JP2003056387A

JP2003056387A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP2003056387A
Application number: JP2001249311A
Authority: JP
Inventors: Koichi Yoshiki; 浩一吉木; Tomoya Furukawa; 智也古川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2001-08-20
Publication date: 2003-02-26
Also published as: US6595171B2; US20030033997A1; DE10237276A1

Abstract

(57)【要約】【課題】酸素濃度センサや排気ガス浄化装置の劣化判
定の精度を良好に保ちながらバルブタイミングを制御す
ることができる内燃機関のバルブタイミング制御装置を
提供する。【解決手段】酸素濃度センサ４０および排気ガスの浄
化装置３９の少なくとも一方の劣化を、空燃比を所定の
状態に制御した状態で判定する劣化判定装置２を備える
とともに、カム位相ＣＡＩＮを変更することによりバル
ブタイミングを制御する内燃機関３のバルブタイミング
制御装置１であって、劣化判定装置２による劣化判定の
実行条件が成立しているか否かを判定する判定手段２
と、当該判定手段２により劣化判定の実行条件が成立し
ていると判定されたときに、目標カム位相設定手段２に
よる内燃機関３の運転状態に応じた目標カム位相ＣＡＩ
ＮＣＭＤの変更設定を制限する目標カム位相制限手段２
と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
に対する吸気カムおよび／または排気カムの位相である
カム位相を変更することにより、バルブタイミングを制
御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関し、特
に、酸素濃度センサおよび排気ガスの浄化装置の少なく
とも一方の劣化判定が並行して実行されるバルブタイミ
ング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のバルブタイミング制御装
置として、例えば特開平９−２１７６０９号公報に開示
されたものが知られている。この制御装置では、カムプ
ーリーに対するカムシャフトの相対角度を、油圧制御弁
により油圧の供給を制御されるカム位相可変機構で変化
させることにより、カム位相が変更される。また、内燃
機関の運転状態、具体的には、内燃機関の回転数および
負荷などに応じて目標カム位相が設定されるとともに、
実際のカム位相が、そのように設定した目標カム位相に
なるように制御される。これにより、吸気バルブと排気
バルブとのバルブオーバーラップが変化することで、内
燃機関の運転状態に適した充填効率や内部ＥＧＲなどが
得られる。

【０００３】また、最近の内燃機関には、酸素濃度セン
サや排気ガスの浄化装置などの劣化を判定する劣化判定
装置を備えたものがある。このような酸素濃度センサの
劣化判定装置として、例えば特開平８−１２１２２１号
公報に開示されたものが知られている。この酸素濃度セ
ンサは、内燃機関の気筒の排気集合部に配置されてい
る。そして、この劣化判定装置では、機関回転数および
吸入空気量が一定である内燃機関の定常運転状態での所
定期間において、少なくとも１つの気筒の空燃比が他の
気筒の空燃比と異なるように各気筒の燃料噴射量を一定
値に設定し、この所定期間における燃料噴射量に基づく
空燃比の変動波形と酸素濃度センサの出力の変動波形と
を比較することによって、酸素濃度センサの劣化が判定
される。

【０００４】また、排気ガスの浄化装置の劣化判定装置
として、例えば特開２０００−３２８９２９号公報に開
示されたものが知られている。この浄化装置は、内燃機
関の排気系に上流側から順に配置された比例型酸素濃度
センサ、三元触媒、二値型の第１酸素濃度センサ、ＮＯ
ｘ浄化装置、二値型の第２酸素濃度センサにより構成さ
れている。そして、この劣化判定装置では、内燃機関に
供給される混合気の空燃比をリッチ化させた後、第１の
酸素濃度センサの出力値がリッチ空燃比を示す値に変化
した時点から、第２酸素濃度センサの出力値がリッチ空
燃比を示す値となる時点までの時間と、三元触媒の劣化
度合とに基づいて、ＮＯｘ浄化装置の劣化が判定され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の内燃機関のバルブタイミング制御装置と劣化判定装置
が組み合わせて用いられた場合には、劣化判定の精度が
低下するという問題がある。すなわち、内燃機関の回転
数または負荷などに応じて目標カム位相が変更される
と、それに応じて実際のカム位相が変化し、それに伴い
バルブオーバーラップが変化する。その結果、充填効率
が変化し、吸入空気量が変動することによって、内燃機
関に供給される混合気の空燃比も変動してしまう。さら
に、油圧で制御されるカム位相可変機構によってカム位
相が変更されるため、実際のカム位相が目標カム位相に
収束するのに時間がかかるので、空燃比の変動時間も長
くなってしまう。一方、上述した２つの劣化判定装置は
いずれも、吸入空気量が一定の条件のもとで、空燃比を
所定の値に制御した状態で劣化判定を行うように構成さ
れている。したがって、バルブタイミング制御と劣化判
定が並行して行われると、劣化判定中に吸入空気量の変
動に伴って、空燃比が変動するため、劣化判定の精度が
低下してしまう。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、酸素濃度センサや排気ガス浄化装置の劣化
判定の精度を良好に保ちながらバルブタイミングを制御
することができる内燃機関のバルブタイミング制御装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１による発明は、内燃機関３の排気系（実施
形態における（以下、本項において同じ）排気管３７）
に設けられた酸素濃度センサ（ＬＡＦセンサ４０）およ
び排気ガスの浄化装置（ＮＯｘ浄化装置３９）の少なく
とも一方の劣化を、内燃機関３に供給される混合気の空
燃比を所定の状態に制御した状態で判定する劣化判定装
置（ＥＣＵ２）を備えるとともに、クランクシャフト９
に対する吸気カム６ａおよび排気カム７ａの少なくとも
一方の位相であるカム位相ＣＡＩＮを変更することによ
り、バルブタイミングを制御する内燃機関３のバルブタ
イミング制御装置（制御装置１）であって、カム位相Ｃ
ＡＩＮを検出する実カム位相検出手段（ＥＣＵ２、カム
角センサ２８、クランク角センサ２９）と、内燃機関３
の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、ク
ランク角センサ２９、吸気圧センサ３４、スロットル弁
開度センサ３５）と、検出された運転状態に応じて目標
カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを設定する目標カム位相設定手
段（ＥＣＵ２、図２のステップ１，２）と、実カム位相
ＣＡＩＮを目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤになるように制
御する制御手段（ＥＣＵ２、図２のステップ３）と、劣
化判定装置による劣化判定の実行条件が成立しているか
否かを判定する判定手段（ＥＣＵ２、図３のステップ３
１）と、判定手段により劣化判定の実行条件が成立して
いると判定されたときに、目標カム位相設定手段による
運転状態に応じた目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤの変更設
定を制限する目標カム位相制限手段（ＥＣＵ２、図３の
ステップ３２）と、を備えることを特徴とする。

【０００８】この内燃機関のバルブタイミング制御装置
によれば、内燃機関の運転状態に応じて目標カム位相が
設定されるとともに、実際のカム位相がそのように設定
した目標カム位相になるように制御される。また、酸素
濃度センサおよび／または排気ガスの浄化装置の劣化を
判定する劣化判定装置による劣化判定の実行条件が成立
していると判定されたときに、上記運転状態に応じた目
標カム位相の変更設定を制限する。このため、実際のカ
ム位相の変化が抑制され、それに伴い、バルブオーバー
ラップおよび充填効率の変化が抑制されることで、吸入
空気量および空燃比の変動を抑制することができる。そ
の結果、劣化判定中において空燃比を劣化判定に不可欠
な所定の状態に維持することができ、したがって、上記
酸素濃度センサおよび排気ガス浄化装置の劣化判定を精
度良く行うことができる。

【０００９】さらに上記において、目標カム位相制限手
段は目標カム位相を固定値に設定することを特徴とす
る、

【００１０】この構成によれば、劣化判定の条件が成立
していると判定されたときに、目標カム位相が固定値に
設定される。このため、実際のカム位相の変化が小さく
なることで、空燃比の変動を十分に抑制できる。したが
って、劣化判定を高い精度で行うことができる。

【００１１】さらに、上記において、停止時にカム位相
を最遅角に保持するとともに、油圧の供給により作動す
ることによってカム位相を進角させる油圧制御弁をさら
に備え、目標カム位相制限手段は、固定値を最遅角値に
設定することを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、目標カム位相値が最遅
角値に設定されるのに応じて、油圧制御弁が油圧を供給
されない機械的に安定した停止状態に保持されるため、
実際のカム位相を最も安定した状態で保持できる。その
結果、空燃比の変動をさらに確実に抑制できるので、劣
化判定をさらに高い精度で確実に行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御
装置について説明する。図１は、本発明を適用した内燃
機関のバルブタイミング制御装置の概略構成を示してい
る。同図に示すように、この制御装置１は、ＥＣＵ２
（劣化判定装置、実カム位相検出手段、運転状態検出手
段、目標カム位相設定手段、制御手段、判定手段、目標
カム位相制限手段）を備えており、このＥＣＵ２は、内
燃機関（以下「エンジン」という）３の運転状態に応じ
て、後述するような制御処理を実行する。

【００１４】エンジン３は、例えば４サイクル４気筒Ｄ
ＯＨＣ型ガソリンエンジンであり、吸気カムシャフト６
および排気カムシャフト７を備えている。吸気カムシャ
フト６および排気カムシャフト７は、それぞれの従動ス
プロケット６ｂ、７ｂおよびタイミングチェーン（図示
せず）を介して、クランクシャフト９に連結されてお
り、クランクシャフト９の２回転あたり１回転の割合で
回転駆動される。吸気カムシャフト６および排気カムシ
ャフト７には、吸気バルブ４および排気バルブ５をそれ
ぞれ開閉駆動する複数の吸気カム６ａおよび排気カム７
ａ（ともに１個のみ図示）が一体に設けられている。

【００１５】また、吸気カムシャフト６は、その従動ス
プロケット６ｂに所定角度の範囲で回転可能に連結され
ている。この従動スプロケット６ｂに対する吸気カムシ
ャフト６の相対的角度を変更することにより、クランク
シャフト９に対する吸気カム６ａの位相（以下、単に
「カム位相」という）ＣＡＩＮが変更され、吸気バルブ
４の開閉タイミング（バルブタイミング）が進角または
遅角する。吸気カムシャフト６の一端部には、このカム
位相ＣＡＩＮを制御するためのカム位相可変機構（以下
「ＶＴＣ」という）８および油圧制御弁１０が設けられ
ている。

【００１６】ＶＴＣ８は、吸気カムシャフト６と一体の
ベーン（図示せず）の両側に画成された進角室および遅
角室（いずれも図示せず）を有しており、エンジン３で
駆動されるオイルポンプ（図示せず）の油圧が、油圧制
御弁１０の制御により、進角室または遅角室に選択的に
供給されることによって、吸気カムシャフト６を従動ス
プロケット６ｂに対し、進角方向または遅角方向に回転
駆動するように構成されている。

【００１７】油圧制御弁１０は、ソレノイドと、これに
駆動されるスプールなどを備えるデューティソレノイド
バルブ（いずれも図示せず）で構成されている。油圧制
御弁１０は、ＥＣＵ２により制御されるソレノイド電流
の出力デューティ比ＤＯＵＴＶＴに従って、スプールの
位置が無段階に変化するように構成されていて、その位
置に応じてカム位相可変機構８の進角室または遅角室を
開閉する。

【００１８】具体的には、油圧制御弁１０への出力デュ
ーティ比ＤＯＵＴＶＴ（以下、単に「出力デューティ比
ＤＯＵＴＶＴ」という）が保持デューティ値（例えば５
０％）よりも大きいときには、油圧制御弁１０のスプー
ルが中立位置から一方の側に移動して進角室を開放する
ことで、進角室に油圧を供給し、カム位相ＣＡＩＮを進
角させる進角状態になる。一方、出力デューティ比ＤＯ
ＵＴＶＴが保持デューティ値よりも小さいときには、ス
プールが中立位置から他方の側に移動して遅角室を開放
することで、遅角室に油圧を供給し、カム位相ＣＡＩＮ
を遅角させる遅角状態になる。なお、吸気カム６ａの可
動範囲は例えば６０°クランク角で、最遅角時にＢＴＤ
Ｃ２５°クランク角に、最進角時にＢＴＤＣ８５°クラ
ンク角にそれぞれ位置し、カム位相ＣＡＩＮは、最遅角
位置で０°クランク角、最進角位置で６０°クランク角
である。

【００１９】また、油圧制御弁１０は、出力デューティ
比ＤＯＵＴＶＴが保持デューティ値のときには、スプー
ルが進角室および遅角室を同時に閉鎖する中立位置に位
置する保持状態になり、進角室および遅角室への油圧の
供給が遮断され、吸気カムシャフト６と従動スプロケッ
ト６ｂが一体化されることで、カム位相ＣＡＩＮが、そ
れまでに制御されていた値に保持される。

【００２０】吸気カムシャフト６のＶＴＣ８と反対側の
端部には、カム角センサ２８（実カム位相検出手段）が
設けられている。カム角センサ２８は、例えばマグネッ
トロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、
吸気カムシャフト６の回転に伴い、ＴＤＣを基準とする
吸気カム６ａのカム角ＣＡＳＶＩＮを検出し、その信号
をＥＣＵ２に出力する。また、クランクシャフト９に
は、クランク角センサ２９（運転状態検出手段、実カム
位相検出手段）が設けられている。クランク角センサ２
９は、カム角センサ２８と同様に構成されており、クラ
ンクシャフト９の回転に伴い、所定のクランク角（例え
ば３０°）ごとに、パルス信号であるＣＲＫ信号をＥＣ
Ｕ２に出力する。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号および上
記ＣＡＳＶＩＮ信号から実際のカム位相ＣＡＩＮを算出
（検出）する（以下、このように実際に検出されたカム
位相を、適宜「実カム位相ＣＡＩＮ」という）。また、
ＣＲＫ信号に基づき、エンジン回転数ＮＥを求める。

【００２１】さらに、図示しないが、吸気カム６ａおよ
び排気カム７ａはそれぞれ、低速カムと、これよりも高
いカム山を有する高速カムとで構成されている。これら
の低速カムおよび高速カムは、図示しないバルブタイミ
ング切換機構（以下「ＶＴＥＣ」という）によって切り
換えられるようになっており、それにより、吸気バルブ
４および排気バルブ５の作動タイミングが、低速バルブ
タイミング（以下「Ｌｏ．Ｖ／Ｔ」という）と高速バル
ブタイミング（以下「Ｈｉ．Ｖ／Ｔ」という）に切り換
えられる。このＶＴＥＣの動作もまた、ＶＴＣ８と同
様、ＥＣＵ２により、油圧制御弁（図示せず）を介して
供給される油圧を制御することによって、制御される。

【００２２】また、エンジン３の吸気管３０には、スロ
ットル弁開度センサ３５（運転状態検出手段）を取り付
けたスロットル弁３１が設けられており、その下流側に
はさらに、インジェクタ３２、吸気温センサ３３、およ
び吸気圧センサ３４（運転状態検出手段）が取り付けら
れている。インジェクタ３２の燃料噴射時間（燃料噴射
量）ＴＯＵＴは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御
される。なお、エンジン３は、理論空燃比近傍の空燃比
で燃焼を行うストイキ運転と、理論空燃比よりも希薄な
空燃比で燃焼を行うリーンバーン運転とに切り換えて運
転できるように構成されており、その切換えもＥＣＵ２
によって制御される。

【００２３】吸気温センサ３３は吸気管３０内の吸入空
気の温度である吸気温ＴＡを、吸気圧センサ３４は吸気
管３０内の絶対圧ＰＢＡを、スロットル弁開度センサ３
５はスロットル弁３１の開度（以下「スロットル弁開
度」という）θＴＨをそれぞれ検出し、それらの検出信
号をＥＣＵ２に送る。さらに、エンジン３の本体には、
エンジン水温センサ３６が取り付けられており、エンジ
ン水温センサ３６は、エンジン３のシリンダブロック内
を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出
して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。

【００２４】エンジン３の排気管３７（排気系）には、
上流側から順に三元触媒３８およびＮＯｘ浄化装置３９
（排気ガスの浄化装置）が配置されている。この三元触
媒３８は、酸素蓄積能力を有し、エンジン３に供給され
る混合気の空燃比が理論空燃比よりリーン側に設定され
ることで、排気ガス中の酸素濃度が比較的高い排気ガス
リーン状態では、排気ガス中の酸素を蓄積する。逆に、
混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチ側に設定され、
排気ガス中の酸素濃度が低く、ＨＣおよびＣＯ成分が多
い排気ガスリッチ状態では、蓄積した酸素により排気ガ
ス中のＨＣおよびＣＯを酸化する機能を有する。また、
ＮＯｘ浄化装置３９は、ＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤
（図示せず）および酸化と還元を促進するための触媒
（図示せず）を内蔵する。このＮＯｘ吸収剤は、前記排
気ガスリーン状態においてＮＯｘを吸収する一方、前記
排気ガスリッチ状態においては、ＮＯｘを放出し、放出
されたＮＯｘは、ＨＣおよびＣＯにより還元され、窒素
ガスとして排出される。さらに、ＨＣおよびＣＯは、酸
化され、水蒸気および二酸化炭素として排出されるよう
に構成されている。

【００２５】また、排気管３７の三元触媒３８よりも上
流側には比例型の酸素濃度センサ（以下「ＬＡＦセンサ
４０」という）が配置されている。このＬＡＦセンサ４
０は、排気ガス中の酸素濃度（空燃比）にほぼ比例した
検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、排気管３７の三
元触媒３８とＮＯｘ浄化装置３９との間およびＮＯｘ浄
化装置３９の下流側には、それぞれ二値型の第１および
第２の酸素濃度センサ（以下それぞれ「第１Ｏ２センサ
４１」および「第２Ｏ２センサ４２」という）が装着さ
れている。これらのＯ２センサ４１，４２は、その出力
が理論空燃比の前後において急激に変化する特性を有
し、その出力は、理論空燃比よりリッチ側で高レベルと
なり、リーン側で低レベルとなる。これらのＯ２センサ
４１，４２の検出信号はＥＣＵ２に出力される。

【００２６】ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、Ｃ
ＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピ
ュータで構成されている。前述した各種センサからの検
出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変
換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。

【００２７】ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エ
ンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転
状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよび
データや、ＲＡＭに記憶されたデータなどに従って、以
下に述べるようにして、ＶＴＣ８の制御（以下「ＶＴＣ
制御」という）を実行するとともに、ＬＡＦセンサ４０
およびＮＯｘ浄化装置３９の劣化判定を行う。

【００２８】図２は、ＶＴＣ制御の処理全体の流れを示
すメインフローである。この制御処理は、所定時間（例
えば１０ｍｓ）ごとに実行される。まず、ステップ１
（図では「Ｓ１」と表示。以下同じ）では、エンジン３
の運転状態に応じて目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤのマッ
プ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸを算出する。次に、算出した
マップ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸに基づいて目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤを算出する（ステップ２）。次に、目標
カム位相ＣＡＩＮＣＭＤおよび実カム位相ＣＡＩＮに応
じ、実カム位相ＣＡＩＮが目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
になるよう、フィードバック制御により出力デューティ
比ＤＯＵＴＶＴを算出する（ステップ３）。

【００２９】図３は、図２のステップ１で実行される目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤのマップ検索値ＣＡＩＮＣＭ
ＤＸの算出サブルーチンである。まず、ステップ３１で
は、エンジン３の運転状態に応じて、ＬＡＦセンサ４０
またはＮＯｘ浄化装置３９の劣化判定の実行条件が成立
しているか否かを判別する。

【００３０】このステップ３１の答がＹＥＳで、劣化判
定の実行条件が成立しているときには、マップ検索値Ｃ
ＡＩＮＣＭＤＸを値０、すなわち最遅角値に設定する
（ステップ３２）。

【００３１】前記ステップ３１の答がＮＯ、すなわち劣
化判定の実行条件が成立していないときには、ステップ
３３において、スロットル全閉フラグＦ＿ＴＨＩＤＬＥ
が「０」にセットされているか否かを判別する。Ｆ＿Ｔ
ＨＩＤＬＥ＝０、すなわちスロットル弁３１がほぼ全閉
状態にあるときには、マップ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸ
を、その最遅角値に近い遅角側固定値＃ＣＡＩＮＴＨＩ
Ｄ（例えば２°）に設定する（ステップ３４）。

【００３２】ステップ３３の答がＮＯのときには、スロ
ットル全開フラグＦ＿ＴＨＷＯＴが「１」にセットされ
ているか否かを判別する（ステップ３５）。Ｆ＿ＴＨＷ
ＯＴ＝１、すなわちスロットル弁３１がほぼ全開状態に
あるときには、バルブタイミングフラグＦ＿ＶＴＥＣ１
が「１」にセットされているか否かを判別する（ステッ
プ３６）。Ｆ＿ＶＴＥＣ１＝１、すなわちエンジン３が
Ｈｉ．Ｖ／Ｔ（高速バルブタイミング）で運転されてい
るときには、図示しないテーブルから、全開時Ｈｉ．Ｖ
／Ｔ用テーブル値＃ＣＩＣＭＤ＿ＨＷを検索し、マップ
検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸとして設定する（ステップ３
７）。一方、ステップ３６でＦ＿ＶＴＥＣ１＝０のと
き、すなわちＬｏ．Ｖ／Ｔ（低速バルブタイミング）で
運転されているときには、上記とは別個に設定された図
示しないテーブルから、全開時Ｌｏ．Ｖ／Ｔ用テーブル
値＃ＣＩＣＭＤ＿ＬＷを検索し、マップ検索値ＣＡＩＮ
ＣＭＤＸとして設定する（ステップ３８）。これらのテ
ーブル値＃ＣＩＣＭＤ＿ＨＷ、＃ＣＩＣＭＤ＿ＬＷは、
エンジン回転数ＮＥおよびスロットル弁開度θＴＨに応
じ、トルク出力を重視して設定されている。

【００３３】前記ステップ３５の答がＮＯ、すなわちス
ロットル弁３１がほぼ全開状態にないときには、リーン
バーンフラグＦ＿ＬＢが「１」にセットされているか否
かを判別する（ステップ３９）。Ｆ＿ＬＢ＝１、すなわ
ちエンジン３がリーンバーン運転されているときには、
マップ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸを最遅角値０に設定する
（ステップ４０）。

【００３４】前記ステップ３９でＦ＿ＬＢ＝０のとき、
すなわちエンジン３がストイキ運転されているときに
は、前記ステップ３６と同様、バルブタイミングフラグ
Ｆ＿ＶＴＥＣ１の判別を行う（ステップ４１）。そし
て、Ｈｉ．Ｖ／Ｔ運転のときには、図示しないマップか
ら、非全開時Ｈｉ．Ｖ／Ｔ用マップ値＃ＣＩＣＭＤ＿Ｈ
を検索し、マップ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸとして設定す
る（ステップ４２）。一方、ステップ４１でＬｏ．Ｖ／
Ｔ運転と判別されたときには、上記とは別個に設定され
た図示しないマップから、非全開時Ｌｏ．Ｖ／Ｔ用マッ
プ値＃ＣＩＣＭＤ＿Ｌを検索し、マップ検索値ＣＡＩＮ
ＣＭＤＸとして設定し（ステップ４３）、本サブルーチ
ンを終了する。これらのマップ値＃ＣＩＣＭＤ＿Ｈ、＃
ＣＩＣＭＤ＿Ｌは、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内
絶対圧ＰＢＡに応じ、燃費を重視して設定されている。

【００３５】図４は、ＬＡＦセンサの劣化判定処理を示
すフローチャートである。まずステップ５１では、劣化
判定の実行条件が成立しているか否かを判定する。この
判定は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内絶対圧ＰＢ
Ａに基づいて行われ、具体的には、エンジン回転数ＮＥ
が所定の中回転領域内にあり、吸気管内絶対圧ＰＢＡが
所定の中負荷領域にあって、それぞれ比較的安定してい
る状態、すなわち中回転・中負荷運転領域で吸入空気量
が安定している状態にあるときに劣化判定の実行条件が
成立していると判定される。

【００３６】このステップ５１の答がＮＯ、すなわち実
行条件が成立していないときには、ダウンカウント式の
タイマｔｍに所定時間ＴＭ０（例えば２秒）をセットす
る（ステップ５２）。そして、劣化判定実行フラグＦ＿
ＯＫを「０」にセットし（ステップ５３）、ＬＡＦセン
サ４０の劣化判定を実行せずに本プログラムを終了す
る。一方、前記ステップ５１の答がＹＥＳ、すなわち劣
化判定の実行条件が成立しているときには、ステップ５
２でセットしたタイマｔｍのタイマ値が値０であるか否
かを判別する（ステップ５４）。この答がＮＯ、すなわ
ち実行条件の成立後、所定時間ＴＭ０が経過していない
ときには、前記ステップ５３に進み、劣化判定の実行を
保留する。前記ステップ５４の答がＹＥＳで、タイマｔ
ｍのタイマ値が０になったとき、すなわち実行条件の成
立後、所定時間ＴＭ０が経過したときには、劣化判定実
行フラグＦ＿ＯＫを「１」にセットし（ステップ５
５）、ＬＡＦセンサ４０の劣化判定を実行するように
し、本プログラムを終了する。

【００３７】このＬＡＦセンサ４０の劣化判定は、例え
ば、次のようにして行われる。各インジェクタ３２の燃
料噴射時間ＴＯＵＴをＥＣＵ２で制御することによっ
て、少なくとも１つの気筒の空燃比が他の気筒の空燃比
と異なるように、各気筒（図示せず）の燃料噴射量を固
定する。そして、この固定された燃料噴射量に基づき算
出される第１空燃比変動波形と、ＬＡＦセンサ４０の出
力に基づき算出される第２空燃比変動波形とを比較する
ことによって、ＬＡＦセンサ４０の劣化が判定される。

【００３８】また、図示しないが、ＮＯｘ浄化装置３９
の劣化判定も、ＬＡＦセンサ４０の場合と同様、エンジ
ン回転数ＮＥが中回転領域内で吸気管内絶対圧ＰＢＡが
所定の中負荷領域内にあり、かつ比較的安定している状
態であることを実行条件とするとともに、この実行条件
が成立した後、所定時間ＴＭ０が経過するのを待って、
ＬＡＦセンサ４０の劣化判定とは異なるタイミングで実
行される。ＮＯｘ浄化装置３９の劣化判定は、例えば、
インジェクタ３２の燃料噴射時間ＴＯＵＴをＥＣＵ２で
制御することで、エンジン３に供給される混合気の空燃
比をリッチ化し、第１Ｏ２センサ４１の出力値がリッチ
空燃比を示す値に変化した時点から、第２Ｏ２センサ４
２の出力値がリッチ空燃比を示す値となる時点までの時
間と、三元触媒３８の劣化度合とに基づいて行われる。

【００３９】以上のように、本実施形態によれば、前述
のＶＴＣ制御において、ＬＡＦセンサ４０またはＮＯｘ
浄化装置３９の劣化判定の実行条件が成立したときに、
マップ検索値ＣＡＩＮＣＭＤＸを値０にすることで、目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを最遅角値に設定する。これ
により、劣化判定中において、実カム位相ＣＡＩＮの変
化が抑制されることで、吸入空気量の変動を抑制でき、
空燃比を劣化判定に不可欠な安定した状態に維持できる
ことによって、劣化判定を精度良く行うことができる。
また、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを最遅角値に固定す
るので、カム位相ＣＡＩＮを制御する油圧制御弁１０
が、油圧を供給されない機械的に安定した停止状態に保
持されるため、実カム位相ＣＡＩＮを最も安定した状態
で保持できる。さらに、タイマｔｍにより、実行条件の
成立後、実カム位相ＣＡＩＮが最遅角値に実際に到達す
るのを待って劣化判定を行うので、高い精度で確実に劣
化判定を行うことができる。

【００４０】なお、本発明は、説明した実施形態に限定
されることなく、種々の態様で実施することができる。
例えば、実施形態では目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤを最
遅角値に設定しているが、この目標カム位相ＣＡＩＮＣ
ＭＤを他の固定値に設定してもよい。例えば、目標カム
位相ＣＡＩＮＣＭＤを、劣化判定の実行条件の成立時に
前回値に固定してもよく、その場合には、目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤを最遅角値に設定する場合と異なり、実
カム位相ＣＡＩＮが目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに収束
するのを待つことなく、劣化判定を即座に行うことがで
きる。また、目標カム位相を固定値に設定する以外に、
目標カム位相をその設定範囲を狭めることによって制限
してもよい。

【００４１】さらに、実施形態ではＶＴＣ制御を吸気カ
ム６ａを対象として行っているが、この吸気カム６ａの
位相に代えて、またはこれとともに、排気カム７ａの位
相を変更するようにしてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関のバル
ブタイミング制御装置によれば、酸素濃度センサや排気
ガス浄化装置の劣化判定の精度を良好に保ちながらバル
ブタイミングを制御することができるなどの効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による内燃機関のバルブタ
イミング制御装置の概略構成図である。

【図２】図１の制御装置によるＶＴＣ制御のメインフロ
ーである。

【図３】図２の目標カム位相のマップ検索値算出のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。

【図４】ＬＡＦセンサの劣化判定のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１制御装置（バルブタイミング制御装置）２ＥＣＵ（劣化判定装置、実カム位相検出手段、運転
状態検出手段、目標カム位相設定手段、制御手段、判定
手段、目標カム位相制限手段）３エンジン（内燃機関）４吸気バルブ６ａ吸気カム９クランクシャフト１０油圧制御弁２８カム角センサ（実カム位相検出手段）２９クランク角センサ（運転状態検出手段、実カム位
相検出手段）３４吸気圧センサ（運転状態検出手段）３５スロットル弁開度センサ（運転状態検出手段）３７排気管（排気系）３９ＮＯｘ浄化装置（排気ガスの浄化装置）４０ＬＡＦセンサ（酸素濃度センサ）ＣＡＩＮ実カム位相（カム位相）ＣＡＩＮＣＭＤ目標カム位相

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた酸素濃度
センサおよび排気ガスの浄化装置の少なくとも一方の劣
化を、前記内燃機関に供給される混合気の空燃比を所定
の状態に制御した状態で判定する劣化判定装置を備える
とともに、クランクシャフトに対する吸気カムおよび排
気カムの少なくとも一方の位相であるカム位相を変更す
ることにより、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であって、カム位相を検出する実カム位相検出手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
と、当該検出された運転状態に応じて目標カム位相を設定す
る目標カム位相設定手段と、前記実カム位相を前記目標カム位相になるように制御す
る制御手段と、前記劣化判定装置による劣化判定の実行条件が成立して
いるか否かを判定する判定手段と、当該判定手段により前記劣化判定の実行条件が成立して
いると判定されたときに、前記目標カム位相設定手段に
よる前記運転状態に応じた前記目標カム位相の変更設定
を制限する目標カム位相制限手段と、を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング
制御装置。
【請求項２】前記目標カム位相制限手段は前記目標カ
ム位相を固定値に設定することを特徴とする、請求項１
に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】停止時にカム位相を最遅角値に保持する
とともに、油圧の供給により作動することによってカム
位相を進角させる油圧制御弁をさらに備え、前記目標カ
ム位相制限手段は、前記固定値を最遅角値に設定するこ
とを特徴とする、請求項２に記載の内燃機関のバルブタ
イミング制御装置。