JP3948069B2

JP3948069B2 - Valve timing control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP3948069B2
Application number: JP24800697A
Authority: JP
Inventors: 寿門脇; 章元渡辺
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: JPH1182080A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも何れか一方の開閉タイミングを運転状態に応じて変更自在な油圧式の内燃機関用バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用バルブタイミング制御装置では、吸・排気バルブの開閉タイミングを可変するため、油圧制御により作動角一定のままカム位相差を可変制御自在なカムプーリをカムシャフト前段に取付け、機関回転数や機関負荷に応じて吸気バルブの開閉タイミングを切換える可変バルブタイミング制御機構が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の可変バルブタイミング制御機構では、その作動状態を作動油の油圧によって故障診断が行われている。すると、油圧に異常がなくても正常動作しないような場合における診断ができないこととなり、十分な診断機能を有しているとは言えなかった。
【０００４】
そこで、このような場合に対処するため、クランクシャフトとカムシャフトとの位相差によって可変バルブタイミング制御機構の作動状態を診断する手法として、特許第２５９０３８４号公報にて開示されたものが知られている。
【０００５】
ところで、可変バルブタイミング制御機構の作動油に空気が混入した場合、この空気の体積変化によって可変バルブタイミング制御機構に供給される作動油の油圧上昇が不足気味となり正常な作動が損なわれることとなる。このような可変バルブタイミング制御機構の作動不良は、前述のような診断では、作動油供給機構や可変バルブタイミング制御機構の故障と誤診断されてしまうという不具合があった。即ち、このとき、実際には作動油供給機構や可変バルブタイミング制御機構が故障している訳ではないのである。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、可変バルブタイミング制御機構の作動不良を正確に診断することが可能な内燃機関用バルブタイミング制御装置の提供を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用バルブタイミング制御装置によれば、相対回転角補正手段で可変バルブタイミング制御機構の作動油への空気の混入条件が検出されたときには、可変バルブタイミング制御機構の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように目標相対回転角が遅角側に補正される。これにより、可変バルブタイミング制御機構の作動油への空気の混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
〈参考例１〉図１は参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用したダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１６】
図１において、１０は内燃機関であり、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１からチェーン１２を介して一対のチェーンスプロケット１３，１４に駆動力が伝達される。このクランクシャフト１１と同期して回転される一対のチェーンスプロケット１３，１４には従動軸としての一対のカムシャフト１５，１６が配設され、これらのカムシャフト１５，１６によって図示しない吸気バルブ及び排気バルブが開閉駆動される。
【００１７】
クランクシャフト１１にはクランクポジションセンサ２１、カムシャフト１５にはカムポジションセンサ２２がそれぞれ配設されている。このクランクポジションセンサ２１から出力されるパルス信号θ1 及びカムポジションセンサ２２から出力されるパルス信号θ2 はＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御装置）３０に入力される。
【００１８】
なお、ＥＣＵ３０は、周知の中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１９】
ＥＣＵ３０には、これらの信号の他に内燃機関１０の運転状態に対応する吸気圧センサ（図示略）からの吸気圧ＰＭ、水温センサ（図示略）からの冷却水温ＴＨＷ等の各種センサ信号が入力されており、後述のクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実相対回転角ＡＶＴＡ及び目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される。また、クランクポジションセンサ２１からのパルス信号θ1 に基づき機関回転数ＮＥが算出される。そして、ＥＣＵ３０からの駆動信号によりＯＣＶ（Oil-flow Control Valve：油圧制御弁）としてのスプールバルブ４０のリニアソレノイド４１がＤuty(デューティ比）制御され、油タンク４５内の油がポンプ４６により供給油通路４７を通って一方のカムシャフト１５に設けられた可変バルブタイミング制御機構（Variable Valve Timming Control Mechanism：以下、『ＶＶＴ』と記す）５０（図１の斜線部）に圧送される。このＶＶＴ５０に供給される油の油量が調整されることで、カムシャフト１５がチェーンスプロケット１３、即ち、クランクシャフト１１に対し所定の位相差を有して回転自在であり、カムシャフト１５が目標相対回転角ＡＶＴＴに設定可能である。なお、ＶＶＴ５０からの油は排出油通路４８を通って油タンク４５内に戻される。また、ポンプ４６の出口側の供給油通路４７にはＶＶＴ５０に圧送される作動油の油圧を検出する油圧センサ４９が配設され、その油圧センサ４９からの油圧Ｐoil 信号がＥＣＵ３０に入力されている。
【００２０】
ここで、クランクシャフト１１が１回転してクランクポジションセンサ２１からのパルス数がＮ個発生するとき、カムシャフト１５の１回転でカムポジションセンサ２２からのパルス数がＮ個発生するようにする。また、カムシャフト１５のタイミング変換角最大値をθmax °ＣＡ（Crank Angle:クランク角）とすると、Ｎ＜（３６０／θmax ）となるようにパルス数Ｎを設定する。これによって、実相対回転角ＡＶＴＡの算出時、クランクポジションセンサ２１のパルス信号θ1 と、このパルス信号θ1 の次に続いて発生するカムポジションセンサ２２のパルス信号θ2 とを使用することができる。
【００２１】
次に、参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ故障診断の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕とをパラメータとして目標相対回転角ＡＶＴＴ〔°ＣＡ〕を算出するマップである。なお、このＶＶＴ故障診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。
【００２２】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「０」にクリアされる。次にステップＳ１０２に移行して、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕等が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１０２で読込まれたクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 からクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実際の位相差である実相対回転角ＡＶＴＡ（＝θ1 −θ2 ）が算出される。次にステップＳ１０４に移行して、ステップＳ１０２で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３参照）。
【００２３】
次にステップＳ１０５に移行して、ステアリングホイール（図示略）が中立位置から左右何れかに回転されており、Ｐ／ＳＳＷ（パワーステアリングスイッチ）がＯＮ（オン）状態であるかが判定される。ステップＳ１０５の判定条件が成立し、ステアリングホイールが中立位置から左右何れかに回転されているときにはステップＳ１０６に移行し、車速が予め設定された所定車速ＫＶＣＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ１０６で、車両が所定車速ＫＶＣＩＲを越え旋回状態であると判定されたときにはＶＶＴ５０の作動油へのエア（空気）の混入条件が成立するとして、ＶＶＴ５０に対する故障処理を実行することなく本ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、ステップＳ１０５の判定条件が成立せず、ステアリングホイールが中立位置の近傍またはステップＳ１０６の判定条件が成立せず、車両が所定車速ＫＶＣＩＲ以下であるときには、ステップＳ１０７に移行し、ステップＳ１０３で算出された実相対回転角ＡＶＴＡとステップＳ１０４で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が予め設定された所定角度ＫＶＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が成立せず、偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡ以下であるときにはＶＶＴ５０による追従動作が良好であるとしてステップＳ１０１に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００２５】
ステップＳ１０７の判定条件が成立し、実相対回転角ＡＶＴＡと目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡを越えているときにはＶＶＴ５０による追従動作が不良であるとしてステップＳ１０８に移行し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ１０９に移行して、ステップＳ１０８でカウントされた作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが予め設定された所定時間ＫＴＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ１０９の判定条件が成立せず、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えていないときにはステップＳ１０２に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００２６】
そして、ステップＳ１０９の判定条件が成立し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えるとＶＶＴ５０が実際に故障状態にあると診断されステップＳ１１０に移行し、ＶＶＴ５０の故障処理として警告ランプ（図示略）の点灯処理等が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
このように、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、クランクシャフト１１の回転角θ１を検出する駆動軸回転角検出手段としてのクランクポジションセンサ２１と、カムシャフト１５の回転角θ２を検出する従動軸回転角検出手段としてのカムポジションセンサと、クランクポジションセンサ２１で検出されたクランクシャフト１１の回転角θ１に対するカムポジションセンサ２２で検出されたカムシャフト１５の回転角θ２との位相差、即ち、カムシャフト１５の実相対回転角ＡＶＴＡを算出するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角演算手段と、内燃機関１０の運転状態に応じてクランクシャフト１１の回転角θ１とカムシャフト１５の回転角θ２との目標とする位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴを算出するＥＣＵ３０にて達成される目標相対回転角演算手段と、前記相対回転角演算手段で算出された実相対回転角ＡＶＴＡと前記目標相対回転角演算手段で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差に応じて制御回転角としての駆動力を算出し、ＶＶＴ５０によりカムシャフト１５を相対回転するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角制御手段と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する故障診断を禁止するＥＣＵ３０にて達成される故障診断禁止手段とを具備するものである。
【００２８】
したがって、故障診断禁止手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因でＶＶＴ５０に対するフィードバック制御における故障と誤診断されることがないように故障診断が禁止される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときにはＶＶＴ５０に対するフィードバック制御における故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００２９】
また、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置が、ＶＶＴ５０に対するフィードバック制御を行わないシステムであるとすると、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する故障診断を禁止するＥＣＵ３０にて達成される故障診断禁止手段とを具備するものと見做すことができる。
【００３０】
このものでは、故障診断禁止手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように故障診断が禁止される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００３１】
そして、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が旋回中とするものである。即ち、車両が旋回中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が旋回中においては故障診断が禁止されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００３２】
ところで、上記参考例では、Ｐ／ＳＳＷがＯＮ、かつ、車速が所定車速を越えているときに車両が旋回状態であると判定しているが、これに限定されるものではなく、横Ｇセンサによる車両にかかる横方向の加速度、ステアリングホイールの操舵角、機関回転数、機関負荷等を用いて車両の旋回状態を判定するようにしてもよい。
【００３３】
〈実施例１〉
図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ遅角補正の処理手順を示すフローチャートである。なお、このＶＶＴ遅角補正ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４において、まず、ステップＳ２０１で、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕等が読込まれる。次にステップＳ２０２に移行して、ステップＳ２０１で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３に示すマップ参照）。次にステップＳ２０３に移行して、ステアリングホイール（図示略）が中立位置から左右何れかに回転されており、Ｐ／ＳＳＷ（パワーステアリングスイッチ）がＯＮ（オン）状態であるかが判定される。ステップＳ２０３の判定条件が成立し、ステアリングホイールが中立位置から左右何れかに回転されているときにはステップＳ２０４に移行し、車速が予め設定された所定車速ＫＶＣＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ２０４で、車両が所定車速を越えた旋回状態であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとして、ステップＳ２０２で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴに対する補正値ＫＡＶＴＴが１．０より小さな予め設定された補正値ＫＡＶＴＴとされる。
【００３５】
一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立せず、ステアリングホイールが中立位置の近傍またはステップＳ２０４の判定条件が成立せず、車両が所定車速以下であるときには、ステップＳ２０６に移行し、目標相対回転角ＡＶＴＴに対する補正値ＫＡＶＴＴが１．０（補正なし）とされる。ステップＳ２０５またはステップＳ２０６の処理ののちステップＳ２０７に移行し、ステップＳ２０２で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴにステップＳ２０５またはステップＳ２０６で設定された補正値ＫＡＶＴＴが乗算されて補正後の目標相対回転角ＡＶＴＴが設定され、本ルーチンを終了する。
【００３６】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、クランクシャフト１１の回転角θ1 を検出する駆動軸回転角検出手段としてのクランクポジションセンサ２１と、カムシャフト１５の回転角θ2 を検出する従動軸回転角検出手段としてのカムポジションセンサと、クランクポジションセンサ２１で検出されたクランクシャフト１１の回転角θ1 に対するカムポジションセンサ２２で検出されたカムシャフト１５の回転角θ2 との位相差、即ち、カムシャフト１５の実相対回転角ＡＶＴＡを算出するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角演算手段と、内燃機関１０の運転状態に応じてクランクシャフト１１の回転角θ1 とカムシャフト１５の回転角θ2 との目標とする位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴを算出するＥＣＵ３０にて達成される目標相対回転角演算手段と、前記相対回転角演算手段で算出された実相対回転角ＡＶＴＡと前記目標相対回転角演算手段で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差に応じて制御回転角としての駆動力を算出し、ＶＶＴ５０によりカムシャフト１５を相対回転するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角制御手段と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する目標相対回転角ＡＶＴＴを遅角側に補正するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角補正手段とを具備するものである。
【００３７】
したがって、相対回転角補正手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように目標相対回転角ＡＶＴＴが遅角側に補正される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００３８】
また、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が旋回中とするものである。即ち、車両が旋回中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が旋回中においては目標相対回転角ＡＶＴＴが遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００３９】
ところで、上記実施例では、Ｐ／ＳＳＷがＯＮ、かつ、車速が所定車速を越えているときに車両が旋回状態であると判定しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、横Ｇセンサによる車両にかかる横方向の加速度、ステアリングホイールの操舵角、機関回転数、機関負荷等を用いて車両の旋回状態を判定するようにしてもよい。
【００４０】
〈実施例２〉
図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。なお、このＶＶＴ故障診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５において、まず、ステップＳ３０１で、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「０」にクリアされる。次にステップＳ３０２に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」にクリアされる。次にステップＳ３０３に移行して、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕等が読込まれる。次にステップＳ３０４に移行して、ステップＳ３０３で読込まれたクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 からクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実際の位相差である実相対回転角ＡＶＴＡ（＝θ1 −θ2 ）が算出される。次にステップＳ３０５に移行して、ステップＳ３０３で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ²〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３に示すマップ参照）。
【００４２】
次にステップＳ３０６に移行して、機関回転数ＮＥがＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件として予め設定された所定回転数ＫＶＡＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ３０６で、機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ３０７に移行し、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３０８に移行して、ステップＳ３０７でカウントされた高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが予め設定された所定時間ＫＶＦＩＮＨを越えているかが判定される。ステップＳ３０８で、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが所定時間ＫＶＦＩＮＨを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとして、ＶＶＴ５０に対する故障処理を実行することなくステップＳ３０９に移行し、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが高回転運転後の所定時間を設定する所定値ＫＮＥＨＩＧＨとされ、本ルーチンを終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０６で、機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲ以下であるときには、ステップＳ３１０に移行し、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが「０」にクリアされる。次にステップＳ３１１に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「−１」デクリメントされる。次にステップＳ３１２に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となったかが判定される。ステップＳ３１２で、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」でなく高回転運転後の所定時間が経過していないときにはＶＶＴ５０に対する故障処理をすることなく本ルーチンを終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ３１２の判定条件が成立し、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となり高回転運転後の所定時間が経過したときにはステップＳ３１３に移行し、ステップＳ３０４で算出された実相対回転角ＡＶＴＡとステップＳ３０５で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が予め設定された所定角度ＫＶＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ３１３の判定条件が成立せず、偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡ以下であるときにはＶＶＴ５０による追従動作が良好であるとしてステップＳ３０１に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００４５】
ステップＳ３１３の判定条件が成立し、実相対回転角ＡＶＴＡと目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡを越えているときにはＶＶＴ５０による追従動作が不良であるとしてステップＳ３１４に移行し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３１５に移行して、ステップＳ３１４でカウントされた作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが予め設定された所定時間ＫＴＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ３１５の判定条件が成立せず、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えていないときにはステップＳ３０３に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００４６】
そして、ステップＳ３１５の判定条件が成立し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えるとＶＶＴ５０が実際に故障状態にあると診断されステップＳ３１６に移行し、ＶＶＴ５０の故障処理として警告ランプ（図示略）の点灯処理等が実行され、本ルーチンを終了する。
【００４７】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件は、内燃機関１０の機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲを越え高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが所定時間ＫＶＦＩＮＨを越える高回転運転中または高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となるまでの高回転運転後の所定期間内とするものである。即ち、内燃機関１０が高回転運転中または高回転運転後の所定期間内においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油が霧状となってエアが混入し易く、作動油がエアの混入状態から通常状態に戻るためには所定期間が必要であるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、内燃機関１０が高回転運転中または高回転運転後の所定期間内においては故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００４８】
〈実施例３〉
図６は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０の油圧挙動に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートであり、図７は図６において機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕に対応する目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰ〔ｋｇｆ／ｃｍ^２〕を算出するマップである。なお、このエア混入診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６において、まず、ステップＳ４０１で、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるときにカウントアップされる油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが「０」にクリアされる。次にステップＳ４０２に移行して、ＶＶＴ５０の作動油の油圧の正常／異常を判定するための所定期間を設定する時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが「０」にクリアされる。次にステップＳ４０３に移行して、ポンプ４６の出口側の供給油通路４７に配設された油圧センサ４９にて検出された実際の油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰを越えているかが判定される。このときの目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰは、ポンプ４６等の特性によって設定される図７に示すマップに基づき機関回転数ＮＥに対応して求められる。ステップＳ４０３の判定条件が成立し、油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるとしてステップＳ４０４に移行し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが「＋１」インクリメントされる。一方、ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰ以下であるときにはステップＳ４０４がスキップされる。
【００５０】
次にステップＳ４０５に移行して、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ４０６に移行して、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが予め設定された所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ以上であるかが判定される。ステップＳ４０６の判定条件が成立せず、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ未満であるときには、ステップＳ４０３に戻り同様の処理が繰返し実行される。そして、ステップＳ４０６の判定条件が成立し、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ以上となるとステップＳ４０７に移行し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが予め設定された所定値ＫＰＯＩＬＵＰ以上であるかが判定される。この所定値ＫＰＯＩＬＵＰは、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるときに油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ内に到達し得る値に設定されている。
【００５１】
ステップＳ４０７の判定条件が成立し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定値ＫＰＯＩＬＵＰ以上であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立しないとしてステップＳ４０８に移行し、ＶＶＴ５０に対する通常時の処理が実行され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０７の判定条件が成立せず、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定値ＫＰＯＩＬＵＰ未満であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ４０９に移行し、ＶＶＴ５０に対するエア混入時の処理として上述のような故障診断禁止または目標相対回転角補正が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５２】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件は、作動油の油圧挙動に基づき設定するものである。即ち、システム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油の油圧挙動が異常であるときには、作動油にエアが混入している可能性が高いため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、ＶＶＴ５０の作動油の油圧挙動に基づき故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００５３】
〈実施例４〉
図８は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０の悪路判定に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。なお、このエア混入診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８において、ステップＳ５０１で、クランクシャフト１１が１８０°ＣＡ回転するための所要時間ｔ１８０が読込まれる。次にステップＳ５０２に移行して、今回の所要時間ｔ１８０i から前々回の所要時間ｔ１８０i-2 が減算され、悪路判定のための時間偏差Δｔ１８０とされる。この時間偏差Δｔ１８０が所定範囲内にないときには車両が悪路を走行中であると判定できるのである。このため、ステップＳ５０３に移行し、ステップＳ５０２で求められた時間偏差Δｔ１８０が予め設定された所定の下限値ＫＤＲＡＦＬを越え、かつ、予め設定された所定の上限値ＫＤＲＡＦＨ未満であるかが判定される。
【００５５】
ステップＳ５０３の判定条件が成立し、時間偏差Δｔ１８０が下限値ＫＤＲＡＦＬから上限値ＫＤＲＡＦＨまでの範囲内にあるときには、車両が平坦路を走行中であると判定できＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立しないとしてステップＳ５０４に移行し、ＶＶＴ５０に対する通常時の処理が実行され本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０３の判定条件が成立せず、時間偏差Δｔ１８０が下限値ＫＤＲＡＦＬから上限値ＫＤＲＡＦＨまでの範囲内にないときには車両が悪路を走行中であると判定できＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ５０５に移行し、ＶＶＴ５０に対するエア混入時の処理として上述のような故障診断禁止または目標相対回転角補正が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５６】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が悪路を走行中とするものである。即ち、車両が悪路を走行中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が悪路を走行中においては故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００５７】
ところで、上記実施例では、クランクシャフト１１が１８０°ＣＡ回転するための所要時間に基づき悪路判定したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、車体の加速度を検出するＧセンサや車輪と車体との相対距離を検出するハイト（車高）センサや車輪速センサ等からの出力信号に基づき悪路判定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は参考例１および本発明の実施の形態の第１実施例乃至第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用したダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】図２は参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図３は図２における目標相対回転角を算出するマップである。
【図４】図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ遅角補正の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵの油圧挙動に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は図６において機関回転数に対応する目標油圧を算出するマップである。
【図８】図８は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵの悪路判定に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０内燃機関
１１クランクシャフト(駆動軸)
１２チェーン
１３チェーンスプロケット
１５カムシャフト（従動軸）
２１クランクポジションセンサ
２２カムポジションセンサ
３０ＥＣＵ（電子制御装置）
４０スプールバルブ
４１リニアソレノイド
４９油圧センサ
５０ＶＶＴ（可変バルブタイミング制御機構）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic valve timing control device for an internal combustion engine in which the opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine can be changed according to an operating state.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an internal combustion engine valve timing control device, the intake / exhaust valve opening / closing timing is variable, so a cam pulley is attached to the front stage of the camshaft to control the cam phase difference while maintaining a constant operating angle by hydraulic control. A variable valve timing control mechanism that switches the opening / closing timing of the intake valve according to the engine load has been put into practical use.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described variable valve timing control mechanism, a failure diagnosis is performed on the operating state by the hydraulic pressure of the hydraulic oil. Then, even if there is no abnormality in the hydraulic pressure, it is impossible to make a diagnosis in the case where it does not operate normally, and it cannot be said that it has a sufficient diagnostic function.
[0004]
In order to cope with such a case, a technique disclosed in Japanese Patent No. 2590384 is known as a method for diagnosing the operating state of the variable valve timing control mechanism based on the phase difference between the crankshaft and the camshaft. Yes.
[0005]
By the way, when air is mixed into the hydraulic oil of the variable valve timing control mechanism, the increase in hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the variable valve timing control mechanism is insufficient due to the volume change of the air, and normal operation is impaired. . Such a malfunction of the variable valve timing control mechanism has a problem that the diagnosis as described above is erroneously diagnosed as a failure of the hydraulic oil supply mechanism or the variable valve timing control mechanism. That is, at this time, the hydraulic oil supply mechanism and the variable valve timing control mechanism are not actually broken.
[0006]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine capable of accurately diagnosing a malfunction of the variable valve timing control mechanism.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  Claim1According to the internal combustion engine valve timing control apparatus, when the relative rotation angle correction means detects the mixing condition of air into the hydraulic oil of the variable valve timing control mechanism, the hydraulic oil pressure of the variable valve timing control mechanism increases. The target relative rotation angle is corrected to the retarded angle side so that a failure is not erroneously diagnosed due to the difficulty. As a result, when the air is mixed into the hydraulic oil of the variable valve timing control mechanism and the hydraulic pressure is difficult to increase, a failure is not diagnosed. As a result, an actual malfunction can be accurately diagnosed. can get.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on examples.
[0015]
  <Reference example 1> Figure 1Reference example 1FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a double overhead cam type internal combustion engine to which the internal combustion engine valve timing control device according to FIG.
[0016]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an internal combustion engine, and a driving force is transmitted from a crankshaft 11 as a drive shaft of the internal combustion engine 10 to a pair of chain sprockets 13 and 14 via a chain 12. The pair of chain sprockets 13 and 14 rotated in synchronization with the crankshaft 11 are provided with a pair of camshafts 15 and 16 as driven shafts. The valve is driven to open and close.
[0017]
A crank position sensor 21 is disposed on the crankshaft 11, and a cam position sensor 22 is disposed on the camshaft 15. The pulse signal θ1 output from the crank position sensor 21 and the pulse signal θ2 output from the cam position sensor 22 are input to an ECU (Electronic Control Unit) 30.
[0018]
The ECU 30 is a logic including a CPU as a known central processing unit, a ROM storing a control program, a RAM storing various data, a B / U (backup) RAM, an input / output circuit, a bus line connecting them, and the like. It is configured as an arithmetic circuit.
[0019]
In addition to these signals, the ECU 30 receives various sensor signals such as an intake pressure PM from an intake pressure sensor (not shown) corresponding to the operating state of the internal combustion engine 10 and a cooling water temperature THW from a water temperature sensor (not shown). Thus, a current actual relative rotation angle AVTA and a target relative rotation angle AVTT of the camshaft 15 with respect to the crankshaft 11 described later are calculated. The engine speed NE is calculated based on the pulse signal θ1 from the crank position sensor 21. Then, the linear solenoid 41 of the spool valve 40 as an OCV (Oil-flow Control Valve) is controlled by a duty signal by a drive signal from the ECU 30, and the oil in the oil tank 45 is supplied by the pump 46. It is pumped through a passage 47 to a variable valve timing control mechanism (hereinafter referred to as “VVT”) 50 (shaded portion in FIG. 1) provided on one camshaft 15. By adjusting the amount of oil supplied to the VVT 50, the camshaft 15 is rotatable with a predetermined phase difference with respect to the chain sprocket 13, that is, the crankshaft 11, and the camshaft 15 is the target. The relative rotation angle AVTT can be set. Note that the oil from the VVT 50 is returned to the oil tank 45 through the discharge oil passage 48. In addition, a hydraulic pressure sensor 49 for detecting the hydraulic pressure of the hydraulic oil pumped to the VVT 50 is disposed in the supply oil passage 47 on the outlet side of the pump 46, and a hydraulic pressure Poil signal from the hydraulic pressure sensor 49 is input to the ECU 30. .
[0020]
Here, when the crankshaft 11 rotates once and N pulses are generated from the crank position sensor 21, N pulses are generated from the cam position sensor 22 by one rotation of the camshaft 15. If the maximum timing conversion angle of the camshaft 15 is θmax ° CA (Crank Angle), the number of pulses N is set so that N <(360 / θmax). As a result, when calculating the actual relative rotation angle AVTA, the pulse signal θ1 of the crank position sensor 21 and the pulse signal θ2 of the cam position sensor 22 generated following this pulse signal θ1 can be used.
[0021]
  next,Reference example 1Based on the flowchart of FIG. 2 which shows the processing procedure of the VVT fault diagnosis of ECU30 used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning, it demonstrates with reference to FIG. Here, FIG. 3 shows the engine speed NE [rpm] and the intake pressure PM [kgf / cm.²] As a parameter to calculate the target relative rotation angle AVTT [° CA]. The VVT failure diagnosis routine is repeatedly executed by the ECU 30 every 180 ° CA when the internal combustion engine has four cylinders.
[0022]
In FIG. 2, first, in step S101, the operation failure state duration CVDTA of the VVT 50 is cleared to “0”. In step S102, the output signal θ1 of the crank position sensor 21 and the output signal θ2 of the cam position sensor 22 as the various sensor signals, the engine speed NE [rpm] representing the operating state of the internal combustion engine 10, and the intake pressure PM. [Kgf / cm²] Etc. are read. Next, the process proceeds to step S103, where the actual phase difference of the camshaft 15 relative to the crankshaft 11 from the output signal .theta.1 of the crank position sensor 21 and the output signal .theta.2 of the cam position sensor 22 read in step S102. The relative rotation angle AVTA (= θ1−θ2) is calculated. Next, the process proceeds to step S104, and among the various sensor signals read in step S102, the engine speed NE [rpm] and the intake pressure PM [kgf / cm²], The target relative rotation angle AVTT, which is the current target phase difference, is calculated (see FIG. 3).
[0023]
Next, the process proceeds to step S105, where it is determined whether the steering wheel (not shown) is rotated to the left or right from the neutral position and the P / S SW (power steering switch) is in the ON state. . When the determination condition in step S105 is satisfied and the steering wheel is rotated to the left or right from the neutral position, the process proceeds to step S106, and it is determined whether the vehicle speed exceeds a preset vehicle speed KVCIR. If it is determined in step S106 that the vehicle exceeds the predetermined vehicle speed KVCIR and is in a turning state, it is determined that the condition for mixing air (air) into the hydraulic oil of the VVT 50 is satisfied, and this routine is executed without executing failure processing for the VVT 50. finish.
[0024]
On the other hand, when the determination condition of step S105 is not satisfied, the steering wheel is in the vicinity of the neutral position, or the determination condition of step S106 is not satisfied, and the vehicle is below the predetermined vehicle speed KVCIR, the process proceeds to step S107 and is calculated in step S103. It is determined whether the absolute value of the deviation between the actual relative rotation angle AVTA and the target relative rotation angle AVTT calculated in step S104 exceeds a predetermined angle KVDTA set in advance. When the determination condition in step S107 is not satisfied and the absolute value of the deviation is equal to or smaller than the predetermined angle KVDTA, it is determined that the follow-up operation by the VVT 50 is good and the process returns to step S101 and the same process is repeatedly executed.
[0025]
When the determination condition of step S107 is satisfied and the absolute value of the deviation between the actual relative rotation angle AVTA and the target relative rotation angle AVTT exceeds the predetermined angle KVDTA, it is determined that the follow-up operation by the VVT 50 is defective, and the process proceeds to step S108. The malfunction state duration time CVDTA is incremented by “+1”. Next, the process proceeds to step S109, where it is determined whether the malfunction state continuation time CVDTA counted in step S108 exceeds a predetermined time KTDTA set in advance. When the determination condition in step S109 is not satisfied and the malfunction state continuation time CVDTA of the VVT 50 does not exceed the predetermined time KTDTA, the process returns to step S102 and the same processing is repeatedly executed.
[0026]
When the determination condition of step S109 is satisfied and the malfunction state duration time CVDTA exceeds the predetermined time KTDTA, the VVT 50 is diagnosed as actually in a failure state, and the process proceeds to step S110. (Omitted) lighting processing or the like is executed, and this routine ends.
[0027]
  in this way,Reference exampleThe valve timing control device for an internal combustion engine is a drive force transmission system including a chain 12 that transmits a drive force from a crankshaft 11 as a drive shaft of the internal combustion engine 10 to a camshaft 15 as a driven shaft that opens and closes an intake valve. A VVT 50 provided to relatively rotate the camshaft 15 within a predetermined angle range; a crank position sensor 21 as drive shaft rotation angle detecting means for detecting the rotation angle θ1 of the crankshaft 11; and a rotation angle θ2 of the camshaft 15. The position of the cam position sensor as a driven shaft rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the camshaft 15 detected by the cam position sensor 22 with respect to the rotation angle θ1 of the crankshaft 11 detected by the crank position sensor 21. The phase difference, that is, the actual relative rotation angle AVTA of the camshaft 15 is calculated. The relative rotation angle calculation means achieved by the ECU 30 and the target relative rotation angle that is a target phase difference between the rotation angle θ1 of the crankshaft 11 and the rotation angle θ2 of the camshaft 15 according to the operating state of the internal combustion engine 10. Target relative rotation angle calculation means achieved by the ECU 30 for calculating AVTT, actual relative rotation angle AVTA calculated by the relative rotation angle calculation means, and target relative rotation angle AVTT calculated by the target relative rotation angle calculation means The driving force as the control rotation angle is calculated according to the deviation from the above, and the relative rotation angle control means achieved by the ECU 30 that relatively rotates the camshaft 15 by the VVT 50, and the mixing condition of air into the hydraulic oil of the VVT 50 are as follows. When detected, a failure diagnosis prohibiting means achieved by the ECU 30 that prohibits failure diagnosis for the VVT 50 is provided.
[0028]
Therefore, when the ECU 30 that achieves the failure diagnosis prohibition means detects the air mixing condition in the hydraulic oil of the VVT 50, it is difficult to raise the hydraulic pressure of the hydraulic oil of the VVT 50, and it is a failure in the feedback control for the VVT 50. Fault diagnosis is prohibited so that it is not diagnosed. Thus, when air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50 and the hydraulic pressure is difficult to increase, it is not diagnosed as a failure in the feedback control for the VVT 50. As a result, an actual malfunction can be accurately diagnosed.
[0029]
  Also bookReference exampleIf the internal combustion engine valve timing control apparatus is a system that does not perform feedback control on the VVT 50, the driving force is applied from the crankshaft 11 as the drive shaft of the internal combustion engine 10 to the camshaft 15 as the driven shaft that opens and closes the intake valve. VVT 50 that is provided in a driving force transmission system composed of a chain 12 that transmits power and the camshaft 15 is relatively rotatable within a predetermined angle range, and when a condition of air mixing into the hydraulic oil of the VVT 50 is detected, a failure to the VVT 50 It can be considered that it comprises failure diagnosis prohibiting means achieved by the ECU 30 that prohibits diagnosis.
[0030]
In this case, when the ECU 30 that achieves the failure diagnosis prohibition means detects the air mixing condition in the hydraulic fluid of the VVT 50, it is erroneously diagnosed as a failure because the hydraulic pressure of the hydraulic fluid of the VVT 50 is difficult to increase. Failure diagnosis is prohibited so that there is no such thing. Thus, when air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50 and the hydraulic pressure is difficult to increase, a failure is not diagnosed. As a result, an actual malfunction can be diagnosed accurately.
[0031]
  AndReference exampleThe valve timing control device for an internal combustion engine in which the vehicle is turning while the air is mixed into the VVT 50 hydraulic fluid. That is, when the vehicle is turning, even if the entire system is normal, the level of hydraulic oil supplied to the VVT 50 is unstable and air is likely to be mixed in, so that the air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50. . As a result, failure diagnosis is prohibited while the vehicle is turning, so that it is possible to eliminate erroneous diagnosis for a temporary malfunction due to air mixing into the hydraulic fluid of the VVT 50.
[0032]
  By the way, aboveReference exampleThen, when the P / S SW is ON and the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed, it is determined that the vehicle is turning.ThisHowever, the present invention is not limited to this, and the turning state of the vehicle may be determined using the lateral acceleration applied to the vehicle by the lateral G sensor, the steering angle of the steering wheel, the engine speed, the engine load, and the like.
[0033]
  <Example 1>
  FIG. 4 shows the first embodiment of the present invention.1It is a flowchart which shows the process sequence of VVT delay angle correction | amendment of ECU30 used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example. This VVT retardation correction routine is repeatedly executed by the ECU 30 every 180 ° CA when the internal combustion engine has four cylinders. The internal combustion engine to which the internal combustion engine valve timing control device according to this embodiment is applied and its peripheral devices are described above.Reference example 1FIG. 1 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1, and a detailed description thereof is omitted.
[0034]
In FIG. 4, first, in step S201, the output signal θ1 of the crank position sensor 21 and the output signal θ2 of the cam position sensor 22 as various sensor signals, the engine speed NE [rpm] representing the operating state of the internal combustion engine 10 and the intake pressure. PM [kgf / cm²] Etc. are read. Next, the process proceeds to step S202, and the engine speed NE [rpm] and the intake pressure PM [kgf / cm] among the various sensor signals read in step S201.²], The target relative rotation angle AVTT which is the current target phase difference is calculated (see the map shown in FIG. 3). Next, the process proceeds to step S203, where it is determined whether the steering wheel (not shown) is rotated to the left or right from the neutral position and the P / S SW (power steering switch) is in the ON state. . When the determination condition in step S203 is satisfied and the steering wheel is rotated to the left or right from the neutral position, the process proceeds to step S204, where it is determined whether the vehicle speed exceeds a preset vehicle speed KVCIR. In step S204, when the vehicle is in a turning state exceeding the predetermined vehicle speed, the correction value KAVTT for the target relative rotation angle AVTT calculated in step S202 is 1.0, assuming that the air mixing condition into the hydraulic fluid of the VVT 50 is satisfied. A smaller correction value KAVTT is set in advance.
[0035]
On the other hand, when the determination condition of step S203 is not satisfied, the steering wheel is in the vicinity of the neutral position, or the determination condition of step S204 is not satisfied, and the vehicle is below the predetermined vehicle speed, the process proceeds to step S206, and the target relative rotation angle AVTT The correction value KAVTT is set to 1.0 (no correction). After the process of step S205 or step S206, the process proceeds to step S207, and the target relative rotation angle corrected by multiplying the target relative rotation angle AVTT calculated in step S202 by the correction value KAVTT set in step S205 or step S206. AVTT is set and this routine is terminated.
[0036]
As described above, the valve timing control device for an internal combustion engine according to the present embodiment includes a chain 12 that transmits a driving force from a crankshaft 11 as a driving shaft of the internal combustion engine 10 to a camshaft 15 as a driven shaft that opens and closes an intake valve. A VVT 50 which is provided in a driving force transmission system comprising the camshaft 15 and is relatively rotatable within a predetermined angle range; a crank position sensor 21 as a drive shaft rotation angle detection means for detecting the rotation angle θ1 of the crankshaft 11; A cam position sensor as a driven shaft rotation angle detecting means for detecting the rotation angle θ2 of the camshaft 15 and a camshaft 15 detected by the cam position sensor 22 with respect to the rotation angle θ1 of the crankshaft 11 detected by the crank position sensor 21. Phase difference with the rotation angle θ2 of the camshaft, that is, the actual relative rotation angle of the camshaft 15 The relative rotation angle calculation means achieved by the ECU 30 for calculating AVTA, and the target phase difference between the rotation angle θ1 of the crankshaft 11 and the rotation angle θ2 of the camshaft 15 according to the operating state of the internal combustion engine 10 Target relative rotation angle calculation means achieved by the ECU 30 for calculating the target relative rotation angle AVTT, actual relative rotation angle AVTA calculated by the relative rotation angle calculation means, and target calculated by the target relative rotation angle calculation means The driving force as the control rotation angle is calculated according to the deviation from the relative rotation angle AVTT, and the relative rotation angle control means achieved by the ECU 30 that relatively rotates the camshaft 15 by the VVT 50, and the air to the hydraulic oil of the VVT 50 Is detected by the ECU 30 that corrects the target relative rotation angle AVTT with respect to the VVT 50 to the retard side. It is intended to and a correction means.
[0037]
Therefore, when the ECU 30 that achieves the relative rotation angle correction means detects the air mixing condition in the hydraulic fluid of the VVT 50, it is erroneously diagnosed as a failure because the hydraulic pressure of the hydraulic fluid of the VVT 50 is difficult to increase. The target relative rotation angle AVTT is corrected to the retarded angle side so as not to occur. Thus, when air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50 and the hydraulic pressure is difficult to increase, a failure is not diagnosed. As a result, an actual malfunction can be diagnosed accurately.
[0038]
In addition, the internal combustion engine valve timing control apparatus of the present embodiment is such that the vehicle is turning when the air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50. That is, when the vehicle is turning, even if the entire system is normal, the level of hydraulic oil supplied to the VVT 50 is unstable and air is likely to be mixed in, so that the air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50. . Thereby, while the vehicle is turning, the target relative rotation angle AVTT is corrected to the retarded angle side, and it is possible to eliminate a misdiagnosis for a temporary malfunction due to the mixing of air into the hydraulic oil of the VVT 50.
[0039]
In the above embodiment, when the P / S SW is ON and the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed, it is determined that the vehicle is in a turning state. The turning state of the vehicle may be determined using the lateral acceleration applied to the vehicle by the lateral G sensor, the steering wheel steering angle, the engine speed, the engine load, and the like.
[0040]
  <Example2>
  FIG. 5 shows the first embodiment of the present invention.2It is a flowchart which shows the processing procedure of the VVT failure diagnosis of ECU30 used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example. The VVT failure diagnosis routine is repeatedly executed by the ECU 30 every 180 ° CA when the internal combustion engine has four cylinders. The internal combustion engine to which the internal combustion engine valve timing control device according to this embodiment is applied and its peripheral devices are described above.Reference example 1FIG. 1 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1, and a detailed description thereof is omitted.
[0041]
In FIG. 5, first, in step S301, the operation failure state duration CVDTA of the VVT 50 is cleared to “0”. Next, the process proceeds to step S302, and the counter CNEHIGH after high-speed operation is cleared to “0”. In step S303, the output signal θ1 of the crank position sensor 21 and the output signal θ2 of the cam position sensor 22 as various sensor signals, the engine speed NE [rpm] representing the operating state of the internal combustion engine 10, and the intake pressure PM. [Kgf / cm²] Etc. are read. Next, the process proceeds to step S304, where the actual actual phase difference of the camshaft 15 with respect to the crankshaft 11 from the output signal θ1 of the crank position sensor 21 and the output signal θ2 of the cam position sensor 22 read in step S303. The relative rotation angle AVTA (= θ1−θ2) is calculated. Next, the process proceeds to step S305, and among the various sensor signals read in step S303, the engine speed NE [rpm] and the intake pressure PM [kgf / cm²], The target relative rotation angle AVTT which is the current target phase difference is calculated (see the map shown in FIG. 3).
[0042]
Next, the routine proceeds to step S306, where it is determined whether the engine speed NE exceeds a predetermined rotational speed KVAIR set in advance as a condition for mixing air into the hydraulic oil of the VVT 50. If the engine speed NE exceeds the predetermined engine speed KVAIR in step S306, it is determined that the air mixing condition into the hydraulic oil of the VVT 50 is satisfied, and the process proceeds to step S307, and the high speed state duration time CVTAIR is incremented by “+1”. The Next, the process proceeds to step S308, where it is determined whether the high rotation state duration CVTAIR counted in step S307 exceeds a predetermined time KVFINH set in advance. In step S308, when the high rotation state duration time CVTAIR exceeds the predetermined time KVFINH, it is determined that the condition for mixing air into the hydraulic fluid of the VVT 50 is satisfied, and the process proceeds to step S309 without executing failure processing for the VVT 50. The counter CNEHIGH after the rotation operation is set to a predetermined value KNEHIGH for setting a predetermined time after the high rotation operation, and this routine is finished.
[0043]
On the other hand, when the engine speed NE is equal to or lower than the predetermined engine speed KVAIR in step S306, the process proceeds to step S310, and the high engine speed duration CVTAIR is cleared to “0”. Next, the process proceeds to step S311 and the counter CNEHIGH after high-speed operation is decremented by “−1”. Next, the process proceeds to step S312, and it is determined whether or not the counter CNEHIGH after high rotation operation has become “0”. In step S312, if the counter CNEHIGH after high rotation operation is not "0" and the predetermined time after the high rotation operation has not elapsed, this routine is terminated without performing failure processing for the VVT 50.
[0044]
On the other hand, when the determination condition in step S312 is satisfied and the counter CNEHIGH after high rotation operation becomes “0” and a predetermined time after the high rotation operation has elapsed, the process proceeds to step S313, and the actual relative rotation angle AVTA calculated in step S304. And whether the absolute value of the deviation from the target relative rotation angle AVTT calculated in step S305 exceeds a predetermined angle KVDTA set in advance. When the determination condition in step S313 is not satisfied and the absolute value of the deviation is equal to or smaller than the predetermined angle KVDTA, it is determined that the follow-up operation by the VVT 50 is good and the process returns to step S301 and the same processing is repeatedly executed.
[0045]
When the determination condition in step S313 is satisfied and the absolute value of the deviation between the actual relative rotation angle AVTA and the target relative rotation angle AVTT exceeds the predetermined angle KVDTA, it is determined that the follow-up operation by the VVT 50 is defective, and the process proceeds to step S314. The malfunction state duration time CVDTA is incremented by “+1”. Next, the process proceeds to step S315, and it is determined whether the malfunction state continuation time CVDTA counted in step S314 exceeds a predetermined time KTDTA set in advance. When the determination condition in step S315 is not satisfied and the malfunction state continuation time CVDTA of the VVT 50 does not exceed the predetermined time KTDTA, the process returns to step S303 and the same processing is repeatedly executed.
[0046]
When the determination condition in step S315 is satisfied and the malfunction state duration time CVDTA exceeds the predetermined time KTDTA, the VVT 50 is diagnosed as actually in a failure state, and the process proceeds to step S316. (Omitted) lighting processing or the like is executed, and this routine ends.
[0047]
As described above, in the valve timing control device for the internal combustion engine of the present embodiment, the air mixing condition into the hydraulic oil of the VVT 50 is such that the engine speed NE of the internal combustion engine 10 exceeds the predetermined speed KVAIR and the high speed state duration time CVTAIR. Is within a predetermined period after the high speed operation until the counter CNEHIGH becomes “0” during the high speed operation exceeding the predetermined time KVFINH or after the high speed operation. That is, during a predetermined period after the high speed operation of the internal combustion engine 10 or after the high speed operation, even if the entire system is normal, the hydraulic oil supplied to the VVT 50 is mist-like and air is likely to be mixed. Since a predetermined period is required for the engine to return from the air mixing state to the normal state, air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50. As a result, the failure diagnosis is prohibited or the target relative rotation angle is corrected to the retard side during the predetermined period after the internal combustion engine 10 is operating at high speed or after high speed operation, and the air to the hydraulic oil of the VVT 50 is corrected. Misdiagnosis for temporary malfunctions due to contamination can be eliminated.
[0048]
  <Example3>
  FIG. 6 shows the first embodiment of the present invention.37 is a flowchart showing a processing procedure of air mixing diagnosis based on the hydraulic behavior of the ECU 30 used in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the embodiment, and FIG. 7 corresponds to the engine speed NE [rpm] in FIG. Target oil pressure TPOILUP [kgf / cm²] Is a map for calculating. This air mixing diagnosis routine is repeatedly executed by the ECU 30 every 180 ° CA when the internal combustion engine has four cylinders. The internal combustion engine to which the internal combustion engine valve timing control device according to this embodiment is applied and its peripheral devices are described above.Reference example 1FIG. 1 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1, and a detailed description thereof is omitted.
[0049]
In FIG. 6, first, in step S401, a hydraulic pressure normal counter POILUP that is counted up when the hydraulic pressure of the hydraulic oil of the VVT 50 is normal is cleared to “0”. Next, the process proceeds to step S402, and the time setting counter COILUP that sets a predetermined period for determining normality / abnormality of the hydraulic oil pressure of the VVT 50 is cleared to “0”. Next, the process proceeds to step S403, where it is determined whether the actual oil pressure Poil detected by the oil pressure sensor 49 disposed in the supply oil passage 47 on the outlet side of the pump 46 exceeds the target oil pressure TPOILUP. The target oil pressure TPOILUP at this time is obtained in correspondence with the engine speed NE based on the map shown in FIG. 7 set by the characteristics of the pump 46 and the like. When the determination condition in step S403 is satisfied and the oil pressure Poil exceeds the target oil pressure TPOILUP, the operation proceeds to step S404 on the assumption that the hydraulic oil pressure of the VVT 50 is normal, and the oil pressure normal counter POILUP is incremented by “+1”. On the other hand, if the determination condition in step S403 is not satisfied and the oil pressure Poil is equal to or less than the target oil pressure TPOILUP, step S404 is skipped.
[0050]
In step S405, the time setting counter COILUP is incremented by "+1". Next, the process proceeds to step S406, where it is determined whether the time setting counter COILUP is equal to or greater than a predetermined time KTOILUP set in advance. If the determination condition in step S406 is not satisfied and the time setting counter COILUP is less than the predetermined time KTOILUP, the process returns to step S403 and the same processing is repeatedly executed. Then, when the determination condition in step S406 is satisfied and the time setting counter COILUP becomes equal to or greater than the predetermined time KTOILUP, the process proceeds to step S407, and it is determined whether the hydraulic pressure normal counter POILUP is equal to or greater than a predetermined value KPOILUP set in advance. The predetermined value KPOILUP is set to a value that allows the hydraulic pressure normal counter POILUP to reach the predetermined time KTOILUP when the hydraulic oil pressure of the VVT 50 is normal.
[0051]
When the determination condition in step S407 is satisfied and the hydraulic pressure normal counter POILUP is equal to or greater than the predetermined value KPOILUP, the process moves to step S408, assuming that the condition for mixing air into the hydraulic oil of the VVT 50 is not satisfied, and normal processing for the VVT 50 is executed. This routine is terminated. On the other hand, if the determination condition in step S407 is not satisfied and the hydraulic pressure normal counter POILUP is less than the predetermined value KPOILUP, the process moves to step S409 assuming that the air mixing condition into the hydraulic oil of VVT50 is satisfied, and As the processing, the above-described failure diagnosis inhibition or target relative rotation angle correction is executed, and this routine is terminated.
[0052]
As described above, in the valve timing control device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the condition for mixing air into the hydraulic fluid of the VVT 50 is set based on the hydraulic behavior of the hydraulic fluid. That is, even if the entire system is normal, when the hydraulic behavior of the hydraulic fluid supplied to the VVT 50 is abnormal, there is a high possibility that air is mixed in the hydraulic fluid, so air is mixed in the hydraulic fluid of the VVT 50. It is a condition. As a result, failure diagnosis is prohibited or the target relative rotation angle is corrected to the retarded side based on the hydraulic behavior of the hydraulic oil of the VVT 50, and a misdiagnosis for a temporary malfunction due to mixing of air into the hydraulic oil of the VVT 50. Can be eliminated.
[0053]
  <Example4>
  FIG. 8 shows the first embodiment of the present invention.4It is a flowchart which shows the process sequence of the air mixing diagnosis based on the rough road determination of ECU30 used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example. This air mixing diagnosis routine is repeatedly executed by the ECU 30 every 180 ° CA when the internal combustion engine has four cylinders. The internal combustion engine to which the internal combustion engine valve timing control device according to this embodiment is applied and its peripheral devices are described above.Reference example 1FIG. 1 is a schematic configuration diagram similar to FIG. 1, and a detailed description thereof is omitted.
[0054]
In FIG. 8, in step S501, a time t180 required for the crankshaft 11 to rotate 180 ° CA is read. Next, the process proceeds to step S502, where the last required time t180i-2 is subtracted from the current required time t180i to obtain a time deviation Δt180 for rough road determination. When the time deviation Δt180 is not within the predetermined range, it can be determined that the vehicle is traveling on a rough road. Therefore, the process proceeds to step S503, where it is determined whether the time deviation Δt180 obtained in step S502 exceeds a predetermined lower limit value KDRAFL that is set in advance and is less than a predetermined upper limit value KDRAFH that is set in advance. .
[0055]
When the determination condition of step S503 is satisfied and the time deviation Δt180 is within the range from the lower limit value KDRAFL to the upper limit value KDRAFH, it can be determined that the vehicle is traveling on a flat road, and the air is mixed into the hydraulic oil of the VVT 50 Is not established, the process proceeds to step S504, the normal processing for the VVT 50 is executed, and this routine is terminated. On the other hand, if the determination condition of step S503 is not satisfied and the time deviation Δt180 is not within the range from the lower limit value KDRAFL to the upper limit value KDRAFH, it can be determined that the vehicle is traveling on a rough road and the air to the hydraulic oil of the VVT 50 can be determined. If the mixing condition is satisfied, the process proceeds to step S505, and the above-described failure diagnosis inhibition or target relative rotation angle correction is executed as processing when air is mixed into the VVT 50, and this routine ends.
[0056]
As described above, the valve timing control device for an internal combustion engine according to the present embodiment is such that the vehicle is traveling on a rough road as a condition for mixing air into the hydraulic oil of the VVT 50. That is, when the vehicle is traveling on a rough road, even if the entire system is normal, the level of hydraulic oil supplied to the VVT 50 is unstable and air easily enters. It is said. As a result, failure diagnosis is prohibited or the target relative rotation angle is corrected to the retarded side while the vehicle is traveling on a rough road, and a false diagnosis for a temporary malfunction due to the mixing of air into the hydraulic oil of the VVT 50. Can be eliminated.
[0057]
By the way, in the said Example, although the bad road determination was carried out based on the required time for the crankshaft 11 to rotate 180 degree CA, when implementing this invention, it is not limited to this, The acceleration of a vehicle body is used. A bad road can also be determined based on output signals from a G sensor to be detected, a height (vehicle height) sensor to detect a relative distance between the wheel and the vehicle body, a wheel speed sensor, or the like.
[Brief description of the drawings]
[FIG. 1] FIG.Reference Example 1 andExample 1 to Example 1 of the embodiment of the present invention41 is a schematic configuration diagram illustrating a double overhead cam type internal combustion engine to which a valve timing control device for an internal combustion engine according to an embodiment is applied and peripheral devices thereof.
[FIG. 2] FIG.Reference example 17 is a flowchart showing a processing procedure of VVT failure diagnosis of an ECU used in the internal combustion engine valve timing control apparatus according to FIG.
FIG. 3 is a map for calculating a target relative rotation angle in FIG. 2;
[Fig. 4] Fig. 4 shows a first embodiment of the present invention.1It is a flowchart which shows the process sequence of VVT delay angle correction | amendment of ECU used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example.
FIG. 5 is a diagram of an embodiment of the present invention.2It is a flowchart which shows the processing procedure of the VVT failure diagnosis of ECU used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example.
[Fig. 6] Fig. 6 shows a first embodiment of the present invention.3It is a flowchart which shows the process sequence of the air mixing diagnosis based on the hydraulic behavior of ECU currently used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example.
FIG. 7 is a map for calculating a target hydraulic pressure corresponding to the engine speed in FIG.
[Fig. 8] Fig. 8 shows a first embodiment of the present invention.4It is a flowchart which shows the process sequence of the air mixing diagnosis based on the rough road determination of ECU currently used with the valve timing control apparatus for internal combustion engines concerning an Example.
[Explanation of symbols]
10 Internal combustion engine
11 Crankshaft (drive shaft)
12 chain
13 Chain sprocket
15 Camshaft (driven shaft)
21 Crank position sensor
22 Cam position sensor
30 ECU (electronic control unit)
40 Spool valve
41 Linear solenoid
49 Hydraulic sensor
50 VVT (Variable valve timing control mechanism)

Claims

Provided in a driving force transmission system for transmitting driving force from a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve, and either one of the driving shaft or the driven shaft is in a predetermined angle range. A hydraulic variable valve timing control mechanism, which is relatively rotatable within,
Drive shaft rotation angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft;
Driven shaft rotation angle detecting means for detecting the rotation angle of the driven shaft;
A relative rotation angle that calculates a relative rotation angle that is a phase difference between the rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft rotation angle detection unit and the rotation angle of the driven shaft detected by the driven shaft rotation angle detection unit. Computing means;
Target relative rotation angle calculating means for calculating a target relative rotation angle that is a target phase difference between the rotation angle of the drive shaft and the rotation angle of the driven shaft according to the operating state of the internal combustion engine;
A control rotation angle is calculated according to a deviation between the relative rotation angle calculated by the relative rotation angle calculation means and the target relative rotation angle calculated by the target relative rotation angle calculation means, and the variable valve timing control mechanism A relative rotation angle control means for relatively rotating the drive shaft or the driven shaft,
The target relative rotation angle with respect to the variable valve timing control mechanism is corrected to the retarded side so that a failure is not erroneously detected when a condition of air mixing into the hydraulic oil of the variable valve timing control mechanism is detected. A valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: a relative rotation angle correction means.