JP3789848B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブタイミング制御装置として、例えば、特開平６−１５９１０５号公報に示されたものがある。これは、バルブタイミング変更手段の一つである油圧調整弁の所定の作動状態の制御量を学習し、学習した制御量により駆動信号を補正するというものである。
【０００３】
図７に、当該公報に記載された従来のバルブタイミング制御装置の構成を示す。図において、７０１は相対回転角検出手段、７０２は目標相対回転角算出手段、７０３は制御手段、７０４は学習手段、７０５は駆動手段、７０６はバルブタイミング調整装置である。
【０００４】
動作について説明する。相対回転角検出手段７０１において、バルブタイミングであるクランク角とカム角の相対回転角を検出する。目標相対回転角算出手段７０２において、機関運転状態に応じた目標相対回転角を算出する。制御手段７０３で、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差によるフィードバック制御を行う制御量を算出する。学習手段７０４では、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差が所定範囲内となる制御手段７０３が保持状態での制御量を学習する。制御手段７０３は、制御量算出時には、学習手段７０４で学習した学習値を基準に制御量を算出する。駆動手段７０５は、制御手段７０３で算出した制御量によりバルブタイミング調整装置７０６を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のバルブタイミング制御装置では、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差によりフィードバック制御を実施し、また、目標相対回転角と検出した相対回転角とが略一致した状態での制御量を学習し、学習値を基準として制御量を算出しているため、油圧調整弁等の部品のばらつき等に対しては、補償され、制御性は確保されるが、クランク角センサ、カム角センサに対するノイズの重畳や、検出漏れ等によるクランク角、カム角の検出不良に対しては、補償が行われていないため、気筒識別不良が発生し、ショックや排ガス悪化等を招くという問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、気筒識別不良が発生した場合でも、バルブタイミングを制御し、ショックや排ガス悪化を防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、カム角を検出するカム角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するバルブタイミング変更手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う気筒識別手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果によりバルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段と、前記バルブタイミング検出手段の検出値に基づいて、前記バルブタイミング変更手段を制御するバルブタイミング制御手段と、所定行程間における前記気筒識別手段による気筒識別結果を学習系列として記憶する記憶手段とを備え、前記気筒識別手段は気筒識別した結果と前記記憶手段に記憶した学習系列とが一致しない場合を不定状態とし、前記不定状態の場合に、前記バルブタイミング制御手段は、バルブタイミングが進角側にも遅角側にも動作せずにバルブタイミングを保持する中立点での制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置である。
【０００８】
また、前記中立点での制御は、所定の最小もしくは最大制御量での前記バルブタイミング変更手段の制御中以外のときで、かつ、前記気筒識別が不定状態になったときに実施される。
【０００９】
また、前記気筒識別手段は所定のタイミング毎に前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う。
【００１２】
また、前記中立点での制御の実施は、前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段によるバルブタイミング検出が不可の状態で、かつ、前記気筒識別が不定状態のときに行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置と、その制御対象である内燃機関周辺の構成を示した図である。図において、１０１は内燃機関、１０２は内燃機関１０１が吸入する空気を浄化するエアクリーナ、１０３は内燃機関１０１が吸入する空気量を計量するエアフローセンサ、１０４は吸気管、１０５は吸入する空気量を調節し、内燃機関１０１の出力をコントロールするスロットルバルブ、１０６は吸入した空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ、１１１は内燃機関１０１の燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ、１１０は点火プラグ１１１に高電圧エネルギを供給する点火コイル、１０７は燃焼した排気ガスを排出する排気管、１０８は排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ２センサ、１０９は排気ガス内の有害ガスであるＴＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する事の出来る三元触媒である。１１６はクランク角検出用のセンサプレートで、所定位置に突起（図示なし）が設けられており、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転している。１１５はクランクシャフトの位置を検出するクランク角センサであり、センサプレート１１６の突起（図示なし）がクランク角センサ１１５を横切る時に信号を発するようになっており、クランク角を検出する。１１３はクランク角に対するカム角を相対的に位相可変する事の出来るアクチュエータ（バルブタイミング変更手段）である。１１２はクランク角センサ同様図示しないカム角検出用センサプレートの突起によりパルス信号を発生し、カム角を検出するカム角センサである。１１４はオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと称する）であり、カム位相可変用アクチュエータ（バルブタイミング変更装置）１１３への油圧を切り替えてカムの位相を制御するものである。１１７はＥＣＵであり、アクチュエータ（バルブタイミング変更手段）１１３の制御を行うことでカムの位相の制御を行う（バルブタイミング制御手段）と共に、内燃機関１０１の制御も行っている。１１８は、ＥＣＵ１１７における処理結果等（例えば、後述する気筒識別結果）が記憶されるメモリである。
【００１４】
内燃機関１０１では、クランクシャフトから動力を伝達するタイミングチェーン（図示せず）によって一対のスプロケット（図示せず）を介して一対のカムシャフトが駆動される。カムシャフトには、上述したアクチュエータ（バルブタイミング変更装置）１１３が設けられている。
【００１５】
図２は、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の信号形態である。直列４気筒を例に示している。クランク角センサ１１５が検出するためのセンサプレート１１６には１０［ｄｅｇＣＡ］毎に突起（もしくは溝）が設けてあるが、一部分だけ、突起（もしくは溝）が１つ無い部分（１歯欠け）、および、突起（もしくは溝）が２つ無い部分（２歯欠け）があり、１つ無い部分は信号間隔が２０［ｄｅｇＣＡ］となり、２つ無い部分は信号間隔が３０［ｄｅｇＣＡ］となる（図２のクランク角センサの信号形態における破線で示す部分を参照のこと）。
【００１６】
また、カム角センサ１１２が検出するセンサプレート（図示なし）にも突起が設けてあり、図２に示すような所定タイミングで信号を発するようになっている。カム角センサ１１２が検出するセンサプレート（図示なし）はバルブタイミング変更手段であるアクチュエータ１１３によってクランク角に対し位相角が変化する位置に取り付けられており、クランク角センサの気筒判別区間である前回上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）間に、カム角センサの信号は１発（Ｂ１３５）もしくは２発（Ｂ１３５、Ｂ１００）である（以降、バルブタイミング制御が最遅角状態での上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（バルブタイミング可動範囲が５０［ｄｅｇＣＡ］での最進角時、上死点前１８５［ｄｅｇＣＡ］）にあるカム角センサの信号をＢ１３５信号、バルブタイミング制御が最遅角状態での上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（バルブタイミング可動範囲が５０［ｄｅｇＣＡ］での最進角時、上死点前１５０［ｄｅｇＣＡ］）にあるカム角センサの信号をＢ１００信号と称する。）。
【００１７】
図２のカム角センサ信号（最遅角）からカム角センサ信号（最進角）の位置の間で信号が変化し、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力位置関係によりバルブタイミングを検出する。
【００１８】
次に、気筒識別方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が気筒識別を行う気筒識別手段を構成しているものとする。気筒識別タイミングは上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）であり、前回の上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回の上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）の間のクランク角センサの欠け歯数（１歯欠け、２歯欠け）と、カム角センサの信号数（１発、２発）により気筒識別を実施する。具体的には、
（１）クランク角センサの欠け歯が２歯欠け、カム角センサの信号数が２発の時、３気筒、
（２）クランク角センサの欠け歯が１歯欠け、カム角センサの信号数が２発の時、４気筒、
（３）クランク角センサの欠け歯が２歯欠け、カム角センサの信号数が１発の時、２気筒、
（４）クランク角センサの欠け歯が１歯欠け、カム角センサの信号数が１発の時、１気筒、
となる。
【００１９】
識別した気筒は、気筒識別タイミングである上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）からさらに進んで次の上死点前５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ０５）が圧縮上死点前５［ｄｅｇＣＡ］となる気筒を示している。このように、気筒識別手段（ＥＣＵ１１７）は、所定のタイミング毎に、クランク角センサ及びカム角センサの検出結果に基づいて気筒識別を行い、気筒識別手段での気筒識別は、所定タイミング毎の気筒識別結果である。また、ＥＣＵ１１７に設けられたメモリ（記憶手段）１１８に、所定タイミング毎の気筒識別結果が学習系列として記憶される。
【００２０】
次に、学習系列の形成方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が、学習系列を形成する学習系列形成手段を構成しているものとする。学習系列は、クランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数での気筒識別が、所定の行程数（例えば４行程）だけ正しい場合に形成され、メモリ１１８に記憶される。最初の気筒識別タイミング（Ｂ７５）でクランク角センサの欠け歯数が２、カム角センサの信号数が２の時、次の気筒識別タイミング（Ｂ７５）では、クランク角センサの欠け歯数は１、カム角センサの信号数は２となるべきである。次の気筒識別タイミング（Ｂ７５）でなるべきクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数と、実際に検出したクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数が一致していれば、そのときの気筒識別はＯＫとなり、一致していなければそのときの気筒識別はＮＧ（不定状態）となる。
【００２１】
所定行程（例えば４行程）間、なるべきクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数が一致すれば学習系列が形成されてメモリ１１８に記憶され、学習系列形成後は、例えばカム角センサの異常でクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数での気筒識別と学習系列との不一致が発生しても、メモリ１１８に記憶された学習系列により燃料噴射、点火制御を実施することで、内燃機関の運転を継続することが可能となり、リンプホーム走行が可能となる。
【００２２】
次に、バルブタイミングの検出方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が、バルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段を構成しているものとする。気筒識別タイミング（Ｂ７５）時点で、カム角センサのＢ１３５信号からクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）までの時間計測を行い、前回のクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回のクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）間の計測時間からバルブタイミングを計測する。
【００２３】
【数１】
【００２４】
カム角センサ信号はバルブタイミングにより出力タイミングが変化し、上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）信号は、バルブタイミングが５０［ｄｅｇＣＡ］変更可能なバルブタイミング制御装置であれば、上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）（最遅角位置）から上死点前１８５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１８５）（最進角位置）の間で出力位置が変化する。
【００２５】
よって、クランク角センサとカム角センサの周期時間差でバルブタイミングが検出できる。最遅角状態でのバルブタイミングを基準（ゼロ）として最遅角状態からの変化量をバルブタイミング（進角量）として、バルブタイミングを制御する。
【００２６】
次に、バルブタイミングの制御方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７及びＯＣＶ１１４が、バルブタイミング制御手段を構成しているものとする。内燃機関の運転状態により適切なバルブタイミングがあり、例えば、回転速度と充填効率の２次元マップより予め設定された目標バルブタイミングを、そのときの回転速度と充填効率でマップを参照する。参照した目標バルブタイミングと上記で検出した検出バルブタイミング（進角量）の差をなくするようにフィードバック制御を行う。フィードバック制御は例えば、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）との偏差による比例微分（ＰＤ）制御を行う。
【００２７】
ＯＣＶ１１４は、アクチュエータ１１３への油路及び油量の変更を行っており、通電する電流値を制御することで油路、油量の制御を行う。電流値は０〜１［Ａ］の間で制御し、０．５［Ａ］程度ではバルブタイミングは進角側にも遅角側にも動作しない保持状態となる（保持電流）。保持電流より小さい電流値ではバルブタイミングは遅角側に動作する。保持電流より大きい電流値ではバルブタイミングは進角側に動作する。保持電流では、バルブタイミングは進角側にも遅角側にも動作せずにその時点でのバルブタイミングを保持する（すなわち、中立点での制御となる。）。保持電流はＯＣＶ１１４、内燃機関の油圧のばらつき、経時変化等で変化する。よって、保持状態に制御しているときの電流値を保持電流として学習することで、ばらつき、経時変化によるバルブタイミングの制御性を補償する。
【００２８】
目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致している場合には保持電流値をＯＣＶ１１４に出力し、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）に差がある場合には、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）の偏差により算出した電流値を保持電流値に加算して検出バルブタイミング（進角量）を動作させて目標バルブタイミングに追従させるように制御する。目標バルブタイミングが、検出バルブタイミング（進角量）よりも進角側にある場合には偏差による算出値は正となり、遅角側にある場合には算出値は負となる。よって、保持電流値と加算することで、保持電流値を基準に増加側、減少側の電流値の制御が出来る。
【００２９】
保持電流値の学習方法について説明する。保持電流値が、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致するときの電流値とずれていると、比例微分（ＰＤ）制御では目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）を一致させることができない。比例微分（ＰＤ）制御実施中で、検出バルブタイミング（進角量）が目標バルブタイミングに追従しなくなった（検出バルブタイミング（進角量）が変化しなくなった）時点での、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）の偏差分の電流値が不足もしくは過剰な電流値であるため、この分を保持電流値に加算すれば目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致する電流値が得られるため、この値を保持電流値として学習する。
【００３０】
図３は、学習系列形成後の気筒判定の正誤判定方法である。ステップＳ３０１で、クランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数により識別した気筒（リアル）と、形成した学習系列での気筒（学習）を比較する。一致していれば、ステップＳ３０２で気筒判定ＯＫとする。一致していなければ、ステップＳ３０３で気筒判定ＮＧとする。
【００３１】
図４は、バルブタイミング（進角量）制御の処理の流れを示した流れ図である。気筒識別タイミングである上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）毎に実施する。ステップＳ４０１で内燃機関の運転状態より目標バルブタイミング（Ｖｔ）を算出する。ステップＳ４０２でクランク角センサとカム角センサより検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）を検出する。ステップＳ４０３で目標バルブタイミング（Ｖｔ）から検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）を減算して偏差量（Ｖｅ）を求める。ステップＳ４０４で偏差量（Ｖｅ）に比例ゲイン（Ｐｇａｉｎ）を乗算して比例値（Ｐ）を算出する。ステップＳ４０５で偏差量（Ｖｅ）と前回の偏差量（Ｖｅ［ｉ−１］）の差と微分ゲイン（Ｄｇａｉｎ）を乗算して微分値（Ｄ）を算出する。ステップＳ４０６で目標バルブタイミングが最遅角かを判定する。最遅角であれば、最遅角位置に制御するためにステップＳ４１１で制御電流値（Ｉ）をゼロとする。ステップＳ４０６で最遅角でなければ、ステップＳ４０７で図３での気筒判定結果がＮＧであったかを判定し、Ｙｅｓの場合、ステップＳ４１０で制御電流値（Ｉ）を保持電流値（Ｈ）とする（これにより、バルブタイミング制御手段での制御は、中立点での制御を実施することになる。）。Ｎｏの場合、ステップＳ４０８で偏差量の絶対値（｜Ｖｅ｜）が所定量（Ｋｅ）（例えば１［ｄｅｇＣＡ］）よりも小さいかを判定し、小さければステップＳ４１０で制御電流値（Ｉ）を保持電流値（Ｈ）とする。大きければステップＳ４０９で制御電流値（Ｉ）を比例値（Ｐ）と微分値（Ｄ）と保持電流値（Ｈ）を加算したものとする。これにより、制御電流値（Ｉ）となるようにＯＣＶ１１４へ通電する電流値をデューティ制御で制御する。なお、本実施の形態においては、気筒識別がＮＧとなった場合に保持電流値での制御（すなわち、中立点での制御）を行うが、但し、最小もしくは最大制御量での制御中においては、保持電流値での制御を行わないこととする。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、クランク角センサとカム角センサを基に行った気筒識別（リアル）と、クランク角センサとカム角センサにより行った気筒識別を基に学習した学習系列とが不一致となった場合、気筒判定ＮＧとして、バルブタイミング制御を保持制御として制御電流値を保持電流値とするようにしたので、例えば、カム角センサのＢ１００信号の１発を検出漏れして気筒判定がＮＧとなっても、内燃機関は学習系列で燃料噴射、点火制御をそのまま継続して、バルブタイミング制御は保持電流値での制御とすることで、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致して保持電流値で制御している場合には気筒判定ＮＧとなっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。また、検出バルブタイミングが目標バルブタイミングに追従しようとする比例微分（ＰＤ）制御中では、一時的に保持電流値となるので検出バルブタイミングの目標バルブタイミングへの追従応答性が若干悪化するが、大きく変動することはなく、ショック発生、排ガス悪化を最小限におさえることが可能となる。
【００３３】
実施の形態２．
図５は、気筒判定の正誤判定方法の他の例を示した図であり、実施の形態１での図３に置き換わるものである。すなわち、本実施の形態においては、上述の実施の形態１における気筒判定の正誤判定方法が異なるだけで、他の構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００３４】
図５に示すように、ステップＳ５０１でクランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数により行った気筒識別結果（リアル）と設計値とを比較する。設計値とは、内燃機関１０１の点火順序は予め決まっており（例えば、１−３−４−２気筒の順）、その順序のことである。即ち、クランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数で判定した気筒が予め決まった順番通りかどうかを判定する。順番通りであれば、ステップＳ５０２で気筒判定ＯＫとする。順番通りでなければステップＳ５０３で気筒判定ＮＧとする。図５での気筒判定ＯＫ、ＮＧの判定結果により、図４のステップＳ４０７でのバルブタイミング制御の判定を実施する。
【００３５】
このように、本実施の形態においては、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力により行った気筒識別結果と設計値とを比較し、比較結果が一致即ち同一気筒であると判定した場合には、気筒判定がＯＫであるとして、その後に続くバルブタイミング制御を実施するようにしたので、上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。又、学習系列が生成されていない状態においても、本実施の形態は適用することができる。
【００３６】
実施の形態３．
図６は、バルブタイミングの制御の処理の流れを示した流れ図であり、実施の形態１での図４に置き換わるものである。すなわち、本実施の形態においては、上述の実施の形態１におけるバルブタイミングの制御方法が一部異なるだけで、他の構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。なお、実施の形態１の図４と同一番号の処理は同一の処理であるので、説明を省略する。
【００３７】
図６において、ステップＳ４０７で気筒判定ＮＧの場合、ステップＳ６０１で検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）から前回検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ［ｉ−１］）の減算値の絶対値が所定値（例えば２０［ｄｅｇＣＡ］）よりも大きいかを判定し、Ｎｏの場合は、ステップＳ４０７で気筒判定ＯＫであった場合と同じ処理、即ち、正常時のバルブタイミング制御を実施する。
【００３８】
カム角センサ１１２の上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１００）の信号が検出できなかった場合、気筒判定はＮＧとなるが、検出バルブタイミング（進角量）はカム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号を用いているため、正常に検出できる。よって、バルブタイミングは正常に制御できるため、気筒識別がＮＧとなっても通常のバルブタイミング制御を実施することが可能となる。
【００３９】
カム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号が検出出来なかった場合には、検出バルブタイミングの検出は上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１００）の信号となり、その場合には、前回（１行程前）の検出バルブタイミングと今回の検出バルブタイミングの差が３５［ｄｅｇＣＡ］となる。バルブタイミング変更手段であるアクチュエータ１１３の動作速度は最大でも１工程間に１０［ｄｅｇＣＡ］程度であるため、２０［ｄｅｇＣＡ］よりも大きく変化する場合には、カム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号検出ができなかったと判断出来る。
【００４０】
このように、気筒判定がＮＧであっても検出バルブタイミングが正常に検出できる場合には、通常のバルブタイミング制御を実施し、気筒判定がＮＧであって、かつ、バルブタイミングの検出が不可の場合には中立点での制御を実施することで、バルブタイミングの変動によるショック発生、排ガス悪化を防止することが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、カム角を検出するカム角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するバルブタイミング変更手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う気筒識別手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果によりバルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段と、前記バルブタイミング検出手段の検出値に基づいて、前記バルブタイミング変更手段を制御するバルブタイミング制御手段と、所定行程間における前記気筒識別手段による気筒識別結果を学習系列として記憶する記憶手段とを備え、前記気筒識別手段は気筒識別した結果と前記記憶手段に記憶した学習系列とが一致しない場合を不定状態とし、前記不定状態の場合に、前記バルブタイミング制御手段は、バルブタイミングが進角側にも遅角側にも動作せずにバルブタイミングを保持する中立点での制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置であるので、気筒識別が不定状態となっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４２】
また、前記中立点での制御は、所定の最小もしくは最大制御量での前記バルブタイミング変更手段の制御中以外のときで、かつ、前記気筒識別が不定状態になったときに実施されるので、バルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４３】
また、前記気筒識別手段は所定のタイミング毎に前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行うので、気筒識別が不定状態となっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４６】
また、前記中立点での制御の実施は、前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段によるバルブタイミング検出が不可の状態で、かつ、前記気筒識別が不定状態のときに行うようにしたため、気筒識別が不定状態であっても検出バルブタイミングが正常に検出できる場合には、通常のバルブタイミング制御を実施することで、バルブタイミングの変動によるショック発生、排ガス悪化を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明におけるバルブタイミング制御装置及びその周辺の構成を示した構成図である。
【図２】 この発明におけるバルブタイミング制御装置のクランク角センサ及びカム角センサの信号形態を示した説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における気筒判別の正誤判定の動作を示した流れ図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるバルブタイミング制御の動作を示した流れ図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における気筒判別の正誤判定の動作を示した流れ図である。
【図６】 この発明の実施の形態３におけるバルブタイミング制御の動作を示した流れ図である。
【図７】 従来のバルブタイミング制御装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
１０１ 内燃機関、１０２ エアクリーナ、１０３ エアフローセンサ、１０４ 吸気管、１０５ スロットルバルブ、１０６ インジェクタ、１０７ 排気管、１０８ Ｏ２センサ、１０９ 触媒、１１０ 点火コイル、１１１ 点火プラグ、１１２ カム角センサ、１１３ アクチュエータ、１１４ オイルコントロールバルブ、１１５ クランク角センサ、１１６ センサプレート、１１７ ＥＣＵ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のバルブタイミング制御装置として、例えば、特開平６−１５９１０５号公報に示されたものがある。これは、バルブタイミング変更手段の一つである油圧調整弁の所定の作動状態の制御量を学習し、学習した制御量により駆動信号を補正するというものである。
【０００３】
図７に、当該公報に記載された従来のバルブタイミング制御装置の構成を示す。図において、７０１は相対回転角検出手段、７０２は目標相対回転角算出手段、７０３は制御手段、７０４は学習手段、７０５は駆動手段、７０６はバルブタイミング調整装置である。
【０００４】
動作について説明する。相対回転角検出手段７０１において、バルブタイミングであるクランク角とカム角の相対回転角を検出する。目標相対回転角算出手段７０２において、機関運転状態に応じた目標相対回転角を算出する。制御手段７０３で、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差によるフィードバック制御を行う制御量を算出する。学習手段７０４では、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差が所定範囲内となる制御手段７０３が保持状態での制御量を学習する。制御手段７０３は、制御量算出時には、学習手段７０４で学習した学習値を基準に制御量を算出する。駆動手段７０５は、制御手段７０３で算出した制御量によりバルブタイミング調整装置７０６を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来のバルブタイミング制御装置では、目標相対回転角と検出した相対回転角の偏差によりフィードバック制御を実施し、また、目標相対回転角と検出した相対回転角とが略一致した状態での制御量を学習し、学習値を基準として制御量を算出しているため、油圧調整弁等の部品のばらつき等に対しては、補償され、制御性は確保されるが、クランク角センサ、カム角センサに対するノイズの重畳や、検出漏れ等によるクランク角、カム角の検出不良に対しては、補償が行われていないため、気筒識別不良が発生し、ショックや排ガス悪化等を招くという問題点があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、気筒識別不良が発生した場合でも、バルブタイミングを制御し、ショックや排ガス悪化を防止する内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、カム角を検出するカム角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するバルブタイミング変更手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う気筒識別手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果によりバルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段と、前記バルブタイミング検出手段の検出値に基づいて、前記バルブタイミング変更手段を制御するバルブタイミング制御手段と、所定行程間における前記気筒識別手段による気筒識別結果を学習系列として記憶する記憶手段とを備え、前記気筒識別手段は気筒識別した結果と前記記憶手段に記憶した学習系列とが一致しない場合を不定状態とし、前記不定状態の場合に、前記バルブタイミング制御手段は、バルブタイミングが進角側にも遅角側にも動作せずにバルブタイミングを保持する中立点での制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置である。
【０００８】
また、前記中立点での制御は、所定の最小もしくは最大制御量での前記バルブタイミング変更手段の制御中以外のときで、かつ、前記気筒識別が不定状態になったときに実施される。
【０００９】
また、前記気筒識別手段は所定のタイミング毎に前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う。
【００１２】
また、前記中立点での制御の実施は、前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段によるバルブタイミング検出が不可の状態で、かつ、前記気筒識別が不定状態のときに行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るバルブタイミング制御装置と、その制御対象である内燃機関周辺の構成を示した図である。図において、１０１は内燃機関、１０２は内燃機関１０１が吸入する空気を浄化するエアクリーナ、１０３は内燃機関１０１が吸入する空気量を計量するエアフローセンサ、１０４は吸気管、１０５は吸入する空気量を調節し、内燃機関１０１の出力をコントロールするスロットルバルブ、１０６は吸入した空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ、１１１は内燃機関１０１の燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ、１１０は点火プラグ１１１に高電圧エネルギを供給する点火コイル、１０７は燃焼した排気ガスを排出する排気管、１０８は排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ２センサ、１０９は排気ガス内の有害ガスであるＴＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する事の出来る三元触媒である。１１６はクランク角検出用のセンサプレートで、所定位置に突起（図示なし）が設けられており、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転している。１１５はクランクシャフトの位置を検出するクランク角センサであり、センサプレート１１６の突起（図示なし）がクランク角センサ１１５を横切る時に信号を発するようになっており、クランク角を検出する。１１３はクランク角に対するカム角を相対的に位相可変する事の出来るアクチュエータ（バルブタイミング変更手段）である。１１２はクランク角センサ同様図示しないカム角検出用センサプレートの突起によりパルス信号を発生し、カム角を検出するカム角センサである。１１４はオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと称する）であり、カム位相可変用アクチュエータ（バルブタイミング変更装置）１１３への油圧を切り替えてカムの位相を制御するものである。１１７はＥＣＵであり、アクチュエータ（バルブタイミング変更手段）１１３の制御を行うことでカムの位相の制御を行う（バルブタイミング制御手段）と共に、内燃機関１０１の制御も行っている。１１８は、ＥＣＵ１１７における処理結果等（例えば、後述する気筒識別結果）が記憶されるメモリである。
【００１４】
内燃機関１０１では、クランクシャフトから動力を伝達するタイミングチェーン（図示せず）によって一対のスプロケット（図示せず）を介して一対のカムシャフトが駆動される。カムシャフトには、上述したアクチュエータ（バルブタイミング変更装置）１１３が設けられている。
【００１５】
図２は、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の信号形態である。直列４気筒を例に示している。クランク角センサ１１５が検出するためのセンサプレート１１６には１０［ｄｅｇＣＡ］毎に突起（もしくは溝）が設けてあるが、一部分だけ、突起（もしくは溝）が１つ無い部分（１歯欠け）、および、突起（もしくは溝）が２つ無い部分（２歯欠け）があり、１つ無い部分は信号間隔が２０［ｄｅｇＣＡ］となり、２つ無い部分は信号間隔が３０［ｄｅｇＣＡ］となる（図２のクランク角センサの信号形態における破線で示す部分を参照のこと）。
【００１６】
また、カム角センサ１１２が検出するセンサプレート（図示なし）にも突起が設けてあり、図２に示すような所定タイミングで信号を発するようになっている。カム角センサ１１２が検出するセンサプレート（図示なし）はバルブタイミング変更手段であるアクチュエータ１１３によってクランク角に対し位相角が変化する位置に取り付けられており、クランク角センサの気筒判別区間である前回上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）間に、カム角センサの信号は１発（Ｂ１３５）もしくは２発（Ｂ１３５、Ｂ１００）である（以降、バルブタイミング制御が最遅角状態での上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（バルブタイミング可動範囲が５０［ｄｅｇＣＡ］での最進角時、上死点前１８５［ｄｅｇＣＡ］）にあるカム角センサの信号をＢ１３５信号、バルブタイミング制御が最遅角状態での上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（バルブタイミング可動範囲が５０［ｄｅｇＣＡ］での最進角時、上死点前１５０［ｄｅｇＣＡ］）にあるカム角センサの信号をＢ１００信号と称する。）。
【００１７】
図２のカム角センサ信号（最遅角）からカム角センサ信号（最進角）の位置の間で信号が変化し、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力位置関係によりバルブタイミングを検出する。
【００１８】
次に、気筒識別方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が気筒識別を行う気筒識別手段を構成しているものとする。気筒識別タイミングは上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）であり、前回の上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回の上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）の間のクランク角センサの欠け歯数（１歯欠け、２歯欠け）と、カム角センサの信号数（１発、２発）により気筒識別を実施する。具体的には、
（１）クランク角センサの欠け歯が２歯欠け、カム角センサの信号数が２発の時、３気筒、
（２）クランク角センサの欠け歯が１歯欠け、カム角センサの信号数が２発の時、４気筒、
（３）クランク角センサの欠け歯が２歯欠け、カム角センサの信号数が１発の時、２気筒、
（４）クランク角センサの欠け歯が１歯欠け、カム角センサの信号数が１発の時、１気筒、
となる。
【００１９】
識別した気筒は、気筒識別タイミングである上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）からさらに進んで次の上死点前５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ０５）が圧縮上死点前５［ｄｅｇＣＡ］となる気筒を示している。このように、気筒識別手段（ＥＣＵ１１７）は、所定のタイミング毎に、クランク角センサ及びカム角センサの検出結果に基づいて気筒識別を行い、気筒識別手段での気筒識別は、所定タイミング毎の気筒識別結果である。また、ＥＣＵ１１７に設けられたメモリ（記憶手段）１１８に、所定タイミング毎の気筒識別結果が学習系列として記憶される。
【００２０】
次に、学習系列の形成方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が、学習系列を形成する学習系列形成手段を構成しているものとする。学習系列は、クランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数での気筒識別が、所定の行程数（例えば４行程）だけ正しい場合に形成され、メモリ１１８に記憶される。最初の気筒識別タイミング（Ｂ７５）でクランク角センサの欠け歯数が２、カム角センサの信号数が２の時、次の気筒識別タイミング（Ｂ７５）では、クランク角センサの欠け歯数は１、カム角センサの信号数は２となるべきである。次の気筒識別タイミング（Ｂ７５）でなるべきクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数と、実際に検出したクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数が一致していれば、そのときの気筒識別はＯＫとなり、一致していなければそのときの気筒識別はＮＧ（不定状態）となる。
【００２１】
所定行程（例えば４行程）間、なるべきクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数が一致すれば学習系列が形成されてメモリ１１８に記憶され、学習系列形成後は、例えばカム角センサの異常でクランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数での気筒識別と学習系列との不一致が発生しても、メモリ１１８に記憶された学習系列により燃料噴射、点火制御を実施することで、内燃機関の運転を継続することが可能となり、リンプホーム走行が可能となる。
【００２２】
次に、バルブタイミングの検出方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７が、バルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段を構成しているものとする。気筒識別タイミング（Ｂ７５）時点で、カム角センサのＢ１３５信号からクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）までの時間計測を行い、前回のクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）から今回のクランク角センサの上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）間の計測時間からバルブタイミングを計測する。
【００２３】
【数１】
カム角センサ信号はバルブタイミングにより出力タイミングが変化し、上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）信号は、バルブタイミングが５０［ｄｅｇＣＡ］変更可能なバルブタイミング制御装置であれば、上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）（最遅角位置）から上死点前１８５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１８５）（最進角位置）の間で出力位置が変化する。
【００２５】
よって、クランク角センサとカム角センサの周期時間差でバルブタイミングが検出できる。最遅角状態でのバルブタイミングを基準（ゼロ）として最遅角状態からの変化量をバルブタイミング（進角量）として、バルブタイミングを制御する。
【００２６】
次に、バルブタイミングの制御方法について説明する。なお、ＥＣＵ１１７及びＯＣＶ１１４が、バルブタイミング制御手段を構成しているものとする。内燃機関の運転状態により適切なバルブタイミングがあり、例えば、回転速度と充填効率の２次元マップより予め設定された目標バルブタイミングを、そのときの回転速度と充填効率でマップを参照する。参照した目標バルブタイミングと上記で検出した検出バルブタイミング（進角量）の差をなくするようにフィードバック制御を行う。フィードバック制御は例えば、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）との偏差による比例微分（ＰＤ）制御を行う。
【００２７】
ＯＣＶ１１４は、アクチュエータ１１３への油路及び油量の変更を行っており、通電する電流値を制御することで油路、油量の制御を行う。電流値は０〜１［Ａ］の間で制御し、０．５［Ａ］程度ではバルブタイミングは進角側にも遅角側にも動作しない保持状態となる（保持電流）。保持電流より小さい電流値ではバルブタイミングは遅角側に動作する。保持電流より大きい電流値ではバルブタイミングは進角側に動作する。保持電流では、バルブタイミングは進角側にも遅角側にも動作せずにその時点でのバルブタイミングを保持する（すなわち、中立点での制御となる。）。保持電流はＯＣＶ１１４、内燃機関の油圧のばらつき、経時変化等で変化する。よって、保持状態に制御しているときの電流値を保持電流として学習することで、ばらつき、経時変化によるバルブタイミングの制御性を補償する。
【００２８】
目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致している場合には保持電流値をＯＣＶ１１４に出力し、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）に差がある場合には、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）の偏差により算出した電流値を保持電流値に加算して検出バルブタイミング（進角量）を動作させて目標バルブタイミングに追従させるように制御する。目標バルブタイミングが、検出バルブタイミング（進角量）よりも進角側にある場合には偏差による算出値は正となり、遅角側にある場合には算出値は負となる。よって、保持電流値と加算することで、保持電流値を基準に増加側、減少側の電流値の制御が出来る。
【００２９】
保持電流値の学習方法について説明する。保持電流値が、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致するときの電流値とずれていると、比例微分（ＰＤ）制御では目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）を一致させることができない。比例微分（ＰＤ）制御実施中で、検出バルブタイミング（進角量）が目標バルブタイミングに追従しなくなった（検出バルブタイミング（進角量）が変化しなくなった）時点での、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）の偏差分の電流値が不足もしくは過剰な電流値であるため、この分を保持電流値に加算すれば目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致する電流値が得られるため、この値を保持電流値として学習する。
【００３０】
図３は、学習系列形成後の気筒判定の正誤判定方法である。ステップＳ３０１で、クランク角センサの欠け歯数とカム角センサの信号数により識別した気筒（リアル）と、形成した学習系列での気筒（学習）を比較する。一致していれば、ステップＳ３０２で気筒判定ＯＫとする。一致していなければ、ステップＳ３０３で気筒判定ＮＧとする。
【００３１】
図４は、バルブタイミング（進角量）制御の処理の流れを示した流れ図である。気筒識別タイミングである上死点前７５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ７５）毎に実施する。ステップＳ４０１で内燃機関の運転状態より目標バルブタイミング（Ｖｔ）を算出する。ステップＳ４０２でクランク角センサとカム角センサより検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）を検出する。ステップＳ４０３で目標バルブタイミング（Ｖｔ）から検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）を減算して偏差量（Ｖｅ）を求める。ステップＳ４０４で偏差量（Ｖｅ）に比例ゲイン（Ｐｇａｉｎ）を乗算して比例値（Ｐ）を算出する。ステップＳ４０５で偏差量（Ｖｅ）と前回の偏差量（Ｖｅ［ｉ−１］）の差と微分ゲイン（Ｄｇａｉｎ）を乗算して微分値（Ｄ）を算出する。ステップＳ４０６で目標バルブタイミングが最遅角かを判定する。最遅角であれば、最遅角位置に制御するためにステップＳ４１１で制御電流値（Ｉ）をゼロとする。ステップＳ４０６で最遅角でなければ、ステップＳ４０７で図３での気筒判定結果がＮＧであったかを判定し、Ｙｅｓの場合、ステップＳ４１０で制御電流値（Ｉ）を保持電流値（Ｈ）とする（これにより、バルブタイミング制御手段での制御は、中立点での制御を実施することになる。）。Ｎｏの場合、ステップＳ４０８で偏差量の絶対値（｜Ｖｅ｜）が所定量（Ｋｅ）（例えば１［ｄｅｇＣＡ］）よりも小さいかを判定し、小さければステップＳ４１０で制御電流値（Ｉ）を保持電流値（Ｈ）とする。大きければステップＳ４０９で制御電流値（Ｉ）を比例値（Ｐ）と微分値（Ｄ）と保持電流値（Ｈ）を加算したものとする。これにより、制御電流値（Ｉ）となるようにＯＣＶ１１４へ通電する電流値をデューティ制御で制御する。なお、本実施の形態においては、気筒識別がＮＧとなった場合に保持電流値での制御（すなわち、中立点での制御）を行うが、但し、最小もしくは最大制御量での制御中においては、保持電流値での制御を行わないこととする。
【００３２】
このように、本実施の形態においては、クランク角センサとカム角センサを基に行った気筒識別（リアル）と、クランク角センサとカム角センサにより行った気筒識別を基に学習した学習系列とが不一致となった場合、気筒判定ＮＧとして、バルブタイミング制御を保持制御として制御電流値を保持電流値とするようにしたので、例えば、カム角センサのＢ１００信号の１発を検出漏れして気筒判定がＮＧとなっても、内燃機関は学習系列で燃料噴射、点火制御をそのまま継続して、バルブタイミング制御は保持電流値での制御とすることで、目標バルブタイミングと検出バルブタイミング（進角量）が一致して保持電流値で制御している場合には気筒判定ＮＧとなっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。また、検出バルブタイミングが目標バルブタイミングに追従しようとする比例微分（ＰＤ）制御中では、一時的に保持電流値となるので検出バルブタイミングの目標バルブタイミングへの追従応答性が若干悪化するが、大きく変動することはなく、ショック発生、排ガス悪化を最小限におさえることが可能となる。
【００３３】
実施の形態２．
図５は、気筒判定の正誤判定方法の他の例を示した図であり、実施の形態１での図３に置き換わるものである。すなわち、本実施の形態においては、上述の実施の形態１における気筒判定の正誤判定方法が異なるだけで、他の構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【００３４】
図５に示すように、ステップＳ５０１でクランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数により行った気筒識別結果（リアル）と設計値とを比較する。設計値とは、内燃機関１０１の点火順序は予め決まっており（例えば、１−３−４−２気筒の順）、その順序のことである。即ち、クランク角センサ１１５の欠け歯数とカム角センサ１１２の信号数で判定した気筒が予め決まった順番通りかどうかを判定する。順番通りであれば、ステップＳ５０２で気筒判定ＯＫとする。順番通りでなければステップＳ５０３で気筒判定ＮＧとする。図５での気筒判定ＯＫ、ＮＧの判定結果により、図４のステップＳ４０７でのバルブタイミング制御の判定を実施する。
【００３５】
このように、本実施の形態においては、クランク角センサ１１５とカム角センサ１１２の出力により行った気筒識別結果と設計値とを比較し、比較結果が一致即ち同一気筒であると判定した場合には、気筒判定がＯＫであるとして、その後に続くバルブタイミング制御を実施するようにしたので、上述の実施の形態１と同様の効果が得られる。又、学習系列が生成されていない状態においても、本実施の形態は適用することができる。
【００３６】
実施の形態３．
図６は、バルブタイミングの制御の処理の流れを示した流れ図であり、実施の形態１での図４に置き換わるものである。すなわち、本実施の形態においては、上述の実施の形態１におけるバルブタイミングの制御方法が一部異なるだけで、他の構成および動作は実施の形態１と同様であるため、ここではその説明を省略する。なお、実施の形態１の図４と同一番号の処理は同一の処理であるので、説明を省略する。
【００３７】
図６において、ステップＳ４０７で気筒判定ＮＧの場合、ステップＳ６０１で検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ）から前回検出バルブタイミング（進角量）（Ｖｄ［ｉ−１］）の減算値の絶対値が所定値（例えば２０［ｄｅｇＣＡ］）よりも大きいかを判定し、Ｎｏの場合は、ステップＳ４０７で気筒判定ＯＫであった場合と同じ処理、即ち、正常時のバルブタイミング制御を実施する。
【００３８】
カム角センサ１１２の上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１００）の信号が検出できなかった場合、気筒判定はＮＧとなるが、検出バルブタイミング（進角量）はカム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号を用いているため、正常に検出できる。よって、バルブタイミングは正常に制御できるため、気筒識別がＮＧとなっても通常のバルブタイミング制御を実施することが可能となる。
【００３９】
カム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号が検出出来なかった場合には、検出バルブタイミングの検出は上死点前１００［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１００）の信号となり、その場合には、前回（１行程前）の検出バルブタイミングと今回の検出バルブタイミングの差が３５［ｄｅｇＣＡ］となる。バルブタイミング変更手段であるアクチュエータ１１３の動作速度は最大でも１工程間に１０［ｄｅｇＣＡ］程度であるため、２０［ｄｅｇＣＡ］よりも大きく変化する場合には、カム角センサ１１２の上死点前１３５［ｄｅｇＣＡ］（Ｂ１３５）の信号検出ができなかったと判断出来る。
【００４０】
このように、気筒判定がＮＧであっても検出バルブタイミングが正常に検出できる場合には、通常のバルブタイミング制御を実施し、気筒判定がＮＧであって、かつ、バルブタイミングの検出が不可の場合には中立点での制御を実施することで、バルブタイミングの変動によるショック発生、排ガス悪化を防止することが出来る。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は、クランク角を検出するクランク角検出手段と、カム角を検出するカム角検出手段と、少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するバルブタイミング変更手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う気筒識別手段と、前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果によりバルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段と、前記バルブタイミング検出手段の検出値に基づいて、前記バルブタイミング変更手段を制御するバルブタイミング制御手段と、所定行程間における前記気筒識別手段による気筒識別結果を学習系列として記憶する記憶手段とを備え、前記気筒識別手段は気筒識別した結果と前記記憶手段に記憶した学習系列とが一致しない場合を不定状態とし、前記不定状態の場合に、前記バルブタイミング制御手段は、バルブタイミングが進角側にも遅角側にも動作せずにバルブタイミングを保持する中立点での制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置であるので、気筒識別が不定状態となっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４２】
また、前記中立点での制御は、所定の最小もしくは最大制御量での前記バルブタイミング変更手段の制御中以外のときで、かつ、前記気筒識別が不定状態になったときに実施されるので、バルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４３】
また、前記気筒識別手段は所定のタイミング毎に前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行うので、気筒識別が不定状態となっても保持電流値での制御を継続することによりバルブタイミングが変動することなく、ショック発生、排ガス悪化等の発生が防止できる。
【００４６】
また、前記中立点での制御の実施は、前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段によるバルブタイミング検出が不可の状態で、かつ、前記気筒識別が不定状態のときに行うようにしたため、気筒識別が不定状態であっても検出バルブタイミングが正常に検出できる場合には、通常のバルブタイミング制御を実施することで、バルブタイミングの変動によるショック発生、排ガス悪化を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明におけるバルブタイミング制御装置及びその周辺の構成を示した構成図である。
【図２】 この発明におけるバルブタイミング制御装置のクランク角センサ及びカム角センサの信号形態を示した説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１における気筒判別の正誤判定の動作を示した流れ図である。
【図４】 この発明の実施の形態１におけるバルブタイミング制御の動作を示した流れ図である。
【図５】 この発明の実施の形態２における気筒判別の正誤判定の動作を示した流れ図である。
【図６】 この発明の実施の形態３におけるバルブタイミング制御の動作を示した流れ図である。
【図７】 従来のバルブタイミング制御装置の構成を示した構成図である。
【符号の説明】
１０１ 内燃機関、１０２ エアクリーナ、１０３ エアフローセンサ、１０４ 吸気管、１０５ スロットルバルブ、１０６ インジェクタ、１０７ 排気管、１０８ Ｏ２センサ、１０９ 触媒、１１０ 点火コイル、１１１ 点火プラグ、１１２ カム角センサ、１１３ アクチュエータ、１１４ オイルコントロールバルブ、１１５ クランク角センサ、１１６ センサプレート、１１７ ＥＣＵ。
Claims (4)
- クランク角を検出するクランク角検出手段と、
カム角を検出するカム角検出手段と、
少なくとも吸気もしくは排気のカムシャフトとクランクシャフトの相対位置を変更するバルブタイミング変更手段と、
前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行う気筒識別手段と、
前記クランク角検出手段及び前記カム角検出手段による検出結果によりバルブタイミングを検出するバルブタイミング検出手段と、
前記バルブタイミング検出手段の検出値に基づいて、前記バルブタイミング変更手段を制御するバルブタイミング制御手段と、
所定行程間における前記気筒識別手段による気筒識別結果を学習系列として記憶する記憶手段と
を備え、
前記気筒識別手段は気筒識別した結果と前記記憶手段に記憶した学習系列とが一致しない場合を不定状態とし、前記不定状態の場合に、前記バルブタイミング制御手段は、バルブタイミングが進角側にも遅角側にも動作せずにバルブタイミングを保持する中立点での制御を行う
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。 - 前記中立点での制御は、所定の最小もしくは最大制御量での前記バルブタイミング変更手段の制御中以外のときで、かつ、前記気筒識別が不定状態になったときに実施されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
- 前記気筒識別手段は所定のタイミング毎に前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段による検出結果により気筒識別を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
- 前記中立点での制御の実施は、前記クランク角検出手段と前記カム角検出手段によるバルブタイミング検出が不可の状態で、かつ、前記気筒識別が不定状態のときに行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
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