JP2010014073A - Abnormality determination apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、異常判定装置に関する。 The present invention relates to an abnormality determination device.
吸気弁あるいは排気弁の開弁特性を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関では、開弁特性を検出するセンサを設け、そのセンサで検出される開弁特性が目標値に一致するように、可変動弁機構の制御軸を駆動するアクチュエータが制御される。 There is known an internal combustion engine provided with a variable valve mechanism that varies the valve opening characteristics of an intake valve or an exhaust valve. In such an internal combustion engine, a sensor that detects a valve opening characteristic is provided, and an actuator that drives the control shaft of the variable valve mechanism is controlled so that the valve opening characteristic detected by the sensor matches a target value. .
特開2005−188450号公報には、開弁特性を検出するセンサを複数備え、それらの各センサからの検出信号間における偏差が所定値以上であると判断されるときに予備的フェイルセーフ処理を実行するとともに、上記偏差が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合には、センサの異常を判断し、予備的フェイルセーフ処理からセンサ異常時用のフェイルセーフ処理に切り換える装置が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-188450 includes a plurality of sensors that detect valve opening characteristics, and performs preliminary fail-safe processing when it is determined that a deviation between detection signals from these sensors is equal to or greater than a predetermined value. An apparatus is disclosed that, when executed, determines that the sensor is abnormal when the state where the deviation is equal to or greater than a predetermined value continues for a predetermined time or more, and switches from a preliminary fail-safe process to a fail-safe process for when the sensor is abnormal. ing.
しかしながら、上記のようなシステムの異常としては、センサの異常だけでなく、アクチュエータや制御軸に異常が生ずる場合もある。上記従来の技術では、センサ以外の異常に対応することができない。 However, as the above system abnormality, not only a sensor abnormality but also an actuator or a control axis may occur. In the above conventional technique, it is impossible to cope with an abnormality other than the sensor.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可変作用角機構を備えたシステムにおいて、異常時に故障部位を精度良く特定することのできる異常判定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an abnormality determination device that can accurately identify a faulty part at the time of abnormality in a system including a variable working angle mechanism. And
第1の発明は、上記の目的を達成するため、異常判定装置であって、
制御軸と、該制御軸を動かすアクチュエータとを有し、前記制御軸を所定方向に動かした場合には内燃機関の気筒に設けられた弁の作用角を拡大させ、前記制御軸を前記所定方向と逆の方向に動かした場合には前記作用角を縮小させる可変作用角機構と、
前記作用角の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記アクチュエータの動作量を検出する動作量センサと、
前記制御軸の位置を検出する位置センサと、
前記目標値と、前記動作量センサの検出値と、前記位置センサの検出値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する故障部位特定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an abnormality determination device,
A control shaft, and an actuator for moving the control shaft. When the control shaft is moved in a predetermined direction, an operating angle of a valve provided in a cylinder of the internal combustion engine is expanded, and the control shaft is moved in the predetermined direction. A variable working angle mechanism that reduces the working angle when moved in the opposite direction;
Target value calculating means for calculating a target value of the working angle;
An operation amount sensor for detecting an operation amount of the actuator;
A position sensor for detecting the position of the control axis;
A failure part specifying means for specifying a part where a failure has occurred by comparing the target value, the detection value of the motion amount sensor, and the detection value of the position sensor;
It is characterized by providing.
また、第2の発明は、第1の発明において、
前記目標値の変化量と、前記動作量センサの検出値の変化量と、前記位置センサの検出値の変化量とを比較することにより、前記故障部位特定手段により特定された故障部位の故障の内容を判定する故障内容判定手段を備えることを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
By comparing the amount of change in the target value, the amount of change in the detected value of the motion sensor, and the amount of change in the detected value of the position sensor, the failure of the faulty part specified by the faulty part specifying means is detected. A failure content determining means for determining the content is provided.
また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記故障部位特定手段は、前記目標値と前記動作量センサの検出値または前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記アクチュエータであると特定する手段を含むことを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
The failure part specifying means does not match the target value and the detection value of the motion amount sensor or the detection value of the position sensor, and the detection value of the motion amount sensor and the detection value of the position sensor match. In this case, a means for specifying that the failure part is the actuator is included.
また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記故障部位特定手段は、前記目標値または前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記目標値と前記動作量センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記位置センサまたは前記制御軸であると特定する手段を含むことを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The failure part specifying unit is configured such that the target value or the detection value of the motion amount sensor does not match the detection value of the position sensor, and the target value and the detection value of the motion amount sensor match. And means for identifying that the failure part is the position sensor or the control axis.
また、第5の発明は、第2の発明において、
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記アクチュエータであると特定されている場合において、前記目標値の変化量に対して前記動作量センサの検出値の変化量が小さいときには前記アクチュエータの応答性が低下していると判定し、前記目標値の変化に対して前記動作量センサの検出値に変化が見られないときには前記アクチュエータが固着していると判定する手段を含むことを特徴とする。
The fifth invention is the second invention, wherein
In the case where the failure part is specified to be the actuator, the failure content determination means has a response of the actuator when the change amount of the detected value of the operation amount sensor is small with respect to the change amount of the target value. And a means for determining that the actuator is fixed when no change is found in the detection value of the operation amount sensor with respect to the change in the target value.
また、第6の発明は、第2の発明において、
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記制御軸であると特定されている場合において、前記動作量センサの検出値の変化量に対して前記位置センサの検出値の変化量が小さいときには前記制御軸の締結部のガタまたは緩みが生じていると判定し、前記動作量センサの検出値の変化に対して前記位置センサの検出値に変化が見られないときには前記制御軸または前記締結部の破損が生じていると判定する手段を含むことを特徴とする。
The sixth invention is the second invention, wherein
In the case where the failure part is specified to be the control axis, the failure content determination means is configured to perform the control when the change amount of the detection value of the position sensor is smaller than the change amount of the detection value of the operation amount sensor. When it is determined that looseness or looseness of the fastening portion of the shaft has occurred and no change is detected in the detection value of the position sensor with respect to a change in the detection value of the operation amount sensor, the control shaft or the fastening portion is damaged. It is characterized by including a means for determining that occurrence has occurred.
また、第7の発明は、第1乃至第6の発明の何れかにおいて、
前記動作量センサは、前記アクチュエータの作動を制御するための制御用センサとして機能し、
前記位置センサは、故障診断を行うための故障診断用センサとして機能することを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
The operation amount sensor functions as a control sensor for controlling the operation of the actuator,
The position sensor functions as a failure diagnosis sensor for performing failure diagnosis.
第1の発明によれば、可変作用角機構の制御軸の位置を検出する位置センサの検出値と、制御軸を動かすアクチュエータの動作量を検出する動作量センサの検出値と、作用角の目標値とを比較することにより、故障が発生した部位を精度良く特定することができる。このため、適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を向上することができる。また、修理の際にも、修理の必要な箇所をすぐに特定することができるので、効率良く修理を行うことができる。 According to the first invention, the detection value of the position sensor that detects the position of the control shaft of the variable working angle mechanism, the detection value of the operation amount sensor that detects the operation amount of the actuator that moves the control shaft, and the target of the working angle By comparing the values, the part where the failure has occurred can be specified with high accuracy. For this reason, an appropriate fail safe measure can be selected, and safety can be improved. In addition, when repairing, it is possible to immediately identify a portion requiring repair, so that the repair can be performed efficiently.
第2の発明によれば、作用角の目標値の変化量と、動作量センサの検出値の変化量と、位置センサの検出値の変化量とを比較することにより、故障部位の故障の内容を判定することができる。このため、より適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を更に向上することができる。また、修理の際にも、故障内容を事前に知ることができるので、更に効率良く修理を行うことができる。 According to the second aspect of the present invention, by comparing the amount of change in the target value of the operating angle, the amount of change in the detected value of the motion sensor, and the amount of change in the detected value of the position sensor, Can be determined. For this reason, more appropriate fail-safe measures can be selected, and safety can be further improved. Further, since the contents of the failure can be known in advance at the time of repair, the repair can be performed more efficiently.
第3の発明によれば、アクチュエータの故障を精度良く特定することができる。 According to the third invention, it is possible to specify the failure of the actuator with high accuracy.
第4の発明によれば、位置センサまたは制御軸の故障を精度良く特定することができる。 According to the fourth invention, it is possible to accurately identify a failure of the position sensor or the control axis.
第5の発明によれば、アクチュエータの故障の内容を精度良く判定することができる。 According to the fifth aspect, the content of the actuator failure can be determined with high accuracy.
第6の発明によれば、制御軸の故障の内容を精度良く判定することができる。 According to the sixth aspect, it is possible to accurately determine the content of the control axis failure.
第7の発明によれば、内燃機関の可変作用角機構を備えたシステムにおいて、制御用センサの検出値と、故障診断用センサの検出値と、作用角の目標値とを比較することにより、故障が発生した部位を精度良く特定することができる。 According to the seventh invention, in the system including the variable working angle mechanism of the internal combustion engine, by comparing the detected value of the control sensor, the detected value of the failure diagnosis sensor, and the target value of the working angle, It is possible to accurately identify the site where the failure has occurred.
実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本実施形態のシステムは、車両等に搭載される図示しないエンジン(内燃機関)の吸気弁10の作用角を可変制御するシステムである。このシステムは、吸気弁10の作用角を連続的に可変とする可変作用角機構12を備えている。
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system of this embodiment is a system that variably controls the operating angle of an
なお、本実施形態では、本発明を吸気弁10の可変作用角機構12に適用した場合について説明するが、本発明は、排気弁の可変作用角機構にも同様に適用可能である。
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to the variable
可変作用角機構12は、制御軸14と、この制御軸14を軸方向に直進移動させるアクチュエータ16とを有している。アクチュエータ16は、モータと、このモータの回転運動を直進移動軸16Aの直進運動に変換する運動変換機構(例えば螺旋カム等)とを内蔵している。アクチュエータ16の直進移動軸16Aと、制御軸14とは、締結部18により連結されている。これにより、制御軸14は、直進移動軸16Aと一体となって、直進移動する。
The variable
制御軸14の途中には、ローラーアーム20と、このローラーアーム20を挟んで両側に位置する一対の揺動カム22とが設けられている。ローラーアーム20が備えるローラー21には、図示しない吸気カム軸のカムが当接している。その吸気カム軸が回転すると、ローラーアーム20が揺動する。揺動カム22は、ローラーアーム20と共に揺動する。揺動カム22と吸気弁10との間には、ロッカーアーム24が配置されている。揺動カム22は、ロッカーアーム24に設けられたローラーに当接している。揺動カム22が揺動すると、ロッカーアーム24が揺動して、ロッカーアーム24が吸気弁10を押圧することにより、吸気弁10がリフト(開弁)する。
A
ローラーアーム20の内周部には、螺旋状をなすヘリカルスプラインが形成されている。また、揺動カム22の内周部には、それとは逆方向の螺旋状をなすヘリカルスプラインが形成されている。ローラーアーム20および揺動カム22の内側には、上記ヘリカルスプラインと噛み合うスライダギヤが設置されている。このスライダギヤは、制御軸14と共に軸方向に移動する。制御軸14を軸方向に移動させると、上記ヘリカルスプラインとスライダギヤとの作用により、ローラーアーム20と揺動カム22との相対角度が変化する。その結果、吸気カム軸の回転に伴う揺動カム22の揺動範囲が変化することにより、吸気弁10のリフト量および作用角が変化する。
A helical spline having a spiral shape is formed on the inner peripheral portion of the
このようにして、可変作用角機構12では、アクチュエータ16によって制御軸14を一方向(例えば図1中の左方向)に移動させることにより吸気弁10の作用角を連続的に縮小させることができ、制御軸14をそれとは逆の方向(例えば図1中の右方向)に移動させることにより吸気弁10の作用角を連続的に拡大させることができる。なお、このような可変作用角機構12の詳細な構造は、例えば特開2001−263015号公報に記載されており、公知であるので、本明細書ではこれ以上の説明を省略する。
In this manner, in the variable working
アクチュエータ16の近傍には、アクチュエータ16の作動を制御することによって吸気弁10の作用角を制御するための制御センサ26が設置されている。この制御センサ26は、アクチュエータ16が備えるモータの回転量(回転方向も含む)を検出する。また、制御軸14の近傍には、故障診断(OBD:On-Board Diagnostic)を行うためのOBDセンサ(故障診断用センサ)28が設置されている。このOBDセンサ28は、制御軸14の位置を検出する。本実施形態のOBDセンサ28は、制御軸14に設けられたターゲット30の位置を、例えばホール素子等のセンサ素子を用いて非接触で検出するように構成されている。
A
本実施形態のシステムは、更に、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ32と、車両のアクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ34と、ECU(Electronic Control Unit)50とを備えている。アクチュエータ16が備えるモータ、制御センサ26、OBDセンサ28、クランク角センサ32、およびアクセルポジションセンサ34は、それぞれ、ECU50に電気的に接続されている。
The system of this embodiment further includes a
図2は、吸気弁10の作用角と、制御センサ26の出力値との関係を示す図である。本実施形態の制御センサ26は、アクチュエータ16が備えるモータの回転量に比例する、リニアな出力を発する。このモータの回転量と、制御軸14の移動量とは比例する。そして、制御軸14の移動量と、吸気弁10の作用角の変化量とは比例する。従って、図2に示すように、吸気弁10の作用角と、制御センサ26の出力値とは、リニアな関係を有する。よって、制御センサ26の出力値に基づいて、吸気弁10の作用角を検出することができる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the operating angle of the
吸気弁10の作用角を大きくするほど、エンジンの筒内に吸入される空気量が多くなるため、エンジントルクが大きくなる。ECU50は、クランク角センサ32の信号に基づいて算出されるエンジン回転数や、アクセルポジションセンサ34により検出されるアクセルペダル位置などに応じ、所定のマップに従って、吸気弁10の作用角の目標値(以下「目標作用角」と称する)を算出する。そして、ECU50は、制御センサ26の出力値に基づいて検出される吸気弁10の作用角(以下、「制御センサ値」と称する)が、目標作用角に一致するように、アクチュエータ16が備えるモータの作動を制御する。
As the operating angle of the
図3は、吸気弁10の作用角と、OBDセンサ28の出力値との関係を示す図である。本実施形態のOBDセンサ28は、制御軸14の移動量に比例する、リニアな出力を発する。制御軸14の移動量と、吸気弁10の作用角の変化量とは比例する。従って、図3に示すように、吸気弁10の作用角と、OBDセンサ28の出力値とは、リニアな関係を有する。よって、OBDセンサ28の出力値に基づいて、吸気弁10の作用角を検出することができる。以下の説明では、OBDセンサ28の出力値に基づいて検出される吸気弁10の作用角を「OBDセンサ値」と称する。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the operating angle of the
以上説明したようなシステムが正常である場合には、目標作用角と、制御センサ値と、OBDセンサ値とは、一致するはずである。ここで言う「一致」とは、それらの3つの値の間の偏差が、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等によって不可避的に生ずる誤差(以下、「設計公差」と称する)の範囲内に収まっている場合が含まれる。これに対し、上記偏差が設計公差の範囲を超えている場合には、それらの値が一致してないと判断できる。上記3つの値が一致しない場合には、システムのどこかに異常が発生していると判断できる。 When the system as described above is normal, the target operating angle, the control sensor value, and the OBD sensor value should match. Here, “match” means that the deviation between these three values falls within the range of errors (hereinafter referred to as “design tolerances”) inevitably caused by sensor measurement errors, software processing errors, and the like. Is included. On the other hand, when the deviation exceeds the design tolerance range, it can be determined that the values do not match. If the above three values do not match, it can be determined that an abnormality has occurred somewhere in the system.
本実施形態において、ECU50は、システムに異常が発生した場合に、目標作用角と、制御センサ値と、OBDセンサ値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する処理を実行する。図4は、故障発生部位の特定方法を説明するための図である。
In the present embodiment, when an abnormality occurs in the system, the
図4中の上側の行には、上記3つの値のうちの2つが一致しない場合に、故障の可能性がある部位が記載されている。
(目標作用角と制御センサ値とが一致しない場合)
目標作用角と制御センサ値が一致しない原因としては、アクチュエータ16の動作不良、あるいは制御センサ26の異常が考えられる。よって、この場合、故障の可能性がある部位としては、アクチュエータ16および制御センサ26が挙げられる。
In the upper row in FIG. 4, there is a description of a portion where there is a possibility of failure when two of the above three values do not match.
(When the target operating angle does not match the control sensor value)
Possible causes of the mismatch between the target operating angle and the control sensor value are a malfunction of the
(制御センサ値とOBDセンサ値とが一致しない場合)
制御センサ値とOBDセンサ値とが一致しない原因としては、制御センサ26あるいはOBDセンサ28の異常が考えられる。更に、この場合には、締結部18のガタや緩み、あるいは締結部18や制御軸14の破損(以下、締結部18も含めたこれらの故障を総称して「制御軸14の故障」と言う)なども原因として考えられる。制御軸14の故障が発生した場合には、アクチュエータ16の動作量と制御軸14の移動量とが一致しなくなるので、制御センサ26とOBDセンサ28とが共に正常であったとしても、制御センサ値とOBDセンサ値とが一致しなくなるからである。従って、制御センサ値とOBDセンサ値とが一致しない場合に故障の可能性がある部位としては、制御センサ26、OBDセンサ28および制御軸14が挙げられる。
(When the control sensor value does not match the OBD sensor value)
A possible cause of the mismatch between the control sensor value and the OBD sensor value is that the
(目標作用角とOBDセンサ値とが一致しない場合)
目標作用角とOBDセンサ値との不一致は、アクチュエータ16、制御センサ26、OBDセンサ28、および制御軸14の何れの故障によっても起こり得る。従って、この場合に故障の可能性がある部位としては、アクチュエータ16、制御センサ26、OBDセンサ28および制御軸14が挙げられる。
(When the target operating angle does not match the OBD sensor value)
The mismatch between the target operating angle and the OBD sensor value can be caused by any failure of the
一方、図4の左側の列には、上記3つの値のうちの2つが一致する場合に、正常であると判断できる部位が記載されている。 On the other hand, the left column of FIG. 4 describes a part that can be determined to be normal when two of the three values match.
(目標作用角と制御センサ値とが一致する場合)
この場合には、アクチュエータ16がECU50の指令通りに動いていると認められる。よって、この場合には、アクチュエータ16および制御センサ26は正常であると判断できる。
(When the target operating angle and the control sensor value match)
In this case, it is recognized that the
(制御センサ値とOBDセンサ値とが一致する場合)
この場合には、アクチュエータ16の動作量と制御軸14の移動量とが同じであると判断できる。よって、制御軸14は正常であると判断できる。また、アクチュエータ16の動作量および制御軸14の移動量がそれぞれ正確に検出されていると判断できる。よって、制御センサ26およびOBDセンサ28も正常であると判断できる。
(When the control sensor value and the OBD sensor value match)
In this case, it can be determined that the operation amount of the
(目標作用角とOBDセンサ値とが一致する場合)
この場合には、制御軸14の位置が目標作用角に一致していることがOBDセンサ28によって確認されていることになる。この場合には、アクチュエータ16、制御センサ26、OBDセンサ28および制御軸14の何れもが正常であると判断できる。
(When the target operating angle and the OBD sensor value match)
In this case, the
本実施形態では、上述したパターンを組み合わせることにより、故障部位を特定することができる。すなわち、図4のAに示すように、目標作用角と制御センサ値とが一致しておらず、且つ、制御センサ値とOBDセンサ値とが一致している場合には、アクチュエータ16の故障であると特定することができる。また、図4のDに示すように、目標作用角とOBDセンサ値とが一致しておらず、且つ、制御センサ値とOBDセンサ値とが一致している場合にも、アクチュエータ16の故障であると特定することができる。
In the present embodiment, a failure site can be specified by combining the above-described patterns. That is, as shown in FIG. 4A, when the target operating angle and the control sensor value do not match and the control sensor value and the OBD sensor value match, the
更に、図4のBに示すように、制御センサ値とOBDセンサ値とが一致しておらず、且つ、目標作用角と制御センサ値とが一致している場合には、OBDセンサ28または制御軸14の故障であると特定することができる。また、図4のCに示すように、目標作用角とOBDセンサ値とが一致しておらず、且つ、目標作用角と制御センサ値とが一致している場合にも、OBDセンサ28または制御軸14の故障であると特定することができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4B, when the control sensor value and the OBD sensor value do not match and the target operating angle and the control sensor value match, the
本実施形態によれば、以上のようにして、システムに異常が発生した場合に、故障部位を精度良く特定することができる。このため、適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を向上することができる。また、修理の際にも、修理の必要な箇所をすぐに特定することができるので、効率良く修理を行うことができる。 According to the present embodiment, when an abnormality occurs in the system as described above, it is possible to accurately identify the failure site. For this reason, an appropriate fail safe measure can be selected, and safety can be improved. In addition, when repairing, it is possible to immediately identify a portion requiring repair, so that the repair can be performed efficiently.
更に、本実施形態では、システムに異常が発生し、その故障部位が特定された場合において、目標作用角、制御センサ値およびOBDセンサ値の各々の変化量を比較することにより、その故障の内容を判定することとした。この点に関しては、後に詳しく説明する。 Furthermore, in the present embodiment, when an abnormality occurs in the system and the failure part is specified, the contents of the failure are compared by comparing the respective amounts of change in the target operating angle, the control sensor value, and the OBD sensor value. Was decided. This will be described in detail later.
[実施の形態1における具体的処理]
図5乃至図7は、本実施形態において、ECU50が本システムの故障診断を行う際に実行するルーチンのフローチャートである。
[Specific Processing in Embodiment 1]
5 to 7 are flowcharts of routines executed when the
図5に示すルーチンによれば、まず、現在の目標作用角θ1が読み込まれる(ステップ100)。前述したように、目標作用角θ1は、アクセルペダル位置やエンジン回転数などに基づいて逐次算出されている。次いで、制御センサ値θ2が読み込まれ(ステップ102)、更に、OBDセンサ値θ3が読み込まれる(ステップ104)。 According to the routine shown in FIG. 5, first, the current target operating angle θ 1 is read (step 100). As described above, the target operating angle θ 1 is sequentially calculated based on the accelerator pedal position, the engine speed, and the like. Next, the control sensor value θ 2 is read (step 102), and further, the OBD sensor value θ 3 is read (step 104).
続いて、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α以上であるか否かが判別される(ステップ106)。所定値αは、両者の値が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。 Subsequently, it is determined whether or not the absolute value of the difference between the target operating angle θ 1 and the control sensor value θ 2 is greater than or equal to a predetermined value α (step 106). The predetermined value α is a value set in advance in consideration of sensor measurement errors, software processing errors, and the like in order to determine whether or not the two values match.
上記ステップ106において、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α以上である場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とは一致していないと判断できる。この場合には、アクチュエータ16が故障していると判定される(ステップ108)。続いて、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β以上であるか否かが判別される(ステップ110)。所定値βは、両者が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。
In
上記ステップ110において、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β以上である場合には、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との何れもが一致していないことになる。従って、制御センサ26、OBDセンサ28、制御軸14の何れにも故障の可能性がある。そこで、この場合には、制御センサ26、OBDセンサ28、および制御軸14が故障していると判定される(ステップ112,114,116)。そして、システムに異常が生じていると判定される(ステップ118)。
In
これに対し、上記ステップ110において、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満である場合には、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合は、図4のAに該当するので、アクチュエータ16のみの故障であると判断できる。そこで、この場合には、上記ステップ112,114,116の処理はスキップされる。そして、システムに異常が生じていると判定される(ステップ118)。
In contrast, in
一方、上記ステップ106において、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α未満である場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とは一致していると判断できる。この場合には、次に、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満であるか否かが判別される(ステップ120)。
On the other hand, in
上記ステップ120において、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満でない場合には、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合は、図4のBに該当するので、OBDセンサ28および制御軸14に故障の可能性があると判断できる。そこで、この場合には、OBDセンサ28および制御軸14が故障していると判定される(ステップ114,116)。そして、システムに異常が生じていると判定される(ステップ118)。
In
これに対し、上記ステップ120において、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満である場合には、制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合には、次に、目標作用角θ1とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満であるか否かが判別される(ステップ122)。所定値γは、両者の値が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。
In contrast, in
上記ステップ122において、目標作用角θ1とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満でない場合には、目標作用角θ1とOBDセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合は、図4のCに該当するので、OBDセンサ28および制御軸14に故障の可能性があると判断できる。そこで、この場合には、OBDセンサ28および制御軸14が故障していると判定される(ステップ114,116)。そして、システムに異常が生じていると判定される(ステップ118)。
If the absolute value of the difference between the target operating angle θ 1 and the OBD sensor value θ 3 is not less than the predetermined value γ in
一方、上記ステップ122において、目標作用角θ1とOBDセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満である場合には、目標作用角θ1とOBDセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とOBDセンサ値θ3が何れも一致していることになる。従って、この場合には、制御センサ26、OBDセンサ28、および制御軸14が何れも正常であると判断できる。よって、システムは正常であると判定される(ステップ124)。
On the other hand, in
上述した図5に示すルーチンの処理に続いて、目標作用角の変化量Δθ1、制御センサ値の変化量Δθ2、およびOBDセンサ値の変化量Δθ3を算出するために、図6に示すルーチンが実行される。図6に示すルーチンによれば、まず、前回の目標作用角、制御センサ値およびOBDセンサ値がそれぞれ読み込まれる(ステップ126,128,130)。次いで、上記ステップ100で読み込まれた今回の目標作用角から、上記ステップ126で読み込まれた前回の目標作用角を差し引くことにより、目標作用角の変化量Δθ1が算出される(ステップ132)。また、上記ステップ102で読み込まれた今回の制御センサ値から、上記ステップ128で読み込まれた前回の制御センサ値を差し引くことにより、制御センサ値の変化量Δθ2が算出される(ステップ134)。更に、上記ステップ104で読み込まれた今回のOBDセンサ値から、上記ステップ130で読み込まれた前回のOBDセンサ値を差し引くことにより、OBDセンサ値の変化量Δθ3が算出される(ステップ136)。続いて、今回の目標作用角、制御センサ値およびOBDセンサ値がそれぞれ記憶される(ステップ138,140,142)。
In order to calculate the target operating angle change amount Δθ 1 , the control sensor value change amount Δθ 2 , and the OBD sensor value change amount Δθ 3 subsequent to the processing of the routine shown in FIG. 5 described above, FIG. The routine is executed. According to the routine shown in FIG. 6, first, the previous target operating angle, control sensor value, and OBD sensor value are read (
図7に示すルーチンは、アクチュエータ16または制御軸14が故障していると判定された場合に、その故障の内容を判定するためのルーチンである。図7に示すルーチンによれば、まず、システムに異常が発生しているとの判定がなされているか否かが判別される(ステップ150)。システムに異常が発生していると判定されていない場合には、以下の処理を実行する必要はないので、本ルーチンがそのまま終了される。一方、システムに異常が発生していると判定されている場合には、次に、図6のルーチンの処理によって算出された目標作用角の変化量Δθ1、制御センサ値の変化量Δθ2、およびOBDセンサ値の変化量Δθ3がそれぞれ読み込まれる(ステップ152,154,156)。
The routine shown in FIG. 7 is a routine for determining the content of the failure when it is determined that the
次いで、目標作用角が変化しているか否か、つまりΔθ1≠0が成立するか否かが判別される(ステップ158)。本実施形態では、目標作用角が変化しているときに、故障内容の判定を行う。よって、目標作用角が変化していない場合には、本ルーチンがそのまま終了される。 Next, it is determined whether or not the target operating angle has changed, that is, whether or not Δθ 1 ≠ 0 is established (step 158). In the present embodiment, the failure content is determined when the target operating angle is changing. Therefore, when the target operating angle has not changed, this routine is terminated as it is.
上記ステップ158で、目標作用角が変化していると判別された場合には、次に、制御センサ26が正常であるか否かが判別される(ステップ160)。本実施形態では、制御センサ26が正常である場合に、アクチュエータ16または制御軸14の故障内容の判定を行う。よって、制御センサ26に異常が発生していると判定されている場合には、本ルーチンがそのまま終了される。一方、上記ステップ160で、制御センサ26が正常であると判別された場合には、次に、アクチュエータ16の故障と判定されているか否かが確認される(ステップ162)。
If it is determined in
上記ステップ162で、アクチュエータ16の故障と判定されていることが確認された場合には、次に、制御センサ値が変化しているか否か、つまりΔθ2≠0が成立するか否かが判別される(ステップ164)。制御センサ値が変化していない場合、つまりΔθ2=0である場合には、目標作用角が変化しているにもかかわらず、アクチュエータ16が全く作動していないと判断できる。そこで、この場合には、アクチュエータ16が固着していると判定される(ステップ166)。
If it is confirmed in
これに対し、上記ステップ164で、制御センサ値に変化が見られる場合には、次に、制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値が目標作用角の変化量Δθ1の絶対値より小さいか否かが判別される(ステップ168)。制御センサ値の変化が目標作用角の変化より小さい場合には、アクチュエータ16は、作動してはいるものの、目標作用角の変化に追従できていないと判断できる。そこで、上記ステップ168で、制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値が目標作用角の変化量Δθ1の絶対値より小さいと判別された場合には、アクチュエータ16の応答性が低下していると判定される(ステップ170)。
On the other hand, if there is a change in the control sensor value in the
一方、上記ステップ162でアクチュエータ16の故障ではないことが確認された場合には、次に、制御軸14の故障と判定されているか否かが確認される(ステップ172)。その結果、制御軸14の故障と判定されていることが確認された場合には、次に、OBDセンサ値が変化しているか否か、つまりΔθ3≠0が成立するか否かが判別される(ステップ174)。OBDセンサ値が変化していない場合、つまりΔθ3=0である場合には、アクチュエータ16が作動しているにもかかわらず、制御軸14が全く動いていないと判断できる。すなわち、アクチュエータ16と制御軸14との連結が断たれていると判断できる。よって、この場合には、締結部18あるいは制御軸14が破損していると判定される(ステップ176)。
On the other hand, if it is confirmed in
これに対し、上記ステップ174で、OBDセンサ値に変化が見られる場合には、次に、OBDセンサ値の変化量Δθ3の絶対値が制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値より小さいか否かが判別される(ステップ178)。OBDセンサ値の変化が制御センサ値の変化より小さい場合には、制御軸14は、動いてはいるものの、アクチュエータ16の作動に追従できていないと判断できる。よって、上記ステップ178で、OBDセンサ値の変化量Δθ3の絶対値が制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値より小さいと判別された場合には、締結部18のガタあるいは緩みが発生していると判定される(ステップ180)。
On the other hand, if there is a change in the OBD sensor value in the
以上説明したように、本実施形態の処理によれば、システムに異常が発生した場合に、故障部位を精度良く特定することができるだけでなく、その故障部位の故障の内容を判定することもできる。このため、より適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を更に向上することができる。また、修理の際にも、故障内容を事前に知ることができるので、更に効率良く修理を行うことができる。 As described above, according to the processing of the present embodiment, when an abnormality occurs in the system, not only can a faulty part be specified with high accuracy, but also the content of the fault at the faulty part can be determined. . For this reason, more appropriate fail-safe measures can be selected, and safety can be further improved. Further, since the contents of the failure can be known in advance at the time of repair, the repair can be performed more efficiently.
なお、本実施形態では、制御センサ26やOBDセンサ28は、リニアな出力を発するものであるとして説明したが、ステップ状の出力、あるいはパルス状の出力などを発するものであってもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態においては、制御軸14がその軸方向に直進移動するものとして説明したが、本発明における可変作用角機構は、制御軸14が回転し、その回転位置に応じて吸気弁10の作用角を変化させるように構成されていてもよい。
In the present embodiment, the
上述した実施の形態1においては、制御センサ26が前記第1の発明における「動作量センサ」に、OBDセンサ28が前記第1の発明における「位置センサ」に、また、ECU50が、エンジン回転数やアクセルペダル位置などに応じ、所定のマップに従って目標作用角を算出することにより前記第1の発明における「目標値算出手段」が、図5に示すルーチンの処理を実行することにより前記第1、第3および第4の発明における「故障部位特定手段」が、図6および図7に示すルーチンの処理を実行することにより前記第2、第5および第6の発明における「故障内容判定手段」が、それぞれ実現されている。
In the first embodiment described above, the
10 吸気弁
12 可変作用角機構
14 制御軸
16 アクチュエータ
16A 直進移動軸
18 締結部
20 ローラーアーム
22 揺動カム
24 ロッカーアーム
26 制御センサ
28 OBDセンサ
30 ターゲット
50 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記作用角の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記アクチュエータの動作量を検出する動作量センサと、
前記制御軸の位置を検出する位置センサと、
前記目標値と、前記動作量センサの検出値と、前記位置センサの検出値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する故障部位特定手段と、
を備えることを特徴とする異常判定装置。 A control shaft, and an actuator for moving the control shaft. When the control shaft is moved in a predetermined direction, an operating angle of a valve provided in a cylinder of the internal combustion engine is expanded, and the control shaft is moved in the predetermined direction. A variable working angle mechanism that reduces the working angle when moved in the opposite direction;
Target value calculating means for calculating a target value of the working angle;
An operation amount sensor for detecting an operation amount of the actuator;
A position sensor for detecting the position of the control axis;
A failure part specifying means for specifying a part where a failure has occurred by comparing the target value, the detection value of the motion amount sensor, and the detection value of the position sensor;
An abnormality determination device comprising:
前記位置センサは、故障診断を行うための故障診断用センサとして機能することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項記載の異常判定装置。 The operation amount sensor functions as a control sensor for controlling the operation of the actuator,
The abnormality determination device according to claim 1, wherein the position sensor functions as a failure diagnosis sensor for performing failure diagnosis.
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JP2006250150A (en) * | 2006-05-10 | 2006-09-21 | Hitachi Ltd | Operating angle detection system for variable valve gear of internal combustion engine |
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