase angle to follow the target rotation phase angle (for example, 5 sec).

このようにして、ハイブリッド車のような運転状態の変化が少ない内燃機関１においても、可変バルブタイミング機構１０の応答異常の有無を診断することができるようになり、吸気バルブ１１または排気バルブ１２機構の応答性の劣化や、可変バルブタイミング機構１０の固着異常等を検出することができるようになる。   In this way, even in the internal combustion engine 1 such as a hybrid vehicle in which the change in the driving state is small, it is possible to diagnose the presence or absence of a response abnormality of the variable valve timing mechanism 10, and the intake valve 11 or the exhaust valve 12 mechanism. It is possible to detect the deterioration of the responsiveness, the abnormal sticking of the variable valve timing mechanism 10, and the like.

図４は、本発明の実施の形態１における、排気バルブ１２に固着異常が発生している場合の、内燃機関の制御装置２のタイミングチャートである。以下、図４を用いて、可変バルブタイミング機構１０の応答異常の有無の検出方法について説明する。   FIG. 4 is a timing chart of the control device 2 for the internal combustion engine when a sticking abnormality has occurred in the exhaust valve 12 in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for detecting the presence or absence of a response abnormality of the variable valve timing mechanism 10 will be described with reference to FIG.

診断実施条件判定部Ｍ７は、診断条件判定中（１）期間において、内燃機関１の回転速度及び充填効率等の運転状態（ａ）が、診断条件判定時間ｔｊ以上継続して予め定めた変化幅内にあることを確認している。そして、時刻ｔ１において、診断実施条件が成立したことを、目標回転位相角切替え部Ｍ８に診断許可信号（ｂ）として出力している。   The diagnosis execution condition determination unit M7 determines the range of change in which the operating state (a) such as the rotational speed and the charging efficiency of the internal combustion engine 1 continues for the diagnosis condition determination time tj or more during the diagnosis condition determination (1) period. Confirm that it is within. At time t1, the fact that the diagnosis execution condition is satisfied is output as a diagnosis permission signal (b) to the target rotation phase angle switching unit M8.

目標回転位相角切替え部Ｍ８は、診断実施条件判定部Ｍ７から診断許可信号（ｂ）を入力すると同時に、目標回転位相角算出部Ｍ３に対して、回転位相角（ｃ）の目標値を診断用に切替えるように指示している。この結果、図４の点線に示すように、時刻ｔ１において、回転位相角（ｃ）の目標値がステップ状に大きく変化している。   The target rotation phase angle switching unit M8 inputs the diagnosis permission signal (b) from the diagnosis execution condition determination unit M7, and at the same time, sets the target value of the rotation phase angle (c) for diagnosis to the target rotation phase angle calculation unit M3. It is instructed to switch to. As a result, as shown by the dotted line in FIG. 4, at the time t1, the target value of the rotational phase angle (c) changes greatly in a step shape.

図４では、排気バルブ１２に固着異常が発生しているため、排気バルブ１２の回転位相角（ｃ）の実測値は、図４の実線に示すように、診断実施時間ｔｄが経過した時刻ｔ２でも、目標値に追従できていない。この結果、排気バルブ１２では、｜偏差ｄｒ｜≧｜偏差閾値ｄｊ｜の関係が成立しているため、異常判定部Ｍ９は、排気バルブ１２に応答異常が発生していると判定する。   In FIG. 4, since the sticking abnormality has occurred in the exhaust valve 12, the measured value of the rotational phase angle (c) of the exhaust valve 12 is the time t2 when the diagnosis execution time td has elapsed, as shown by the solid line in FIG. But it is not following the target value. As a result, in the exhaust valve 12, the relationship | deviation dr | ≧ | deviation threshold value dj | is established, so the abnormality determination unit M9 determines that a response abnormality has occurred in the exhaust valve 12.

一方、吸気バルブ１１の回転位相角（ｃ）の実測値は、図４の実線に示すように、診断実施中（２）に、目標値に追従できており、｜偏差ｄｒ｜≧｜偏差閾値ｄｊ｜の関係が成立していないため、異常判定部Ｍ９は、吸気バルブ１１には応答異常は発生していないと判定する。   On the other hand, the actual measured value of the rotational phase angle (c) of the intake valve 11 can follow the target value during the execution of the diagnosis (2), as shown by the solid line in FIG. 4, and | devr dr | ≧ | deviation threshold Since the relationship dj | is not established, the abnormality determination unit M9 determines that no response abnormality has occurred in the intake valve 11.

異常判定部Ｍ９は、診断終了（３）時に、異常判定（ｆ）を外部に出力する。   The abnormality determination unit M9 outputs an abnormality determination (f) to the outside at the end of diagnosis (3).

なお、図４では、簡単のため、点火時期（ｄ）及び吸入空気量（ｅ）が一定であるタイミングチャートを示しているが、図５を用いて後述するように、本発明では、可変バルブタイミング機構１０の診断中に、点火時期（ｄ）及び吸入空気量（ｅ）を制御することにより、排気エミッションを抑制させることが可能である。   For simplicity, FIG. 4 shows a timing chart in which the ignition timing (d) and the intake air amount (e) are constant. However, as will be described later with reference to FIG. During the diagnosis of the timing mechanism 10, the exhaust emission can be suppressed by controlling the ignition timing (d) and the intake air amount (e).

図５は、本発明の実施の形態１における、可変バルブタイミング機構１０が正常な場合の、内燃機関の制御装置２のタイミングチャートである。以下、図５を用いて、可変バルブタイミング機構１０の診断中の排気エミッションについて説明する。   FIG. 5 is a timing chart of the control device 2 for the internal combustion engine when the variable valve timing mechanism 10 is normal in the first embodiment of the present invention. Hereinafter, the exhaust emission during diagnosis of the variable valve timing mechanism 10 will be described with reference to FIG.

図５に示すタイミングチャートは、先の図４に示すタイミングチャートと比べて、可変バルブタイミング機構１０が正常で、排気バルブ１２に固着異常が発生していない点が異なっている。具体的には、排気バルブ１２の回転位相角（ｃ）の実測値は目標値に追従しており、この結果、異常判定部Ｍ９は、異常判定（ｆ）を外部に出力していない。   The timing chart shown in FIG. 5 differs from the timing chart shown in FIG. 4 in that the variable valve timing mechanism 10 is normal and the exhaust valve 12 is not stuck abnormally. Specifically, the measured value of the rotational phase angle (c) of the exhaust valve 12 follows the target value, and as a result, the abnormality determination unit M9 does not output the abnormality determination (f) to the outside.

ところで、可変バルブタイミング機構１０を採用している内燃機関１では、中回転〜高回転領域において、吸気バルブ１１と排気バルブ１２のオーバーラップ量を設けるのが一般的である。オーバーラップを大きくすることにより、気筒内の残留ガスが増加して内部ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ：排気再循環）効果が生じ、燃焼温度が下がるため、ＮＯｘ等のエミッションを抑制することができることが知られている。   By the way, in the internal combustion engine 1 that employs the variable valve timing mechanism 10, it is common to provide an overlap amount between the intake valve 11 and the exhaust valve 12 in the middle to high rotation range. It is known that by increasing the overlap, the residual gas in the cylinder is increased, an internal EGR (Exhaust Gas Recirculation) effect is produced, and the combustion temperature is lowered, so that emissions such as NOx can be suppressed. It has been.

しかしながら、先の「発明が解決しようとする課題」でも述べたとおり、可変バルブタイミング機構１０の診断のために、目標回転位相角を強制的に変化させると、吸気バルブ１１と排気バルブ１２のオーバーラップが、内燃機関１の運転状態に応じて最適に設定されなくなるため、排気エミッションが悪化してしまうという課題がある。   However, as described above in “Problems to be Solved by the Invention”, if the target rotational phase angle is forcibly changed for diagnosis of the variable valve timing mechanism 10, the intake valve 11 and the exhaust valve 12 may be overloaded. Since the lap is not optimally set according to the operating state of the internal combustion engine 1, there is a problem that exhaust emission is deteriorated.

例えば、図５では、診断用に目標回転位相角を、位相角変化量＝０と設定しているため、吸気バルブ１１と排気バルブ１２のオーバーラップは、時刻ｔ３でほぼ０となっている。この結果、内部ＥＧＲ量（ｇ）が減少し、燃焼温度（ｈ）が上昇するため、ＮＯｘ等のエミッション（ｉ）が悪化してしまう。   For example, in FIG. 5, since the target rotational phase angle is set to 0 for the purpose of diagnosis, the overlap between the intake valve 11 and the exhaust valve 12 is almost 0 at time t3. As a result, the internal EGR amount (g) decreases and the combustion temperature (h) rises, so that the emission (i) such as NOx is deteriorated.

そこで、本実施の形態１における可変バルブタイミング機構診断部２０は、図３に示すように、診断時点火時期補正部Ｍ１０を備えている。ＮＯｘのエミッションに関する特性として、点火時期を遅らせると、燃焼の開始が遅れて膨張行程中に燃焼が進行して燃焼温度が低下するため、ＮＯｘの生成が抑制されることが知られている。本実施の形態１における可変バルブタイミング機構診断部２０は、この特性を利用して、点火時期の補正処理を実施することにより、診断時のＮＯｘ等のエミッションを抑制している。   Therefore, the variable valve timing mechanism diagnosis unit 20 according to the first embodiment includes a diagnosis time point fire timing correction unit M10 as shown in FIG. It is known as a characteristic relating to NOx emission that if the ignition timing is delayed, the start of combustion is delayed and combustion progresses during the expansion stroke to lower the combustion temperature, so that the generation of NOx is suppressed. The variable valve timing mechanism diagnosing unit 20 according to the first embodiment uses this characteristic to suppress the emission of NOx and the like at the time of diagnosis by performing an ignition timing correction process.

具体的には、診断実施条件判定部Ｍ７は、診断実施条件が成立した際に、目標回転位相角切替え部Ｍ８に対して診断許可信号を送信すると同時に、診断時点火時期補正部Ｍ１０に対しても診断許可信号を出力している。そして、診断時点火時期補正部Ｍ１０は、診断許可信号を入力すると、運転状態検出部Ｍ１が出力する内燃機関１の運転状態に応じて点火時期の診断時補正量（遅角量）を算出し、点火時期制御部Ｍ２に出力している。   Specifically, the diagnosis execution condition determination unit M7 transmits a diagnosis permission signal to the target rotation phase angle switching unit M8 when the diagnosis execution condition is satisfied, and at the same time to the diagnosis time point fire timing correction unit M10. Also outputs a diagnosis permission signal. When the diagnosis timing fire timing correction unit M10 receives the diagnosis permission signal, the ignition timing correction amount (retard amount) of the ignition timing is calculated according to the operation state of the internal combustion engine 1 output by the operation state detection unit M1. And output to the ignition timing control unit M2.

この結果、点火時期制御部Ｍ２は、診断時点火時期補正部Ｍ１０が出力する点火時期の診断時補正量を反映させて、図５に示すように内燃機関１の点火時期（ｄ）及び吸入空気量（ｅ）を補正して制御することにより、エミッションを抑制することができるようになる。   As a result, the ignition timing control unit M2 reflects the ignition timing correction amount output from the diagnosis timing fire timing correction unit M10, and the ignition timing (d) and intake air of the internal combustion engine 1 as shown in FIG. By correcting and controlling the amount (e), emission can be suppressed.

図６は、本発明の実施の形態１における、エミッションを抑制するための点火時期の診断時補正量と内燃機関１の運転状態との関係を示す診断時点火時期補正量マップの例示図である。   FIG. 6 is an exemplary diagram of a diagnosis timing ignition timing correction amount map showing the relationship between the ignition timing correction amount for suppressing emissions and the operating state of the internal combustion engine 1 in Embodiment 1 of the present invention. .

図６に示す診断時点火時期補正量マップは、内燃機関１の運転状態が高回転または高負荷であるほど、燃焼速度が速くなるため、点火時期の遅角量が大きくなるように設定されている。但し、点火時期は、遅角させすぎると発生トルクが大きく低下し、発電性能を損なうことになるため、性能を大きく損なわない範囲で設定されている。   The diagnosis time-of-fire timing correction amount map shown in FIG. 6 is set so that the retard amount of the ignition timing increases because the combustion speed increases as the operating state of the internal combustion engine 1 increases or the load increases. Yes. However, the ignition timing is set in a range that does not significantly impair the performance because the generated torque is greatly reduced and the power generation performance is impaired if the ignition timing is retarded too much.

診断時点火時期補正部Ｍ１０は、可変バルブタイミング機構１０の診断中は、図示しない記憶部に予め作成された診断時点火時期補正量マップに従って、内燃機関１の運転状態に応じた点火時期の診断時補正量（遅角量）を算出し、点火時期制御部Ｍ２に出力する。   During the diagnosis of the variable valve timing mechanism 10, the diagnosis timing fire timing correction unit M10 diagnoses the ignition timing according to the operating state of the internal combustion engine 1 according to a diagnosis time fire timing correction amount map created in advance in a storage unit (not shown). A time correction amount (retard amount) is calculated and output to the ignition timing control unit M2.

点火時期制御部Ｍ２は、診断時における点火時期を、下式に従って算出する。
診断時点火時期（進角量）＝基本点火時期（各種補正を含む）−診断時補正量
このように、点火時期制御部Ｍ２は、内燃機関１の運転状態に応じて各種補正された基本点火時期に、更に、診断時補正量を反映させることにより、診断時のオーバーラップ量＝０の場合の、ＮＯｘ等のエミッションを抑制している。 The ignition timing control unit M2 calculates the ignition timing at the time of diagnosis according to the following equation.
Diagnosis time ignition timing (advance amount) = basic ignition timing (including various corrections) −diagnosis correction amount As described above, the ignition timing control unit M2 performs basic ignition that is variously corrected according to the operating state of the internal combustion engine 1. Further, the amount of correction at the time of diagnosis is reflected in the time period to suppress emission of NOx or the like when the overlap amount at the time of diagnosis = 0.

図７は、本発明の実施の形態１における可変バルブタイミング機構診断部２０の処理を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing processing of the variable valve timing mechanism diagnosis unit 20 according to Embodiment 1 of the present invention.

ステップＳ７０１において、運転状態検出部Ｍ１は、クランク角センサＳ１３、エアフローセンサＳ１６、空燃比センサＳ１７等の測定値に基づいて、内燃機関１の回転速度及び充填効率等の運転状態を検出する。   In step S701, the operating state detection unit M1 detects the operating state such as the rotational speed and charging efficiency of the internal combustion engine 1 based on the measured values of the crank angle sensor S13, the airflow sensor S16, the air-fuel ratio sensor S17, and the like.

次に、ステップＳ７０２において、診断実施条件判定部Ｍ７は、内燃機関１の回転速度の測定値が、予め定めた回転速度の変化幅内か否かを判断する。Ｎｏの場合は、ステップＳ７０１に戻り、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ７０３に進む。   Next, in step S702, the diagnosis implementation condition determination unit M7 determines whether or not the measured value of the rotational speed of the internal combustion engine 1 is within a predetermined rotational speed variation range. If no, the process returns to step S701. If yes, the process proceeds to step S703.

次に、ステップＳ７０３において、診断実施条件判定部Ｍ７は、内燃機関１の充填効率の測定値が、予め定めた充填効率の変化幅内か否かを判断する。Ｎｏの場合は、ステップＳ７０１に戻り、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ７０４に進む。   Next, in step S703, the diagnosis execution condition determination unit M7 determines whether or not the measured value of the charging efficiency of the internal combustion engine 1 is within a predetermined variation range of the charging efficiency. If no, the process returns to step S701. If yes, the process proceeds to step S704.

次に、ステップＳ７０４において、診断実施条件判定部Ｍ７は、回転速度及び充填効率の測定値が予め定めた変化幅内にある期間が、診断条件判定時間ｔｊ以上継続しているか否かを判断する。Ｎｏの場合は、ステップＳ７０１に戻り、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ７０５に進む。   Next, in step S704, the diagnosis execution condition determination unit M7 determines whether or not the period in which the measured values of the rotational speed and the charging efficiency are within a predetermined change width continues for the diagnosis condition determination time tj or more. . If no, the process returns to step S701. If yes, the process proceeds to step S705.

次に、ステップＳ７０５において、診断実施条件判定部Ｍ７は、診断実施条件が成立したと判断して、診断許可信号を、目標回転位相角切替え部Ｍ８及び診断時点火時期補正部Ｍ１０に出力する。   Next, in step S705, the diagnosis execution condition determination unit M7 determines that the diagnosis execution condition is satisfied, and outputs a diagnosis permission signal to the target rotation phase angle switching unit M8 and the diagnosis time point fire timing correction unit M10.

次に、ステップＳ７０６において、目標回転位相角切替え部Ｍ８は、目標回転位相角算出部Ｍ３を制御することにより、目標回転位相角を診断用目標値に切替える。この結果、目標回転位相角がステップ状に大きく変化する。   Next, in step S706, the target rotation phase angle switching unit M8 controls the target rotation phase angle calculation unit M3 to switch the target rotation phase angle to the diagnostic target value. As a result, the target rotation phase angle changes greatly in steps.

次に、ステップＳ７０７において、診断時点火時期補正部Ｍ１０は、図６に示す診断時点火時期補正量マップに従って、内燃機関１の運転状態に応じた点火時期の診断時補正量（遅角量）を算出し、点火時期制御部Ｍ２に出力する。   Next, in step S707, the diagnosis timing fire timing correction unit M10 performs the ignition timing correction amount (retard amount) according to the operating state of the internal combustion engine 1 according to the diagnosis timing fire timing correction amount map shown in FIG. Is output to the ignition timing control unit M2.

次に、ステップＳ７０８において、点火時期制御部Ｍ２は、内燃機関１の運転状態に応じて各種補正された基本点火時期に、更に、診断時補正量を反映させることにより、診断時のエミッションを抑制する。   Next, in step S708, the ignition timing control unit M2 suppresses the emission at the time of diagnosis by further reflecting the amount of correction at the time of diagnosis in the basic ignition timing corrected in accordance with the operating state of the internal combustion engine 1. To do.

次に、ステップＳ７０９において、異常判定部Ｍ９は、診断許可信号を受信してから診断実施時間ｔｄが経過したか否かを判断する。Ｎｏの場合は、ステップＳ７０１に戻り、Ｙｅｓの場合は、ステップＳ７１０に進む。   Next, in step S709, the abnormality determination unit M9 determines whether or not the diagnosis execution time td has elapsed since the diagnosis permission signal was received. If no, the process returns to step S701. If yes, the process proceeds to step S710.

次に、ステップＳ７１０において、異常判定部Ｍ９は、目標回転位相角と実回転位相角との偏差ｄｒが、｜偏差ｄｒ｜≧｜偏差閾値ｄｊ｜の関係を満たしているか否かを判定する。   Next, in step S710, the abnormality determination unit M9 determines whether or not the deviation dr between the target rotation phase angle and the actual rotation phase angle satisfies a relationship of | deviation dr | ≧ | deviation threshold value dj |.

ステップＳ７１０において、Ｎｏである場合は、ステップＳ７１１に進み、可変バルブタイミング機構１０が正常であると判定し、処理を終了する。一方、ステップＳ７１０において、Ｙｅｓである場合は、ステップＳ７１２に進み、可変バルブタイミング機構１０に異常が発生していると判断する。そして、ステップＳ７１３において、異常判定部Ｍ９は、車両の故障ランプ等を点灯して運転者に異常発生を通知し、処理を終了する。   In step S710, when it is No, it progresses to step S711, determines with the variable valve timing mechanism 10 being normal, and complete | finishes a process. On the other hand, if Yes in step S710, the process proceeds to step S712, and it is determined that an abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism 10. In step S713, the abnormality determination unit M9 turns on a failure lamp or the like of the vehicle to notify the driver of the occurrence of abnormality, and ends the process.

以上のように、実施の形態１によれば、エミッションが悪化する可変バルブタイミング機構の診断中は、予め作成した診断時点火時期補正量マップに従って、内燃機関の点火時期を補正している。この結果、運転状態の変化が少ない内燃機関においても、エミッション及びバッテリの電力消費を抑制して可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断することができる内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御方法を得ることができる。   As described above, according to the first embodiment, the ignition timing of the internal combustion engine is corrected according to the previously prepared diagnosis time-of-fire timing correction amount map during the diagnosis of the variable valve timing mechanism in which the emission is deteriorated. As a result, an internal combustion engine control device and a control method for an internal combustion engine capable of diagnosing the presence or absence of an abnormal response of the variable valve timing mechanism by suppressing emissions and battery power consumption even in an internal combustion engine with a small change in operating state Can be obtained.

１ 内燃機関、２ 内燃機関の制御装置、５ 発電機、６ モータ、７ インバータ、８ バッテリ、９ 駆動輪、１０ 可変バルブタイミング機構、１１ 吸気バルブ、１２ 排気バルブ、１３ クランク軸、１４ 点火プラグ、１５ スロットルバルブ、１６ インジェクタ、１７ 触媒コンバータ、２０ 可変バルブタイミング機構診断部、１０１ 吸気カム軸、１０２ 排気カム軸、Ｓ１１ 吸気カム角センサ、Ｓ１２ 排気カム角センサ、Ｓ１３ クランク角センサ、Ｓ１５ スロットルセンサ、Ｓ１６ エアフローセンサ、Ｓ１７ 空燃比センサ、Ｓ１８ 酸素濃度センサ、Ｍ１ 運転状態検出部、Ｍ２ 点火時期制御部、Ｍ３ 目標回転位相角算出部、Ｍ４ 実回転位相角検出部、Ｍ５ 回転位相角偏差算出部、Ｍ６ 回転位相角制御部、Ｍ７ 診断実施条件判定部、Ｍ８ 目標回転位相角切替え部、Ｍ９ 異常判定部、Ｍ１０ 診断時点火時期補正部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine, 2 Internal combustion engine control apparatus, 5 Generator, 6 Motor, 7 Inverter, 8 Battery, 9 Drive wheel, 10 Variable valve timing mechanism, 11 Intake valve, 12 Exhaust valve, 13 Crankshaft, 14 Spark plug, 15 throttle valve, 16 injector, 17 catalytic converter, 20 variable valve timing mechanism diagnosis unit, 101 intake camshaft, 102 exhaust camshaft, S11 intake cam angle sensor, S12 exhaust cam angle sensor, S13 crank angle sensor, S15 throttle sensor, S16 air flow sensor, S17 air-fuel ratio sensor, S18 oxygen concentration sensor, M1 operating state detection unit, M2 ignition timing control unit, M3 target rotation phase angle calculation unit, M4 actual rotation phase angle detection unit, M5 rotation phase angle deviation calculation unit, M6 rotation phase angle controller, M7 diagnosis Implementation condition determination unit, M8 target rotational phase angle switching unit, M9 abnormality determination unit, M10 diagnosis timing fire timing correction unit.

Claims (3)

吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一つの開閉タイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備え、運転状態の変化が小さい準定常運転状態においては、前記可変バルブタイミング機構を診断するために前記運転状態に応じて設定される目標回転位相角を大きく変化させることができないハイブリッド車の内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記運転状態検出部で検出された前記運転状態に応じて基本点火時期を設定し、設定した前記基本点火時期に従って前記内燃機関の点火時期を制御する点火時期制御部と、
前記吸気バルブ及び前記排気バルブの回転位相角の実測値を実回転位相角として検出する実回転位相角検出部と、
前記運転状態検出部で検出された前記運転状態に応じて、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの前記回転位相角の目標値を目標回転位相角として算出する目標回転位相角算出部と、
前記目標回転位相角算出部で算出された前記目標回転位相角と、前記実回転位相角検出部で検出された前記実回転位相角との偏差ｄｒを算出する回転位相角偏差算出部と、
前記回転位相角偏差算出部で算出された前記偏差ｄｒに基づいて、前記実回転位相角が前記目標回転位相角に追従するように、前記可変バルブタイミング機構を制御する回転位相角制御部と、
前記回転位相角制御部による制御に応じて変化する前記偏差ｄｒの大きさから、前記可変バルブタイミング機構の応答異常の有無を診断する可変バルブタイミング機構診断部と
を備え、
前記可変バルブタイミング機構診断部は、
前記運転状態検出部により検出された前記運転状態が、診断を実施することでエミッションが悪化する前記準定常運転状態であることを示す予め設定された診断実施条件を満たすと判断した場合に、診断許可信号を出力する診断実施条件判定部と、
前記診断許可信号を入力した場合に、前記目標回転位相角算出部に対して、前記目標回転位相角を、予め設定された診断用目標値に切替えるよう指示する目標回転位相角切替え部と、
前記運転状態と、エミッションを抑制するための前記点火時期の遅角量に相当する診断時補正量との対応関係を示す診断時点火時期補正量マップが予め記憶された記憶部と、
前記診断許可信号を入力した場合に、前記記憶部に記憶された前記診断時点火時期補正量マップに従って、前記運転状態検出部で検出された前記運転状態に応じた診断時補正量を算出し、前記点火時期制御部で設定された前記基本点火時期から前記診断時補正量を減算することにより、前記点火時期を診断時点火時期として補正する診断時点火時期補正部と、
前記目標回転位相角が前記診断用目標値に切替わり、前記診断時点火時期補正部による前記診断時点火時期に基づいて前記回転位相角制御部による制御を開始してから予め設定された診断実施時間ｔｄ経過後に前記回転位相角偏差算出部で算出された前記偏差ｄｒが、
｜前記偏差ｄｒ｜≧｜予め定めた偏差閾値ｄｊ｜
の関係を満たす場合に、前記可変バルブタイミング機構に前記応答異常が発生したと判定する異常判定部と
を有する内燃機関の制御装置。 In a quasi-steady operation state in which a change in the operation state is small, a variable valve timing mechanism that varies at least one of the opening and closing timings of the intake valve and the exhaust valve is provided . A control device for an internal combustion engine of a hybrid vehicle that cannot greatly change the target rotational phase angle set by
An operating state detector for detecting an operating state of the internal combustion engine;
An ignition timing control unit that sets a basic ignition timing according to the operating state detected by the operating state detection unit, and controls the ignition timing of the internal combustion engine according to the set basic ignition timing;
An actual rotational phase angle detector that detects the actual measured rotational phase angles of the intake valve and the exhaust valve as actual rotational phase angles;
A target rotation phase angle calculation unit that calculates a target value of the rotation phase angle of the intake valve and the exhaust valve as a target rotation phase angle according to the operation state detected by the operation state detection unit;
A rotational phase angle deviation calculating unit that calculates a deviation dr between the target rotational phase angle calculated by the target rotational phase angle calculating unit and the actual rotational phase angle detected by the actual rotational phase angle detecting unit;
A rotational phase angle controller that controls the variable valve timing mechanism so that the actual rotational phase angle follows the target rotational phase angle based on the deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculator;
A variable valve timing mechanism diagnosing unit that diagnoses the presence or absence of a response abnormality of the variable valve timing mechanism from the magnitude of the deviation dr that changes according to control by the rotational phase angle control unit;
The variable valve timing mechanism diagnostic unit is
Diagnosis when it is determined that the operation state detected by the operation state detection unit satisfies a predetermined diagnosis execution condition indicating that the operation state is the quasi-steady operation state in which emission deteriorates by performing diagnosis A diagnosis execution condition determination unit that outputs a permission signal;
A target rotation phase angle switching unit that instructs the target rotation phase angle calculation unit to switch the target rotation phase angle to a preset diagnostic target value when the diagnosis permission signal is input;
A storage unit in which a diagnosis time point ignition timing correction amount map indicating a correspondence relationship between the operation state and a diagnosis time correction amount corresponding to a retard amount of the ignition timing for suppressing emission is stored;
When the diagnosis permission signal is input, according to the diagnosis time point fire timing correction amount map stored in the storage unit, a diagnosis correction amount corresponding to the driving state detected by the driving state detection unit is calculated, A diagnosis timing fire timing correction section that corrects the ignition timing as a diagnosis timing fire timing by subtracting the diagnosis correction amount from the basic ignition timing set by the ignition timing control section;
The target rotational phase angle is switched to the target value for diagnosis, and the diagnostic phase set in advance is started after the control by the rotational phase angle control unit is started based on the diagnostic timing ignition timing by the diagnostic timing ignition timing correction unit. The deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculating unit after the elapse of time td is:
| The deviation dr | ≧ | predetermined deviation threshold dj |
And an abnormality determining unit that determines that the response abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism when the relationship is satisfied. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記運転状態検出部は、前記内燃機関の前記運転状態として、前記内燃機関の回転速度及び充填効率を検出し、
前記診断実施条件判定部は、前記運転状態検出部で検出された前記回転速度が第１の許容変化幅以内であり、かつ前記運転状態検出部で検出された前記充填効率が第２の許容変化幅以内である状態が、診断条件判定時間ｔｊ以上継続した場合に、前記診断実施条件を満たすと判断する
内燃機関の制御装置。 The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The operating state detection unit detects the rotational speed and charging efficiency of the internal combustion engine as the operating state of the internal combustion engine,
The diagnosis execution condition determination unit is configured such that the rotation speed detected by the operation state detection unit is within a first allowable change range, and the charging efficiency detected by the operation state detection unit is a second allowable change. A control device for an internal combustion engine that determines that the diagnosis execution condition is satisfied when a state within the range continues for a diagnosis condition determination time tj or longer. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において用いられる内燃機関の制御方法であって、
前記可変バルブタイミング機構診断部において、
前記運転状態検出部により検出された前記運転状態が、前記準定常運転状態であることを示す予め設定された診断実施条件を満たすと判断した場合に、診断許可信号を出力する診断実施条件判定ステップと、
前記診断許可信号を入力した場合に、前記目標回転位相角算出部に対して、前記目標回転位相角を、予め設定された診断用目標値に切替えるよう指示する目標回転位相角切替えステップと、
前記診断許可信号を入力した場合に、前記記憶部に記憶された前記診断時点火時期補正量マップに従って、前記運転状態検出部で検出された前記運転状態に応じた診断時補正量を算出し、前記点火時期制御部で設定された前記基本点火時期から前記診断時補正量を減算することにより、前記点火時期を診断時点火時期として補正する診断時点火時期補正ステップと、
前記目標回転位相角が前記診断用目標値に切替わり、前記診断時点火時期補正部による前記診断時点火時期に基づいて前記回転位相角制御部による制御を開始してから予め設定された診断実施時間ｔｄ経過後に前記回転位相角偏差算出部で算出された前記偏差ｄｒが、
｜前記偏差ｄｒ｜≧｜予め定めた偏差閾値ｄｊ｜
の関係を満たす場合に、前記可変バルブタイミング機構に前記応答異常が発生したと判定する異常判定ステップと
を有する内燃機関の制御方法。 An internal combustion engine control method used in the control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
In the variable valve timing mechanism diagnostic unit,
The operating state the operating state detected by the detection unit, wherein when it is determined that the preset diagnosis execution condition is satisfied indicates that the quasi-steady operating condition, diagnosis execution condition determination step of outputting diagnosis permission signal When,
A target rotation phase angle switching step for instructing the target rotation phase angle calculation unit to switch the target rotation phase angle to a preset diagnostic target value when the diagnosis permission signal is input;
When the diagnosis permission signal is input, according to the diagnosis time point fire timing correction amount map stored in the storage unit, a diagnosis correction amount corresponding to the driving state detected by the driving state detection unit is calculated, A diagnosis timing fire timing correction step of correcting the ignition timing as a diagnosis timing fire timing by subtracting the diagnosis correction amount from the basic ignition timing set by the ignition timing control unit;
The target rotational phase angle is switched to the target value for diagnosis, and the diagnostic phase set in advance is started after the control by the rotational phase angle control unit is started based on the diagnostic timing ignition timing by the diagnostic timing ignition timing correction unit. The deviation dr calculated by the rotational phase angle deviation calculating unit after the elapse of time td is:
| The deviation dr | ≧ | predetermined deviation threshold dj |
An abnormality determination step for determining that the response abnormality has occurred in the variable valve timing mechanism when the relationship is satisfied.
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