JP2006112404A - Abnormality determination device of variable valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸気バルブのリフト時間面積を可変とする可変バルブ機構の異常の有無を判定する可変バルブ機構の異常判定装置に関する。 The present invention relates to an abnormality determination device for a variable valve mechanism that determines whether there is an abnormality in a variable valve mechanism that varies the lift time area of an intake valve.
近年、吸気バルブの最大リフト量や作動角を、即ち吸気バルブのリフト時間面積(開弁から閉弁までのバルブリフト量のクランク角積分値)を可変とする可変バルブ機構が実用されている(例えば特許文献1参照)。こうした可変バルブ機構を備える内燃機関では、機関運転状態に応じて吸気バルブのリフト時間面積を適宜調整することで、機関性能の更なる向上が図られている。 In recent years, a variable valve mechanism in which the maximum lift amount and operating angle of the intake valve, that is, the lift time area of the intake valve (the crank angle integral value of the valve lift amount from valve opening to valve closing) is variable has been put into practical use ( For example, see Patent Document 1). In an internal combustion engine having such a variable valve mechanism, engine performance is further improved by appropriately adjusting the lift time area of the intake valve in accordance with the engine operating state.
上記特許文献1に記載の可変バルブ機構は、吸気バルブと同バルブを開閉駆動するカムシャフトとの間の動力伝達経路上に介在される仲介部材と、リフト時間面積を変更すべく仲介部材を変位させるアクチェータとを備えている。仲介部材は各気筒毎に個別に設けられており、アクチェータからの動力は共通の可動シャフトを介して各仲介部材に伝達されるようになっている。そしてこの動力伝達に基づく各仲介部材の変位を通じて各吸気バルブのリフト時間面積が変更される。
こうした可変バルブ機構において固着等の異常が発生し、リフト時間面積の指令値と実値とが一致しない状態となると、所望とする吸入空気量が得られなくなる等の不具合が生じる。こうした可変バルブ機構の異常の検出は、実際の吸気バルブのリフト態様を実測すれば可能であるが、そのためには特段にセンサが必要になり、コスト増を招いてしまう。 If an abnormality such as sticking occurs in such a variable valve mechanism and the lift time area command value does not coincide with the actual value, there arises a problem such that a desired intake air amount cannot be obtained. Such an abnormality of the variable valve mechanism can be detected by actually measuring the lift mode of the actual intake valve. However, for that purpose, a special sensor is required, resulting in an increase in cost.
例えば上記特許文献1に記載の可変バルブ機構においては、リフト時間面積の変更に係る可動シャフトの移動量を検出するためのセンサを設け、この移動量の検出を通じて吸気バルブのリフト態様を把握するようにしている。これにより、各バルブ毎にそのリフト態様を実測するセンサを個別に設けた場合に比較してセンサの数を減らすことができるようになる。
For example, in the variable valve mechanism described in
ところがこの構成では、仮に仲介部材と可動シャフトとの連係部分が損傷するなどして同仲介部材の変位量と可動シャフトの移動量との相関関係に異常を来すような状態となると、上記センサを通じてリフト態様を正確に把握することができなくなり、可変バルブ機構における異常の有無の判定を正確に行うことが困難となる。 However, in this configuration, if the interlinkage between the intermediate member and the movable shaft is damaged, for example, if the correlation between the amount of displacement of the intermediate member and the amount of movement of the movable shaft becomes abnormal, the sensor Thus, the lift mode cannot be accurately grasped, and it is difficult to accurately determine whether there is an abnormality in the variable valve mechanism.
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、より簡易に可変バルブ機構の異常の有無を判定することのできる可変バルブ機構の異常判定装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and a problem to be solved is to provide an abnormality determination device for a variable valve mechanism that can more easily determine whether there is an abnormality in the variable valve mechanism. There is.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項1に係る発明は、内燃機関の吸気バルブのリフト時間面積を可変とする可変バルブ機構の異常の有無を判定する可変バルブ機構の異常判定装置であって、前記吸気バルブのリフト時間面積を変更させるように前記可変バルブ機構に駆動指令を発しつつ吸入空気量の推移を検出し、その検出結果に基づいて前記異常の有無の判定を行うことをその要旨とする。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The invention according to
同構成によれば、吸気バルブのリフト時間面積を変更させるように可変バルブ機構に駆動指令を発した際の吸入空気量(実値)の推移に基づいて同機構の異常の有無が判定される。従って、上記判定を行うに際し、吸入空気量の検出のために用いられる既存のセンサによる検出結果の流用を図ることで、上記判定用のセンサを特段に設ける必要がなくなる。 According to this configuration, whether there is an abnormality in the mechanism is determined based on the transition of the intake air amount (actual value) when a drive command is issued to the variable valve mechanism so as to change the lift time area of the intake valve. . Therefore, when performing the above determination, it is not necessary to provide a special sensor for the determination by diverting the detection result by the existing sensor used for detecting the intake air amount.
また、吸入空気量(実値)の推移に基づいて上記判定を行うようにしたことから、例えば上記特許文献1に記載の構成のような、リフト時間面積を変更すべく駆動されるアクチェータと吸気バルブとの間の動力伝達経路上に介在される複数の連係した部材のうち、どの部材同士の相関関係(変位量等に関しての相関関係)に異常が発生しても正確に上記判定を行うことができるようになる。
Further, since the above determination is made based on the transition of the intake air amount (actual value), the actuator driven to change the lift time area and the intake air as in the configuration described in
なお、本発明における「リフト時間面積」は、開弁から閉弁までのバルブリフト量のクランク角積分値を指している。このリフト時間面積の変更は、例えば、吸気バルブの最大リフト量や作動角(これらの双方でもよくどちらか一方でもよい)の変更を通じて行われる。 The “lift time area” in the present invention refers to an integral value of the crank angle of the valve lift amount from the valve opening to the valve closing. The change in the lift time area is performed, for example, through a change in the maximum lift amount or the operating angle of the intake valve (either or both of them may be used).
上記判定の態様としては、例えば、請求項2に記載の発明によるように、請求項1に記載の発明において、前記異常の有無の判定は、前記駆動指令における前記リフト時間面積の指令値の変更量に応じた前記吸入空気量の理論変化量と実変化量との比較に基づいて行われる、といったものを採用することができる。同構成においては、例えば、上記理論変化量と実変化量との差の絶対値が所定よりも大となったとき可変バルブ機構に異常有りと判定される。
As an aspect of the determination, for example, according to the invention according to
また、上記判定の態様として、例えば、請求項3に記載の発明によるように、請求項1に記載の発明において、前記異常の有無の判定は、前記駆動指令における前記リフト時間面積の指令値の変更量に対する前記吸入空気量の実変化量の比に基づいて行われる、といったものを採用することもできる。これによれば、例えば、上記駆動指令におけるリフト時間面積の指令値の変更量に対する吸入空気量の実変化量の比が所定の範囲から外れたとき可変バルブ機構に異常有りと判定される。
As an aspect of the determination, for example, according to the invention of claim 3, in the invention of
更に、上記判定の態様として、例えば、請求項4に記載の発明によるように、請求項1に記載の発明において、前記異常の有無の判定は、前記駆動指令における前記リフト時間面積の指令値(絶対量)に応じた前記吸入空気量の理論絶対量と実絶対量との比較に基づいて行われる、といったものを採用することもできる。同構成においては、例えば、上記理論絶対量と実絶対量との差の絶対値が所定よりも大となったとき可変バルブ機構に異常有りと判定される。
Furthermore, as an aspect of the determination, for example, as in the invention according to
請求項5に係る発明は、内燃機関の吸気バルブのリフト時間面積を可変とする可変バルブ機構の異常の有無を判定する可変バルブ機構の異常判定装置であって、前記吸気バルブのリフト時間面積が変更されるように前記可変バルブ機構に駆動指令を発しつつ、吸入空気量(実絶対量)が一定に保持されるように前記駆動指令における指令値の変更量に基づきスロットル開度を調整し、その後の吸入空気量(実絶対量)に変化が生じたことをもって前記異常有りと判定することをその要旨とする。 The invention according to claim 5 is an abnormality determination device for a variable valve mechanism that determines whether there is an abnormality in the variable valve mechanism that makes the lift time area of the intake valve of the internal combustion engine variable, wherein the lift time area of the intake valve is Adjusting the throttle opening based on the change amount of the command value in the drive command so that the intake air amount (actual absolute amount) is kept constant while issuing a drive command to the variable valve mechanism to be changed, The gist is to determine that there is an abnormality when the intake air amount (actual absolute amount) thereafter changes.
同構成によれば、上記リフト時間面積の変更に伴う吸入空気量(実絶対量)の変化をなくすべくスロットル開度の調整が行われる。例えば、可変バルブ機構に異常が生じて駆動指令に応じたリフト時間面積の変更が行われなくなったときには、上記スロットル開度の調整を上記駆動指令における指令値の変更量に基づいて行ったのでは吸入空気量(実絶対量)を一定に保持することができなくなる、即ちその後の吸入空気量(実絶対量)に変化が生じることとなる。本発明では、こうした吸入空気量(実絶対量)の変化の有無に基づいて可変バルブ機構における異常の有無が判定される。 According to this configuration, the throttle opening is adjusted so as to eliminate the change in the intake air amount (actual absolute amount) accompanying the change in the lift time area. For example, when an abnormality occurs in the variable valve mechanism and the lift time area is not changed according to the drive command, the throttle opening is adjusted based on the command value change amount in the drive command. The intake air amount (actual absolute amount) cannot be kept constant, that is, the intake air amount (actual absolute amount) thereafter changes. In the present invention, the presence or absence of abnormality in the variable valve mechanism is determined based on the presence or absence of such a change in the intake air amount (actual absolute amount).
このように本発明においては、吸入空気量の検出結果に基づいて上記判定が行われる。従って、上記判定を行うに際し、吸入空気量の検出のために用いられる既存のセンサによる検出結果の流用を図ることで、上記判定用のセンサを特段に設ける必要がなくなる。 Thus, in the present invention, the above determination is performed based on the detection result of the intake air amount. Therefore, when performing the above determination, it is not necessary to provide a special sensor for the determination by diverting the detection result by the existing sensor used for detecting the intake air amount.
また、吸入空気量の検出結果に基づいて上記判定を行うようにしたことから、例えば上記特許文献1に記載の構成のような、リフト時間面積を変更すべく駆動されるアクチェータと吸気バルブとの間の動力伝達経路上に介在される複数の連係した部材のうち、どの部材同士の相関関係(変位量等に関しての相関関係)に異常が発生しても正確に上記判定を行うことができるようになる。
In addition, since the above determination is performed based on the detection result of the intake air amount, for example, as in the configuration described in
なお、本発明における「リフト時間面積」は、開弁から閉弁までのバルブリフト量のクランク角積分値を指している。このリフト時間面積の変更は、例えば、吸気バルブの最大リフト量や作動角(これらの双方でもよくどちらか一方でもよい)の変更を通じて行われる。 The “lift time area” in the present invention refers to an integral value of the crank angle of the valve lift amount from the valve opening to the valve closing. The change in the lift time area is performed, for example, through a change in the maximum lift amount or the operating angle of the intake valve (either or both of them may be used).
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発明において、前記駆動指令に応じて吸入空気量(実絶対量)が増大したときには、その増大に応じて点火時期を遅角することをその要旨とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, when the intake air amount (actual absolute amount) increases in accordance with the drive command, ignition is performed in accordance with the increase. The gist is to retard the timing.
同構成によれば、上記駆動指令に応じた吸入空気量(実絶対量)の増大に伴う内燃機関の出力(トルク)の増大が抑制される。即ち、上記判定時における過剰な出力の発生が抑えられる。 According to this configuration, an increase in the output (torque) of the internal combustion engine accompanying an increase in the intake air amount (actual absolute amount) according to the drive command is suppressed. That is, the generation of excessive output during the determination is suppressed.
(第1実施形態)
以下、本発明を自動車に搭載される多気筒型内燃機関における可変バルブ機構の異常判定装置に具体化した第1実施形態を図1〜図5に従って説明する。
(First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is embodied in an abnormality determination device for a variable valve mechanism in a multi-cylinder internal combustion engine mounted on an automobile will be described below with reference to FIGS.
図1に示すように、内燃機関11の各燃焼室(図では一箇所のみ図示)12には、吸気通路13を通じて空気が吸入されるとともに燃料噴射弁14から燃料が噴射供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ15による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン16が往復移動し、機関出力軸であるクランクシャフト17が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として各燃焼室12から排気通路18に送り出され、同通路18に設けられた触媒コンバータ19によって浄化される。
As shown in FIG. 1, each combustion chamber (only one place is shown in the figure) 12 of the
内燃機関11において、燃焼室12と吸気通路13との間は吸気バルブ21の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室12と排気通路18との間は排気バルブ22の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ21及び排気バルブ22は、クランクシャフト17の回転が伝達される吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の回転に伴い開閉動作する。
In the
吸気カムシャフト23と吸気バルブ21との間には、同バルブ21の最大リフト量、及び作動角(即ち吸気バルブ21を開閉させる吸気カムの作用角)を可変とする可変バルブ機構31が設けられている。これら最大リフト量及び作動角は、電子制御装置41からの指令信号(駆動指令)に基づく可変バルブ機構31の駆動を通じて可変制御される。
A
こうした可変バルブ機構31の駆動による上記最大リフト量及び作動角の変更態様を図2に示す。同図に示す特性曲線から分かるように、上記最大リフト量と作動角とは互いに同期して変化するものであって、例えば作動角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなってゆく。この作動角が小さくなるということは、吸気バルブ21の開弁時期と閉弁時期とが互いに近寄るということであり、吸気バルブ21の開弁期間が短くなるということを意味する。なお本実施形態では、可変バルブ機構31の駆動を通じて上記最大リフト量及び作動角が同図の各特性曲線の間で連続的に変更され得るようになっている。
FIG. 2 shows how the maximum lift amount and the operating angle are changed by driving the
こうした可変バルブ機構31を通じて本実施形態では、燃焼室12に吸入される空気量の調節(吸入空気量調節)が、内燃機関11の負荷等、機関運転状態に応じた上記最大リフト量及び作動角の可変制御に基づいて行われるようになっている。即ち、例えば、上記可変制御を通じて上記最大リフト量及び作動角を小さくすることで、燃焼室12内に吸入される空気量を低減するようにしている。この場合、スロットルバルブを絞ることで吸入空気量を低減する態様と比較してポンピングロスを小さくすることができ、即ち内燃機関11における出力のロスを抑えることが可能となり、燃費を向上させることができるようになる。
In the present embodiment through the
次に、内燃機関11の制御装置における電気的構成(制御系統)について詳述する(図1参照)。
上記した電子制御装置41は、内燃機関11の運転制御を司る機関制御システムの一部をなすものである。この電子制御装置41を通じて内燃機関11における燃料噴射弁14の燃料噴射制御、点火プラグ15の点火時期制御、上記最大リフト量及び作動角の可変制御等が行われる。
Next, the electrical configuration (control system) in the control device for the
The
電子制御装置41は、クランク角センサ45からの信号に基づきクランクシャフト17の回転速度(機関回転速度)を算出する。また、電子制御装置41は、吸気通路13に設けられたエアフローメータ47からの信号に基づき、吸気通路13を介して燃焼室12に吸入される空気量(吸入空気量)の実測値(実吸入空気量即ち吸入空気量の実絶対量)を算出する。これにより得られた実吸入空気量データは、上記燃料噴射制御における燃料噴射量の決定等に利用される。
The
電子制御装置41は、上記最大リフト量及び作動角を可変制御すべく、その指令値(絶対量)を可変バルブ機構31に対して出力する。なお、以下では便宜上、上記最大リフト量及び作動角に関する指令値を、単に「指令値」と称する。
The
電子制御装置41に設けられたROMには、上記指令値とこれに応じた吸入空気量の理論値(理論絶対量)との関係についての制御マップが予め格納されている。この制御マップには、様々な機関回転速度条件下における上記の関係が記述されている。これにより電子制御装置41は、例えば、内燃機関11がアイドル運転等の定常運転状態にあるとき、クランク角センサ45からの機関回転速度情報に基づいて、上記指令値に応じた吸入空気量の理論絶対量を算出することができるようになっている。また、電子制御装置41は、上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の変化の理論値(理論変化量)を算出することができるようになっている。
The ROM provided in the
このように構成された本可変バルブ機構31の異常判定装置においては、上記実吸入空気量の推移に基づいて同機構31の異常の有無を判定するようにしている。更に詳述すると、本実施形態における上記異常の有無の判定(以下、これを異常判定と称する)は、上記駆動指令における上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の理論変化量と実変化量(変化量の実値)との比較に基づいて行われる。
In the abnormality determining device for the
図3に、定常運転時の或る機関回転速度(例えばアイドル運転時の機関回転速度)における上記指令値と吸入空気量との関係の一例を示す。同図において実線で示される曲線100は上記指令値に応じた吸入空気量の理論絶対量に関するものである。破線で示される曲線100maxは上記指令値と実吸入空気量との関係に関する正常範囲(正常とみなすことの可能な範囲)の上限として設定されたものであり、同じく曲線100minはその下限として設定されたものである。
FIG. 3 shows an example of the relationship between the command value and the intake air amount at a certain engine rotation speed during steady operation (for example, engine rotation speed during idle operation). A
本実施形態では、上記指令値を所定量だけ変更した際における吸入空気量の実変化量と理論変化量との差の絶対値、即ち上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の実変化量と理論変化量との差の絶対値が所定の基準値Aよりも大となったとき、これを「可変バルブ機構31に異常有り」と判定するようになっている。
In the present embodiment, the absolute value of the difference between the actual change amount of the intake air amount and the theoretical change amount when the command value is changed by a predetermined amount, that is, the actual change of the intake air amount according to the change amount of the command value. When the absolute value of the difference between the amount and the theoretical change amount becomes larger than a predetermined reference value A, it is determined that “the
即ち、上記指令値の所定変更量daに応じた吸入空気量の実変化量が、例えば、同図に一点鎖線で例示される実測値曲線101における実変化量ds1のように、理論値曲線100における理論変化量ds0に対して、下限曲線100minのそれを超えて小となったとき「可変バルブ機構31に異常有り」と判定される。この異常は、上記指令値を増大方向又は減少方向に変更した際のその変更量に対して、吸入空気量の実変化量が過小となってしまうものである。
That is, the actual change amount of the intake air amount according to the predetermined change amount da of the command value is, for example, the
また、上記指令値の所定変更量daに応じた吸入空気量の実変化量が、例えば、同じく一点鎖線で例示される実測値曲線102における実変化量ds2のように、理論値曲線100における理論変化量ds0に対して、上限曲線100maxのそれを超えて大となったとき「可変バルブ機構31に異常有り」と判定される。この異常は、上記指令値を増大方向又は減少方向に変更した際のその変更量に対して、吸入空気量の実変化量が過大となってしまうものである。
Further, the actual change amount of the intake air amount according to the predetermined change amount da of the command value is, for example, the theoretical value in the
これらに対し、上記指令値の所定変更量daに応じた吸入空気量の実変化量が、上限曲線100maxに関してのもの以下であって且つ下限曲線100minに関してのもの以上であれば、即ち上記正常範囲に対応するものであれば「可変バルブ機構31に異常無し」と判定される。
On the other hand, if the actual change amount of the intake air amount according to the predetermined change amount da of the command value is less than or equal to the upper limit curve 100max and greater than or equal to the lower limit curve 100min, that is, the normal range. Is determined to be “no abnormality in the
以下、こうした異常判定処理等の手順について図4及び図5のフローチャートを参照して説明する。これら制御ルーチンは電子制御装置41を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
Hereinafter, procedures such as the abnormality determination process will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4 and 5. These control routines are executed through the
先ず、図4の異常判定処理に関する制御ルーチンについて説明する。
この制御ルーチンでは先ず、上記指令値を変更するにあたっての前提条件が成立しているか否かの判断がなされる(ステップS110)。上記前提条件としては、例えば、内燃機関11がアイドル運転のような定常運転状態にあること等、上記異常判定を行うのに適した状態にあることが挙げられる。このステップS110処理は、上記前提条件が成立した旨の判断がなされる(ステップS110:YES)まで繰り返し実行される。
First, a control routine related to the abnormality determination process in FIG. 4 will be described.
In this control routine, first, it is determined whether or not a precondition for changing the command value is satisfied (step S110). Examples of the precondition include that the
そして上記前提条件が成立するに伴い処理がステップS120に移行される。ここでは、上記指令値がその時点でのものから所定量(例えば上記変更量da)だけ増大方向に変更されるとともに、その指令値での駆動指令が可変バルブ機構31に対して発せられる。そして処理がステップS130に移行されて増大指令フラグが「1」に設定される。
Then, as the precondition is satisfied, the process proceeds to step S120. Here, the command value is changed in an increasing direction from the current value by a predetermined amount (for example, the change amount da), and a drive command at the command value is issued to the
次のステップS140では、上記指令値の変更がなされてからの経過時間が所定に至ったか否かが判断される。この判断の基準となる所定の時間は、上記駆動指令がなされてから可変バルブ機構31においてその駆動が開始されるまでの応答遅れ等を考慮して設定されている。そしてこの経過時間が所定に至った旨の判断がなされると(ステップS140:YES)、異常判定を下すのに充分な時間が経過したものとして、処理がステップS150に移行される。
In the next step S140, it is determined whether or not an elapsed time since the change of the command value has reached a predetermined value. The predetermined time serving as a reference for this determination is set in consideration of a response delay from the time when the drive command is issued until the
このステップS150では、上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の理論変化量と実変化量との差の絶対値が所定の基準値Aよりも大であるか否かが判断される。そしてこの判断結果がYES、即ち上記差の絶対値が基準値Aよりも大である旨のものであるときには、上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の実変化量が、例えば上限曲線100maxに関するものよりも大、或いは下限曲線100minに関するものよりも小であるとして可変バルブ機構31に異常有りと判定される(ステップS160)。
In step S150, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the theoretical change amount of the intake air amount and the actual change amount according to the change amount of the command value is larger than a predetermined reference value A. When this determination result is YES, that is, when the absolute value of the difference is larger than the reference value A, the actual change amount of the intake air amount according to the change amount of the command value is, for example, an upper limit curve. It is determined that there is an abnormality in the
一方、ステップS150での判断結果がNO、即ち上記差の絶対値が基準値A以下である旨のものであるときには、上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の実変化量が、例えば上記正常範囲に対応するものであるとして可変バルブ機構31に異常無しと判定される(ステップS170)。
On the other hand, when the determination result in step S150 is NO, that is, when the absolute value of the difference is equal to or less than the reference value A, the actual change amount of the intake air amount according to the change amount of the command value is, for example, It is determined that there is no abnormality in the
そして次に、上記指令値が上記変更前の値、或いは機関運転状態等から決定される通常の値に復帰され(ステップS180)、上記増大指令フラグが「0」に設定され(ステップS190)た後、本制御ルーチンが終了される。 Next, the command value is returned to the value before the change or the normal value determined from the engine operating state (step S180), and the increase command flag is set to “0” (step S190). Thereafter, this control routine is terminated.
このようにして、吸入空気量の推移に基づく可変バルブ機構31の異常判定がなされる。
なお、本実施形態では、上記指令値の増大方向への変更に伴う実吸入空気量の増大によって排気性状が悪化したりすることのないように、燃料噴射弁14における燃料噴射量が上記実吸入空気量等に応じて適切に制御されるようになっている。従って、上記のように通常の吸入空気量調節時よりも実吸入空気量が増加すると、その分、内燃機関11においては出力(トルク)が増大することとなり、この増大が過剰となると運転者に違和感を与える等の懸念が生じる。
In this way, abnormality determination of the
In the present embodiment, the fuel injection amount in the
そこで本実施形態では、上記駆動指令に応じて実吸入空気量が増大したときには、その増大に応じて点火プラグ15における点火時期を遅角するようにこれを制御するようにしている。以下、こうした点火時期制御の処理手順について図5のフローチャートを参照して説明する。
Therefore, in the present embodiment, when the actual intake air amount increases in accordance with the drive command, this is controlled so as to retard the ignition timing in the
この制御ルーチンでは先ず、上記増大指令フラグに「1」が設定されているか否か、即ち上記指令値の増大がなされたか否かが判断される(ステップS510)。そしてこの判断結果がYESの場合、処理がステップS520に移行されて吸入空気量の実絶対量が増大したか否かが判断される。即ち、上記図3の異常判定処理における指令値の増大によって吸入空気量の実絶対量の増大が生じたか否かが判断される。 In this control routine, first, it is determined whether or not “1” is set in the increase command flag, that is, whether or not the command value has been increased (step S510). If the determination result is YES, the process proceeds to step S520 to determine whether or not the actual absolute amount of intake air has increased. That is, it is determined whether or not an increase in the actual absolute amount of the intake air amount has occurred due to an increase in the command value in the abnormality determination process of FIG.
そしてこの判断結果がYES、即ち上記吸入空気量の実絶対量の増大が生じた旨の判断がなされた場合には、処理がステップS530に移行され、上記吸入空気量の実絶対量の増大に応じて上記点火時期が遅角される。この処理において上記点火時期は、例えば、上記吸入空気量の実変化量が大きいほど通常の点火時期からの遅角量が大きくなるように制御される。 If the determination result is YES, that is, if it is determined that an increase in the actual absolute amount of the intake air amount has occurred, the process proceeds to step S530 to increase the actual absolute amount of the intake air amount. Accordingly, the ignition timing is retarded. In this process, the ignition timing is controlled so that, for example, the retard amount from the normal ignition timing increases as the actual change amount of the intake air amount increases.
他方、ステップS510或いはステップS520における判断結果がNOであった場合には、上記した点火時期の遅角は実行されることなく、ステップS540において、機関運転状態等に応じた通常の点火時期が設定されることとなる。 On the other hand, if the determination result in step S510 or step S520 is NO, the above-described ignition timing delay is not executed, and in step S540, the normal ignition timing is set according to the engine operating state and the like. Will be.
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態によれば、吸気バルブ21の最大リフト量及び作動角を変更させるように可変バルブ機構31に駆動指令を発した際の吸入空気量(実値)の推移に基づいて同機構31の異常の有無が判定される。従って、上記判定を行うに際し、吸入空気量の検出のために用いられる既存のセンサ(例えばエアフローメータ47)による検出結果の流用を図ることで、上記判定用のセンサを特段に設ける必要がなくなる。
In the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to this embodiment, based on the transition of the intake air amount (actual value) when a drive command is issued to the
また、例えば上記特許文献1に記載の構成のような、最大リフト量等を変更すべく駆動されるアクチェータと吸気バルブとの間の動力伝達経路上に介在される複数の連係した部材のうち、どの部材同士の相関関係(変位量等に関しての相関関係)に異常が発生しても正確に上記判定を行うことができるようになる。
In addition, among a plurality of linked members interposed on the power transmission path between the actuator and the intake valve that are driven to change the maximum lift amount or the like, for example, the configuration described in
(2)上記駆動指令に応じて実吸入空気量が増大したときには、その増大に応じて点火時期が遅角される。これによれば、上記駆動指令に応じた実吸入空気量の増大に伴う内燃機関11の出力(トルク)の増大が抑制される。即ち、上記判定時における過剰な出力の発生が抑えられる。
(2) When the actual intake air amount increases according to the drive command, the ignition timing is retarded according to the increase. According to this, an increase in the output (torque) of the
(第2実施形態)
この第2実施形態は、可変バルブ機構31における異常の有無の判定を、上記駆動指令における指令値(絶対量)に応じた吸入空気量の理論絶対量と実絶対量との比較に基づいて行うようにしたものであり、その他の点では第1実施形態と同様の構成になっている。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, the presence or absence of abnormality in the
図6に、定常運転時の或る機関回転速度(例えばアイドル運転時の機関回転速度)における上記指令値と吸入空気量との関係の一例を示す。同図において実線で示される曲線200は上記指令値に応じた吸入空気量の理論絶対量に関するものである。破線で示される曲線200maxは上記指令値と実吸入空気量との関係に関する正常範囲(正常とみなすことの可能な範囲)の上限として設定されたものであり、同じく曲線200minはその下限として設定されたものである。なお、同図において理論値曲線200と上限曲線200maxとは、同一の指令値に対応する吸入空気量どうしの差が一定となるように設定されている。理論値曲線200と下限曲線200minとについても上記同様に、同一の指令値に対応する吸入空気量どうしの差が一定となるように設定されている。
FIG. 6 shows an example of the relationship between the command value and the intake air amount at a certain engine rotation speed during normal operation (for example, engine rotation speed during idle operation). A
本実施形態では、上記指令値に応じた吸入空気量の理論絶対量と実絶対量との差の絶対値が所定の基準値Bよりも大となったとき、これを「可変バルブ機構31に異常有り」と判定するようになっている。因みに、本実施形態においてはこの基準値Bが、上限曲線200maxにおける任意の指令値に対応する吸入空気量から、理論値曲線200における上記と同一の指令値に対応する吸入空気量を減じたときの差と等しく設定されている。また同様に、基準値Bは理論値曲線200における任意の指令値に対応する吸入空気量から、下限曲線200minにおける上記と同一の指令値に対応する吸入空気量を減じたときの差と等しく設定されている。
In the present embodiment, when the absolute value of the difference between the theoretical absolute amount and the actual absolute amount of the intake air amount according to the command value becomes larger than a predetermined reference value B, this is indicated as “
即ち、例えば、同図に示すように上記指令値を任意の値から変更(図ではドットS1に対応する指令値から変更量db分増大)した後、吸入空気量の実絶対量が上記正常範囲から外れていれば「可変バルブ機構31に異常有り」と判定される。例えば同図にドットS2で示す状態に関しては、同一の指令値に対応する吸入空気量の実絶対量が上限曲線200maxについてのそれよりも大となっており、即ち、上記変更後の指令値に応じた吸入空気量の実絶対量が過大となっている。また、ドットS3で示す状態に関しては、上記指令値に対応する吸入空気量の実絶対量が下限曲線200minについてのそれよりも小となっており、即ち、上記変更後の指令値に応じた吸入空気量の実絶対量が過小となっている。即ちこれら上記指令値の変更後における吸入空気量の実絶対量がドットS2,S3で示す状態にあるときには上記異常有りと判定される。
That is, for example, as shown in the figure, after changing the command value from an arbitrary value (in the figure, the command value corresponding to the dot S1 is increased by the change amount db), the actual absolute amount of the intake air amount is within the normal range. If it is off, it is determined that “the
これに対し、ドットS4で示す状態に関しては、上記指令値に対応する吸入空気量の実絶対量が上限曲線200maxについてのそれ以下であり且つ下限曲線200minについてのそれ以上となっており、この場合には「可変バルブ機構31に異常なし」と判定される。
On the other hand, in the state indicated by the dot S4, the actual absolute amount of the intake air amount corresponding to the command value is less than that for the upper limit curve 200max and more than that for the lower limit curve 200min. Is determined as “no abnormality in the
なお、上記のように上記指令値に応じた吸入空気量の理論絶対量と実絶対量との比較に基づいて上記異常判定を行う場合には、上述したような指令値の変更を行わずとも同判定を行うことが可能である。しかし本実施形態では、上記指令値の変更を行わない、いわば「静状態」での異常判定では看過され兼ねない異常の検出を可能とすべく、上記指令値の変更を行った上での異常判定を行うようにしている。即ち、例えば、ドットS1で示すような正常状態が長期間継続されている最中に可変バルブ機構31において固着等の異常が生じた場合、上記「静状態」での異常判定ではこの異常を検出することができない。その点、本実施形態のように上記指令値をこのドットS1の状態から変更しその後の吸入空気量の実絶対量を参照することで、こうした異常の検出(「異常有り」との判定)が可能となる。
In addition, when the abnormality determination is performed based on the comparison between the theoretical absolute amount of the intake air amount corresponding to the command value and the actual absolute amount as described above, the command value is not changed as described above. It is possible to make the same determination. However, in this embodiment, the command value is not changed, that is, the abnormality after the command value is changed so as to enable detection of an abnormality that may be overlooked in the abnormality determination in the “static state”. Judgment is made. That is, for example, when abnormality such as sticking occurs in the
以下、電子制御装置41を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される本実施形態の異常判定処理等の手順について図5及び図7のフローチャートを参照して説明する。
Hereinafter, a procedure such as abnormality determination processing according to the present embodiment, which is executed by the time interruption at predetermined time intervals through the
先ず、図7の異常判定処理に関する制御ルーチンについて説明する。本制御ルーチンにおける各ステップ処理はステップS250を除いて図4のものと同様となっている。
即ち、各ステップS210,S220,S230,S240,S260,S270,S280,S290の処理は同順に、図4の各ステップS110,S120,S130,S140,S160,S170,S180,S190の各処理と同様のものとなっている。
First, a control routine related to the abnormality determination process in FIG. 7 will be described. Each step process in this control routine is the same as that in FIG. 4 except for step S250.
That is, the processes in steps S210, S220, S230, S240, S260, S270, S280, and S290 are the same as those in steps S110, S120, S130, S140, S160, S170, S180, and S190 in FIG. Has become.
従って、本制御ルーチンでは、ステップS250において吸入空気量の理論絶対量と実絶対量との差の絶対値が所定の基準値Bよりも大きいか否かの判断がなされ、この判断結果がYESならば可変バルブ機構31に「異常有り」と判定され、NOならば「異常なし」と判定される。
Therefore, in this control routine, in step S250, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the theoretical absolute amount and the actual absolute amount of the intake air amount is larger than a predetermined reference value B. Therefore, it is determined that the
そして上記第1実施形態と同様に、図5に示す点火時期制御処理の実行を通じて、上記駆動指令に応じた実吸入空気量の増大に伴う内燃機関11の出力(トルク)の増大を抑制するようにしている。
As in the first embodiment, the increase in the output (torque) of the
本実施形態においても、上記の(1)及び(2)と同様の効果を得ることができる。
(第3実施形態)
この第3実施形態は、上記最大リフト量及び作動角の可変制御を通じた吸入空気量調節に併せてスロットル開度の調整を通じた吸入空気量調節が行われるとともに、上記異常判定の態様についてもこれらをふまえたものとなっている点が上記第1及び第2実施形態と異なっている。従って以下では、主にこうした相違点について説明することとし、第1及び第2実施形態と共通する構成部分については図面上に同一符号を付して重複した説明を省略する。
Also in this embodiment, the same effects as the above (1) and (2) can be obtained.
(Third embodiment)
In the third embodiment, the intake air amount is adjusted through adjustment of the throttle opening in addition to the intake air amount adjustment through variable control of the maximum lift amount and the operating angle. This is different from the first and second embodiments described above. Therefore, in the following, such differences will be mainly described, and the same components as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals in the drawings, and redundant description is omitted.
図8に示すように、本実施形態の内燃機関11においては、吸気通路13の途中にスロットルバルブ51が設けられ、電子制御装置41から発せられる駆動指令に基づいてスロットル開度が調整されるようになっている。本実施形態では、上記した最大リフト量及び作動角の可変制御と併せ、このスロットル開度の調整を通じて吸入空気量が調節されるようになっている。
As shown in FIG. 8, in the
更に本実施形態において電子制御装置41は、例えば上述の前提条件(内燃機関11が定常運転状態にあること等)の成立した状態において、上記最大リフト量及び作動角が変更されるように上記指令値を変更した場合に、実吸入空気量が一定に保持されるように上記指令値の変更量に基づいてスロットル開度を調整するようになっている。こうした最大リフト量及び作動角の可変制御とスロットル開度の調整との双方による吸入空気量調節は、例えば、実吸入空気量を一定に保ちつつ吸気通路13におけるスロットルバルブ51よりも下流側の領域の圧力を変更する場合等に行われる。
Further, in the present embodiment, the
このようにして本実施形態では、上記最大リフト量及び作動角の変更に伴う実吸入空気量の変化をなくすべくスロットル開度の調整が行われる。こうした内燃機関11においては、例えば可変バルブ機構31に異常が無ければ上記指令値が変更されても実吸入空気量は一定に保持されるようになる。しかし、例えば、可変バルブ機構31に異常が生じて駆動指令に応じた上記最大リフト量及び作動角の変更が行われなくなったときには、スロットル開度の調整を上記指令値の変更量に基づいて行ったのでは実吸入空気量を一定に保持することができなくなる、即ちその後の実吸入空気量に変化が生じることとなる。本実施形態では、こうした実吸入空気量の変化の有無に基づいて上記異常判定が行われるようになっている。
Thus, in the present embodiment, the throttle opening is adjusted so as to eliminate the change in the actual intake air amount accompanying the change in the maximum lift amount and the operating angle. In such an
以下、電子制御装置41を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される本実施形態の異常判定処理等の手順について図5及び図9のフローチャートを参照して説明する。なお、上記スロットル開度の調整に関しての処理は、電子制御装置41を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて、図5及び図9に示す処理と並行して実行される。
Hereinafter, a procedure such as abnormality determination processing according to the present embodiment, which is executed by the time interruption at predetermined intervals through the
先ず、図9の異常判定処理に関する制御ルーチンについて説明する。本制御ルーチンにおける各ステップ処理はステップS350を除いて図4のものと同様となっている。
即ち、各ステップS310,S320,S330,S340,S360,S370,S380,S390の処理は同順に、図4の各ステップS110,S120,S130,S140,S160,S170,S180,S190の各処理と同様のものとなっている。
First, a control routine related to the abnormality determination process in FIG. 9 will be described. Each step process in this control routine is the same as that in FIG. 4 except for step S350.
That is, the processes of steps S310, S320, S330, S340, S360, S370, S380, and S390 are the same as the processes of steps S110, S120, S130, S140, S160, S170, S180, and S190 in FIG. Has become.
従って、本制御ルーチンでは、ステップS350において吸入空気量の実絶対量に変化があったか否かの判断がなされ、この判断結果がYESならば可変バルブ機構31に「異常有り」と判定され、NOならば「異常なし」と判定される。
Therefore, in this control routine, it is determined whether or not the actual absolute amount of the intake air amount has changed in step S350. If this determination result is YES, it is determined that the
そして上記第1及び第2実施形態と同様に、図5に示す点火時期制御処理の実行を通じて、実吸入空気量が増大した場合における内燃機関11の出力(トルク)の増大を抑制するようにしている。
As in the first and second embodiments, the increase in the output (torque) of the
本実施形態では、上記の(1)及び(2)と同様の効果を得ることができる。
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
In the present embodiment, the same effects as the above (1) and (2) can be obtained.
In addition, embodiment is not limited above, For example, it is good also as the following aspects.
・上記各実施形態では、上記指令値を増大方向に変更したときの吸入空気量(実値)の推移に基づいて上記異常判定を行うようにしたが、これに限らず、上記指令値を減少方向に変更したときの上記推移に基づいて行うようにしてもよい。 In each of the above embodiments, the abnormality determination is performed based on the transition of the intake air amount (actual value) when the command value is changed in the increasing direction. However, the present invention is not limited to this, and the command value is decreased. You may make it perform based on the said transition when changing to a direction.
・上記第1実施形態では、上記指令値の変更量に応じた吸入空気量の理論変化量と実変化量との比較に基づいて上記異常判定を行うようにしたが、これに限らず、上記指令値の変更量に対する吸入空気量の実変化量の比(例えば図3における「ds1/da」や「ds2/da」の値等)に基づいて行うようにしてもよい。この場合、例えば、上記指令値の変更量に対する吸入空気量の実変化量の比が所定の範囲(例えば上記正常範囲に対応する範囲)から外れたとき可変バルブ機構31に異常有りと判定される。
In the first embodiment, the abnormality determination is performed based on the comparison between the theoretical change amount and the actual change amount of the intake air amount according to the change amount of the command value. You may make it perform based on ratio (For example, the value of "ds1 / da" in FIG. 3, "ds2 / da", etc.) etc. of FIG. In this case, for example, when the ratio of the actual change amount of the intake air amount to the change amount of the command value deviates from a predetermined range (for example, a range corresponding to the normal range), it is determined that the
11…内燃機関、21…吸気バルブ、31…可変バルブ機構、41…電子制御装置、51…スロットルバルブ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記吸気バルブのリフト時間面積を変更させるように前記可変バルブ機構に駆動指令を発しつつ吸入空気量の推移を検出し、その検出結果に基づいて前記異常の有無の判定を行う
可変バルブ機構の異常判定装置。 An abnormality determination device for a variable valve mechanism that determines whether or not there is an abnormality in a variable valve mechanism that varies a lift time area of an intake valve of an internal combustion engine,
Abnormality of the variable valve mechanism that detects the transition of the intake air amount while issuing a drive command to the variable valve mechanism so as to change the lift time area of the intake valve, and determines the presence or absence of the abnormality based on the detection result Judgment device.
請求項1に記載の可変バルブ機構の異常判定装置。 The determination as to whether or not there is an abnormality is made based on a comparison between a theoretical change amount and an actual change amount of the intake air amount according to a change amount of a command value of the lift time area in the drive command. An abnormality determination device for a variable valve mechanism.
請求項1に記載の可変バルブ機構の異常判定装置。 The abnormality determination of the variable valve mechanism according to claim 1, wherein the determination of the presence or absence of the abnormality is performed based on a ratio of an actual change amount of the intake air amount to a change amount of the command value of the lift time area in the drive command. apparatus.
請求項1に記載の可変バルブ機構の異常判定装置。 The variable valve according to claim 1, wherein the determination of the presence or absence of the abnormality is performed based on a comparison between a theoretical absolute amount and an actual absolute amount of the intake air amount according to a command value of the lift time area in the drive command. Mechanism abnormality determination device.
前記吸気バルブのリフト時間面積が変更されるように前記可変バルブ機構に駆動指令を発しつつ、吸入空気量が一定に保持されるように前記駆動指令における指令値の変更量に基づきスロットル開度を調整し、その後の吸入空気量に変化が生じたことをもって前記異常有りと判定する
ことを特徴とする可変バルブ機構の異常判定装置。 An abnormality determination device for a variable valve mechanism that determines whether or not there is an abnormality in a variable valve mechanism that varies a lift time area of an intake valve of an internal combustion engine,
While issuing a drive command to the variable valve mechanism so that the lift time area of the intake valve is changed, the throttle opening is set based on the change amount of the command value in the drive command so that the intake air amount is kept constant. An abnormality determination device for a variable valve mechanism, characterized in that the abnormality is determined to be present when a change has occurred in a subsequent intake air amount.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の可変バルブ機構の異常判定装置。 The abnormality determination device for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein when the intake air amount increases according to the drive command, the ignition timing is retarded according to the increase.
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