JP2009052499A

JP2009052499A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

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Publication number: JP2009052499A
Application number: JP2007221112A
Authority: JP
Inventors: Masao Katsuma; 政夫勝間; Akira Furuta; 彰古田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-08-28
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-28
Also published as: JP4475473B2; US7673599B2; US20090056652A1

Abstract

【課題】いかなる時にも正確にＶＶＴの異常を判断できる内燃機関のバルブタイミング制御装置を得る。
【解決手段】運転状態に応じて吸気バルブ、排気バルブの一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段２０２と、吸気バルブ、排気バルブの一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段２０３と、目標及び実バルブタイミングの偏差に基づきＶＶＴに対する制御量を発生する実バルブタイミング制御手段２０４と、前記実バルブタイミングの保持に要する制御量の学習値を前記積分補正値に基づいて学習する学習手段２０６と、学習が未完了の場合、実バルブタイミングの動作量によりＶＶＴの故障を検出し、完了済の場合、目標及び実バルブタイミングの偏差によりＶＶＴの故障を検出するバルブタイミング可変機構故障検出手段２０９とを設けた。
【選択図】図３

Description

この発明は、吸気バルブ及び排気バルブのバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関し、特に、バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）の異常（故障）を検出する機能を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。

従来、運転状態に応じて吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを可変制御する装置はよく知られている。この種のバルブタイミング制御装置は、運転状態に応じてバルブタイミングを可変保持して最適化するための機構を有している。例えば、吸気バルブの開放タイミングは、エンジン回転数が安定中間領域の場合には、ＥＧＲ機能実現を目的として進角側に保持され、エンジン回転数が高回転領域又は低回転領域の場合には、出力トルク確保又は運転安定化を目的として遅角側に保持される。

バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）に異常が発生した場合、運転性能及び排気ガスへの影響が発生するため、目標バルブタイミングと実バルブタイミングの偏差等によりバルブタイミング可変機構の異常を検出することが行われている。目標バルブタイミングと実バルブタイミングの偏差により異常を検出するが、始動時油圧が抜けている状態で誤判定しないよう始動後、所定時間異常検出を禁止している装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、実バルブタイミングの制御量の一つである学習値は、電源投入直後初期値が設定されるが、この初期値に関しては、バルブのオーバーラップ量が相対的に小さくなる方向、つまり、部品ばらつき又は経年変化等考慮して設計上の中央値より小さい値を初期値として設定することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、学習値を設計上の中央値とし電源投入直後の積分項の初期値を負の値にして、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに速やかに収束させるとともに、実バルブタイミングのオーバーシュートを抑制して、運転性能の劣化及び排気ガスの悪化を確実に防止した内燃機関のバルブタイミング制御装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−６４８６２号公報特開平８−３３８２７１号公報特開２００１−１５２８８６号公報

上述したような従来のバルブタイミング制御装置では、電源投入直後の制御量学習値、あるいは積分値が小さい値に設定されているため、制御量学習が完了するまでの間、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミング収束が遅れることとなる。バルブタイミング可変機構の異常を判断する場合、電源投入直後の収束遅れにより正常なバルブタイミング可変機構にも関わらず異常と誤判定する場合が発生するという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、いかなる時にも正確にバルブタイミング可変機構の異常を判断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得るものである。

この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、各種センサ信号から内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態に応じて前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、前記目標バルブタイミング及び実バルブタイミングの偏差に基づいてバルブタイミング可変機構に対する制御量を発生する実バルブタイミング制御手段と、前記偏差を積算して前記制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段と、前記実バルブタイミングの保持に要する制御量の学習値を前記積分補正値に基づいて学習する学習手段と、前記積分補正値を初期化すべき運転状態を初期化条件として検出する初期化条件検出手段と、前記初期化条件が検出されたときに前記積分補正値を運転状態に応じた最適値に初期化する初期化手段と、前記学習手段による学習が未完了の場合には、第１の検出方法により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出し、前記学習手段による学習が完了済の場合には、第２の検出方法により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出するバルブタイミング可変機構故障検出手段とを設けたものである。

この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、いかなる時にも正確にバルブタイミング可変機構の異常を判断することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置について図１から図７までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置を有する内燃機関の概略断面構成を示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、略中央付近のバルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）４０は、吸気側カムシャフト１９に連結されており、作動油（エンジン１の潤滑油）により駆動されて、吸気バルブ１７（あるいは、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の少なくとも一方）のバルブタイミングを変更する。

ＶＶＴ４０は、吸気側タイミングプーリ２１に対する吸気側カムシャフト１９の変位角度を変化させることにより、吸気バルブ１７のバルブタイミングを連続的に変更させる。オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）８０は、ＶＶＴ４０に作動油を供給するとともに、作動油の油量を調整する。

また、図１において、エンジン１は、複数の気筒からなり、内燃機関の本体を構成している。ここでは、代表的にエンジン１の１気筒分のみが図示されている。

クランク角センサ６は、例えばクランクシャフト５の近傍に配設された電磁ピックアップからなり、エンジン１の回転に同期したクランク角信号ＳＧＴを出力し、エンジン１の回転数ＮＥの検出に用いられるとともに、クランクシャフト５が所定の基準クランク角度（°ＣＡ）にあることを検出するために用いられる。

水温センサ１２は、シリンダブロック２に配設されており、冷却水通路を流れる冷却水の温度（冷却水温）Ｗを検出する。

吸気側タイミングプーリ２１は、吸気側カムシャフト１９の一端に装着されており、排気側タイミングプーリ２２は、排気側カムシャフト２０の一端に装着されている。タイミングベルト２３は、各タイミングプーリ２１及び２２をクランクシャフト５に連結している。各カムシャフト１９及び２０は、クランクシャフト５の１／２の速度で回転する。

エンジン１の作動時において、クランクシャフト５の回転駆動力は、タイミングベルト２３、各タイミングプーリ２１及び２２を介して各カムシャフト１９及び２０に伝達されており、各カムシャフト１９及び２０を回転させる。

これにより、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８は、クランクシャフト５の回転及びピストン４の上下動に同期して開閉駆動される。

カム角センサ２４は、吸気側カムシャフト１９の近傍に配設されており、吸気バルブ１７の動作タイミング（バルブタイミング）を検出するためのカム角信号ＳＧＣを出力する。

スロットルバルブ２６は、吸気通路１５の途中に配設されており、アクセルペダル（図示せず）に連動して開閉駆動されることにより、エンジン１への空気流量すなわち吸入空気量Ｑを調整する。スロットルセンサ２７は、スロットルバルブ２６に連結されており、スロットル開度θを検出する。

吸入空気量センサ２８は、スロットルバルブ２６の上流側に配設されており、吸気通路１５に流れる吸入空気量Ｑを例えば熱方式で検出する。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、マイクロコンピュータ（後述する）からなり、エンジン１の運転状態を示す各種センサ信号（クランク角信号ＳＧＴ、カム角信号ＳＧＣ、吸入空気量Ｑ、スロットル開度θ、冷却水温Ｗなど）に基づいて、各種アクチュエータ（ＯＣＶ８０、インジェクタ３０、イグナイタ１１など）を駆動し、エンジン１に対するバルブタイミング、燃料噴射量、点火時期などを制御する。

図２は、図１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）の内部構成を示すブロック図である。

図２において、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００は、クランク角センサ６やカム角センサ２４などが接続された入力回路１１４と、マイクロコンピュータ１０１と、電源回路１１３と、バックアップ電源回路１１２と、ＯＣＶ８０のリニアソレノイド８３に接続された電流制御回路１０９とが設けられている。

マイクロコンピュータ１０１は、各種の演算や判定行うＣＰＵ１０２と、所定の制御プログラムなどが予め格納されたＲＯＭ１０３と、ＣＰＵ１０２の演算結果などを一時記憶するＲＡＭ１０４と、入力信号の周期などを計測するカウンタ１０５と、出力信号の駆動時間などを計測するタイマ１０６と、出力インターフェイスとなる出力ポート１０７と、各ブロックを接続するコモンバス１０８から構成されている。

電流制御回路１０９は、ＯＣＶ８０のリニアソレノイド電流ｉを制御する。ＣＰＵ１０２は、各種入力信号に基づいてＯＣＶ８０のリニアソレノイド電流ｉを制御するとともに、タイマ１０６の時間計測結果に基づき、出力ポート１０７にＯＣＶ８０のリニアソレノイド電流ｉに相当するデューティー信号を出力する。電流制御回路１０９は、デューティー信号に基づき、ＯＣＶ８０のリニアソレノイド８３にリニアソレノイド電流ｉが流れるように制御し、バルブタイミング制御を行う。

図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の機能構成を示すブロック図である。

図３において、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、運転状態検出手段２０１と、目標バルブタイミング算出手段２０２と、実バルブタイミング検出手段２０３と、実バルブタイミング制御手段２０４と、積分制御手段２０５と、学習手段２０６と、初期化条件検出手段２０７と、初期化手段２０８と、バルブタイミング可変機構故障検出手段２０９とが設けられている。なお、各ブロックは、ＥＣＵ１００Ａ内の動作プログラムの機能を示している。

つぎに、この実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作について図面を参照しながら説明する。

図３において、運転状態検出手段２０１は、各種センサ信号（図１参照）から内燃機関の運転状態Ｄを検出する。目標バルブタイミング算出手段２０２は、運転状態Ｄに応じて吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の少なくとも一方に対する目標バルブタイミングＴｏを算出する。実バルブタイミング検出手段２０３は、吸気バルブ１７及び排気バルブ１８の少なくとも一方の実バルブタイミングＴａを検出する。

また、実バルブタイミング制御手段２０４は、目標バルブタイミングＴａと実バルブタイミングＴｏの偏差ＥＲ等に基づいてＯＣＶ８０に対する制御量（リニアソレノイド電流ｉ）を発生する。積分制御手段２０５は、タイミング偏差ＥＲを積算してリニアソレノイド電流ｉを補正するための積分補正値ΣＫｉを算出する。学習手段２０６は、実バルブタイミングＴａの保持に要する制御量（保持電流ｉｈ）の学習値ＬＲＮを積分補正値ΣＫｉに基づいて学習する。

さらに、初期化条件検出手段２０７は、積分補正値ΣＫｉを初期化すべき運転状態を初期化条件として検出する。初期化手段２０８は、初期化条件が検出されたときに積分補正値ΣＫｉを運転状態に応じた最適値に初期化する。バルブタイミング可変機構故障検出手段２０９は、バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）の故障（異常）を検出する際に、学習が未完了の場合には、実バルブタイミングの動作量によりバルブタイミング可変機構の故障を検出し、学習が完了済の場合には、目標バルブタイミングと実バルブタイミングの偏差によりバルブタイミング可変機構の故障を検出する。

図４は、リニアソレノイドの電流値と実バルブタイミング変化速度の関係を示す特性図である。

この図４は、エンジン１の所定運転条件でのリニアソレノイド電流ｉに対する実バルブタイミング変化速度ＶＴａを示している。実バルブタイミング変化速度ＶＴａが正の領域は、進角方向に移動している領域に相当し、実バルブタイミング変化速度ＶＴａが負の領域は、遅角方向に移動している領域に相当する。また、実バルブタイミングＴａが変化しないリニアソレノイド電流ｉｂ（０．５Ａ）を、保持電流ｉｈと称する。通常、保持電流ｉｈを基準としてバルブタイミングを進角させたい場合には、リニアソレノイド電流ｉを大きく設定し、逆に、バルブタイミングを遅角させたい場合には、リニアソレノイド電流ｉを小さく設定すればよい。

ＥＣＵ１００内の実バルブタイミング制御手段２０４は、目標バルブタイミングＴｏと実バルブタイミングＴａの偏差ＥＲに応じて、積分制御手段２０５と学習手段２０６による積分補正値ΣＫｉと学習値ＬＲＮを用いてＰＩ制御を行うことにより、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに収束させる。このときの、ＯＣＶ８０のリニアソレノイド電流ｉは、次の式（１）で与えられる。

ｉ＝ＫＰ×ＥＲ＋ΣＫｉ＋ＬＲＮ＋０．５Ａ（１）

ここで、ゲインＫＰは比例動作に対応する。また、式（１）内のタイミング偏差ＥＲは、次の式（２）のように算出される。

ＥＲ＝Ｔｏ−Ｔａ（２）

また、式（１）において、ゲインＫｉは、積分動作に対応している。また、積分項（総和項）ΣＫｉは、タイミング偏差ＥＲに基づいて算出された増減値を積算した積分補正値であり、次の式（３）のように算出される。

ΣＫｉ＝ΣＫｉ（ｊ−１）＋Ｋｉ×ＥＲ（３）

式（３）において、積分項ΣＫｉ（ｊ−１）は、今回値を積算する前の積分補正値であり、Ｋｉ×ＥＲは、今回の積分増減値に相当する。なお、ゲインＫｉは、非常に小さな値に設定されており、ステップ応答などの際に過渡的に生じるタイミング偏差ＥＲが増大しても、積分補正値ΣＫｉが大きく変動しないように制御し、これにより、制御が不安定になるのを防止している。

上述の制御により、実バルブタイミングＴａは、目標バルブタイミングＴｏの変化に応じて、目標バルブタイミングＴｏに収束するよう変化する。

目標バルブタイミングＴｏがほぼ一定で、且つ、タイミング偏差ＥＲの絶対値が所定値Ｅ１未満を示す収束状態において、上記の式（１）に基づくリニアソレノイド電流ｉは、ほぼ実際の保持電流ｉｈを示していると見なされるので、学習手段２０６は、積分補正値ΣＫｉに基づいて、以下のように学習値ＬＲＮの学習を行う。

学習手段２０６は、積分補正値ΣＫｉの平均値（または、平滑値）に基づいて学習値ＬＲＮを算出し、例えば、積分補正値ΣＫｉの増減方向反転時の過去複数回分の積分補正値ΣＫｉの平均値に基づいて、学習値ＬＲＮを算出する。

学習手段２０６は、学習カウンタＣＬＲＮを有し、例えば、目標バルブタイミングＴｏがほぼ一定で、且つ、タイミング偏差ＥＲが所定値Ｅ１以内を示す収束状態において、学習カウンタＣＬＲＮをカウントアップさせ、学習カウンタＣＬＲＮが所定値以上になったときに学習値ＬＲＮを学習するようになっている。尚、学習カウンタＣＬＲＮの値は、目標バルブタイミングＴｏが一定ではない状態、または、タイミング偏差ＥＲの絶対値が所定値Ｅ１以上を示す場合に０にリセットされる。

さらに、学習手段２０６は、学習値ＬＲＮを学習したタイミングで学習完了フラグＦＬＲＮを学習済（完了済）（ＦＬＲＮ＝１）と設定する。

また、学習値ＬＲＮは、バックアップ電源回路１１２の作用により、キースイッチ１１１のオフ期間中においてもＲＡＭ１０４内に記憶保持されているので、キースイッチ１１１がオンされた直後であっても、実バルブタイミングＴａを目標バルブタイミングＴｏに速やかに収束させることができる。なお、学習値ＬＲＮは、バッテリ１１０が接続された直後には「０」に初期化される。

学習手段２０６による学習値ＬＲＮが更新されたときに、積分制御手段２０５は、学習値ＬＲＮの増大分だけ積分補正値ΣＫｉを減少させ、学習値ＬＲＮの減少分だけ積分補正値ΣＫｉを増大させる。

一方、初期化条件検出手段２０７は、ＥＣＵ１００に電源が供給された直後のタイミングを初期化条件として検出し、初期化手段２０８は、積分補正値ΣＫｉの初期値を負の値に設定する。また、学習完了フラグＦＬＲＮを未学習（未完了）（ＦＬＲＮ＝０）に設定する。

すなわち、初期化手段２０８は、学習値ＬＲＮが未学習状態の場合には、学習値ＬＲＮの初期値を設計上の中央値（＝０．５Ａ）に設定するとともに、積分補正値ΣＫｉの初期値を負の値に設定する。また、初期化手段２０８は、学習値ＬＲＮが学習済の場合には、積分補正値ΣＫｉの初期値を０に設定する。

このとき、学習値ＬＲＮの初期値が設計上の中央値であっても、積分補正値ΣＫｉの初期値が負の値なので、リニアソレノイド電流ｉは、図５（ｂ）のように、設計上の中央値（０．５Ａ）よりも小さい電流値から立ち上がることになる。

図５は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の電源投入直後の初期化動作を示すタイミングチャートである。

したがって、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、実バルブタイミングＴａが目標バルブタイミングＴｏに向かって上昇している期間のリニアソレノイド電流ｉは抑制される。また、積分補正値ΣＫｉは、図５（ｃ）に示すように、負の値から０に向かって徐々に増加を開始する。

積分補正値ΣＫｉの増加にともない、図５（ａ）に示すように、実バルブタイミングＴａは徐々に目標バルブタイミングＴｏに接近し、リニアソレノイド電流ｉは、図５（ｂ）に示すように、徐々に低下して保持電流ｉｈに収束する。

したがって、ＶＶＴ４０の位相を保持するためのリニアソレノイド電流ｉ（保持電流ｉｈ）が設計上の中央値（０．５Ａ）よりも低い場合であっても、初期化時において、実バルブタイミングＴａがオーバーシュートすることがなく、バルブオーバーラップの増大を抑制することができる。

一方、電源投入直後に初期化条件検出手段２０７から初期化条件が未成立であった場合のバルブタイミング動作について図６を用いて説明する。

図６は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の学習完了時の動作を示すタイミングチャートである。

電源投入直後、初期化条件検出手段２０７から初期化条件が未成立であった場合、学習値ＬＲＮは、前回設定値とし、積分補正値ΣＫｉを０に設定する。このとき、学習値ＬＲＮが設定済みのため、積分補正値ΣＫｉの初期値リニアソレノイド電流ｉは、図６（ｂ）のように、保持電流ｉｈ付近の電流値から立ち上がることになる。

したがって、実バルブタイミングＴａが目標バルブタイミングＴｏに向かって上昇する際のリニアソレノイド電流ｉが、図６（ｂ）に示すように、初期化条件検出後より、大きな値から動作し始める。そして、図６（ａ）に示すように、初期化条件検出時より、短い期間で目標バルブタイミングＴｏに収束する。

以上のように、学習完了フラグＦＬＲＮが学習済と未学習では、実バルブタイミングの目標バルブタイミングへの収束時間が異なるため、従来のように、目標バルブタイミングと実バルブタイミングの偏差により故障検出を行う場合は、未学習時に正常状態にも関わらず故障と誤判定する可能性がある。

次に、図７を参照しながら、この発明の実施の形態１によるバルブタイミング可変機構の故障検出について、具体的に説明する。

図７は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置のバルブタイミング可変機構故障検出手段の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１において、バルブタイミングに進角指令（バルブタイミングの変更指令）が出力されたか否かを判別する。すなわち、目標バルブタイミングＴｏが所定値（例えば、２０〜３０°ＣＡ）よりも大きいか否かを判断する。目標バルブタイミングＴｏが所定値よりも大きい場合には、ステップＳ２へ進んで故障検出を行い、所定値以下の場合には、継続時間γ＝０で、ステップＳ７へ進む。

次に、ステップＳ２において、学習完了フラグＦＬＲＮが学習済か未学習であるかを判別する。学習済である場合には、ステップＳ５へ進み、未学習である場合には、ステップＳ３へ進む。

次に、ステップＳ３において、実バルブタイミングＴａが予め設定された進角検出値ＥＲ１（例えば、５°ＣＡ）よりも大きいかを判別する。実バルブタイミングＴａが進角検出値ＥＲ１よりも大きい場合には、ステップＳ１０へ進み、進角検出値ＥＲ１以下の場合には、ステップＳ４へ進む。

次に、ステップＳ４において、実バルブタイミングＴａが進角検出値ＥＲ１以下の場合に、継続時間γを計測（積算）する。例えば、カウンタを１だけカウントアップする。その後、ステップＳ７へ進む。

次に、ステップＳ５において、目標バルブタイミングＴｏと実バルブタイミングＴａの偏差の絶対値を演算する。絶対値が収束判定値ＥＲ２（例えば、５°ＣＡ）未満かを判別する。絶対値が収束判定値ＥＲ２未満である場合には、ステップＳ１１へ進み、絶対値が収束判定値ＥＲ２以上である場合には、ステップＳ６へ進む。

次に、ステップＳ６において、目標バルブタイミングＴｏと実バルブタイミングＴａの偏差の絶対値が収束判定値ＥＲ２以上である場合に、継続時間γを計測（積算）する。例えば、カウンタを１だけカウントアップする。その後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ１０において、実バルブタイミングＴａが進角検出値ＥＲ１よりも大きい場合に、継続時間γを０とする。例えば、カウンタをクリアする。その後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ１１において、目標バルブタイミングＴｏと実バルブタイミングＴａの偏差の絶対値が収束判定値ＥＲ２未満である場合に、継続時間γを０とする。例えば、カウンタをクリアする。その後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、継続時間（積算値）γが所定時間（例えば、５秒（ｓ））τ以上かを判別する。継続時間γが所定時間τを経過した場合には、ステップＳ８へ進み、継続時間γが所定時間τ未満の場合には、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ８において、継続時間γが所定時間τを経過した場合に、故障（異常）であると判断する。異常発生フラグＦＬをセット（ＦＬ＝１）する。

ステップＳ９において、継続時間γが所定時間τ未満の場合に、故障（異常）なしと判断する。異常発生フラグＦＬをリセット（ＦＬ＝０）する。

前述の所定時間τは、バルブタイミング可変機構が保持電流ｉｈの学習完了フラグＦＬＲＮが未学習である場合であっても、実バルブタイミングＴａが進角検出値ＥＲ１まで到達するのに充分な時間が設定されており、また、保持電流ｉｈの学習完了フラグＦＬＲＮが学習済である場合に、実バルブタイミングＴａが目標バルブタイミングＴｏへ収束するのに充分な時間が設定されている。これにより、ＥＣＵ１００に電源投入した直後においても、バルブタイミング可変機構の故障検出方法を変更することで、故障判定を実行でき、誤判定の発生を防止できる。

この発明の実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置を有する内燃機関の概略断面構成を示す図である。図１の電子制御ユニット（ＥＣＵ）の内部構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の機能構成を示すブロック図である。リニアソレノイドの電流値と実バルブタイミング変化速度の関係を示す特性図である。この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の電源投入直後の初期化動作を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の学習完了時の動作を示すタイミングチャートである。この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置のバルブタイミング可変機構故障検出手段の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１エンジン、２シリンダブロック、４ピストン、５クランクシャフト、６クランク角センサ、１１イグナイタ、１２水温センサ、１５吸気通路、１７吸気バルブ、１８排気バルブ、１９吸気側カムシャフト、２０排気側カムシャフト、２１吸気側タイミングプーリ、２２排気側タイミングプーリ、２３タイミングベルト、２４カム角センサ、２６スロットルバルブ、２７スロットルセンサ、２８吸入空気量センサ、３０インジェクタ、８３リニアソレノイド、１０１マイクロコンピュータ、１０２ＣＰＵ、１０３ＲＯＭ、１０４ＲＡＭ、１０５カウンタ、１０６タイマ、１０７出力ポート、１０８コモンバス、１０９電流制御回路、１１０バッテリ、１１１キースイッチ、１１２バックアップ電源回路、１１３電源回路、１１４入力回路、２０１運転状態検出手段、２０２目標バルブタイミング算出手段、２０３実バルブタイミング検出手段、２０４実バルブタイミング制御手段、２０５積分制御手段、２０６学習手段、２０７初期化条件検出手段、２０８初期化手段、２０９バルブタイミング可変機構故障検出手段。

Claims

各種センサ信号から内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態に応じて前記内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、
前記吸気バルブ及び排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
前記目標バルブタイミング及び実バルブタイミングの偏差に基づいてバルブタイミング可変機構に対する制御量を発生する実バルブタイミング制御手段と、
前記偏差を積算して前記制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段と、
前記実バルブタイミングの保持に要する制御量の学習値を前記積分補正値に基づいて学習する学習手段と、
前記積分補正値を初期化すべき運転状態を初期化条件として検出する初期化条件検出手段と、
前記初期化条件が検出されたときに前記積分補正値を運転状態に応じた最適値に初期化する初期化手段と、
前記学習手段による学習が未完了の場合には、第１の検出方法により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出し、前記学習手段による学習が完了済の場合には、第２の検出方法により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出するバルブタイミング可変機構故障検出手段と
を備えた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。
前記バルブタイミング可変機構故障検出手段は、前記学習手段による学習が未完了の場合には、前記実バルブタイミングの動作量により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出し、前記学習手段による学習が完了済の場合には、前記目標バルブタイミング及び実バルブタイミングの偏差により前記バルブタイミング可変機構の故障を検出する
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。