JP4061720B2 - Abnormality detection device for variable valve mechanism - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブ開閉特性を可変とするために各気筒毎に設けられた可変動弁機構の異常を検出する可変動弁機構の異常検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車載用エンジン等の内燃機関にあっては、出力の向上やエミッションの低減等を意図して、吸気バルブや排気バルブの開閉特性を適宜に変更することが行われる。このようにバルブ特性を変更する装置においては、内燃機関の各気筒に設けられたバルブの開閉特性を可変とするために、それら各気筒毎に可変動弁機構が設けられる。そして、可変動弁機構を油圧等で駆動することにより、各気筒における吸気バルブや排気バルブの開閉特性を変更する。
【０００３】
ところで、上記のような可変動弁機構に異常が発生した場合には、例えば内燃機関の吸入空気量が適正値からずれて機関出力が低下するといった問題があるため、可変動弁機構が採用された内燃機関には通常、その可変動弁機構の異常を検出するための異常検出装置が設けられる。このような可変動弁機構の異常検出装置としては、例えば特開平６−２４８９８６号公報に記載された装置が知られている。
【０００４】
同公報に記載された異常検出装置においては、内燃機関の回転変動量に基づき可変動弁機構の異常が検出されることとなる。従って、同公報に記載された異常検出装置を可変動弁機構が採用された内燃機関に設けることで、その可変動弁機構の異常を的確に検出することができるようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、可変動弁機構が採用された内燃機関に上記公報に記載された異常検出装置を設けたとしても、いずれの気筒に設けられた可変動弁装置に異常が発生しているのかを特定することはできない。そのため、各気筒の可変動弁装置について異常が発生していないかどうか調べる必要があり、その調査にかかる手間も無視できないものとなる。また、可変動弁装置の異常が発生している気筒を特定するのに時間がかかり、同機構の修理を速やかに行うことができなくなる。
【０００６】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、いずれの気筒に設けられた可変動弁機構に異常が発生しているのかを特定し、その異常が発生している可変動弁機構の修理を速やかに行うことのできる可変動弁機構の異常検出装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、内燃機関の各気筒毎に設けられたバルブの開閉特性を可変とするために前記各気筒毎に設けられる可変動弁機構と、内燃機関における一気筒の稼働に基づく機関回転速度を前記各気筒毎に求める回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段によって求められる前記各気筒毎の機関回転速度に徐変処理を施して徐変値を算出する徐変値算出手段と、前記徐変値算出手段によって算出される前記徐変値に基づき前記可変動弁機構の異常が発生している気筒を検出する異常気筒検出手段とを備えた。
【０００８】
同構成によれば、各気筒毎の機関回転速度に徐変処理を施して算出される徐変値に基づき可変動弁機構の異常が発生している気筒が検出されるため、例えば所定気筒での一回の失火による突発的な機関回転速度の変化を可変動弁機構の異常であると誤検出することが防止される。また、各気筒毎に算出される徐変値に基づき可変動弁機構の異常が発生している気筒を検出することができるため、いずれの気筒に設けられた可変動弁機構に異常が発生しているのかを特定し、その異常が発生している可変動弁機構の修理を速やかに行うことができるようになる。
【０００９】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出は内燃機関の定常運転中に行われるようにした。
同構成によれば、内燃機関の定常運転中には可変動弁機構の異常に基づく機関回転速度の変化を容易に認識できるため、可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出を的確に行うことができるようになる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出は内燃機関のアイドル運転中に行われるようにした。
【００１１】
同構成によれば、内燃機関のアイドル運転中には可変動弁機構の異常に基づき機関回転速度が大きく変化するため、一層的確に可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出を行うことができるようになる。
【００１２】
請求項４記載の発明では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、所定期間中に前記異常気筒検出手段によって検出される各気筒毎の前記可変動弁機構の異常発生の回数をカウントし、そのカウント値が所定値以上になったことに基づき、対応する気筒の前記可変動弁機構に異常が発生した旨判断する異常判断手段を更に備えた。
【００１３】
同構成によれば、所定期間中にカウントされる可変動弁機構の異常発生回数のカウント値が所定値以上になったことに基づき、対応する気筒の可変動弁機構に異常が発生した旨判断されるため、その異常判断が正確に行われるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を直列４気筒の自動車用エンジンに適用した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、エンジン１１の１番気筒＃１〜４番気筒＃４（図１には１番気筒＃１のみ図示）には、それぞれピストン１２が設けられている。このピストンは、エンジン１１のシリンダブロック１１ａ内にて往復移動可能となっており、コンロッド１３を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャフト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移動は、コンロッド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換されるようになっている。
【００１８】
上記クランクシャフト１４にはシグナルロータ１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。また、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランクシャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突起１４ｂが順次クランクセンサ１４ｃの側方を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力されるようになる。
【００１９】
また、シリンダブロック１１ａの上端にはシリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５とピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７及び排気ポート１８が連通している。更に、それら吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞれ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられている。
【００２０】
シリンダヘッド１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト２１，２２には、クランクシャフト１４の回転がタイミングベルト２３を介して伝達される。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動されて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１６とが連通・遮断される。
【００２１】
シリンダヘッド１５において、吸気カムシャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設けられた突起２２ａを検出して検出信号を出力するカムセンサ２２ｂが設けられている。そして、吸気カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起２２ａがカムセンサ２２ｂの側方を通過する。この状態にあっては、カムセンサ２２ｂから上記突起２２ａの通過に対応した所定間隔毎に検出信号が出力されるようになる。
【００２２】
上記吸気ポート１７には吸気管３０が接続され、それら吸気ポート１７及び吸気管３０内は吸気通路３２となっている。また、上記排気ポート１８には排気管３１が接続され、それら吸気ポート１７及び排気管３１内は排気通路３３となっている。上記吸気通路３２の上流部には、自動車の室内に設けられたアクセルペダル３４の踏込量に基づき開度調節されるスロットルバルブ３５が設けられている。そして、そのスロットルバルブ３５の開度調節により燃焼室１６内へ吸入される空気の量が調節される。また、スロットルバルブ３５の開度は、スロットルポジションセンサ３５ａによって検出される。
【００２３】
更に、吸気管３０の下流端には、燃焼室１６内へ向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁３７が設けられている。この燃料噴射弁３７は、吸気通路３２内の空気が燃焼室１６へ吸入されるとき、その燃焼室１６へ向けて燃料を噴射して燃料及び空気からなる混合気を形成する。一方、シリンダヘッド１５には、燃焼室１６内に充填された混合気に対して点火を行うための点火プラグ３８が設けられている。この点火プラグ３８は、エンジン１１に設けられたイグナイタモジュール３９を介して、自動車のバッテリ４０に接続されている。
【００２４】
こうしたエンジン１１にあっては、その吸気行程において、ピストン１２の下降により燃焼室１６内に負圧が発生し、その負圧により燃焼室１６へ吸気通路３２を介して空気が吸入される。また、燃料噴射弁３７からは、燃焼室１６に吸入される空気の量に対応した量の燃料が同燃焼室１６へ向かって噴射され、その結果、燃焼室１６には空気と燃料とからなる混合気が充填される。
【００２５】
その後、エンジン１１の圧縮行程において、ピストン１２の上昇により、燃焼室１６内の混合気は圧縮される。燃焼室１６内で圧縮された混合気は、点火プラグ３８により点火されて爆発し、その爆発力によってピストン１２が下降してエンジン１１は爆発行程に移る。この爆発行程により、エンジン１１は駆動力を得ることとなる。こうして燃焼室１６内で燃焼した混合気は、エンジン１１の排気行程において、ピストン１２の上昇により排気ガスとして排気通路３３へ送り出される。
【００２６】
次に、吸気バルブ１９のバルブ開閉特性としてバルブリフト量を可変とするための可変動弁装置について図２を参照して説明する。
上記可変動弁装置は、図２に示すように、吸気カムシャフト２１と吸気バルブ１９との各対間に設けられた複数のバルブリフト量可変機構７１を備えている。吸気カムシャフト２１において各気筒＃１〜＃４に対応する位置には、互いに異なるカムプロフィールを有する高速用カム７２ａ及び低速用カム７２ｂがそれぞれ設けられている。そして、各バルブリフト量可変機構７１は、各気筒＃１〜＃４における高速用カム７２ａ及び低速用カム７２ｂにそれぞれ対応して位置している。
【００２７】
各バルブリフト量可変機構７１は、油圧駆動されて吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを高速用カム７２ａと低速用カム７２ｂとの間で切り換えることにより吸気バルブ１９のバルブリフト量を変更する。なお、高速用カム７２ａ及び低速用カム７２ｂのカムプロフィールは、高速用カム７２ａによって吸気バルブ１９を開閉駆動したときのバルブリフト量が、低速用カム７２ｂによって吸気バルブ１９を開閉駆動したときのバルブリフト量よりも大きくなるように形成されている。
【００２８】
これらバルブリフト量可変機構７１の油圧駆動は、オイルパン２５内のオイルをバルブリフト量可変機構７１に対し給排することによって行われる。そして、バルブリフト量可変機構７１に対するオイルの給排は、同機構７１とエンジン１１の下端部に位置するオイルパン２５との間に設けられたカム切換制御油路７３、オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）７４、供給通路７５、排出通路７６、及びオイルポンプ５２によって行われる。
【００２９】
ここで、上記バルブリフト量可変機構７１、及び同可変機構７１を駆動するためのオイル供給構造について図３〜図５を参照して説明する。なお、図３はバルブリフト量可変機構７１全体を示す斜視図であって、図４及び図５はバルブリフト量可変機構７１の内部構造を示す拡大断面図である。
【００３０】
図３に示すように、バルブリフト量可変機構７１は、吸気カムシャフト２１（図３に図示せず）と平行になるロッカシャフト７７に回動可能に取り付けられたロッカアーム本体７８を備えている。上記ロッカアーム本体７８には吸気バルブ１９の上端に当接する押圧当接部７９が設けられている。また、ロッカアーム本体７８にはローラ８０が回転可能に支持され、そのローラ８０には低速用カム７２ｂ（図２）が当接する。従って、吸気カムシャフト２１が回転すると、低速用カム７２ｂがローラ８０及びロッカアーム本体７８を介して吸気バルブ１９を押し、その吸気バルブ１９が開閉駆動されようになる。
【００３１】
ロッカアーム本体７８において、ローラ８０の隣りにはカムフォロア８１が設けられている。カムフォロア８１は、ロッカアーム本体７８に対して出没する方向（図中上下方向）について往復移動可能に支持されるとともに、コイルスプリング８２によって上方に付勢されている。そのカムフォロア８１の頭部には、高速用カム７２ａが当接する被押圧部８１ａが設けられている。また、カムフォロア８１は、ロッカシャフト７７の内部に形成されたカム切換制御油路７３に供給されるオイルの油圧に基づき、ロッカアーム本体７８へ没入する方向について固定されたり、その固定が解除されたりすることとなる。
【００３２】
上記カム切換制御油路７３にはＯＳＶ７４が接続され、ＯＳＶ７４には供給通路７５及び排出通路７６が接続されている。そして、供給通路７５はクランクシャフト１４の回転に伴って駆動されるオイルポンプ５２を介してオイルパン２５に繋がっており、排出通路７６は直接オイルパン２５に繋がっている。
【００３３】
上記ＯＳＶ７４は２位置３ポート型の電磁切換弁であって、電磁ソレノイド７４ａの消磁状態においてはコイルスプリング７４ｂの付勢力によりＡ側流路を選択するように切り換えられる。また、電磁ソレノイド７４ａが励磁されると、ＯＳＶ７４はＢ側流路を選択するように切り換えられる。
【００３４】
ＯＳＶ７４がＡ側流路を選択するように切り換えられると、供給通路７５とカム切換制御油路７３とが連通し、オイルポンプ５２によりオイルパン２５内のオイルが供給通路７５及びＯＳＶ７４を介してカム切換制御油路７３へ供給される。こうしてカム切換制御油路７３に供給されたオイルの油圧に基づき、ロッカアーム本体７８へ没入する方向についてカムフォロア８１が固定されることとなる。この状態にあっては、吸気カムシャフト２１の回転により高速用カム７２ａがカムフォロア８１及びロッカアーム本体７８を介して吸気バルブ１９を押し、その吸気バルブ１９が開閉駆動されるようになる。
【００３５】
また、ＯＳＶ７４がＢ側流路を選択するように切り換えられると、カム切換制御油路７３と遅角制御油路４８とが連通し、カム切換制御油路７３内のオイルがＯＳＶ７４及び排出通路７６を介してオイルパン２５内へ戻される。こうしてカム切換制御油路７３からのオイルの排出により、ロッカアーム本体７８へ没入する方向についてのカムフォロア８１の固定が解除されることとなる。この状態にあっては、高速用カム７２ａによってカムフォロア８１が押されたとき、同カムフォロア８１がロッカアーム本体７８に没入するため、吸気バルブ１９が低速用カム７２ｂによって開閉駆動されるようになる。
【００３６】
次に、ロッカアーム本体７８に没入する方向についてカムフォロア８１を固定する構造、及びその固定を解除する構造について図４及び図５に基づき説明する。なお、図４及び図５は、ロッカアーム本体７８においてカムフォロア８１が設けられた部分の拡大断面図である。
【００３７】
図４に示すように、ロッカアーム本体７８には、上記カムフォロア８１が挿入されるガイド筒８３が図中上下方向へ延びるように設けられている。また、ロッカアーム本体７８には、そのガイド筒８３の下端部と連通して同ガイド筒８３と直交する方向へ延びる摺動穴８４が設けられている。この摺動穴８４の内奥部は、カム切換制御油路７３（図３）と連通する連通路８４ａに繋がっている。そして、摺動穴８４内におけるカムフォロア８１よりも連通路８４ａ側には、固定部材８５が同摺動穴８４に沿って往復移動できるように設けられている。また摺動穴８４内における固定部材８５と連通路８４ａとの間は、カム切換制御油路７３から連通路８４ａを介してオイルが供給される油圧室８４ｂとなっている。
【００３８】
固定部材８５においては、その一端部（図４中右端部）側に、カムフォロア８１の下端面が当接する当接部８５ａと、同カムフォロア８１の下端における連通路８４ａ側の側面に当接するバネ受け部材８６とが設けられている。固定部材８５において、バネ受け部材８６に対応する位置には摺動穴８４と同方向へ延びるガイド穴８７が設けられている。このガイド穴８７内には、固定部材８５を連通路８４ａ側へ付勢するコイルスプリング８８が設けられている。そして、固定部材８５は、油圧室８４ｂに供給されるオイルの油圧とコイルスプリング８８の付勢力とに基づき、摺動穴８４内を往復移動するようになる。
【００３９】
従って、カム切換制御油路７３（図３）から連通路８４ａを介して油圧室８４ｂ内にオイルが供給されると、そのオイルの油圧により固定部材８５がコイルスプリング８８の付勢力に抗して図４に示す位置へ移動する。この状態にあっては、カムフォロア８１の下端面が固定部材８５の当接部８５ａと当接し、ロッカアーム本体７８に没入する方向についてカムフォロア８１が固定される。そのため、この場合には、高速用カム７２ａによって吸気バルブ１９が開閉駆動されるようになる。
【００４０】
また、油圧室８４ｂ内から連通路８４ａ及びカム切換制御油路７３が介してオイルが排出されると、コイルスプリング８８の付勢力によって固定部材８５が図５に示す位置へと移動する。この状態にあっては、固定部材８５の当接部８５ａがカムフォロア８１の下端面に対応する位置から外れ、カムフォロア８１がロッカアーム本体７８に没入可能となる。そのため、この場合には、吸気バルブ１９の開閉駆動が高速用カム７２ａではなく、低速用カム７２ｂによって行われるようになる。
【００４１】
次に、本実施形態におけるバルブリフト量可変機構７１の異常検出装置の電気的構成を図６に基づいて説明する。
この異常検出装置は、吸気バルブ１９のバルブリフト量等のバルブ特性を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５、及びバックアップＲＡＭ９６等を備える理論演算回路として構成されている。
【００４２】
ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶する不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回路９８及び外部出力回路９９と接続されている。
【００４３】
外部入力回路９８にはクランクセンサ１４ｃ、カムセンサ２２ｂ、及びスロットルポジションセンサ３５ａ等が接続され、外部出力回路９９にはＯＳＶ７４及び警告灯５１等が接続されている。この警告灯５１は、図１等には図示を割愛するが、自動車の室内において運転者が目視可能な位置に設けられる。
【００４４】
このように構成されたＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエンジン回転数ＮＥを求め、そのエンジン回転数ＮＥが所定値（本実施形態では６０００ｒｐｍ）を越えたか否かに基づき、バルブリフト量を高速用のものと低速用のものと間で変更する。
【００４５】
即ち、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥが６０００ｒｐｍよりも小さいとき、ＯＳＶ７４（図３）の電磁ソレノイド７４ａを励磁してＢ側流路を選択するようにＯＳＶ７４を切り換え、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして低速用カム７２ｂを選択する。この状態にあっては、吸気バルブ１９のバルブリフト量が小さくされ、エンジン１１における低速トルクの向上やアイドル運転の安定化が図られるようになる。
【００４６】
また、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥが６０００ｒｐｍ以上であるとき、ＯＳＶ７４の電磁ソレノイド７４ａを消磁状態にしてＡ側流路を選択するようにＯＳＶ７４を切り換え、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして高速用カム７２ａを選択する。この状態にあっては、吸気バルブ１９のバルブリフト量が大きくされ、エンジン１１の最高出力が高められることとなる。
【００４７】
こうして吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを切り換えることにより、エンジン１１の低速性能と高速性能との両方を向上させることができるようになる。
次に、バルブリフト量可変機構７１の異常判定手順について図７〜図９を参照して説明する。
【００４８】
図７はバルブリフト量可変機構７１の異常、及びその異常が発生している気筒を検出するための異常判定処理ルーチンを示すフローチャートである。この異常判定処理ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば点火プラグ３８による点火毎の割り込みにて実行される。
【００４９】
異常判定処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０１の処理として、エンジン回転数ＮＥが例えば３００ｒｐｍ以上か否かに基づきエンジン１１が自立運転中であるか否かを判断する。そして、「ＮＥ≧３００」でなくエンジン１１が自立運転中でない旨判断されるとステップＳ１０５に進み、「ＮＥ≧３００ｒｐｍ」であってエンジン１１が自立運転中である旨判断されるとステップＳ１０２に進む。
【００５０】
ＥＣＵ２９は、ステップＳ１０２の処理として、エンジン回転数ＮＥ及びスロットルポジションセンサ３５ａからの検出信号に基づき求められるスロットル開度からアイドル条件が成立したか否かを判断する。なお、ここでいうアイドル条件とは、例えば (1)スロットルブ全閉、 (2)エンジン回転数ＮＥが５２５ｒｐｍ以上、 (3)エンジン回転数ＮＥが１０００ｒｐｍよりも小さい、等々の各種条件のことである。そして、上記各種条件が成立していない旨判断されるとステップＳ１０５に進み、上記各種条件が成立した旨判断されるとステップＳ１０３に進む。
【００５１】
上記ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理の内、いずれか一方でＮＯと判断されてステップＳ１０５に進むと、ＥＣＵ９２は、後述するタイマＴｉｍ(i) 、点火カウンタＣｓｐ(i) 、及び異常カウンタＣｎｇ(i) をリセットとして「０」にする。なお、これらタイマＴｉｍ(i) 、点火カウンタＣｓｐ(i) 、及び異常カウンタＣｎｇ(i) は、気筒＃１〜＃４に対応してそれぞれ四つ設けられている。こうして各気筒＃１〜＃４に対応したタイマＴｉｍ(i) 、点火カウンタＣｓｐ(i) 、及び異常カウンタＣｎｇ(i) をそれぞれリセットした後、ＥＣＵ９２は、この異常判定処理ルーチンを一旦終了する。
【００５２】
また、上記ステップＳ１０１，Ｓ１０２の処理の内、両方でＹＥＳと判断されてステップＳ１０３に進むと、ＥＣＵ９２は、異常回数カウント処理を実行する。この異常回数カウント処理は、例えばアイドル運転中の２０秒間におけるバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数を、上記異常カウンタＣｎｇ(i) によって各気筒＃１〜＃４毎にカウントするためのものである。
【００５３】
ＥＣＵ９２は、続くステップＳ１０４の異常警告処理として、上記各気筒＃１〜＃４毎の各異常カウンタＣｎｇ(i) が「１０」以上か否かに基づき、いずれかの気筒＃１〜＃４においてバルブリフト量可変機構７１の異常が発生しているか否か判断する。なお、こうした異常が発生している場合には、アイドル運転中の２０秒間にいずれかの気筒＃１〜＃４においてバルブリフト量可変機構７１の異常が１０回以上カウントされることとなる。そして、いずれかの気筒＃１〜＃４においてバルブリフト量可変機構７１に異常が発生している旨判断されると、ＥＣＵ９２は、その旨を警告灯５１を点灯させることによって自動車の運転車に知らせる。こうした異常警告処理が実行された後、ＥＣＵ９２は、この異常判定処理ルーチンを一旦終了する。
【００５４】
次に、上記異常判定処理ルーチンにおけるステップＳ１０３の処理について、図８を参照して詳しく説明する。この図８は、バルブリフト量可変機構７１の異常発生回数を各気筒毎＃１〜＃４毎にカウントするための異常回数カウント処理ルーチンを示すフローチャートである。異常回数カウント処理ルーチンは、上記異常判定処理ルーチンのステップＳ１０３に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【００５５】
異常回数カウント処理ルーチンにおいて、ステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理は、各気筒＃１〜＃４にて点火プラグ３８による点火が１６回行われたか否か判断するためのものである。
【００５６】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理として、各気筒＃１〜＃４に対応して設けられる四つの点火カウンタＣｓｐ(i) の内、次に爆発工程に移る気筒＃１〜＃４に対応する点火カウンタＣｓｐ(i) を「１」だけカウントアップする。即ち、ＥＣＵ９２は、クランクセンサ１４ｃ及びカムセンサ２２ｂからの検出信号に基づき次に爆発工程に移る気筒＃１〜＃４を判別し、その気筒＃１〜＃４に合わせて気筒番号ｉを設定する。この気筒番号ｉは、例えばｉ＝「１（１番気筒＃１）」、ｉ＝「２（３番気筒＃３）」、ｉ＝「３（４番気筒＃４）」又はｉ＝「４（２番気筒＃２）」のように設定される。従って、ＥＣＵ９２は、上記ステップＳ２０１の処理において、上記気筒番号ｉに応じて四つの点火カウンタＣｓｐ(i) の内のいずれか一つをカウントアップする。
【００５７】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理として、上記ステップＳ２０１の処理でカウントアップされた点火カウンタＣｓｐ(i) が「１６」より大きいか否か、即ち同点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４における点火回数が１６回より多くなったか否かを判断する。そして、「Ｃｓｐ(i) ＞１６」でない旨判断されると、ステップＳ２０４に進む。異常回数カウント処理ルーチンにおいて、ステップＳ２０４，Ｓ２０５の処理は、上記ステップＳ２０１の処理でカウントアップされた点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４において、後述する３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) 及び徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を算出するためのものである。なお、これら３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) 及び徐変値ｅｄｔｓｍ(i) も、各気筒＃１〜＃４に対応してそれぞれ算出されることとなる。
【００５８】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理として、上記ステップＳ２０１の処理でカウントアップされた点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４において、ピストン１２が爆発工程前の上死点に達してから爆発工程後の上死点に達するまでの３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) を算出する。この３６０°経過時間ｅｄｔ(i) は、上記気筒＃１〜＃４の稼働に基づくエンジン１１の回転速度、即ち同気筒＃１〜＃４におけるピストン１２の移動速度に対応した値となる。更に、ＥＣＵ９２は、続くステップＳ２０４の処理として、例えば下記の式（１）を用いて上記３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) に徐変処理を施し、その経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を算出する。
【００５９】
【数１】

Figure 0004061720
エンジン１１の各気筒＃１〜＃４にそれぞれ設けられたバルブリフト量可変機構７１の内のいずれかにカム切換不能などの異常が発生した場合には、例えば低速用カム７２ｂで吸気バルブ１９を開閉駆動すべき状況のときに高速用カム７２ａで同バルブ１９を開閉駆動してしまうといった事態が生じる。このような場合には、異常が生じたバルブリフト量可変機構７１に対応した気筒＃１〜＃４が稼働されたとき（同気筒＃１〜＃４の爆発工程時）のエンジン出力トルクが低下する。その結果、上記気筒＃１〜＃４の爆発工程時におけるエンジン１１の回転速度が低下し、３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) が正常時よりも長くなる。
【００６０】
この３６０°経過時間ｅｄｔ(i) はエンジン１１のアイドル運転中に算出されるが、アイドル運転中においてはエンジン出力トルクの低下に基づく同３６０°経過時間ｅｄｔ(i) の変化が顕著に表れることとなる。また、３６０°経過時間ｅｄｔ(i) は例えば突発的な一回の失火が生じたりすると急激に変動してしまうが、その経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) は緩やかに変動するようになる。従って、上記３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) に基づきバルブリフト量可変機構７１の異常を検出することにより、そのバルブリフト量可変機構７１の異常検出を的確に行うことができる。また突発的に一回の失火が生じたとしても、その失火を同気筒＃１〜＃４でのバルブリフト量可変機構７１の異常として誤検出してしまうことが防止される。
【００６１】
上記のようにステップＳ２０４の処理によって、徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を算出した後、ＥＣＵ９２は、この異常回数カウント処理ルーチンを一旦終了する。こうして異常回数カウント処理ルーチンが終了すると、図７に示す異常判定処理ルーチンに戻る。
【００６２】
一方、上記ステップＳ２０２の処理において、上記ステップＳ２０１の処理でカウントアップされた点火カウンタＣｓｐ(i) が「１６」より大きく、同点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４における点火回数が１６回より多くなった旨判断されると、ステップＳ２０５に進む。異常回数カウント処理ルーチンにおいて、ステップＳ２０５〜Ｓ２０８の処理は、上記ステップＳ２０１の処理でカウントアップされた点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４でのバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数をカウントするためのものである。なお、こうした異常発生回数のカウントは、各気筒＃１〜＃４に対応してそれぞれ行われるととなる。
【００６３】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０５の処理として上記点火カウンタＣｓｐ(i) を「０」にリセットし、ステップＳ２０６の処理として徐変値ｅｄｔｓｍ(i) が「０．６ｍｓ」以上か否か判断する。その点火カウンタＣｓｐ(i) に対応する気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１に異常が生じるなど、何らかの原因で上記気筒＃１〜＃４の稼働時にけるエンジン回転速度が低下し、同気筒＃１〜＃４に対応する３６０°経過時間ｅｄｔ(i) が大きくなると、上記徐変値ｅｄｔｓｍ(i) も大きくなる。
【００６４】
そして、上記ステップＳ２０５の処理において、「ｅｄｔｓｍ(i) ≧０．６ｍｓ」である旨判断されるとステップＳ２０７を経てステップＳ２０８に進み、「ｅｄｔｓｍ(i) ≧０．６ｍｓ」でない旨判断されるとステップＳ２０８に直接進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の処理として、上記徐変値ｅｄｔｓｍ(i) が「０．６ｍｓ」以上になった回数を表す異常カウンタＣｎｇ(i) を「１」だけカウントアップし、ステップＳ２０８の処理として同徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を「０」にリセットする。なお、上記「０．６ｍｓ」という値は、バルブリフト量可変機構７１の異常などに基づく徐変値ｅｄｔｓｍ(i) の増大を的確に判断するのに適した値となっている。
【００６５】
上記ステップＳ２０７，Ｓ２０８の処理を実行した後、ＥＣＵ９２は、この異常回数カウント処理ルーチンを一旦終了する。こうして異常回数カウント処理ルーチンが終了すると、図７に示す異常判定処理ルーチンに戻る。
【００６６】
次に、異常判定処理ルーチンにおけるステップＳ１０４の処理について、図９を参照して詳しく説明する。この図９は、いずれの気筒＃１〜＃４でバルブリフト量可変機構７１の異常が発生しているかの判断及び同異常の警告を行うための異常警告処理ルーチンを示すフローチャートである。異常警告処理ルーチンは、上記異常判定処理ルーチンのステップＳ１０４に進んだとき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。
【００６７】
異常警告処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０１の処理として、上述した各気筒＃１〜＃４に対応する四つのタイマＴｉｍ(i) の内のいずれかが２０秒以上になっているか否かを判断する。このタイマＴｉｍ(i) は、後述するステップＳ３０４の処理によってアイドル運転中の２０秒毎に「０」にリセットされるものであって、各気筒＃１〜＃４に対応するタイマＴｉｍ(i) のリセットタイミングはそれぞれ互いに異なるものとなる。
【００６８】
そして、ステップＳ３０１の処理において、「Ｔｉｍ(i) ≧２０ｓ」でない旨判断されると、ＥＣＵ９２は、この異常警告処理ルーチンを一旦終了する。こうして異常警告処理ルーチンが一旦終了すると、図７に示す異常判定処理ルーチンに戻る。また、ステップＳ３０１の処理において、「Ｔｉｍ(i) ≧２０ｓ」である旨判断されると、ステップＳ３０２に進む。
【００６９】
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０２の処理として、上記ステップＳ３０１の処理で２０秒以上であると判断されたタイマＴｉｍ(i) に対応する気筒＃１〜＃１の異常カウンタＣｎｇ(i) が「１０」以上であるか否かを判断する。その異常カウンタＣｎｇ(i) は、その異常カウンタＣｎｇ(i) に対応する気筒＃１〜＃４において、アイドル運転中の２０秒間におけるバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数を表す。従って、ステップＳ３０２の判断処理によって、上記気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１に異常が発生しているか否か判断されることとなる。
【００７０】
即ち、上記ステップＳ３０２の処理においては、「Ｃｎｇ(i) ≧１０」であることに基づき同異常カウンタＣｎｇ(i) に対応する気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１に異常が発生している旨判断され、ステップＳ３０３に進むこととなる。また、ステップＳ３０２の処理においては、「Ｃｎｇ(i) ≧１０」でないことに基づき同異常カウンタＣｎｇ(i) に対応する気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１に異常が発生していない旨判断され、ステップＳ３０４に進むこととなる。なお、上記ステップＳ３０２で判定値として用いられる「１０」という値は、バルブリフト量可変機構７１に異常が発生していることを的確に判断することのできる値である。
【００７１】
このようにしてアイドル運転中の２０秒間にカウントされるバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数（異常カウンタＣｎｇ(i) ）が「１０」以上になることに基づき、そのバルブリフト量可変機構７１に異常が発生した旨判断されることとなる。そのため、何らかの原因で異常カウンタＣｎｇ(i) の誤カウントが生じたとしても、その誤カウントに基づきバルブリフト量可変機構７１に異常が発生したことを誤判断することが防止される。
【００７２】
一方、ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０３の処理として、警告灯５１を点灯させてバルブリフト量可変機構７１に異常が発生した旨を自動車の運転車に知らせるとともに、警告灯５１の点滅回数などによってバルブリフト量可変機構７１の異常が発生している気筒＃１〜＃４を運転者に知らせる。また、ＥＣＵ９２は、続くステップＳ３０４の処理として、上記ステップＳ３０１の処理で２０秒以上となったタイマＴｉｍ(i) と、そのタイマＴｉｍ(i) に対応する気筒＃１〜＃４の異常カウンタＣｎｇ(i) とを「０」にリセットした後、この異常警告処理ルーチンを一旦終了する。こうして異常警告処理ルーチンが終了すると、図７に示す異常判定処理ルーチンに戻る。
【００７３】
最後に、上述したバルブリフト量可変機構７１の異常判定処理について、図１０のタイムチャートを併せ参照して総括する。なお、このタイムチャートは、バルブリフト量可変機構７１の異常が発生した気筒＃１〜＃４に対応する徐変値ｅｄｔｓｍ(i) の推移を示すものである。
【００７４】
ＥＣＵ９２は、エンジン１１のアイドル運転中に、各気筒＃１〜＃４における爆発工程前の上死点から爆発工程後の上死点までの３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) を算出する。更に、ＥＣＵ９２は、その３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) に徐変処理を施し、同経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を算出する。なお、これら３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) 及び徐変値ｅｄｔｓｍ(i) は、１６点火毎にリセットされて「０」になる。
【００７５】
バルブリフト量可変機構７１においては、例えば吸気バルブ１９を開閉駆動するカムとして高速用カム７２ａが選択された状態に固定されるといった故障が生じる場合がある。今、例えば１番気筒＃１において上記バルブリフト量可変機構７１の故障が生じたとすると、１番気筒＃１では本来は低速用カム７２ｂで吸気バルブ１９を開閉駆動すべき状況のときに高速用カム７２ａで同バルブ１９を開閉駆動してしまうといった事態が生じる。
【００７６】
このような場合には、１番気筒＃１が稼働されたとき（１番気筒＃１の爆発工程時）のエンジン出力トルクが低下することとなる。その結果、１番気筒＃１の爆発工程時におけるエンジン１１の回転速度、即ち１番気筒＃１のピストン１２の移動速度が低下し、１番気筒＃１の３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) が正常時よりも長くなるとともに、その経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) も大きくなる。
【００７７】
従って、上記１番気筒＃１でのバルブリフト量可変機構７１の故障により、１番気筒＃１に対応する徐変値ｅｄｔｓｍ(i) は図１０に示すように１６点火間において徐々に大きくなる。そして、１６点火後における徐変値ｅｄｔｓｍ(i) が「０．６ｍｓ」以上になる毎に、１番気筒＃１に対応する異常カウンタＣｎｇ(i) が「１」だけカウントアップされる。その異常カウンタＣｎｇ(i) は、２０秒毎に「０」へとリセットされるため、２０秒間における１番気筒＃１でのバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数を表すものとなる。
【００７８】
ＥＣＵ９２は、上記異常カウンタＣｎｇ(i) が「１０」以上、即ち２０秒間における１番気筒＃１でのバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数が１０回以上であることに基づき、１番気筒＃１のバルブリフト量可変機構７１に異常が発生している旨判断する。こうした判断がなされると、ＥＣＵ９２は、警告灯５１を点灯させることによりバルブリフト量可変機構７１の異常を知らせるとともに、警告灯５１の点滅回数などによりバルブリフト量可変機構７１の異常が１番気筒＃１で発生していることを知らせる。
【００７９】
以上詳述した処理が行われる本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）各気筒＃１〜＃４毎に爆発工程前の上死点から爆発工程後の上死点までの３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) を、それら各気筒＃１〜＃４の稼働時におけるエンジン回転速度に対応する値として算出するとともに、その経過時間のｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) を各気筒毎＃１〜＃４に算出するようにした。そして、各気筒＃１〜＃４に対応する徐変値ｅｄｔｓｍ(i) に基づきバルブリフト量可変機構７１の異常を検出するようにしたため、バルブリフト量可変機構７１の異常が発生している気筒＃１〜＃４を検出することができる。従って、いずれの気筒＃１〜＃４に設けられたバルブリフト量可変機構７１に異常が発生しているのかを特定し、その異常が発生しているバルブリフト量可変機構７１の修理を速やかに行うことができる。
【００８０】
（２）上記３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) 及び徐変値ｅｄｔｓｍ(i) は、クランクセンサ１４ｃ及びカムセンサ２２ｂからの検出信号に基づき求められるため、バルブリフト量可変機構７１の異常が発生している気筒＃１〜＃４を検出するために各気筒＃１〜＃４毎に特別なセンサ等を設ける必要がない。
【００８１】
（３）上記３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) 及び徐変値ｅｄｔｓｍ(i) はエンジン１１のアイドル運転中に算出されるが、アイドル運転中にはバルブリフト量可変機構７１の異常に基づく上記３６０°ＣＡ経過時間ｅｄｔ(i) の変化が顕著なものとなる。従って、その３６０°経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) に基づき、的確にバルブリフト量可変機構７１の異常が発生している気筒＃１〜＃４を検出することができる。
【００８２】
（４）３６０°経過時間ｅｄｔ(i) は例えば突発的な一回の失火が生じたりすると急激に変動してしまうが、その経過時間ｅｄｔ(i) の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) は緩やかに変動するようになる。従って、徐変値ｅｄｔｓｍ(i) に基づきバルブリフト量可変機構７１の異常を検出することにより、突発的に一回の失火が生じたとしても、その失火を同気筒＃１〜＃４でのバルブリフト量可変機構７１の異常として誤検出してしまうのを防止することができる。
【００８３】
（５）２０秒間にカウントされるバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数（異常カウンタＣｎｇ(i) ）が「１０」以上になることに基づき、そのバルブリフト量可変機構７１に異常が発生した旨判断される。そのため、何らかの原因で異常カウンタＣｎｇ(i) の誤カウントが生じたとしても、その誤カウントに基づきバルブリフト量可変機構７１に異常が発生したことを誤判断することが防止される。従って、バルブリフト量可変機構７１の異常判断を正確に行うことができるようになる。
【００８４】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・本実施形態では、アイドル運転中の２０秒間において所定気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１の異常発生回数（異常カウンタＣｎｇ(i) ）が１０回以上になったとき、その気筒＃１〜＃４のバルブリフト量可変機構７１に異常が発生している旨判断したが、本発明はこれに限定されない。即ち、異常発生回数をカウントする期間を２０秒以外の値にしたり、異常判断するための値を「１０」以外に設定したりしてもよい。また、バルブリフト量可変機構７１の異常判断を、必ずしもエンジン１１のアイドル運転中に行う必要はない。
【００８５】
・本実施形態では、上記アイドル運転中の２０秒間において、１６点火分が経過した後の徐変値ｅｄｔｓｍ(i) が「０．６ｍｓ」以上のとき、異常カウンタＣｎｇ(i) をカウントアップするようにしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、徐変値ｅｄｔｓｍ(i) の算出期間を１６点火分以外の適宜の期間に変更したり、異常カウンタＣｎｇ(i) をカウントアップするための基準値を「０．６ｍｓ」以外の値にしたりしてもよい。
【００８６】
・徐変値ｅｄｔｓｍ(i) が「０．６ｍｓ」以上のとき異常カウンタＣｎｇ(i) をカウントアップするの代わりに、直ちに警告灯５１を点灯してバルブリフト量の異常、及びその異常が発生している気筒＃１〜＃４を知らせるようにしてもよい。この場合、タイマＴｉｍ(i) 及び異常カウンタＣｎｇ(i) を設ける必要がなくなり、ＥＣＵ９２の制御負荷を軽減することができるようになる。
【００８８】
・本実施形態では、エンジン１１のアイドル運転中にバルブリフト量可変機構７１の異常を検出するようににしたが、これに代えてエンジン回転数ＮＥが所定範囲内（例えば２００ｒｐｍ内）の値にあるようなアイドル運転以外の定常運転時にバルブリフト量可変機構７１の異常を検出するようにしてもよい。この場合、バルブリフト量可変機構７１の異常検出が行われるエンジン回転数ＮＥの範囲をエンジン１１の高回転領域に設定すれば、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムが低速用カム７２ｂに固定されるといったバルブリフト量可変機構７１の異常を検出するのに有利になる。
【００８９】
・本実施形態では、吸気バルブ１９のバルブリフト量を可変としたが、例えば吸気バルブ１９と排気バルブ２０との両方のバルブリフト量を可変としてもよい。
【００９０】
・本実施形態では、吸気バルブ１９を開閉駆動するカムを切り換えてバルブリフト量を変更するタイプのバルブリフト量可変機構７１を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記バルブリフト量可変機構７１に代えて、三次元カムを用いてバルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構や、カムのカム面から突起を出没させてバルブリフト量を可変とするバルブリフト量可変機構などを採用してもよい。
【００９１】
・本実施形態では、各気筒＃１〜＃４に吸気バルブ１９のバルブリフト量を可変とするためのバルブリフト量可変機構７１を設ける場合について例示したが、本発明はこれに限定されない。即ち、各気筒＃１〜＃４に吸気バルブ１９のバルブタイミングを可変とするためのバルブタイミング可変機構を設けた場合において本発明を適用してもよい。この場合のバルブタイミング可変機構としては、例えば三次元カムを用いてバルブタイミングを可変とするタイプのバルブタイミング可変機構があげられる。
【００９２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、各気筒毎の機関回転速度に徐変処理を施して算出される徐変値に基づき可変動弁機構の異常が発生している気筒が検出されるため、例えば所定気筒での一回の失火による突発的な機関回転速度の変化を可変動弁機構の異常であると誤検出することが防止される。また、各気筒毎に算出される徐変値に基づき可変動弁機構の異常が発生している気筒を検出することができるため、いずれの気筒に設けられた可変動弁機構に異常が発生しているのかを特定し、その異常が発生している可変動弁機構の修理を速やかに行うことができる。
【００９３】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関の定常運転中には可変動弁機構の異常に基づく機関回転速度の変化を容易に認識できるため、可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出を的確に行うことができる。
【００９４】
請求項３記載の発明によれば、内燃機関のアイドル運転中には可変動弁機構の異常に基づき機関回転速度が大きく変化するため、一層的確に可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出を行うことができる。
【００９５】
請求項４記載の発明によれば、所定期間中にカウントされる可変動弁機構の異常発生回数のカウント値が所定値以上になったことに基づき、対応する気筒の可変動弁機構に異常が発生した旨判断されるため、その異常判断を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるバルブリフト量可変機構の異常検出装置が適用されたエンジン全体を示す断面図。
【図２】可変動弁装置の油圧回路を示す概略図。
【図３】バルブリフト量可変機構及びそのオイル供給構造を示す斜視図。
【図４】バルブリフト量可変機構の内部構造を示す拡大断面図。
【図５】バルブリフト量可変機構の内部構造を示す拡大断面図。
【図６】上記異常検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図７】バルブリフト量可変機構の異常判定手順を示すフローチャート。
【図８】バルブリフト量可変機構の異常発生回数カウント手順を示すフローチャート。
【図９】バルブリフト量可変機構の異常警告手順を示すフローチャート。
【図１０】バルブリフト量可変機構の異常が発生した気筒に対応する徐変値ｅｄｔｓｍ(i) の推移を示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１…エンジン、１４ｃ…クランクセンサ、１９…吸気バルブ、２０…排気バルブ、２１…吸気カムシャフト、２２…排気カムシャフト、２２ｂ…カムセンサ、３５ａ…スロットルポジションセンサ、７１…バルブリフト量可変機構、７４…オイルスイッチングバルブ（ＯＳＶ）、９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）、＃１〜＃４…１番〜４番気筒。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detecting device for a variable valve mechanism that detects an abnormality of a variable valve mechanism provided for each cylinder in order to make a valve opening / closing characteristic of an internal combustion engine variable.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine such as an in-vehicle engine, the opening / closing characteristics of an intake valve and an exhaust valve are appropriately changed with the intention of improving output and reducing emissions. In the apparatus for changing the valve characteristics in this way, a variable valve mechanism is provided for each cylinder in order to make the opening / closing characteristics of the valves provided in each cylinder of the internal combustion engine variable. Then, the open / close characteristics of the intake valve and the exhaust valve in each cylinder are changed by driving the variable valve mechanism with hydraulic pressure or the like.
[0003]
By the way, when an abnormality occurs in the variable valve mechanism as described above, for example, there is a problem that the intake air amount of the internal combustion engine deviates from an appropriate value and the engine output decreases, so the variable valve mechanism is employed. An internal combustion engine is usually provided with an abnormality detection device for detecting an abnormality of the variable valve mechanism. As such an abnormality detection device for a variable valve mechanism, for example, a device described in JP-A-6-248986 is known.
[0004]
In the abnormality detection device described in the publication, an abnormality of the variable valve mechanism is detected based on the rotational fluctuation amount of the internal combustion engine. Therefore, by providing the abnormality detection device described in the publication in an internal combustion engine that employs a variable valve mechanism, it is possible to accurately detect abnormality of the variable valve mechanism.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the abnormality detection device described in the above publication is provided in an internal combustion engine that employs a variable valve mechanism, it is specified which abnormality has occurred in the variable valve device provided in which cylinder. It is not possible. Therefore, it is necessary to examine whether or not an abnormality has occurred in the variable valve operating device of each cylinder, and the labor involved in the investigation cannot be ignored. In addition, it takes time to identify the cylinder in which the abnormality of the variable valve operating apparatus has occurred, and the mechanism cannot be repaired promptly.
[0006]
The present invention has been made in view of such a situation, and its purpose is to identify which abnormality has occurred in the variable valve mechanism provided in which cylinder, and the abnormality has occurred. An object of the present invention is to provide an abnormality detection device for a variable valve mechanism capable of promptly repairing the variable valve mechanism.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a variable valve mechanism provided for each cylinder in order to make variable the opening / closing characteristics of a valve provided for each cylinder of the internal combustion engine, and the internal combustion engine. A rotational speed detecting means for obtaining the engine rotational speed based on the operation of one cylinder in each cylinder, and an engine rotational speed for each cylinder obtained by the rotational speed detecting means.A gradual change value calculating means for performing a gradual change process to calculate a gradual change value, and the gradual change value calculated by the gradual change value calculation meansAnd an abnormal cylinder detecting means for detecting a cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred.
[0008]
  According to the configuration,Since a cylinder in which an abnormality of the variable valve mechanism has occurred is detected based on a gradual change value calculated by performing gradual change processing on the engine rotation speed for each cylinder, for example, due to a single misfire in a predetermined cylinder It is possible to prevent erroneous detection of a sudden change in engine speed as an abnormality of the variable valve mechanism. Also,For each cylinderTo the gradually changing value calculated inBased on this, it is possible to detect the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred. Therefore, it is possible to identify which variable valve mechanism provided in which cylinder has an abnormality, Repair of the variable valve mechanism that is present can be performed promptly.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the detection of the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred is performed during steady operation of the internal combustion engine.
According to this configuration, since the change in the engine speed due to the abnormality of the variable valve mechanism can be easily recognized during the steady operation of the internal combustion engine, it is possible to accurately detect the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred. To be able to do that.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the detection of the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred is performed during idle operation of the internal combustion engine.
[0011]
According to this configuration, the engine speed greatly changes during the idling operation of the internal combustion engine based on the abnormality of the variable valve mechanism, so that the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred is more accurately detected. Will be able to.
[0012]
  In invention of Claim 4, in any one of Claims 1-3One paragraphIn the invention described inThe number of occurrences of abnormality of the variable valve mechanism for each cylinder detected by the abnormal cylinder detection means during a predetermined period is counted, and based on the count value becoming a predetermined value or more, the corresponding cylinder An abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the variable valve mechanism is further provided.
[0013]
  According to the configuration,Since it is determined that an abnormality has occurred in the variable valve mechanism of the corresponding cylinder based on the fact that the count value of the number of occurrences of abnormality of the variable valve mechanism counted during the predetermined period is equal to or greater than the predetermined value, Judgment is made accurately.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder automobile engine will be described with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIG. 1, each of the first cylinder # 1 to the fourth cylinder # 4 (only the first cylinder # 1 is shown in FIG. 1) of the engine 11 is provided with a piston 12. This piston can reciprocate within the cylinder block 11 a of the engine 11, and is connected via a connecting rod 13 to a crankshaft 14 that is an output shaft of the engine 11. The reciprocating movement of the piston 12 is converted into rotation of the crankshaft 14 by the connecting rod 13.
[0018]
A signal rotor 14 a is attached to the crankshaft 14. A plurality of protrusions 14b are provided on the outer periphery of the signal rotor 14a at equal angles with the axis of the crankshaft 14 as the center. A crank sensor 14c is provided on the side of the signal rotor 14a. Then, when the crankshaft 14 rotates and each projection 14b of the signal rotor 14a sequentially passes the side of the crank sensor 14c, the sensor 14c outputs a pulse-like detection signal corresponding to the passage of each projection 14b. Will be output.
[0019]
A cylinder head 15 is provided at the upper end of the cylinder block 11 a, and a combustion chamber 16 is provided between the cylinder head 15 and the piston 12. An intake port 17 and an exhaust port 18 provided in the cylinder head 15 communicate with the combustion chamber 16. Further, an intake valve 19 and an exhaust valve 20 are provided in the intake port 17 and the exhaust port 18, respectively.
[0020]
An intake camshaft 21 and an exhaust camshaft 22 for opening and closing the intake valve 19 and the exhaust valve 20 are rotatably supported on the cylinder head 15. The rotation of the crankshaft 14 is transmitted to the intake and exhaust camshafts 21 and 22 via the timing belt 23. When the intake camshaft 21 rotates, the intake valve 19 is driven to open and close, and the intake port 17 and the combustion chamber 16 are communicated and blocked. Further, when the exhaust camshaft 22 rotates, the exhaust valve 20 is driven to open and close, and the exhaust port 18 and the combustion chamber 16 are communicated and disconnected.
[0021]
In the cylinder head 15, a cam sensor 22 b that detects a projection 22 a provided on the outer peripheral surface of the intake shaft 21 and outputs a detection signal is provided on the side of the intake camshaft 21. When the intake camshaft 21 rotates, the projection 22a of the shaft 21 passes to the side of the cam sensor 22b. In this state, a detection signal is output at predetermined intervals corresponding to the passage of the protrusion 22a from the cam sensor 22b.
[0022]
An intake pipe 30 is connected to the intake port 17, and an intake passage 32 is formed in the intake port 17 and the intake pipe 30. Further, an exhaust pipe 31 is connected to the exhaust port 18, and an exhaust passage 33 is formed in the intake port 17 and the exhaust pipe 31. A throttle valve 35 whose opening is adjusted based on the amount of depression of an accelerator pedal 34 provided in the interior of the automobile is provided upstream of the intake passage 32. Then, the amount of air taken into the combustion chamber 16 is adjusted by adjusting the opening of the throttle valve 35. The opening degree of the throttle valve 35 is detected by a throttle position sensor 35a.
[0023]
Further, a fuel injection valve 37 for injecting fuel into the combustion chamber 16 is provided at the downstream end of the intake pipe 30. When the air in the intake passage 32 is sucked into the combustion chamber 16, the fuel injection valve 37 injects fuel toward the combustion chamber 16 to form an air-fuel mixture composed of fuel and air. On the other hand, the cylinder head 15 is provided with a spark plug 38 for igniting the air-fuel mixture filled in the combustion chamber 16. The spark plug 38 is connected to a vehicle battery 40 via an igniter module 39 provided in the engine 11.
[0024]
In such an engine 11, in the intake stroke, a negative pressure is generated in the combustion chamber 16 due to the lowering of the piston 12, and air is sucked into the combustion chamber 16 through the intake passage 32 by the negative pressure. Further, from the fuel injection valve 37, an amount of fuel corresponding to the amount of air sucked into the combustion chamber 16 is injected toward the combustion chamber 16, and as a result, the combustion chamber 16 is composed of air and fuel. The air-fuel mixture is filled.
[0025]
Thereafter, in the compression stroke of the engine 11, the air-fuel mixture in the combustion chamber 16 is compressed as the piston 12 rises. The air-fuel mixture compressed in the combustion chamber 16 is ignited by the spark plug 38 and explodes. The piston 12 is lowered by the explosive force, and the engine 11 moves to the explosion stroke. The engine 11 obtains driving force by this explosion stroke. The air-fuel mixture combusted in the combustion chamber 16 is sent out to the exhaust passage 33 as exhaust gas by the piston 12 rising in the exhaust stroke of the engine 11.
[0026]
Next, a variable valve apparatus for making the valve lift amount variable as the valve opening / closing characteristics of the intake valve 19 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the variable valve operating apparatus includes a plurality of variable valve lift amount mechanisms 71 provided between each pair of the intake camshaft 21 and the intake valve 19. A high-speed cam 72a and a low-speed cam 72b having different cam profiles are provided at positions corresponding to the cylinders # 1 to # 4 in the intake camshaft 21, respectively. Each variable valve lift amount mechanism 71 is positioned corresponding to each of the high speed cam 72a and the low speed cam 72b in each of the cylinders # 1 to # 4.
[0027]
Each valve lift amount varying mechanism 71 changes the valve lift amount of the intake valve 19 by switching between a high-speed cam 72a and a low-speed cam 72b that is hydraulically driven to open and close the intake valve 19. The cam profiles of the high-speed cam 72a and the low-speed cam 72b are the valve lift amounts when the intake valve 19 is opened / closed by the high-speed cam 72a, and the valve lift amount when the intake valve 19 is opened / closed by the low-speed cam 72b. It is formed to be larger than the lift amount.
[0028]
The valve lift amount variable mechanism 71 is hydraulically driven by supplying and discharging oil in the oil pan 25 to and from the valve lift amount variable mechanism 71. The oil supply / discharge of the variable valve lift amount mechanism 71 is performed by a cam switching control oil path 73 and an oil switching valve (OSV) provided between the mechanism 71 and the oil pan 25 located at the lower end of the engine 11. 74, the supply passage 75, the discharge passage 76, and the oil pump 52.
[0029]
Here, the valve lift amount variable mechanism 71 and the oil supply structure for driving the variable mechanism 71 will be described with reference to FIGS. 3 is a perspective view showing the entire variable valve lift mechanism 71. FIGS. 4 and 5 are enlarged sectional views showing the internal structure of the variable valve lift mechanism 71. FIG.
[0030]
As shown in FIG. 3, the variable valve lift amount mechanism 71 includes a rocker arm body 78 rotatably attached to a rocker shaft 77 that is parallel to the intake camshaft 21 (not shown in FIG. 3). The rocker arm body 78 is provided with a pressing contact portion 79 that contacts the upper end of the intake valve 19. A roller 80 is rotatably supported by the rocker arm main body 78, and a low-speed cam 72b (FIG. 2) abuts on the roller 80. Therefore, when the intake camshaft 21 rotates, the low-speed cam 72b pushes the intake valve 19 via the roller 80 and the rocker arm main body 78, and the intake valve 19 is driven to open and close.
[0031]
In the rocker arm body 78, a cam follower 81 is provided next to the roller 80. The cam follower 81 is supported so as to be able to reciprocate in a direction in which the cam follower protrudes and retracts relative to the rocker arm main body 78 (up and down direction in the figure), and is biased upward by a coil spring 82. At the head of the cam follower 81, a pressed portion 81a with which the high speed cam 72a abuts is provided. In addition, the cam follower 81 is fixed in the direction of immersing into the rocker arm body 78 based on the oil pressure of oil supplied to the cam switching control oil passage 73 formed inside the rocker shaft 77, and the fixation is released. It will be.
[0032]
An OSV 74 is connected to the cam switching control oil passage 73, and a supply passage 75 and a discharge passage 76 are connected to the OSV 74. The supply passage 75 is connected to the oil pan 25 via an oil pump 52 that is driven as the crankshaft 14 rotates, and the discharge passage 76 is directly connected to the oil pan 25.
[0033]
The OSV 74 is a two-position, three-port type electromagnetic switching valve, and is switched so as to select the A-side flow path by the biasing force of the coil spring 74b when the electromagnetic solenoid 74a is demagnetized. Further, when the electromagnetic solenoid 74a is excited, the OSV 74 is switched so as to select the B side flow path.
[0034]
When the OSV 74 is switched to select the A-side flow path, the supply passage 75 and the cam switching control oil passage 73 communicate with each other, and the oil in the oil pan 25 is camped by the oil pump 52 via the supply passage 75 and the OSV 74. Supplied to the switching control oil passage 73. Thus, the cam follower 81 is fixed in the direction of immersing into the rocker arm main body 78 based on the oil pressure of the oil supplied to the cam switching control oil passage 73. In this state, the high-speed cam 72a pushes the intake valve 19 through the cam follower 81 and the rocker arm body 78 by the rotation of the intake camshaft 21, and the intake valve 19 is driven to open and close.
[0035]
Further, when the OSV 74 is switched so as to select the B-side flow path, the cam switching control oil path 73 and the retard angle control oil path 48 communicate with each other, and the oil in the cam switching control oil path 73 becomes the OSV 74 and the discharge path 76. Is returned to the oil pan 25 through In this way, the oil is discharged from the cam switching control oil passage 73, so that the cam follower 81 is released from being fixed in the direction in which the rocker arm body 78 is immersed. In this state, when the cam follower 81 is pushed by the high speed cam 72a, the cam follower 81 is immersed in the rocker arm main body 78, so that the intake valve 19 is driven to open and close by the low speed cam 72b.
[0036]
Next, a structure for fixing the cam follower 81 in a direction in which the rocker arm body 78 is immersed and a structure for releasing the fixation will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 and 5 are enlarged sectional views of a portion of the rocker arm main body 78 where the cam follower 81 is provided.
[0037]
As shown in FIG. 4, the rocker arm main body 78 is provided with a guide cylinder 83 into which the cam follower 81 is inserted so as to extend in the vertical direction in the figure. The rocker arm body 78 is provided with a sliding hole 84 that communicates with the lower end portion of the guide tube 83 and extends in a direction orthogonal to the guide tube 83. The inner part of the sliding hole 84 is connected to a communication passage 84a that communicates with the cam switching control oil passage 73 (FIG. 3). A fixing member 85 is provided on the side of the communication path 84 a from the cam follower 81 in the sliding hole 84 so as to reciprocate along the sliding hole 84. Further, between the fixed member 85 and the communication path 84a in the sliding hole 84 is a hydraulic chamber 84b to which oil is supplied from the cam switching control oil path 73 via the communication path 84a.
[0038]
In the fixing member 85, one end portion (right end portion in FIG. 4) of the fixing member 85 has a contact portion 85 a with which the lower end surface of the cam follower 81 contacts, and a spring receiver that contacts the side surface of the lower end of the cam follower 81 on the communication path 84 a side. A member 86 is provided. In the fixing member 85, a guide hole 87 extending in the same direction as the sliding hole 84 is provided at a position corresponding to the spring receiving member 86. A coil spring 88 for urging the fixing member 85 toward the communication path 84a is provided in the guide hole 87. The fixing member 85 reciprocates in the sliding hole 84 based on the oil pressure of the oil supplied to the hydraulic chamber 84 b and the urging force of the coil spring 88.
[0039]
Therefore, when oil is supplied from the cam switching control oil passage 73 (FIG. 3) into the hydraulic chamber 84b through the communication passage 84a, the fixing member 85 resists the urging force of the coil spring 88 by the oil pressure of the oil. Move to the position shown in FIG. In this state, the lower end surface of the cam follower 81 comes into contact with the contact portion 85 a of the fixing member 85, and the cam follower 81 is fixed in the direction in which the cam follower 81 is immersed. Therefore, in this case, the intake valve 19 is opened and closed by the high speed cam 72a.
[0040]
Further, when the oil is discharged from the hydraulic chamber 84b through the communication passage 84a and the cam switching control oil passage 73, the fixing member 85 is moved to the position shown in FIG. In this state, the contact portion 85 a of the fixing member 85 is disengaged from the position corresponding to the lower end surface of the cam follower 81, and the cam follower 81 can be immersed in the rocker arm main body 78. Therefore, in this case, the intake valve 19 is opened and closed not by the high speed cam 72a but by the low speed cam 72b.
[0041]
Next, the electrical configuration of the abnormality detection device for the variable valve lift amount mechanism 71 in this embodiment will be described with reference to FIG.
The abnormality detection device includes an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 92 for controlling valve characteristics such as a valve lift amount of the intake valve 19. The ECU 92 is configured as a theoretical arithmetic circuit including a ROM 93, a CPU 94, a RAM 95, a backup RAM 96, and the like.
[0042]
Here, the ROM 93 is a memory in which various control programs and maps to be referred to when executing these various control programs are stored. The CPU 94 performs arithmetic processing based on the various control programs and maps stored in the ROM 93. Execute. The RAM 95 is a memory for temporarily storing calculation results in the CPU 94, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 96 is a non-volatile memory for storing data to be saved when the engine 11 is stopped. The ROM 93, CPU 94, RAM 95, and backup RAM 96 are connected to each other via a bus 97 and are connected to an external input circuit 98 and an external output circuit 99.
[0043]
The external input circuit 98 is connected to a crank sensor 14c, a cam sensor 22b, a throttle position sensor 35a, and the like, and the external output circuit 99 is connected to an OSV 74, a warning lamp 51, and the like. Although not shown in FIG. 1 and the like, the warning lamp 51 is provided at a position where the driver can visually recognize the vehicle interior.
[0044]
The ECU 92 configured in this manner obtains the engine speed NE based on the detection signal from the crank sensor 14c, and determines whether the valve lift is based on whether the engine speed NE exceeds a predetermined value (6000 rpm in the present embodiment). Change the amount between high speed and low speed.
[0045]
That is, when the engine speed NE is smaller than 6000 rpm, the ECU 92 switches the OSV 74 so as to select the B-side flow path by exciting the electromagnetic solenoid 74a of the OSV 74 (FIG. 3), and a cam for opening and closing the intake valve 19 The low speed cam 72b is selected. In this state, the valve lift amount of the intake valve 19 is reduced, and the low speed torque in the engine 11 is improved and the idling operation is stabilized.
[0046]
Further, when the engine speed NE is 6000 rpm or more, the ECU 92 switches the OSV 74 so that the electromagnetic solenoid 74a of the OSV 74 is demagnetized and selects the A-side flow path, and serves as a cam for driving the intake valve 19 to open and close. The cam 72a is selected. In this state, the valve lift amount of the intake valve 19 is increased, and the maximum output of the engine 11 is increased.
[0047]
By switching the cam for opening and closing the intake valve 19 in this way, both the low speed performance and the high speed performance of the engine 11 can be improved.
Next, an abnormality determination procedure for the variable valve lift amount mechanism 71 will be described with reference to FIGS.
[0048]
FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality determination processing routine for detecting an abnormality in the variable valve lift amount mechanism 71 and a cylinder in which the abnormality has occurred. This abnormality determination processing routine is executed by an interruption for each ignition by the ignition plug 38 through the ECU 92, for example.
[0049]
In the abnormality determination processing routine, the ECU 92 determines whether or not the engine 11 is operating independently based on whether or not the engine speed NE is, for example, 300 rpm or more as the processing of step S101. If it is determined that “NE ≧ 300” and the engine 11 is not operating independently, the process proceeds to step S105. If “NE ≧ 300 rpm” and it is determined that the engine 11 is operating independently, the process proceeds to step S102. move on.
[0050]
The ECU 29 determines whether or not an idle condition is established from the throttle opening obtained based on the engine speed NE and the detection signal from the throttle position sensor 35a as a process of step S102. The idle conditions here are, for example, various conditions such as (1) throttle valve fully closed, (2) engine speed NE is 525 rpm or more, and (3) engine speed NE is less than 1000 rpm. is there. If it is determined that the various conditions are not satisfied, the process proceeds to step S105. If it is determined that the various conditions are satisfied, the process proceeds to step S103.
[0051]
If any one of the processes of steps S101 and S102 is determined to be NO and the process proceeds to step S105, the ECU 92 causes a timer Tim (i), an ignition counter Csp (i), and an abnormality counter Cng (i) described later. Is reset to “0”. Four timers Tim (i), ignition counters Csp (i), and abnormality counters Cng (i) are provided corresponding to the cylinders # 1 to # 4. After resetting the timer Tim (i), the ignition counter Csp (i), and the abnormality counter Cng (i) corresponding to the cylinders # 1 to # 4 in this way, the ECU 92 once ends this abnormality determination processing routine.
[0052]
If YES is determined in both of the processes in steps S101 and S102 and the process proceeds to step S103, the ECU 92 executes an abnormal number counting process. This abnormal number counting process is for counting the number of abnormal occurrences of the variable valve lift amount mechanism 71 for 20 seconds during idle operation, for each cylinder # 1 to # 4 by the abnormal counter Cng (i). is there.
[0053]
The ECU 92 performs the abnormality warning process in the next step S104 based on whether or not each abnormality counter Cng (i) for each of the cylinders # 1 to # 4 is “10” or more. It is determined whether or not an abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 has occurred. When such an abnormality has occurred, the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 is counted 10 times or more in any of the cylinders # 1 to # 4 during 20 seconds during the idling operation. When it is determined that an abnormality has occurred in the variable valve lift amount mechanism 71 in any one of the cylinders # 1 to # 4, the ECU 92 turns on the warning lamp 51 to that effect, Inform. After such abnormality warning processing is executed, the ECU 92 once ends this abnormality determination processing routine.
[0054]
Next, the processing in step S103 in the abnormality determination processing routine will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an abnormality count processing routine for counting the number of occurrences of abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 for each cylinder # 1 to # 4. The abnormality count processing routine is executed through the ECU 92 when the routine proceeds to step S103 of the abnormality determination processing routine.
[0055]
In the abnormal number count processing routine, the processing of steps S201 and S202 is for determining whether or not ignition by the spark plug 38 has been performed 16 times in each cylinder # 1 to # 4.
[0056]
As a process of step S201, the ECU 92 performs an ignition counter corresponding to the cylinders # 1 to # 4 to be transferred to the next explosion step among the four ignition counters Csp (i) provided corresponding to the cylinders # 1 to # 4. Csp (i) is incremented by “1”. That is, the ECU 92 discriminates the cylinders # 1 to # 4 to be moved to the next explosion process based on detection signals from the crank sensor 14c and the cam sensor 22b, and sets the cylinder number i according to the cylinders # 1 to # 4. For example, i = “1 (1st cylinder # 1)”, i = “2 (3rd cylinder # 3)”, i = “3 (4th cylinder # 4)”, or i = “4”. (No. 2 cylinder # 2) "is set. Therefore, the ECU 92 counts up any one of the four ignition counters Csp (i) according to the cylinder number i in the process of step S201.
[0057]
In step S202, the ECU 92 determines whether or not the ignition counter Csp (i) counted up in step S201 is greater than "16", that is, the cylinders # 1 to # 1 corresponding to the ignition counter Csp (i). It is determined whether or not the number of ignitions in # 4 has exceeded 16 times. If it is determined that “Csp (i)> 16” is not satisfied, the process proceeds to step S204. In the abnormality count processing routine, the processes in steps S204 and S205 are performed at 360 ° CA elapsed time edt described later in cylinders # 1 to # 4 corresponding to the ignition counter Csp (i) counted up in the process in step S201. This is for calculating (i) and the gradually changing value edtsm (i). The 360 ° CA elapsed time edt (i) and the gradually changing value edtsm (i) are also calculated corresponding to the cylinders # 1 to # 4.
[0058]
In step S203, the ECU 92 performs processing after the piston 12 reaches top dead center before the explosion process in the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the ignition counter Csp (i) counted up in step S201. The 360 ° CA elapsed time edt (i) until reaching the top dead center after the explosion process is calculated. The 360 ° elapsed time edt (i) is a value corresponding to the rotational speed of the engine 11 based on the operation of the cylinders # 1 to # 4, that is, the moving speed of the piston 12 in the cylinders # 1 to # 4. Further, the ECU 92 performs a gradual change process on the 360 ° CA elapsed time edt (i) using, for example, the following equation (1) as a process of step S204, and a gradual change value of the elapsed time edt (i). edtsm (i) is calculated.
[0059]
[Expression 1]
Figure 0004061720
If an abnormality such as cam switching failure occurs in any of the valve lift amount variable mechanisms 71 provided in the cylinders # 1 to # 4 of the engine 11, for example, the intake valve 19 is connected to the low speed cam 72b. There is a situation in which the valve 19 is driven to open and close by the high-speed cam 72a when the valve is to be opened and closed. In such a case, the engine output torque decreases when the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the valve lift variable mechanism 71 where the abnormality has occurred are operated (during the explosion process of the cylinders # 1 to # 4). To do. As a result, the rotational speed of the engine 11 during the explosion process of the cylinders # 1 to # 4 decreases, and the 360 ° CA elapsed time edt (i) becomes longer than normal.
[0060]
The 360 ° elapsed time edt (i) is calculated during the idling operation of the engine 11, and during the idling operation, the change in the 360 ° elapsed time edt (i) due to the decrease in the engine output torque is noticeable. It becomes. In addition, the 360 ° elapsed time edt (i) fluctuates rapidly if, for example, a sudden misfire occurs, but the gradually changing value edtsm (i) of the elapsed time edt (i) fluctuates slowly. To come. Accordingly, by detecting an abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 based on the gradually changing value edtsm (i) of the 360 ° CA elapsed time edt (i), the abnormality detection of the variable valve lift amount mechanism 71 is accurately performed. be able to. Further, even if one misfire occurs suddenly, it is prevented that the misfire is erroneously detected as an abnormality in the variable valve lift amount mechanism 71 in the cylinders # 1 to # 4.
[0061]
After calculating the gradual change value edtsm (i) by the process of step S204 as described above, the ECU 92 once ends the abnormality number counting process routine. When the abnormality count processing routine ends in this way, the process returns to the abnormality determination processing routine shown in FIG.
[0062]
On the other hand, in the process of step S202, the ignition counter Csp (i) counted up in the process of step S201 is larger than “16”, and the ignition in the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the ignition counter Csp (i) is performed. If it is determined that the number of times is greater than 16, the process proceeds to step S205. In the abnormality number counting process routine, the processes of steps S205 to S208 are performed in accordance with the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 in the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the ignition counter Csp (i) counted up in the process of step S201. This is for counting the number of occurrences. It should be noted that such an abnormality occurrence count is performed for each of the cylinders # 1 to # 4.
[0063]
The ECU 92 resets the ignition counter Csp (i) to “0” as a process of step S205, and determines whether or not the gradually changing value edtsm (i) is “0.6 ms” or more as a process of step S206. The engine speed at the time of operation of the cylinders # 1 to # 4 decreases for some reason, such as an abnormality in the variable valve lift amount mechanism 71 of the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the ignition counter Csp (i). As the 360 ° elapsed time edt (i) corresponding to the cylinders # 1 to # 4 increases, the gradual change value edtsm (i) also increases.
[0064]
If it is determined in the process of step S205 that “edtsm (i) ≧ 0.6 ms”, the process proceeds to step S208 via step S207, and it is determined that “edtsm (i) ≧ 0.6 ms” is not satisfied. And go directly to step S208. In step S207, the ECU 92 increments the abnormality counter Cng (i) indicating the number of times that the gradual change value edtsm (i) is equal to or greater than “0.6 ms” by “1”, and performs the process in step S208. The gradual change value edtsm (i) is reset to “0”. The value of “0.6 ms” is a value suitable for accurately determining an increase in the gradual change value edtsm (i) based on an abnormality of the valve lift amount varying mechanism 71 or the like.
[0065]
After executing the processes of steps S207 and S208, the ECU 92 once ends the abnormality number counting process routine. When the abnormality count processing routine ends in this way, the process returns to the abnormality determination processing routine shown in FIG.
[0066]
Next, the process of step S104 in the abnormality determination process routine will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing an abnormality warning processing routine for determining which cylinder # 1 to # 4 has an abnormality in the variable valve lift mechanism 71 and for warning the abnormality. The abnormality warning processing routine is executed through the ECU 92 when the process proceeds to step S104 of the abnormality determination processing routine.
[0067]
In the abnormality warning processing routine, the ECU 92 determines whether or not any of the four timers Tim (i) corresponding to the cylinders # 1 to # 4 described above is 20 seconds or more as the processing of step S301. to decide. This timer Tim (i) is reset to “0” every 20 seconds during idle operation by the process of step S304 described later, and the timer Tim (i) corresponding to each cylinder # 1 to # 4 is reset. The reset timings are different from each other.
[0068]
If it is determined in step S301 that “Tim (i) ≧ 20 s” is not satisfied, the ECU 92 once ends the abnormality warning processing routine. Once the abnormality warning processing routine is completed in this way, the processing returns to the abnormality determination processing routine shown in FIG. If it is determined in step S301 that “Tim (i) ≧ 20 s”, the process proceeds to step S302.
[0069]
In step S302, the ECU 92 determines that the abnormality counter Cng (i) of the cylinders # 1 to # 1 corresponding to the timer Tim (i) determined to be 20 seconds or longer in the processing of step S301 is “10” or more. It is determined whether or not. The abnormality counter Cng (i) represents the number of occurrences of abnormality of the valve lift variable mechanism 71 in the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the abnormality counter Cng (i) for 20 seconds during idle operation. Therefore, whether or not an abnormality has occurred in the valve lift varying mechanism 71 of the cylinders # 1 to # 4 is determined by the determination process in step S302.
[0070]
That is, in the process of step S302, an abnormality occurs in the variable valve lift amount mechanism 71 of cylinders # 1 to # 4 corresponding to the abnormality counter Cng (i) based on “Cng (i) ≧ 10”. Therefore, the process proceeds to step S303. Further, in the process of step S302, an abnormality has occurred in the valve lift amount varying mechanism 71 of cylinders # 1 to # 4 corresponding to the abnormality counter Cng (i) based on the fact that “Cng (i) ≧ 10” is not satisfied. It is determined that there is not, and the process proceeds to step S304. Note that the value “10” used as the determination value in step S302 is a value that can accurately determine that an abnormality has occurred in the valve lift amount variable mechanism 71.
[0071]
Thus, based on the fact that the number of occurrences of abnormality (abnormal counter Cng (i)) of the variable valve lift amount mechanism 71 counted during 20 seconds during idle operation becomes “10” or more, the variable valve lift amount mechanism 71 It is determined that an abnormality has occurred. Therefore, even if an error counter Cng (i) is erroneously counted for some reason, it is possible to prevent an erroneous determination that an abnormality has occurred in the variable valve lift amount mechanism 71 based on the erroneous count.
[0072]
On the other hand, as a process of step S303, the ECU 92 turns on the warning lamp 51 to notify the driver of the abnormality that the variable valve lift amount mechanism 71 has occurred, and determines the valve lift amount based on the number of times the warning light 51 blinks. The cylinders # 1 to # 4 in which the abnormality of the variable mechanism 71 has occurred are notified to the driver. In addition, as the processing of the subsequent step S304, the ECU 92 performs the timer Tim (i) that has become 20 seconds or longer in the processing of step S301, and the abnormality counter Cng of the cylinders # 1 to # 4 corresponding to the timer Tim (i). (i) is reset to “0”, and then the abnormality warning processing routine is temporarily terminated. When the abnormality warning processing routine ends in this way, the processing returns to the abnormality determination processing routine shown in FIG.
[0073]
Finally, the above-described abnormality determination process of the variable valve lift amount mechanism 71 will be summarized with reference to the time chart of FIG. This time chart shows the transition of the gradually changing value edtsm (i) corresponding to the cylinders # 1 to # 4 in which the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 has occurred.
[0074]
The ECU 92 calculates the 360 ° CA elapsed time edt (i) from the top dead center before the explosion process to the top dead center after the explosion process in each cylinder # 1 to # 4 during the idling operation of the engine 11. Further, the ECU 92 performs a gradual change process on the 360 ° CA elapsed time edt (i) and calculates a gradual change value edtsm (i) of the elapsed time edt (i). The 360 ° CA elapsed time edt (i) and the gradually changing value edtsm (i) are reset to “0” every 16 ignitions.
[0075]
In the variable valve lift amount mechanism 71, for example, a failure may occur in which the high speed cam 72a is fixed in a selected state as a cam for opening and closing the intake valve 19. For example, if a failure of the valve lift variable mechanism 71 occurs in the first cylinder # 1, for example, in the first cylinder # 1, when the intake valve 19 should be driven to open and close by the low-speed cam 72b, the high-speed valve is used. A situation occurs in which the valve 19 is opened and closed by the cam 72a.
[0076]
In such a case, the engine output torque when the first cylinder # 1 is operated (during the explosion process of the first cylinder # 1) is reduced. As a result, the rotational speed of the engine 11 during the explosion process of the first cylinder # 1, that is, the moving speed of the piston 12 of the first cylinder # 1 decreases, and the 360 ° CA elapsed time edt (i) of the first cylinder # 1 Becomes longer than normal, and the gradually changing value edtsm (i) of the elapsed time edt (i) also increases.
[0077]
Therefore, due to the failure of the variable valve lift amount mechanism 71 in the first cylinder # 1, the gradually changing value edtsm (i) corresponding to the first cylinder # 1 gradually increases during 16 ignitions as shown in FIG. . Then, every time the gradually changing value edtsm (i) after 16 ignition becomes “0.6 ms” or more, the abnormality counter Cng (i) corresponding to the first cylinder # 1 is incremented by “1”. Since the abnormality counter Cng (i) is reset to “0” every 20 seconds, the abnormality counter Cng (i) represents the number of occurrences of abnormality of the valve lift amount varying mechanism 71 in the first cylinder # 1 in 20 seconds.
[0078]
The ECU 92 determines that the abnormality counter Cng (i) is “10” or more, that is, the number of occurrences of abnormality of the valve lift amount varying mechanism 71 in the first cylinder # 1 for 20 seconds is 10 or more. It is determined that an abnormality has occurred in the # 1 valve lift variable mechanism 71. When such determination is made, the ECU 92 notifies the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 by turning on the warning light 51, and the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 is determined by the number of blinks of the warning light 51, etc. Notify that it occurred in # 1.
[0079]
According to the present embodiment in which the processing detailed above is performed, the following effects can be obtained.
(1) For each cylinder # 1 to # 4, the 360 ° CA elapsed time edt (i) from the top dead center before the explosion process to the top dead center after the explosion process is operated for each cylinder # 1 to # 4. While calculating as a value corresponding to the engine rotation speed at the time, a gradual change value edtsm (i) of edt (i) of the elapsed time is calculated for each cylinder # 1 to # 4. Since the abnormality of the valve lift amount variable mechanism 71 is detected based on the gradual change value edtsm (i) corresponding to each cylinder # 1 to # 4, the cylinder in which the abnormality of the valve lift amount variable mechanism 71 has occurred. # 1 to # 4 can be detected. Therefore, it is identified which abnormality has occurred in the valve lift variable mechanism 71 provided in any of the cylinders # 1 to # 4, and repair of the valve lift variable mechanism 71 in which the abnormality has occurred is promptly repaired. It can be carried out.
[0080]
(2) Since the 360 ° CA elapsed time edt (i) and the gradually changing value edtsm (i) are obtained based on detection signals from the crank sensor 14c and the cam sensor 22b, an abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 occurs. It is not necessary to provide a special sensor or the like for each cylinder # 1 to # 4 in order to detect the cylinders # 1 to # 4.
[0081]
(3) The 360 ° CA elapsed time edt (i) and the gradually changing value edtsm (i) are calculated during the idling operation of the engine 11. The change of the 360 ° CA elapsed time edt (i) becomes remarkable. Accordingly, it is possible to accurately detect the cylinders # 1 to # 4 where the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71 has occurred based on the gradual change value edtsm (i) of the 360 ° elapsed time edt (i).
[0082]
(4) Although the 360 ° elapsed time edt (i) fluctuates suddenly, for example, when one sudden misfire occurs, the gradually changing value edtsm (i) of the elapsed time edt (i) It will fluctuate. Accordingly, by detecting an abnormality in the variable valve lift amount mechanism 71 based on the gradual change value edtsm (i), even if one misfire suddenly occurs, the misfire is detected in the cylinders # 1 to # 4. It is possible to prevent erroneous detection as an abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71.
[0083]
(5) An abnormality occurred in the variable valve lift amount mechanism 71 based on the fact that the abnormality occurrence count (abnormality counter Cng (i)) of the variable valve lift amount mechanism 71 counted in 20 seconds is equal to or greater than “10”. It is judged. Therefore, even if an error counter Cng (i) is erroneously counted for some reason, it is possible to prevent an erroneous determination that an abnormality has occurred in the variable valve lift amount mechanism 71 based on the erroneous count. Accordingly, it is possible to accurately determine the abnormality of the variable valve lift amount mechanism 71.
[0084]
In addition, this embodiment can also be changed as follows, for example.
In this embodiment, when the number of occurrences of abnormality (abnormal counter Cng (i)) of the variable valve lift amount mechanism 71 of the predetermined cylinders # 1 to # 4 is 10 times or more in 20 seconds during idle operation, that cylinder Although it is determined that an abnormality has occurred in the # 1 to # 4 valve lift amount variable mechanism 71, the present invention is not limited to this. That is, the period for counting the number of occurrences of abnormality may be set to a value other than 20 seconds, or the value for determining abnormality may be set to other than “10”. Further, the abnormality determination of the variable valve lift amount mechanism 71 is not necessarily performed during the idling operation of the engine 11.
[0085]
In the present embodiment, the abnormal counter Cng (i) is incremented when the gradual change value edtsm (i) after 16 ignition minutes has passed is “0.6 ms” or more in 20 seconds during the idle operation. However, the present invention is not limited to this. That is, the calculation period of the gradually changing value edtsm (i) is changed to an appropriate period other than 16 ignitions, or the reference value for counting up the abnormal counter Cng (i) is set to a value other than “0.6 ms”. Or you may.
[0086]
・ When the gradual change value edtsm (i) is "0.6ms" or more, instead of counting up the abnormal counter Cng (i), the warning lamp 51 is turned on immediately and the valve lift amount is abnormal The cylinders # 1 to # 4 that are in operation may be notified. In this case, it is not necessary to provide the timer Tim (i) and the abnormality counter Cng (i), and the control load on the ECU 92 can be reduced.
[0088]
In the present embodiment, the abnormality of the valve lift amount variable mechanism 71 is detected during the idling operation of the engine 11, but instead, the engine speed NE is set to a value within a predetermined range (for example, within 200 rpm). You may make it detect abnormality of the valve lift amount variable mechanism 71 at the time of steady operation other than a certain idle operation. In this case, if the range of the engine speed NE in which the abnormality detection of the variable valve lift amount mechanism 71 is performed is set in the high speed region of the engine 11, the cam for opening and closing the intake valve 19 is fixed to the low speed cam 72b. This is advantageous in detecting an abnormality in the variable valve lift amount mechanism 71.
[0089]
In the present embodiment, the valve lift amount of the intake valve 19 is variable. However, for example, the valve lift amounts of both the intake valve 19 and the exhaust valve 20 may be variable.
[0090]
In the present embodiment, the variable valve lift amount mechanism 71 that changes the valve lift amount by switching the cam that opens and closes the intake valve 19 is illustrated, but the present invention is not limited to this. For example, instead of the valve lift variable mechanism 71, a valve lift variable mechanism that makes the valve lift variable by using a three-dimensional cam, or a protrusion that protrudes from and protrudes from the cam surface of the cam makes the valve lift variable. A variable valve lift amount mechanism or the like may be employed.
[0091]
In the present embodiment, the case where the valve lift amount variable mechanism 71 for making the valve lift amount of the intake valve 19 variable in each cylinder # 1 to # 4 is illustrated, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention may be applied to the case where a variable valve timing mechanism for changing the valve timing of the intake valve 19 is provided in each of the cylinders # 1 to # 4. An example of the variable valve timing mechanism in this case is a variable valve timing mechanism that uses a three-dimensional cam to vary the valve timing.
[0092]
【The invention's effect】
  According to invention of Claim 1,Since a cylinder in which an abnormality of the variable valve mechanism has occurred is detected based on a gradual change value calculated by performing gradual change processing on the engine rotation speed for each cylinder, for example, due to a single misfire in a predetermined cylinder It is possible to prevent erroneous detection of a sudden change in engine speed as an abnormality of the variable valve mechanism. Also, based on the gradual change value calculated for each cylinderSince it is possible to detect the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred, it is determined which abnormality has occurred in the variable valve mechanism provided in which cylinder, and the abnormality has occurred The variable valve mechanism can be repaired promptly.
[0093]
According to the second aspect of the present invention, since the change in the engine speed based on the abnormality of the variable valve mechanism can be easily recognized during the steady operation of the internal combustion engine, the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred. Can be accurately detected.
[0094]
According to the third aspect of the present invention, the engine rotational speed greatly changes based on the abnormality of the variable valve mechanism during the idling operation of the internal combustion engine, so that the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism has occurred more accurately. Can be detected.
[0095]
  According to invention of Claim 4,Since it is determined that an abnormality has occurred in the variable valve mechanism of the corresponding cylinder based on the fact that the count value of the number of occurrences of abnormality of the variable valve mechanism counted during the predetermined period is equal to or greater than the predetermined value, Judgment can be made accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an entire engine to which an abnormality detection device for a variable valve lift amount mechanism according to an embodiment is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a hydraulic circuit of a variable valve operating apparatus.
FIG. 3 is a perspective view showing a valve lift amount variable mechanism and an oil supply structure thereof.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing an internal structure of a variable valve lift amount mechanism.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an internal structure of a variable valve lift amount mechanism.
FIG. 6 is a block diagram showing an electrical configuration of the abnormality detection device.
FIG. 7 is a flowchart showing an abnormality determination procedure of the variable valve lift amount mechanism.
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for counting the number of occurrences of abnormality in the variable valve lift amount mechanism;
FIG. 9 is a flowchart showing an abnormality warning procedure for the variable valve lift amount mechanism;
FIG. 10 is a time chart showing a transition of a gradually changing value edtsm (i) corresponding to a cylinder in which an abnormality of the valve lift amount variable mechanism has occurred.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine, 14c ... Crank sensor, 19 ... Intake valve, 20 ... Exhaust valve, 21 ... Intake cam shaft, 22 ... Exhaust cam shaft, 22b ... Cam sensor, 35a ... Throttle position sensor, 71 ... Valve lift amount variable mechanism, 74 ... oil switching valve (OSV), 92 ... electronic control unit (ECU), # 1 to # 4 ... first to fourth cylinders.

Claims (4)

内燃機関の各気筒毎に設けられたバルブの開閉特性を可変とするために前記各気筒毎に設けられる可変動弁機構と、
内燃機関における一気筒の稼働に基づく機関回転速度を前記各気筒毎に求める回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段によって求められる前記各気筒毎の機関回転速度に徐変処理を施して徐変値を算出する徐変値算出手段と、
前記徐変値算出手段によって算出される前記徐変値に基づき前記可変動弁機構の異常が発生している気筒を検出する異常気筒検出手段と、
を備えることを特徴とする可変動弁機構の異常検出装置。A variable valve mechanism provided for each cylinder in order to make variable the opening and closing characteristics of the valves provided for each cylinder of the internal combustion engine;
A rotational speed detecting means for determining, for each cylinder, an engine rotational speed based on the operation of one cylinder in the internal combustion engine;
Gradual change value calculation means for calculating a gradual change value by subjecting the engine rotational speed for each cylinder obtained by the rotational speed detection means to a gradual change process;
Abnormal cylinder detecting means for detecting a cylinder in which an abnormality of the variable valve mechanism has occurred based on the gradually changing value calculated by the gradually changing value calculating means ;
A variable valve mechanism abnormality detection device comprising: 前記可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出は内燃機関の定常運転中に行われる
請求項１記載の可変動弁機構の異常検出装置。The abnormality detection device for a variable valve mechanism according to claim 1, wherein the detection of the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism occurs is performed during steady operation of the internal combustion engine. 前記可変動弁機構の異常が発生している気筒の検出は内燃機関のアイドル運転中に行われる
請求項２記載の可変動弁機構の異常検出装置。The abnormality detection device for a variable valve mechanism according to claim 2, wherein the detection of the cylinder in which the abnormality of the variable valve mechanism occurs is performed during idle operation of the internal combustion engine. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構の異常検出装置において、
所定期間中に前記異常気筒検出手段によって検出される各気筒毎の可変動弁機構の異常発生の回数をカウントし、そのカウント値が所定値以上になったことに基づき、対応する気筒の前記可変動弁機構に異常が発生した旨判断する異常判断手段を更に備える
ことを特徴とする可変動弁機構の異常検出装置。 In the abnormality detection device for a variable valve mechanism according to any one of claims 1 to 3,
The number of occurrences of abnormality of the variable valve mechanism for each cylinder detected by the abnormal cylinder detection means during a predetermined period is counted, and the count value of the corresponding cylinder is determined based on the counted value becoming a predetermined value or more. An abnormality determining means for determining that an abnormality has occurred in the variable valve mechanism is further provided.
An abnormality detection device for a variable valve mechanism characterized by that.
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