JP2887641B2 - 内燃機関における可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置 - Google Patents
内燃機関における可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関における可変
バルブタイミング制御装置に関し、特に、機関運転条件
に応じて出力される制御信号に応じてバルブタイミング
を可変制御する可変バルブタイミング制御装置の故障を
診断する装置に関する。
バルブタイミング制御装置に関し、特に、機関運転条件
に応じて出力される制御信号に応じてバルブタイミング
を可変制御する可変バルブタイミング制御装置の故障を
診断する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、内燃機関において、吸気バルブ
閉時期が速いと、低・中速域において吸入効率が向上
し、吸気バルブ閉時期が遅いと、高速域において吸入効
率が向上し、トルク向上を図れることが知られている。
このため、従来から、機関の吸気バルブの開閉時期を切
り換えるバルブタイミング可変機構を機関運転条件に応
じて動作させる可変バルブタイミング制御装置（以下、
ＶＴＣと言う）を設け、機関の高回転，高負荷時には吸
気バルブと排気バルブの開状態のオーバラップ量を大き
くして、吸気慣性力を利用して充填効率を高めることが
行われている（「新型車解説書（ＦＧＹ３２−１）」編
集発行：日産自動車株式会社 １９９１年８月発行等参
照）。
閉時期が速いと、低・中速域において吸入効率が向上
し、吸気バルブ閉時期が遅いと、高速域において吸入効
率が向上し、トルク向上を図れることが知られている。
このため、従来から、機関の吸気バルブの開閉時期を切
り換えるバルブタイミング可変機構を機関運転条件に応
じて動作させる可変バルブタイミング制御装置（以下、
ＶＴＣと言う）を設け、機関の高回転，高負荷時には吸
気バルブと排気バルブの開状態のオーバラップ量を大き
くして、吸気慣性力を利用して充填効率を高めることが
行われている（「新型車解説書（ＦＧＹ３２−１）」編
集発行：日産自動車株式会社 １９９１年８月発行等参
照）。
【０００３】上記のようなＶＴＣでは、例えば機関回転
信号，吸入空気量信号等を入力する制御ユニットから出
力される制御信号により、可変バルブタイミングコント
ロールソレノイドをＯＮ・ＯＦＦさせることにより、バ
ルブタイミング可変機構を動作させる油圧を制御して、
吸気バルブの開閉時期を切り換え制御している。
信号，吸入空気量信号等を入力する制御ユニットから出
力される制御信号により、可変バルブタイミングコント
ロールソレノイドをＯＮ・ＯＦＦさせることにより、バ
ルブタイミング可変機構を動作させる油圧を制御して、
吸気バルブの開閉時期を切り換え制御している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ＶＴＣにおいて、制御信号の出力系の電気的な故障やバ
ルブタイミング制御機構の機械的な故障等により作動不
良となった場合には、ＶＴＣ作動時と同じ出力を得よう
とすると、より高いエンジン回転が必要となり、排気エ
ミッションが悪化するという問題があり、ＶＴＣの自己
診断が不可欠である。
ＶＴＣにおいて、制御信号の出力系の電気的な故障やバ
ルブタイミング制御機構の機械的な故障等により作動不
良となった場合には、ＶＴＣ作動時と同じ出力を得よう
とすると、より高いエンジン回転が必要となり、排気エ
ミッションが悪化するという問題があり、ＶＴＣの自己
診断が不可欠である。
【０００５】しかし、従来では、ＶＴＣの自己診断とし
て有効な手立てがなく、ＶＴＣの自己診断装置の開発が
嘱望されていた。尚、特別なデバイスを設けてＶＴＣの
自己診断を行うことが考えられるが、これでは、コスト
高となり、思わしくない。そこで、本発明は、以上のよ
うな従来の問題点に鑑み、内燃機関における可変バルブ
タイミング制御装置の故障診断を特別なデバイスを設け
ることなく、容易に行うことができる自己診断装置を提
供することを目的とする。
て有効な手立てがなく、ＶＴＣの自己診断装置の開発が
嘱望されていた。尚、特別なデバイスを設けてＶＴＣの
自己診断を行うことが考えられるが、これでは、コスト
高となり、思わしくない。そこで、本発明は、以上のよ
うな従来の問題点に鑑み、内燃機関における可変バルブ
タイミング制御装置の故障診断を特別なデバイスを設け
ることなく、容易に行うことができる自己診断装置を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、制御ユニットからの制御信号に基づいて内燃
機関のバルブタイミングを可変制御する可変バルブタイ
ミング制御装置の自己診断装置であって、図１に示すよ
うに、機関への正・逆両方向の吸入空気流れに対して吸
入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、吸入空気の
脈動域を判定する脈動域判定手段と、前記脈動域判定手
段により脈動域が判定されかつ前記可変バルブタイミン
グ制御装置が制御信号に基づいて作動される際に、前記
吸入空気量検出手段による検出結果に基づいて吸入空気
の脈動周期を検出する第１の脈動周期検出手段と、前記
脈動域判定手段により脈動域が判定されかつ前記可変バ
ルブタイミング制御装置が制御信号に基づいて非作動に
される際に、前記吸入空気量検出手段による検出結果に
基づいて吸入空気の脈動周期を検出する第２の脈動周期
検出手段と、前記第１の脈動周期検出手段により検出さ
れた可変バルブタイミング制御装置の作動時の吸入空気
脈動周期と、第２の脈動周期検出手段により検出された
可変バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈
動周期とを比較する脈動周期比較手段と、前記比較手段
の比較結果に基づいて、可変バルブタイミング制御装置
の故障診断を行う自己診断手段と、を含んで構成した。
の発明は、制御ユニットからの制御信号に基づいて内燃
機関のバルブタイミングを可変制御する可変バルブタイ
ミング制御装置の自己診断装置であって、図１に示すよ
うに、機関への正・逆両方向の吸入空気流れに対して吸
入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、吸入空気の
脈動域を判定する脈動域判定手段と、前記脈動域判定手
段により脈動域が判定されかつ前記可変バルブタイミン
グ制御装置が制御信号に基づいて作動される際に、前記
吸入空気量検出手段による検出結果に基づいて吸入空気
の脈動周期を検出する第１の脈動周期検出手段と、前記
脈動域判定手段により脈動域が判定されかつ前記可変バ
ルブタイミング制御装置が制御信号に基づいて非作動に
される際に、前記吸入空気量検出手段による検出結果に
基づいて吸入空気の脈動周期を検出する第２の脈動周期
検出手段と、前記第１の脈動周期検出手段により検出さ
れた可変バルブタイミング制御装置の作動時の吸入空気
脈動周期と、第２の脈動周期検出手段により検出された
可変バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈
動周期とを比較する脈動周期比較手段と、前記比較手段
の比較結果に基づいて、可変バルブタイミング制御装置
の故障診断を行う自己診断手段と、を含んで構成した。
【０００７】請求項２記載の発明は、前記自己診断手段
を、可変バルブタイミング制御装置の作動時の吸入空気
脈動周期と可変バルブタイミング制御装置の非作動時の
吸入空気脈動周期との差の絶対値が所定値以下のときに
故障と診断する構成とした。請求項３記載の発明は、前
記脈動域判定手段を、吸気通路に介装されたスロットル
バルブの開度検出手段及び機関負荷検出手段から夫々出
力される検出信号に基づいて、スロットルバルブ開度が
全開かつ機関が高負荷で脈動域の条件が満足したことを
判定する構成とした。
を、可変バルブタイミング制御装置の作動時の吸入空気
脈動周期と可変バルブタイミング制御装置の非作動時の
吸入空気脈動周期との差の絶対値が所定値以下のときに
故障と診断する構成とした。請求項３記載の発明は、前
記脈動域判定手段を、吸気通路に介装されたスロットル
バルブの開度検出手段及び機関負荷検出手段から夫々出
力される検出信号に基づいて、スロットルバルブ開度が
全開かつ機関が高負荷で脈動域の条件が満足したことを
判定する構成とした。
【０００８】請求項４記載の発明は、前記制御信号を強
制的に切り換えて自己診断用として可変バルブタイミン
グ制御装置を強制的に作動と非作動に切り換える強制切
換手段を備えるようにした。
制的に切り換えて自己診断用として可変バルブタイミン
グ制御装置を強制的に作動と非作動に切り換える強制切
換手段を備えるようにした。
【０００９】
【作用】請求項１記載の発明においては、可変バルブタ
イミング制御装置の作動と非作動の切り換えに応じて吸
入空気の脈動周期が変化することを利用して、可変バル
ブタイミング制御装置の作動と非作動の切り換えによっ
て実際にバルブタイミングが切り換えられているか否か
を診断する。
イミング制御装置の作動と非作動の切り換えに応じて吸
入空気の脈動周期が変化することを利用して、可変バル
ブタイミング制御装置の作動と非作動の切り換えによっ
て実際にバルブタイミングが切り換えられているか否か
を診断する。
【００１０】即ち、可変バルブタイミング制御装置の作
動と非作動の切り換えにより、バルブタイミングが切り
換えられるときには、かかる切り換えに応じて吸入空気
の脈動周期が変化するはずであり、バルブタイミングが
切り換えられたのに、脈動周期の変化量が小さい場合に
は、所期の切り換え制御がなされていないものと判断さ
れ、もって可変バルブタイミング制御装置の故障を診断
できる。
動と非作動の切り換えにより、バルブタイミングが切り
換えられるときには、かかる切り換えに応じて吸入空気
の脈動周期が変化するはずであり、バルブタイミングが
切り換えられたのに、脈動周期の変化量が小さい場合に
は、所期の切り換え制御がなされていないものと判断さ
れ、もって可変バルブタイミング制御装置の故障を診断
できる。
【００１１】請求項２記載の発明において、可変バルブ
タイミング制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と可変
バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周
期との差の絶対値が所定値以下のときに故障と診断され
る。請求項３記載の発明において、吸入空気の脈動域
は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生するか
ら、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷で脈
動域の条件が満足したことを判定することで、脈動域で
あると推定される。
タイミング制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と可変
バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周
期との差の絶対値が所定値以下のときに故障と診断され
る。請求項３記載の発明において、吸入空気の脈動域
は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生するか
ら、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷で脈
動域の条件が満足したことを判定することで、脈動域で
あると推定される。
【００１２】請求項４記載の発明において、脈動周期を
検出する際に、制御信号を強制的に切り換えることによ
り、可変バルブタイミング制御装置を強制的に作動と非
作動に切り換える。
検出する際に、制御信号を強制的に切り換えることによ
り、可変バルブタイミング制御装置を強制的に作動と非
作動に切り換える。
【００１３】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図２は請求項１記載の発明にかかる可変バルブ
タイミング制御装置（以下、ＶＴＣ）の構成例を示す図
であり、かかるＶＴＣが適用される内燃機関は、吸気側
カムシャフトと排気側カムシャフトとを夫々独立に備え
たものである。
述する。図２は請求項１記載の発明にかかる可変バルブ
タイミング制御装置（以下、ＶＴＣ）の構成例を示す図
であり、かかるＶＴＣが適用される内燃機関は、吸気側
カムシャフトと排気側カムシャフトとを夫々独立に備え
たものである。
【００１４】この図に示すＶＴＣは、吸気側カムスプロ
ケット１に付設され、クランクシャフト（図示せず）と
吸気側カムシャフト２との位相を可変制御するバルブタ
イミング可変機構３と、該バルブタイミング可変機構３
を動作させるための油圧の供給を制御する可変バルブタ
イミングコントロールソレノイド４と、該ソレノイド４
にＯＮ・ＯＦＦの制御信号を機関の運転条件に応じて出
力する制御ユニット５とによって構成される。
ケット１に付設され、クランクシャフト（図示せず）と
吸気側カムシャフト２との位相を可変制御するバルブタ
イミング可変機構３と、該バルブタイミング可変機構３
を動作させるための油圧の供給を制御する可変バルブタ
イミングコントロールソレノイド４と、該ソレノイド４
にＯＮ・ＯＦＦの制御信号を機関の運転条件に応じて出
力する制御ユニット５とによって構成される。
【００１５】前記ソレノイド４は、図３及び図４に示す
ように、基端側（図で上方側）に設けられたソレノイド
のＯＦＦ（非通電）状態ではロッド１１はソレノイド側
に退き、ソレノイドのＯＮ（通電）状態では、ロッド１
１はソレノイドから離れる方向に伸びる。一方、前記ロ
ッド１１を囲むように支持されたハウジング１２の先端
部には、該ハウジング１２の内周面に案内されて軸方向
に移動する筒状の弁体１３が内設されており、この弁体
１３は前記ハウジング１２先端部との介装されたコイル
スプリング１４によってロッド１１側に付勢されてお
り、該付勢力によって弁体１３はロッド１１先端面に当
接するようになっており、これにより、弁体１３はロッ
ド１１の進退に連動して軸方向に移動するようになって
いる。
ように、基端側（図で上方側）に設けられたソレノイド
のＯＦＦ（非通電）状態ではロッド１１はソレノイド側
に退き、ソレノイドのＯＮ（通電）状態では、ロッド１
１はソレノイドから離れる方向に伸びる。一方、前記ロ
ッド１１を囲むように支持されたハウジング１２の先端
部には、該ハウジング１２の内周面に案内されて軸方向
に移動する筒状の弁体１３が内設されており、この弁体
１３は前記ハウジング１２先端部との介装されたコイル
スプリング１４によってロッド１１側に付勢されてお
り、該付勢力によって弁体１３はロッド１１先端面に当
接するようになっており、これにより、弁体１３はロッ
ド１１の進退に連動して軸方向に移動するようになって
いる。
【００１６】又、前記ハウジング１２の先端側周壁に
は、図示しない油圧源から圧送される作動油をハウジン
グ１２内周と弁体１２内側とによって囲まれる空間内に
導入するための導入孔１５が開口されている。又、弁体
１３には、導入孔１５を介して導入した作動油を弁体１
３外側のハウジング１内周とロッド１１外周とによって
囲まれる空間に排出するための連通孔１６が開口されて
いる。更に、ハウジング１２内周とロッド１１外周とに
よって囲まれる空間に臨むドレーン孔１７がハウジング
１２の周壁に開口されている。
は、図示しない油圧源から圧送される作動油をハウジン
グ１２内周と弁体１２内側とによって囲まれる空間内に
導入するための導入孔１５が開口されている。又、弁体
１３には、導入孔１５を介して導入した作動油を弁体１
３外側のハウジング１内周とロッド１１外周とによって
囲まれる空間に排出するための連通孔１６が開口されて
いる。更に、ハウジング１２内周とロッド１１外周とに
よって囲まれる空間に臨むドレーン孔１７がハウジング
１２の周壁に開口されている。
【００１７】ここで、可変バルブタイミングコントロー
ルソレノイド４のＯＦＦ（非通電）状態では、ロッド１
１がソレノイド側に退くことによって、弁体１３がハウ
ジング１２先端から離れ、この状態では弁体１３の周壁
と前記導入孔１５とが干渉せず、作動油は前記導入孔１
５を介してハウジング１２内に導入され、ハウジング１
２内で連通孔１６を介して移動し、ドレーン孔１７から
排出される。
ルソレノイド４のＯＦＦ（非通電）状態では、ロッド１
１がソレノイド側に退くことによって、弁体１３がハウ
ジング１２先端から離れ、この状態では弁体１３の周壁
と前記導入孔１５とが干渉せず、作動油は前記導入孔１
５を介してハウジング１２内に導入され、ハウジング１
２内で連通孔１６を介して移動し、ドレーン孔１７から
排出される。
【００１８】一方、可変バルブタイミングコントロール
ソレノイド４のＯＮ（通電）状態では、ロッド１１が弁
体１３側に伸びることによって、弁体１３がハウジング
１２先端に向けて下降し、弁体１２の周壁が前記導入孔
１５を内側から閉塞することになるため、作動油はドレ
ーン孔１７を介して排出されない状態となる。前記導入
孔１５に連通する作動油通路１８は、その上流側でバル
ブタイミング可変機構３の作動油通路に連通しており、
ソレノイド４のＯＦＦ状態では、作動油が前記ドレーン
孔１７を介して排出されることによって、油圧がバルブ
タイミング可変機構３に作用せず、ソレノイド４がＯＮ
されてドレーン孔１７が閉じられると、油圧がバルブタ
イミング可変機構３に作用する。
ソレノイド４のＯＮ（通電）状態では、ロッド１１が弁
体１３側に伸びることによって、弁体１３がハウジング
１２先端に向けて下降し、弁体１２の周壁が前記導入孔
１５を内側から閉塞することになるため、作動油はドレ
ーン孔１７を介して排出されない状態となる。前記導入
孔１５に連通する作動油通路１８は、その上流側でバル
ブタイミング可変機構３の作動油通路に連通しており、
ソレノイド４のＯＦＦ状態では、作動油が前記ドレーン
孔１７を介して排出されることによって、油圧がバルブ
タイミング可変機構３に作用せず、ソレノイド４がＯＮ
されてドレーン孔１７が閉じられると、油圧がバルブタ
イミング可変機構３に作用する。
【００１９】前記作動油通路１８は、前記ソレノイド４
に至る前にカムシャフト２に設けられた作動油通路１９
に連通しており、ソレノイド４がＯＮ状態でソレノイド
４側から作動油が排出されない状態では、前記作動油通
路１９に供給された作動油が、カムスプロケット１に設
けられた作動油通路２０を経由してカムスプロケット１
内蔵のプランジャ２１の前面に達する。そして、プラン
ジャ２１の前面に達した作動油は、その油圧によってプ
ランジャ２１をカムシャフト２側に押し付けるように作
用すま。
に至る前にカムシャフト２に設けられた作動油通路１９
に連通しており、ソレノイド４がＯＮ状態でソレノイド
４側から作動油が排出されない状態では、前記作動油通
路１９に供給された作動油が、カムスプロケット１に設
けられた作動油通路２０を経由してカムスプロケット１
内蔵のプランジャ２１の前面に達する。そして、プラン
ジャ２１の前面に達した作動油は、その油圧によってプ
ランジャ２１をカムシャフト２側に押し付けるように作
用すま。
【００２０】前記プランジャ２１は、ヘリカルギヤ２２
でカムスプロケット１及びカムシャフト２と噛み合って
いるため、前記油圧によって押し付けられると、回転し
ながらストッパ位置まで軸方向に移動し、このときカム
スプロケット１は図示しないタイミングチェーンによっ
て固定されているから、カムシャフト２側がプランジャ
２１は共に回転し、カムスプロケット１とカムシャフト
２との周方向の相対位置が変化する。
でカムスプロケット１及びカムシャフト２と噛み合って
いるため、前記油圧によって押し付けられると、回転し
ながらストッパ位置まで軸方向に移動し、このときカム
スプロケット１は図示しないタイミングチェーンによっ
て固定されているから、カムシャフト２側がプランジャ
２１は共に回転し、カムスプロケット１とカムシャフト
２との周方向の相対位置が変化する。
【００２１】一方、ソレノイド４がＯＦＦされると、ソ
レノイド４のドレーン孔１７を介して作動油が排出され
ることによって、前記プランジャ２１をカムシャフト２
側に押し付ける力がなくなり、前記プランジャ２１はリ
ターンスプリング２３の付勢力によってカムシャフト２
側から離れた元の位置に戻ることになる。以上のように
して、本実施例のＶＴＣでは、吸気側カムシャフト２の
クランクシャフトに対する位相を変化させることで、作
動角一定のまま吸気側カムの位相を変化させるものであ
り、本実施例では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、
ソレノイド４のＯＦＦ状態では吸気バルブの開時期が遅
れ、逆に、ソレノイド４のＯＮ状態では吸気バルブの開
時期が早まり、排気バルブとのオーバラップ量が増大す
るようになっている。
レノイド４のドレーン孔１７を介して作動油が排出され
ることによって、前記プランジャ２１をカムシャフト２
側に押し付ける力がなくなり、前記プランジャ２１はリ
ターンスプリング２３の付勢力によってカムシャフト２
側から離れた元の位置に戻ることになる。以上のように
して、本実施例のＶＴＣでは、吸気側カムシャフト２の
クランクシャフトに対する位相を変化させることで、作
動角一定のまま吸気側カムの位相を変化させるものであ
り、本実施例では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、
ソレノイド４のＯＦＦ状態では吸気バルブの開時期が遅
れ、逆に、ソレノイド４のＯＮ状態では吸気バルブの開
時期が早まり、排気バルブとのオーバラップ量が増大す
るようになっている。
【００２２】前記ソレノイド４のＯＮ・ＯＦＦは、制御
ユニット５からの制御信号によって制御されるようにな
っており、機関運転条件に応じて前記ソレノイド４をＯ
Ｎ・ＯＦＦさせ、吸気バルブの開閉時期を運転条件に適
合して変化させるために、制ユニット５には、クランク
角センサ８，吸入空気量検出手段としてのエアフローメ
ータ９から夫々出力される機関回転信号Ｎ，機関吸気空
気量信号Ｑが入力される。
ユニット５からの制御信号によって制御されるようにな
っており、機関運転条件に応じて前記ソレノイド４をＯ
Ｎ・ＯＦＦさせ、吸気バルブの開閉時期を運転条件に適
合して変化させるために、制ユニット５には、クランク
角センサ８，吸入空気量検出手段としてのエアフローメ
ータ９から夫々出力される機関回転信号Ｎ，機関吸気空
気量信号Ｑが入力される。
【００２３】そして、マイクロコンピュータを内蔵する
制御ユニット５は、前記吸入空気量信号Ｑと回転信号Ｎ
とから機関負荷相当値を演算し、予め機関負荷と回転数
とをパラメータとして設定されているバルブタイミング
制御マップ（図６参照）を参照して、ソレノイド４のＯ
Ｎ・ＯＦＦを決定し、この決定に応じたＯＮ・ＯＦＦ制
御信号をソレノイド４に出力する。
制御ユニット５は、前記吸入空気量信号Ｑと回転信号Ｎ
とから機関負荷相当値を演算し、予め機関負荷と回転数
とをパラメータとして設定されているバルブタイミング
制御マップ（図６参照）を参照して、ソレノイド４のＯ
Ｎ・ＯＦＦを決定し、この決定に応じたＯＮ・ＯＦＦ制
御信号をソレノイド４に出力する。
【００２４】尚、前記エアフローメータ９は、後述する
ＶＴＣの自己診断を行うための構成として、機関への正
・逆両方向の吸入空気流れに対して吸入空気量を検出す
る形式のものが採用される。ここで、請求項１記載の発
明の実施例では、上記の構成のＶＴＣの自己診断を行う
機能を制御ユニット５に設けてある。
ＶＴＣの自己診断を行うための構成として、機関への正
・逆両方向の吸入空気流れに対して吸入空気量を検出す
る形式のものが採用される。ここで、請求項１記載の発
明の実施例では、上記の構成のＶＴＣの自己診断を行う
機能を制御ユニット５に設けてある。
【００２５】この場合、制御ユニット５には、前記吸入
空気量信号Ｑと回転信号Ｎの他に吸気通路に介装された
スロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開
度検出手段としてのスロットルバルブセンサ１０から出
力されるスロットルバルブ開度信号ＴＶＯが入力され
る。以下に、制御ユニット５における自己診断の様子
を、図７のフローチャートに従って説明する。
空気量信号Ｑと回転信号Ｎの他に吸気通路に介装された
スロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開
度検出手段としてのスロットルバルブセンサ１０から出
力されるスロットルバルブ開度信号ＴＶＯが入力され
る。以下に、制御ユニット５における自己診断の様子
を、図７のフローチャートに従って説明する。
【００２６】尚、本実施例において、吸入空気の脈動域
を判定する脈動域判定手段としての機能と、脈動域が判
定されかつＶＴＣを作動（ソレノイド４ＯＮ）した際
に、エアフローメータ９による検出結果に基づいて吸入
空気の脈動周期を検出する第１の脈動周期検出手段とし
ての機能と、脈動域が判定されかつＶＴＣを非作動（ソ
レノイド４ＯＦＦ）とした際に、エアフローメータ９に
よる検出結果に基づいて吸入空気の脈動周期を検出する
第２の脈動周期検出手段としての機能と、ＶＴＣの作動
時の吸入空気脈動周期と、ＶＴＣの非作動時の吸入空気
脈動周期とを比較する脈動周期比較手段としての機能
と、比較手段の比較結果に基づいてＶＴＣの故障診断を
行う自己診断手段としての機能と、は夫々図７のフロー
チャートに示すように制御ユニット５がソフトウェア的
に備えている。
を判定する脈動域判定手段としての機能と、脈動域が判
定されかつＶＴＣを作動（ソレノイド４ＯＮ）した際
に、エアフローメータ９による検出結果に基づいて吸入
空気の脈動周期を検出する第１の脈動周期検出手段とし
ての機能と、脈動域が判定されかつＶＴＣを非作動（ソ
レノイド４ＯＦＦ）とした際に、エアフローメータ９に
よる検出結果に基づいて吸入空気の脈動周期を検出する
第２の脈動周期検出手段としての機能と、ＶＴＣの作動
時の吸入空気脈動周期と、ＶＴＣの非作動時の吸入空気
脈動周期とを比較する脈動周期比較手段としての機能
と、比較手段の比較結果に基づいてＶＴＣの故障診断を
行う自己診断手段としての機能と、は夫々図７のフロー
チャートに示すように制御ユニット５がソフトウェア的
に備えている。
【００２７】図７のフローチャートにおいて、ステップ
１（図ではＳ１と略記する。以下同様）では、スロット
ルバルブが全開（開度ＴＶＯ大）であるか否かを判定
し、全開であれば、ステップ２に進む。ステップ２で
は、予め機関負荷（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ＝ｋ・Ｑ
／Ｎ（ｋは定数））と回転数Ｎとをパラメータとして設
定されているマップを参照して、機関の高負荷域である
か否かを判定し、高負荷域であれば、ステップ３に進
む。これらのステップ１及び２は、請求項３記載の発明
の脈動域判定手段の機能に相当する。即ち、吸入空気の
脈動域は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生す
るから、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷
で脈動域の条件が満足したことを判定することで、脈動
域であると推定する。
１（図ではＳ１と略記する。以下同様）では、スロット
ルバルブが全開（開度ＴＶＯ大）であるか否かを判定
し、全開であれば、ステップ２に進む。ステップ２で
は、予め機関負荷（基本燃料噴射パルス幅ＴＰ＝ｋ・Ｑ
／Ｎ（ｋは定数））と回転数Ｎとをパラメータとして設
定されているマップを参照して、機関の高負荷域である
か否かを判定し、高負荷域であれば、ステップ３に進
む。これらのステップ１及び２は、請求項３記載の発明
の脈動域判定手段の機能に相当する。即ち、吸入空気の
脈動域は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生す
るから、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷
で脈動域の条件が満足したことを判定することで、脈動
域であると推定する。
【００２８】ステップ３では、エアフローメータ９によ
り検出された吸入空気量Ｑに応じて出力される電圧信号
ＵｓをＡ／Ｄ変換してモニタし、ステップ４にて、モニ
タした吸入空気量Ｑの電圧信号Ｕｓに基づいて、真に吸
入空気の脈動域であるか否かを判定する。脈動域である
と判定されると、ステップ５に進み、ＶＴＣが作動中で
あるか否か、即ち、ソレノイド４がＯＮであるか否かを
判定し、ソレノイド４がＯＮであれば、ステップ６に進
む。
り検出された吸入空気量Ｑに応じて出力される電圧信号
ＵｓをＡ／Ｄ変換してモニタし、ステップ４にて、モニ
タした吸入空気量Ｑの電圧信号Ｕｓに基づいて、真に吸
入空気の脈動域であるか否かを判定する。脈動域である
と判定されると、ステップ５に進み、ＶＴＣが作動中で
あるか否か、即ち、ソレノイド４がＯＮであるか否かを
判定し、ソレノイド４がＯＮであれば、ステップ６に進
む。
【００２９】ステップ６では、吸入空気量Ｑの電圧信号
Ｕｓに基づいて、ソレノイド４のＯＮ時の吸入空気の脈
動周期ｆ0 （図８（Ａ）参照）をモニタする。次に、ス
テップ７では、ＶＴＣを強制的に非作動、即ち、ソレノ
イド４を強制的にＯＦＦする。このステップ７は、制御
信号を強制的に切り換えて自己診断用としてＶＴＣを強
制的に作動と非作動に切り換える請求項４記載の発明の
強制切換手段に相当する。
Ｕｓに基づいて、ソレノイド４のＯＮ時の吸入空気の脈
動周期ｆ0 （図８（Ａ）参照）をモニタする。次に、ス
テップ７では、ＶＴＣを強制的に非作動、即ち、ソレノ
イド４を強制的にＯＦＦする。このステップ７は、制御
信号を強制的に切り換えて自己診断用としてＶＴＣを強
制的に作動と非作動に切り換える請求項４記載の発明の
強制切換手段に相当する。
【００３０】そして、ステップ８では、吸入空気量Ｑの
電圧信号Ｕｓに基づいて、ソレノイド４のＯＦＦ時の吸
入空気の脈動周期ｆ1 （図８（Ｂ）参照）をモニタす
る。ステップ９では、前記ソレノイド４のＯＮ時の吸入
空気の脈動周期ｆ0 とＯＦＦ時の脈動周期ｆ1 の差の絶
対値Δｆ（＝｜ｆ0 −ｆ1 ｜）を算出する。ステップ１
０では、ステップ９で求めた絶対値Δｆを基準値Ｘと比
較し、Δｆ≧Ｘでは、ステップ１１に進んで、ＶＴＣが
正常（ＯＫ）である判定を出す。又、Δｆ＜Ｘでは、ス
テップ１２に進んで、ＶＴＣが故障（ＮＧ）である判定
を出す。
電圧信号Ｕｓに基づいて、ソレノイド４のＯＦＦ時の吸
入空気の脈動周期ｆ1 （図８（Ｂ）参照）をモニタす
る。ステップ９では、前記ソレノイド４のＯＮ時の吸入
空気の脈動周期ｆ0 とＯＦＦ時の脈動周期ｆ1 の差の絶
対値Δｆ（＝｜ｆ0 −ｆ1 ｜）を算出する。ステップ１
０では、ステップ９で求めた絶対値Δｆを基準値Ｘと比
較し、Δｆ≧Ｘでは、ステップ１１に進んで、ＶＴＣが
正常（ＯＫ）である判定を出す。又、Δｆ＜Ｘでは、ス
テップ１２に進んで、ＶＴＣが故障（ＮＧ）である判定
を出す。
【００３１】即ち、ＶＴＣの作動と非作動の切り換えに
より、バルブタイミングが切り換えられるときには、か
かる切り換えに応じて吸入空気の脈動周期が変化するは
ずであり（図９参照）、バルブタイミングが切り換えら
れたのに、脈動周期の変化量（Δｆ）が小さい場合に
は、所期の切り換え制御がなされていないものと判断さ
れ、もってＶＴＣの故障を診断できる。
より、バルブタイミングが切り換えられるときには、か
かる切り換えに応じて吸入空気の脈動周期が変化するは
ずであり（図９参照）、バルブタイミングが切り換えら
れたのに、脈動周期の変化量（Δｆ）が小さい場合に
は、所期の切り換え制御がなされていないものと判断さ
れ、もってＶＴＣの故障を診断できる。
【００３２】従って、Δｆ≧Ｘの場合には、制御信号と
してソレノイド４をＯＮ・ＯＦＦするべく出力され、実
際に所期のバルブタイミングに切り換えられていて、吸
入空気の脈動周期が適正であり、ＶＴＣが故障していな
い状態であると判定される。一方、Δｆ＜Ｘの場合で
は、制御信号としてソレノイド４をＯＮ・ＯＦＦするべ
く出力されているが、実際には、所期のバルブタイミン
グに切り換えられておらず、ソレノイド４ＯＮ・ＯＦＦ
に対応する吸入空気の脈動周期が不適正であり、ＶＴＣ
が故障している状態であると判定される。
してソレノイド４をＯＮ・ＯＦＦするべく出力され、実
際に所期のバルブタイミングに切り換えられていて、吸
入空気の脈動周期が適正であり、ＶＴＣが故障していな
い状態であると判定される。一方、Δｆ＜Ｘの場合で
は、制御信号としてソレノイド４をＯＮ・ＯＦＦするべ
く出力されているが、実際には、所期のバルブタイミン
グに切り換えられておらず、ソレノイド４ＯＮ・ＯＦＦ
に対応する吸入空気の脈動周期が不適正であり、ＶＴＣ
が故障している状態であると判定される。
【００３３】以上説明したＶＴＣの自己診断制御によれ
ば、制御信号の出力系の電気的な故障やバルブタイミン
グ制御機構の機械的な故障等を診断することができる。
この結果、ＶＴＣが故障して作動不良となった場合に、
適切な処置を行うことができ、この適切な処置により排
気エミッションが悪化するという問題を解消できる。
ば、制御信号の出力系の電気的な故障やバルブタイミン
グ制御機構の機械的な故障等を診断することができる。
この結果、ＶＴＣが故障して作動不良となった場合に、
適切な処置を行うことができ、この適切な処置により排
気エミッションが悪化するという問題を解消できる。
【００３４】又、特別なデバイスを設けてＶＴＣの自己
診断を行うこと必要がなく、コスト的にも有利である。
更に、上記の構成によると、ＶＴＣの自己診断を行うた
めの構成として、機関への正・逆両方向の吸入空気流れ
に対して吸入空気量を検出する形式のエアフローメータ
９を適用するようにしたから、次のような作用・効果を
奏する。
診断を行うこと必要がなく、コスト的にも有利である。
更に、上記の構成によると、ＶＴＣの自己診断を行うた
めの構成として、機関への正・逆両方向の吸入空気流れ
に対して吸入空気量を検出する形式のエアフローメータ
９を適用するようにしたから、次のような作用・効果を
奏する。
【００３５】即ち、正方向の吸入空気流れに対して吸入
空気量を検出する通常の形式のエアフローメータでは、
吸入空気量Ｑの電圧信号Ｕｓは図１０（Ａ）のように出
力され、逆方向の吸入空気流れがあった場合、図のよう
に逆流分が出力される。このため、脈動周期が正確に把
握できず、誤った判断が行われてしまう。一方、正・逆
両方向の吸入空気流れに対して吸入空気量を検出する形
式のエアフローメータ９では、Ｑの電圧信号Ｕｓは図１
０（Ｂ）のように出力され、逆方向の吸入空気流れがあ
った場合、図のように逆流分が出力される。このため、
脈動周期が正確に把握でき、誤った判断が行われること
がない。
空気量を検出する通常の形式のエアフローメータでは、
吸入空気量Ｑの電圧信号Ｕｓは図１０（Ａ）のように出
力され、逆方向の吸入空気流れがあった場合、図のよう
に逆流分が出力される。このため、脈動周期が正確に把
握できず、誤った判断が行われてしまう。一方、正・逆
両方向の吸入空気流れに対して吸入空気量を検出する形
式のエアフローメータ９では、Ｑの電圧信号Ｕｓは図１
０（Ｂ）のように出力され、逆方向の吸入空気流れがあ
った場合、図のように逆流分が出力される。このため、
脈動周期が正確に把握でき、誤った判断が行われること
がない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、制御ユニットからの制御信号に基づいて内
燃機関のバルブタイミングを可変制御する可変バルブタ
イミング制御装置において、可変バルブタイミング制御
装置の作動と非作動の切り換えに応じて吸入空気の脈動
周期が変化することを利用して、可変バルブタイミング
制御装置の作動と非作動の切り換えによって実際にバル
ブタイミングが切り換えられているか否かを診断するよ
うにしたから、制御信号の出力系の電気的な故障やバル
ブタイミング制御機構の機械的な故障等を診断すること
ができ、可変バルブタイミング制御装置が故障して作動
不良となった場合に、適切な処置を行うことができ、こ
の適切な処置により排気エミッションが悪化するという
問題を解消でき、コスト的にも有利である。
明によれば、制御ユニットからの制御信号に基づいて内
燃機関のバルブタイミングを可変制御する可変バルブタ
イミング制御装置において、可変バルブタイミング制御
装置の作動と非作動の切り換えに応じて吸入空気の脈動
周期が変化することを利用して、可変バルブタイミング
制御装置の作動と非作動の切り換えによって実際にバル
ブタイミングが切り換えられているか否かを診断するよ
うにしたから、制御信号の出力系の電気的な故障やバル
ブタイミング制御機構の機械的な故障等を診断すること
ができ、可変バルブタイミング制御装置が故障して作動
不良となった場合に、適切な処置を行うことができ、こ
の適切な処置により排気エミッションが悪化するという
問題を解消でき、コスト的にも有利である。
【００３７】請求項２記載の発明によれば、可変バルブ
タイミング制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と可変
バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周
期との差の絶対値が所定値以下のときに故障と診断でき
る。請求項３記載の発明によれば、吸入空気の脈動域
は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生するか
ら、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷で脈
動域の条件が満足したことを判定することで、脈動域で
あると推定することができる。
タイミング制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と可変
バルブタイミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周
期との差の絶対値が所定値以下のときに故障と診断でき
る。請求項３記載の発明によれば、吸入空気の脈動域
は、スロットルバルブ開度の全開域付近で発生するか
ら、スロットルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷で脈
動域の条件が満足したことを判定することで、脈動域で
あると推定することができる。
【００３８】請求項４記載の発明において、脈動周期を
検出する際に、制御信号を強制的に切り換えることによ
り、可変バルブタイミング制御装置を強制的に作動と非
作動に切り換えることができる。
検出する際に、制御信号を強制的に切り換えることによ
り、可変バルブタイミング制御装置を強制的に作動と非
作動に切り換えることができる。
【図１】 請求項１記載の発明の構成を示すブロック図
【図２】 同上の発明の一実施例のシステム図
【図３】 制御信号のＯＮ状態における油圧制御の状態
を示す図
を示す図
【図４】 制御信号のＯＦＦ状態における油圧制御の状
態を示す図
態を示す図
【図５】 制御信号のＯＮ・ＯＦＦによる吸気バルブの
開閉時期の変化を示す図
開閉時期の変化を示す図
【図６】 制御信号のＯＮ・ＯＦＦ運転領域を示す線図
【図７】 同上実施例の制御内容を説明するフローチャ
ート
ート
【図８】 脈動周期の検出特性を示す線図
【図９】 吸入空気の脈動を示す線図
【図10】 エアフローメータのよる脈動周期の検出特性
の相違を示す線図
の相違を示す線図
１ カムスプロケット ２ カムシャフト ３ バルブタイミング可変機構 ４ 可変バルブタイミングコントロールソレノイド ５ 制御ユニット ８ クランク角センサ ９ エアフローメータ １０ スロットルバルブセンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６６Ｆ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02D 13/02 F01L 1/34 F01L 1/46 F02D 41/22 320 F02D 45/00
Claims (4)
- 【請求項１】制御ユニットからの制御信号に基づいて内
燃機関のバルブタイミングを可変制御する可変バルブタ
イミング制御装置の自己診断装置であって、 機関への正・逆両方向の吸入空気流れに対して吸入空気
量を検出する吸入空気量検出手段と、 吸入空気の脈動域を判定する脈動域判定手段と、 前記脈動域判定手段により脈動域が判定されかつ前記可
変バルブタイミング制御装置が制御信号に基づいて作動
される際に、前記吸入空気量検出手段による検出結果に
基づいて吸入空気の脈動周期を検出する第１の脈動周期
検出手段と、 前記脈動域判定手段により脈動域が判定されかつ前記可
変バルブタイミング制御装置が制御信号に基づいて非作
動にされる際に、前記吸入空気量検出手段による検出結
果に基づいて吸入空気の脈動周期を検出する第２の脈動
周期検出手段と、 前記第１の脈動周期検出手段により検出された可変バル
ブタイミング制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と、
第２の脈動周期検出手段により検出された可変バルブタ
イミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周期とを比
較する脈動周期比較手段と、 前記比較手段の比較結果に基づいて、可変バルブタイミ
ング制御装置の故障診断を行う自己診断手段と、 を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関における
可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置。 - 【請求項２】前記自己診断手段は、可変バルブタイミン
グ制御装置の作動時の吸入空気脈動周期と可変バルブタ
イミング制御装置の非作動時の吸入空気脈動周期との差
の絶対値が所定値以下のときに故障と診断する請求項１
記載の可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置。 - 【請求項３】前記脈動域判定手段は、吸気通路に介装さ
れたスロットルバルブの開度検出手段及び機関負荷検出
手段から夫々出力される検出信号に基づいて、スロット
ルバルブ開度が全開かつ機関が高負荷で脈動域の条件が
満足したことを判定する構成である請求項１又は２記載
の可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置。 - 【請求項４】前記制御信号を強制的に切り換えて自己診
断用として可変バルブタイミング制御装置を強制的に作
動と非作動に切り換える強制切換手段を備えてなる請求
項１〜３のうちいずれか１つに記載の可変バルブタイミ
ング制御装置の自己診断装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144794A JP2887641B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 内燃機関における可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置 |
| US08/430,725 US5549080A (en) | 1994-04-28 | 1995-04-28 | Apparatus and method for diagnosing occurrence of failure in variable valve timing control system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9144794A JP2887641B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 内燃機関における可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07293287A JPH07293287A (ja) | 1995-11-07 |
| JP2887641B2 true JP2887641B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14026625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9144794A Expired - Lifetime JP2887641B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 内燃機関における可変バルブタイミング制御装置の自己診断装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5549080A (ja) |
| JP (1) | JP2887641B2 (ja) |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8215292B2 (en) | 1996-07-17 | 2012-07-10 | Bryant Clyde C | Internal combustion engine and working cycle |
| JP3822950B2 (ja) * | 1997-06-12 | 2006-09-20 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関用可変バルブタイミング機構の自己診断装置 |
| US6260004B1 (en) | 1997-12-31 | 2001-07-10 | Innovation Management Group, Inc. | Method and apparatus for diagnosing a pump system |
| US6454989B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-09-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Process of making a crimped multicomponent fiber web |
| DE19857183A1 (de) * | 1998-12-11 | 2000-06-15 | Bosch Gmbh Robert | Diagnose einer variablen Ventilsteuerung bei Verbrennungsmotoren |
| JP3799851B2 (ja) | 1999-01-11 | 2006-07-19 | 株式会社日立製作所 | 内燃機関の診断方法 |
| DE19929393A1 (de) * | 1999-06-26 | 2000-12-28 | Schaeffler Waelzlager Ohg | Verfahren zur Ansteuerung einer Vorrichtung zum Variieren der Ventilsteuerzeiten einer Brennkraftmaschine, insbesondere einer Nockenwellen-Verstelleinrichtung mit hydraulisch entriegelbarer Startverriegelung |
| DE19933665A1 (de) * | 1999-07-17 | 2001-01-18 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Erfassung einer pulsierenden Größe |
| US6777056B1 (en) | 1999-10-13 | 2004-08-17 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Regionally distinct nonwoven webs |
| DE19957157A1 (de) * | 1999-11-27 | 2001-06-07 | Porsche Ag | Ventilsteuerung für eine Brennkraftmaschine |
| DE19963638A1 (de) | 1999-12-29 | 2001-07-12 | Bosch Gmbh Robert | Überwachung der Funktion einer Zylinderabschaltung bei mehrzylindrigen Verbrennungsmotoren |
| JP3706335B2 (ja) * | 2001-12-12 | 2005-10-12 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の故障判定装置 |
| JP2004293520A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-21 | Fuji Heavy Ind Ltd | バルブタイミング制御システムの異常診断装置 |
| JP2005016340A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Hitachi Unisia Automotive Ltd | 可変動弁機構付き内燃機関のフェールセーフ制御装置 |
| EP1580407B1 (en) * | 2004-03-26 | 2006-12-27 | Ford Global Technologies, LLC | Method for detection failure in a cam profile switching system |
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