JP4196706B2 - 制御系の異常判定装置 - Google Patents
制御系の異常判定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4196706B2 JP4196706B2 JP2003072300A JP2003072300A JP4196706B2 JP 4196706 B2 JP4196706 B2 JP 4196706B2 JP 2003072300 A JP2003072300 A JP 2003072300A JP 2003072300 A JP2003072300 A JP 2003072300A JP 4196706 B2 JP4196706 B2 JP 4196706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- target value
- control system
- determination
- abnormality
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべくアクチュエータを駆動させる制御系について、その応答性の異常を判定する異常判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力や排気エミッション等の向上を目的として、機関バルブの開閉時期、すなわちバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構が知られている。通常、可変バルブタイミング機構の制御は、機関運転状態に適したバルブタイミングの目標値を算出し、センサにより算出されたバルブタイミングの実際値をその目標値に一致させるように、油圧制御弁等のアクチュエータの駆動を制御することで行なわれる。
【０００３】
こうした可変バルブタイミング機構の制御系にあって、目標値が変更されてから所定の判定待ち時間が経過しても、バルブタイミングの実際値と目標値との差が所定値以上であることをもって、同制御系に応答性の低下異常が発生していると判定する異常判定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−５４８７０号公報（第３−４頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の異常判定装置では、異常判定前の目標値の変更態様によっては、実際には制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、応答性の低下異常無しとの誤った判定がなされることがある。
【０００６】
図８にそうした誤判定が発生する状況でのバルブタイミングの目標値、及び応答性の低下異常が有るときと無いときのバルブタイミングの実際値の推移がそれぞれ例示されている。
【０００７】
この例では、同図に実線で示すように目標値は、時刻ｔ１において一旦変更された後、ごく短いおいた時刻ｔ２に元の値に戻されている。このとき、制御系に異常が有れば、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間のバルブタイミングの実値の変化量は、異常が無いときに比して小さくなる。よって、時刻ｔ２において目標値が元の値に戻された直後のバルブタイミングの目標値と実値との差は、むしろ異常があるときの方が小さくなる。その結果、たとえ制御系の応答性が低下していても、その時刻ｔ２から判定待ち時間が経過した時刻ｔ３までに、バルブタイミングの実値が目標値に十分収束されてしまい、異常無しとの誤った判定がなされてしまう。
【０００８】
なお、こうした不都合は、例えばスロットルバルブの開度制御に係る制御系などのような、可変バルブタイミング機構の制御系以外の制御系に適用される異常判定装置にも同様に生じ得る。すなわち、制御対象を操作するアクチュエータの駆動制御を通じて、制御対象の制御量の実際値を目標値へと制御する制御系では、目標値の変更後の制御量の実際値とその変更された目標値との差に基づき制御系の応答性の低下異常の有無を判定することができる。そして、そのように制御系の異常判定を行えば、上記例のような目標値の変更がなされたときには、やはり誤った判定がなされてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤判定を抑制して、判定精度の向上を図ることのできる異常判定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、異常有りと見なされるときの前記目標値に対する前記実際値の追従性と同程度の追従性を有する前記目標値の徐変値を算出し、該算出した徐変値と変更後の前記目標値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、目標値とその徐変値との差を監視することで、応答性の異常が生じた場合に、目標値と実際値との差が大きくなる状況下にあるか否かを判断することができる。そして、上記構成では、目標値が変化した場合でも、そうした目標値と徐変値との差が所定値よりも小さいときには、制御系の異常無しとの判定が禁止される。これにより、目標値と実際値との差が小さくなるように該目標値が変化され、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が生じていない旨の誤った判定がなされることが回避される。従って、上記構成によれば、誤判定を抑制して、その判定精度の向上を図ることができるようになる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、変更後の前記目標値とその変更直前の前記実際値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１３】
上記構成では、例えば前述した目標値が一旦変化した後にごく短い時間をおいて元の値に復帰して、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、目標値の変化後における同目標値と実際値との差が小さくなる場合に、制御系の異常無しとの判定が禁止される。従って、上記構成によれば、誤判定を抑制して、その判定精度の向上を図ることができるようになる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、前記目標値の変更後の該目標値と前記実際値との差が、その変更前よりも小さくなるときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１５】
目標値が変更されたときに、その変更後の目標値と実際値との差が、その変更前よりも小さくなれば、上記のような誤判定が発生し易くなると云うことができる。この点、上記構成によれば、そうしたときに制御系の異常無しとの判定を禁止することができ、誤判定を抑制して、判定の精度を高めることができる。
【００１６】
また、請求項１〜３の何れかに記載の発明の構成は、制御系として、請求項４によるように、機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構の制御系を用いる装置に適用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る制御系の異常判定装置を、可変バルブタイミング機構の制御系に適用した一実施の形態について説明する。すなわち、可変バルブタイミング機構を制御対象とし、それにより可変とされる機関バルブのバルブタイミングを制御量とした制御系への本発明の適用例を説明する。
【００１８】
ここでは先ず、本実施の形態の適用される可変バルブタイミング機構の制御系について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示されるように、内燃機関１０のクランクシャフト１２は、チェーン１４を介して、カムシャフト１６に駆動連結されている。そして、クランクシャフト１２の回転がカムシャフト１６に伝達されて、同カムシャフト１６が回転する。
【００１９】
カムシャフト１６には、複数（１つのみ図示）のカム１８が取り付けられている。それらカム１８に対応する位置には、機関バルブ２０がそれぞれ設けられている。そして、カム１８は、カムシャフト１６の回転に伴って適宜のタイミングで機関バルブ２０を押し下げて、内燃機関１０の吸気ポートと燃焼室とを、或いは排気ポートと燃焼室とを連通する。
【００２０】
カムシャフト１６とチェーン１４との間には、可変バルブタイミング機構２２が介設されている。そして、この可変バルブタイミング機構２２により、クランクシャフト１２の回転位相（クランク角）に対するカムシャフト１６の回転位相（カム角）が相対移動させるようになっている。これにより、カム１８により機関バルブ２０を押し下げるタイミング、すなわち機関バルブ２０の開閉タイミング（バルブタイミング）が可変制御される。
【００２１】
図２に示すように、この可変バルブタイミング機構２２は、上記チェーン１４を介してクランクシャフト１２に駆動連結されるハウジング２４と、カムシャフト１６に取り付けられるベーン体２６とを備えている。ベーン体２６は、ハウジング２４内に、同ハウジング２４と同一の回転中心を有して回動可能に収容されている。
【００２２】
ハウジング２４には複数の凹部３０が形成されており、それら凹部３０は、同ハウジング２４の回転軸を中心として回転対称となる位置にそれぞれ配置されている。一方、上記ベーン体２６には複数のベーン２８が形成されており、それらベーン２８は、ベーン体２６の回転軸を中心として回転対称をなして放射状に配設されている。そして、ベーン体２６は、各凹部３０に各ベーン２８がそれぞれ収容されるようにハウジング２４内に収容されている。また、各凹部３０がベーン２８にて各々区画されて、各ベーン２８の両側に油圧室３２，３４がそれぞれ形成されている。
【００２３】
それら油圧室３２，３４には、それぞれ油圧制御弁３６を介して、オイルポンプ３８が接続されている。そして、油圧制御弁３６の制御を通じて、ベーン２８の両側の油圧室３２，３４のうちの一方（油圧室３２）にオイルポンプ３８から吐出されるオイルが供給されるとともに、他方（油圧室３４）内のオイルが排出されるといったように、各油圧室３２，３４内のオイルの圧力が調整される。
【００２４】
こうしたオイル圧力の調整によって、凹部３０内をベーン２８が移動して、ハウジング２４に対するベーン体２６の相対位置が変更される。これにより、クランク角に対するカム角が相対移動され、ひいてはバルブタイミングが可変制御される。
【００２５】
内燃機関１０には、その運転状態や可変バルブタイミング機構２２の制御状態を検出するためのセンサとして、クランク角やクランクシャフト１２の回転速度（機関回転速度）を検出するためのクランク角センサや、カム角を検出するためのカム角センサが設けられている。その他、例えば内燃機関１０に吸入される空気の量を検出するための吸気量センサや、機関冷却水の温度を検出するための水温センサ等の種々のセンサ類も設けられている。
【００２６】
こうした種々のセンサ類は、例えばマイクロコンピュータなどからなる電子制御装置４０に接続されている。電子制御装置４０は、上記種々のセンサ類の検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて各種の機関制御を実行する。そして、電子制御装置４０は、そうした機関制御の一つとして、可変バルブタイミング機構２２の制御を実行する。
【００２７】
可変バルブタイミング機構２２の制御は、以下のように実行される。
すなわち先ず、機関回転速度や、吸入空気量等に基づいて、内燃機関１０の運転状態に適したバルブタイミング（正確には、クランク角に対するカム角の進角量）の目標値Ｔｖｔが算出される。次に、クランク角及びカムシャフト角から、バルブタイミングの実際値ｖｔが算出される。そして、それら目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの偏差に基づいて、油圧制御弁３６が駆動される。これにより、各油圧室３２，３４のオイル圧力が適宜調整され、バルブタイミングの実際値ｖｔがその目標値Ｔｖｔと一致するように可変バルブタイミング機構２２が駆動され、バルブタイミングがフィードバック制御される。
【００２８】
更に電子制御装置４０は、そうした可変バルブタイミング機構２２の制御と共に、その制御系に応答性の低下異常が生じているか否かの判定を併せ行っている。
【００２９】
以下、この判定処理の概要について説明する。
この処理は、バルブタイミングについてのフィードバック制御が実行されていることを前提として実行される。
【００３０】
先ず、前回算出された徐変値を「Ｎｖｔｉ」とすると、目標値Ｔｖｔに以下の関係式（１）に基づき徐変処理が施され、徐変値Ｎｖｔが算出される。
Ｎｖｔ＝（Ｎｖｔｉ×（Ｎ−１）＋Ｔｖｔ）／Ｎ …（１）
ここで「Ｎ」は、徐変値Ｎｖｔの徐変度合い、すなわち目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性を決める徐変定数であり、その値が大きくなるほど、徐変値Ｎｖｔの徐変度合いが大きくなり、その追従性が小さくなる。ここでは、異常の有無の判定基準となる、すなわちそれ以上の追従性の低下が異常有りと見されるときの目標値Ｔｖｔに対する実際値ｖｔの追従性と同程度の追従性を徐変値Ｎｖｔが有するように、その定数Ｎの値が設定されている。
【００３１】
図３［ａ］に、先の図８に例示したように目標値Ｔｖｔが変更されたときの徐変値Ｎｖｔ、及び異常が有るときと無いときのバルブタイミングの実際値ｖｔの推移がそれぞれ例示されている。
【００３２】
同図の例では、目標値Ｔｖｔは、時刻ｔ１１に値Ｔ０から値Ｔ１に一旦変更された後、時刻ｔ１２に再び値Ｔ０に戻されている。このとき、可変バルブタイミング機構２２の制御系に応答性の低下異常が発生していたとしても、同図［ｂ］に示すように時刻ｔ１２における目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔ（＝｜Ｔｖｔ−ｖｔ｜）は小さくなる。そのため、その後の差Δｖｔからは、異常有りと明確に判定することができず、誤って異常無しとの判定がなされる虞がある。
【００３３】
このとき、目標値Ｔｖｔの徐変値Ｎｖｔの値は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間に、さほど変化することはない。そのため、同図［ｃ］に示すように、時刻ｔ１２において値Ｔ０に変更された以降の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔ（＝｜Ｔｖｔ−Ｎｖｔ｜）は小さい値となる。
【００３４】
また図４の例でも、時刻ｔ２１において、異常発生時のバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが小さくなるような目標値Ｔｖｔの変更がなされており、その後の差Δｖｔを参照しても、異常無しとの誤った判定がなされる虞がある。この場合にも、その時刻ｔ２１以降の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは小さい値となる。
【００３５】
一方、同図５の例では、目標値Ｔｖｔは、時刻ｔ３１に一度だけ変更されている（同図［ａ］）。このときには、同図［ｂ］に示すように、その時刻ｔ３１以降のバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔの推移に、異常の有るときと無いときとで明確な差が現われる。そして異常発生時の目標値Ｔｖｔ変更後の差Δｖｔが正常時に比して十分大きな値となるため、その差Δｖｔに基づき異常の有無を的確に判定することができる。この場合、同図［ｃ］に示すように、その時刻ｔ３１での目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは、大きい値となる。
【００３６】
以上のように、目標値Ｔｖｔの変更後の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは、異常発生時にもバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが大きくならず、異常有りとの誤った判定がなされるような状況では小さい値となる。これに対して、図５の例のような、差Δｖｔに基づき適切な判定が可能な目標値Ｔｖｔの変更がなされたときには、その差ΔＮｖｔは大きい値となる。従って、判定時にその差ΔＮｖｔを参照すれば、誤判定がなされるような状況にあるか否かを判断することができる。
【００３７】
そこで本実施の形態では、異常の有無の判定に際して、目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいか否かを判断するようにしている。
【００３８】
そして、判定の実行が禁止されなければ、次の態様で、可変バルブタイミング機構２２の制御系についての異常の有無の判定が行われる。すなわち、目標値Ｔｖｔの変更後、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが所定の判定値β以上の状態が、所定の判定時間Ｔａを超えて継続したとき、異常有りと判定する。一方、そうした異常有りとの判定がなされることなく、差Δｖｔが上記判定値β未満の状態が所定の判定時間Ｔｂを超えて継続したとき、異常無しと判定する。
【００３９】
よって図３の例では、時刻ｔ１２での変更後における目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さい値となることから、異常の有無の判定は実行されないようになる。図４の例でも、時刻ｔ２１での変更後の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔの値が所定値αよりも小さい値となるため、同様に判定は実行されないようになる。なお判定値β及び判定時間Ｔａ，Ｔｂにはそれぞれ、異常判定を適正に下すことが可能な値が実験等で求められ、設定されている。
【００４０】
一方、図５の例では、時刻ｔ３１に目標値Ｔｖｔが変更されてからしばらくの間、上記ΔＮｖｔが所定値α以上となっているため、上記判定が実行される。そして、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β以上の状態が継続していれば、その時刻ｔ３１から判定時間Ｔａが経過した時刻ｔ３３に異常有りとの判定（異常判定）が下される。
【００４１】
また異常が無いときには、判定時間Ｔａが経過する以前に目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β未満となる（時刻ｔ３２）。そしてその状態が継続していれば、差Δｖｔが判定値β未満となった時刻ｔ３２から判定時間Ｔｂが経過した時刻ｔ３４に、異常無しとの判定（正常判定）が下される。
【００４２】
図６に、本実施の形態における判定処理の処理手順のフローチャートを示す。このフローチャートの一連の処理は、電子制御装置４０によって機関運転中に周期的に実行される。
【００４３】
以下、このフローチャートを参照して、上記判定処理の具体的な処理手順を説明する。
この処理では先ず、機関回転速度や吸入空気量等に基づいて目標値Ｔｖｔが算出されるとともに（ステップＳ１０２）、クランク角及びカム角に基づいて、実際値ｖｔが算出される（ステップＳ１０４）。
【００４４】
その後、バルブタイミングについてのフィードバック制御が実行されているか否かが判断され（ステップＳ１０６）、同フィードバック制御が実行されていない場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。
【００４５】
一方、フィードバック制御が実行されている場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、以下の処理（ステップＳ１０８〜Ｓ１２０）を通じて、上述した異常の有無の判定が実行される。
【００４６】
すなわち先ず、目標値Ｔｖｔ、前回算出された徐変値Ｎｖｔｉ、及び所定値Ｎに基づいて、上記関係式（１）から、徐変値Ｎｖｔが算出され（ステップＳ１０８）、目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ１１０）。
【００４７】
ここで、上記差ΔＮｖｔが所定値α以上である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値βよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ１１２）。そして、上記差Δｖｔが判定値β以上である場合には（ステップＳ１１２：ＮＯ）、この状態が判定時間Ｔａ以上継続されたか否かが判断される（ステップＳ１１４）。
【００４８】
そして、未だ判定時間Ｔａ以上継続されていない場合には（ステップＳ１１４：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。そしてその後、本処理が繰り返し実行され、上記差Δｖｔが判定値β以上である状態が判定時間Ｔａ以上継続されたと判断されるようになると（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、異常有りとの判定が、すなわち異常判定がなされた後（ステップＳ１１６）、本処理は一旦終了される。
【００４９】
一方、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値βよりも小さい場合には（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、この状態が判定時間Ｔｂ以上継続されたか否かが判断される（ステップＳ１１８）。
【００５０】
そして、未だ判定時間Ｔｂ以上継続されていない場合には（ステップＳ１１８：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。そしてその後、本処理が繰り返し実行され、上記差Δｖｔが判定値βよりも小さい状態が判定時間Ｔｂ以上継続されたと判断されるようになると（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、異常無しとの判定が、すなわち正常判定がなされた後（ステップＳ１２０）、本処理は一旦終了される。
【００５１】
なお、そもそも判定処理の実行が開始される以前に目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さい場合、或いは判定処理の処理過程において同差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さくなった場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、正常、異常のいずれの判定も行なうことなく本処理は一旦終了される。すなわち、精度よく判定を行える状況下ではないとして、或いは応答性が低下している場合であっても、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが小さくなる状況下になったために、適正な判定が行えないとして、本処理は一旦終了される。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミングの目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいときに、応答性の異常の有無についての判定の実行を禁止するようにした。これにより、応答性が低下しているにも拘わらず、異常が生じていない旨の誤った判定がなされる虞のある場合に、判定の実行を禁止することができる。従って、誤判定を抑制して、判定精度の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態ではバルブタイミングの目標値Ｔｖｔの徐変値Ｎｖｔを、関係式（１）を用いて算出していたが、これ以外の手法で徐変値Ｎｖｔを求めるようにしてもよい。例えば、変化速度を一定値以下に制限した上で、目標値Ｔｖｔの増減に応じて増減される値を、上記徐変値Ｎｖｔとして設定するようにしてもよい。また、所定期間における目標値Ｔｖｔの平均値などを上記徐変値Ｎｖｔとして設定してもよい。要は、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔの変化に、遅れを有して追従する値であれば、上記徐変値Ｎｖｔとして用いることができる。
【００５４】
ちなみに、上記態様での異常の有無の判定を適切に行うためには、そうした徐変値Ｎｖｔの徐変度合い、すなわち目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、次の（Ａ），（Ｂ）を共に満たすようになっていることが望ましい。
【００５５】
（Ａ）目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、制御系に異常が無いときの目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの追従性以下である。
（Ｂ）目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、制御系に異常が有るときの目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの追従性以上である。
【００５６】
・また、目標値Ｔｖｔの変化の度合い（変化量や変化速度、変化率など）に応じて徐変値Ｎｖｔの徐変度合い（目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性）を可変設定するようにしてもよい。例えば上記関係式（１）に基づいて徐変値Ｎｖｔを求める場合、徐変定数Ｎの値を変更することで、その徐変度合いを変更することができる。目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの変化度合いは、その目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて変化するため、そうした目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて徐変値Ｎｖｔの徐変度合いを変更することで、上記のような誤判定が生じる状況にあるか否かの判断をより的確に行うことができる。また所定値αを同様に目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて可変設定することによっても、上記のような誤判定が生じる状況にあるか否かの判断をより的確に行うことができる。
【００５７】
・判定値βを機関運転状態に応じて可変設定するようにしてもよい。上記のようなフィードバック制御系では、目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの変化速度は、目標値Ｔｖｔの変化度合い（変化量や変化速度、変化率など）に応じて変化する。そこで、例えば目標値Ｔｖｔの変化度合いが大きいときほど、判定値βを大きい値に設定するといったように、目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて判定値βを可変設定することで、より適切に異常の有無の判定を行うことができるようになる。
【００５８】
・上記実施の形態において、判定時間Ｔａや判定時間Ｔｂを機関運転状態に基づいて可変設定するようにしてもよい。これら判定時間Ｔａ，Ｔｂを長い時間に設定すると、異常判定や正常判定の精度を向上させることができるが、その反面、それら判定がなされる頻度が低下することとなる。このため、上記構成では、各判定時間Ｔａ，Ｔｂとして、異常判定や正常判定の精度の向上を図りつつ、判定がなされる頻度も高く維持されるような時間を設定すればよい。
【００５９】
・上記実施の形態では、徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値βよりも小さいときに、異常の有無の判定の実行を禁止することで、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常無しとの誤った判定がなされることを抑制するようにしていた。もっともそうした誤判定の回避は、判定の実行そのものを禁止せずとも、異常有りとの判定のみを禁止すれば、達成することができる。すなわち、上記実施の形態において、徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値βよりも小さいときにも、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β以上の状態が判定時間Ｔａ以上継続した場合には、異常有りと判定するようにしてもよい。
【００６０】
・上記実施の形態において、判定処理におけるステップＳ１０８及びＳ１１０以外の処理は、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの比較に基づき応答性の異常の有無が判定されるのであれば、任意に変更可能である。要は、徐変値Ｎｖｔを算出するとともに、この徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいときに、制御系の異常無しとの判定を禁止することができればよい。
【００６１】
・上記実施の形態では、目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値β未満であることをもって、誤判定を招きやすい状況にあると判断するようにしていた。なお、そうした判断は、目標値Ｔｖｔが変更されたときに、その変更後の目標値Ｔｖｔとその変更直前の実際値ｖｔとの差に基づいても行うことができる。よって、判定に際して、それら変更後の目標値Ｔｖｔと変更前の実際値ｖｔとの差が所定値よりも小さいときに、制御系の異常無しとの判定を禁止するようにしても、上記のような誤判定を抑制し、判定の精度を高めることができる。
【００６２】
もっとも、目標値Ｔｖｔが変更されたときに、その変更後の目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが、その変更前よりも小さくなれば、上記のような誤判定が発生し易くなると云うことができる。そこで、変更後の目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが、その変更前よりも小さくなるときに制御系の異常無しとの判定を禁止するようにしても、誤判定を抑制し、判定の精度を高めることができる。
【００６３】
・上記実施の形態では、油圧制御弁３６の駆動制御を通じて駆動される油圧駆動式の可変バルブタイミング機構２２について本発明を適用した場合を説明したが、電動式等、他のタイプの可変バルブタイミング機構の制御系にも本発明を適用することはできる。
【００６４】
もっとも、上記のような誤判定は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべくアクチュエータを駆動させる制御系であれば、同様に生じ得る。よって、そうした制御系であれば、可変バルブタイミング機構の制御系に限らず、本発明を適用することができる。例えば図７に示す内燃機関１０のスロットルバルブ４２の開度をアクチュエータ４４の駆動を通じて制御する制御系などに本発明を適用した場合にも、上記実施の形態と同様に、異常の有無の判定精度を高めることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、次のような形態を含むものであることを付記しておく。
（イ）前記徐変値は、前記目標値の変化に対する該徐変値の追従性が、前記制御系に異常が無いときの前記目標値の変化に対する前記実際値の追従性以下で、且つ前記制御系に異常が有るときの前記目標値の変化に対する前記実際値の追従性以上となるように設定されている請求項３に記載の制御系の異常判定装置。この構成によれば、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が無い旨の誤った判定がなされる虞があるときに、より確実に異常無しとの判定を禁止させることができる。
【００６６】
（ロ）前記徐変値は、その前記目標値の変化に対する追従性が、それ以上の追従性の低下が異常有りと見なされるときの前記目標値に対する前記実際値の追従性と同じとなるように設定されている請求項３に記載の制御系の異常判定装置。この構成によれば、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が無い旨の誤った判定がなされる虞があるときに、より確実に異常無しとの判定を禁止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される可変バルブタイミング機構の制御系の概略構成を示す斜視図。
【図２】同制御系の概略構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態にかかる判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図４】同判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図５】同判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図６】同判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の他の実施の形態が適用される制御系の概略構成を示すブロック図。
【図８】従来の判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１２…クランクシャフト、１４…チェーン、１６…カムシャフト、１８…カム、２０…機関バルブ、２２…可変バルブタイミング機構、２４…ハウジング、２６…ベーン体、２８…ベーン、３０…凹部、３２，３４…油圧室、３６…油圧制御弁、３８…オイルポンプ、４０…電子制御装置、４２…スロットルバルブ、４４…アクチュエータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべくアクチュエータを駆動させる制御系について、その応答性の異常を判定する異常判定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の出力や排気エミッション等の向上を目的として、機関バルブの開閉時期、すなわちバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構が知られている。通常、可変バルブタイミング機構の制御は、機関運転状態に適したバルブタイミングの目標値を算出し、センサにより算出されたバルブタイミングの実際値をその目標値に一致させるように、油圧制御弁等のアクチュエータの駆動を制御することで行なわれる。
【０００３】
こうした可変バルブタイミング機構の制御系にあって、目標値が変更されてから所定の判定待ち時間が経過しても、バルブタイミングの実際値と目標値との差が所定値以上であることをもって、同制御系に応答性の低下異常が発生していると判定する異常判定装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−５４８７０号公報（第３−４頁、第３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の異常判定装置では、異常判定前の目標値の変更態様によっては、実際には制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、応答性の低下異常無しとの誤った判定がなされることがある。
【０００６】
図８にそうした誤判定が発生する状況でのバルブタイミングの目標値、及び応答性の低下異常が有るときと無いときのバルブタイミングの実際値の推移がそれぞれ例示されている。
【０００７】
この例では、同図に実線で示すように目標値は、時刻ｔ１において一旦変更された後、ごく短いおいた時刻ｔ２に元の値に戻されている。このとき、制御系に異常が有れば、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間のバルブタイミングの実値の変化量は、異常が無いときに比して小さくなる。よって、時刻ｔ２において目標値が元の値に戻された直後のバルブタイミングの目標値と実値との差は、むしろ異常があるときの方が小さくなる。その結果、たとえ制御系の応答性が低下していても、その時刻ｔ２から判定待ち時間が経過した時刻ｔ３までに、バルブタイミングの実値が目標値に十分収束されてしまい、異常無しとの誤った判定がなされてしまう。
【０００８】
なお、こうした不都合は、例えばスロットルバルブの開度制御に係る制御系などのような、可変バルブタイミング機構の制御系以外の制御系に適用される異常判定装置にも同様に生じ得る。すなわち、制御対象を操作するアクチュエータの駆動制御を通じて、制御対象の制御量の実際値を目標値へと制御する制御系では、目標値の変更後の制御量の実際値とその変更された目標値との差に基づき制御系の応答性の低下異常の有無を判定することができる。そして、そのように制御系の異常判定を行えば、上記例のような目標値の変更がなされたときには、やはり誤った判定がなされてしまう虞がある。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、誤判定を抑制して、判定精度の向上を図ることのできる異常判定装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、異常有りと見なされるときの前記目標値に対する前記実際値の追従性と同程度の追従性を有する前記目標値の徐変値を算出し、該算出した徐変値と変更後の前記目標値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、目標値とその徐変値との差を監視することで、応答性の異常が生じた場合に、目標値と実際値との差が大きくなる状況下にあるか否かを判断することができる。そして、上記構成では、目標値が変化した場合でも、そうした目標値と徐変値との差が所定値よりも小さいときには、制御系の異常無しとの判定が禁止される。これにより、目標値と実際値との差が小さくなるように該目標値が変化され、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が生じていない旨の誤った判定がなされることが回避される。従って、上記構成によれば、誤判定を抑制して、その判定精度の向上を図ることができるようになる。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、変更後の前記目標値とその変更直前の前記実際値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１３】
上記構成では、例えば前述した目標値が一旦変化した後にごく短い時間をおいて元の値に復帰して、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、目標値の変化後における同目標値と実際値との差が小さくなる場合に、制御系の異常無しとの判定が禁止される。従って、上記構成によれば、誤判定を抑制して、その判定精度の向上を図ることができるようになる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、前記判定に際して、前記目標値の変更後の該目標値と前記実際値との差が、その変更前よりも小さくなるときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することをその要旨とする。
【００１５】
目標値が変更されたときに、その変更後の目標値と実際値との差が、その変更前よりも小さくなれば、上記のような誤判定が発生し易くなると云うことができる。この点、上記構成によれば、そうしたときに制御系の異常無しとの判定を禁止することができ、誤判定を抑制して、判定の精度を高めることができる。
【００１６】
また、請求項１〜３の何れかに記載の発明の構成は、制御系として、請求項４によるように、機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構の制御系を用いる装置に適用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る制御系の異常判定装置を、可変バルブタイミング機構の制御系に適用した一実施の形態について説明する。すなわち、可変バルブタイミング機構を制御対象とし、それにより可変とされる機関バルブのバルブタイミングを制御量とした制御系への本発明の適用例を説明する。
【００１８】
ここでは先ず、本実施の形態の適用される可変バルブタイミング機構の制御系について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示されるように、内燃機関１０のクランクシャフト１２は、チェーン１４を介して、カムシャフト１６に駆動連結されている。そして、クランクシャフト１２の回転がカムシャフト１６に伝達されて、同カムシャフト１６が回転する。
【００１９】
カムシャフト１６には、複数（１つのみ図示）のカム１８が取り付けられている。それらカム１８に対応する位置には、機関バルブ２０がそれぞれ設けられている。そして、カム１８は、カムシャフト１６の回転に伴って適宜のタイミングで機関バルブ２０を押し下げて、内燃機関１０の吸気ポートと燃焼室とを、或いは排気ポートと燃焼室とを連通する。
【００２０】
カムシャフト１６とチェーン１４との間には、可変バルブタイミング機構２２が介設されている。そして、この可変バルブタイミング機構２２により、クランクシャフト１２の回転位相（クランク角）に対するカムシャフト１６の回転位相（カム角）が相対移動させるようになっている。これにより、カム１８により機関バルブ２０を押し下げるタイミング、すなわち機関バルブ２０の開閉タイミング（バルブタイミング）が可変制御される。
【００２１】
図２に示すように、この可変バルブタイミング機構２２は、上記チェーン１４を介してクランクシャフト１２に駆動連結されるハウジング２４と、カムシャフト１６に取り付けられるベーン体２６とを備えている。ベーン体２６は、ハウジング２４内に、同ハウジング２４と同一の回転中心を有して回動可能に収容されている。
【００２２】
ハウジング２４には複数の凹部３０が形成されており、それら凹部３０は、同ハウジング２４の回転軸を中心として回転対称となる位置にそれぞれ配置されている。一方、上記ベーン体２６には複数のベーン２８が形成されており、それらベーン２８は、ベーン体２６の回転軸を中心として回転対称をなして放射状に配設されている。そして、ベーン体２６は、各凹部３０に各ベーン２８がそれぞれ収容されるようにハウジング２４内に収容されている。また、各凹部３０がベーン２８にて各々区画されて、各ベーン２８の両側に油圧室３２，３４がそれぞれ形成されている。
【００２３】
それら油圧室３２，３４には、それぞれ油圧制御弁３６を介して、オイルポンプ３８が接続されている。そして、油圧制御弁３６の制御を通じて、ベーン２８の両側の油圧室３２，３４のうちの一方（油圧室３２）にオイルポンプ３８から吐出されるオイルが供給されるとともに、他方（油圧室３４）内のオイルが排出されるといったように、各油圧室３２，３４内のオイルの圧力が調整される。
【００２４】
こうしたオイル圧力の調整によって、凹部３０内をベーン２８が移動して、ハウジング２４に対するベーン体２６の相対位置が変更される。これにより、クランク角に対するカム角が相対移動され、ひいてはバルブタイミングが可変制御される。
【００２５】
内燃機関１０には、その運転状態や可変バルブタイミング機構２２の制御状態を検出するためのセンサとして、クランク角やクランクシャフト１２の回転速度（機関回転速度）を検出するためのクランク角センサや、カム角を検出するためのカム角センサが設けられている。その他、例えば内燃機関１０に吸入される空気の量を検出するための吸気量センサや、機関冷却水の温度を検出するための水温センサ等の種々のセンサ類も設けられている。
【００２６】
こうした種々のセンサ類は、例えばマイクロコンピュータなどからなる電子制御装置４０に接続されている。電子制御装置４０は、上記種々のセンサ類の検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて各種の機関制御を実行する。そして、電子制御装置４０は、そうした機関制御の一つとして、可変バルブタイミング機構２２の制御を実行する。
【００２７】
可変バルブタイミング機構２２の制御は、以下のように実行される。
すなわち先ず、機関回転速度や、吸入空気量等に基づいて、内燃機関１０の運転状態に適したバルブタイミング（正確には、クランク角に対するカム角の進角量）の目標値Ｔｖｔが算出される。次に、クランク角及びカムシャフト角から、バルブタイミングの実際値ｖｔが算出される。そして、それら目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの偏差に基づいて、油圧制御弁３６が駆動される。これにより、各油圧室３２，３４のオイル圧力が適宜調整され、バルブタイミングの実際値ｖｔがその目標値Ｔｖｔと一致するように可変バルブタイミング機構２２が駆動され、バルブタイミングがフィードバック制御される。
【００２８】
更に電子制御装置４０は、そうした可変バルブタイミング機構２２の制御と共に、その制御系に応答性の低下異常が生じているか否かの判定を併せ行っている。
【００２９】
以下、この判定処理の概要について説明する。
この処理は、バルブタイミングについてのフィードバック制御が実行されていることを前提として実行される。
【００３０】
先ず、前回算出された徐変値を「Ｎｖｔｉ」とすると、目標値Ｔｖｔに以下の関係式（１）に基づき徐変処理が施され、徐変値Ｎｖｔが算出される。
Ｎｖｔ＝（Ｎｖｔｉ×（Ｎ−１）＋Ｔｖｔ）／Ｎ …（１）
ここで「Ｎ」は、徐変値Ｎｖｔの徐変度合い、すなわち目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性を決める徐変定数であり、その値が大きくなるほど、徐変値Ｎｖｔの徐変度合いが大きくなり、その追従性が小さくなる。ここでは、異常の有無の判定基準となる、すなわちそれ以上の追従性の低下が異常有りと見されるときの目標値Ｔｖｔに対する実際値ｖｔの追従性と同程度の追従性を徐変値Ｎｖｔが有するように、その定数Ｎの値が設定されている。
【００３１】
図３［ａ］に、先の図８に例示したように目標値Ｔｖｔが変更されたときの徐変値Ｎｖｔ、及び異常が有るときと無いときのバルブタイミングの実際値ｖｔの推移がそれぞれ例示されている。
【００３２】
同図の例では、目標値Ｔｖｔは、時刻ｔ１１に値Ｔ０から値Ｔ１に一旦変更された後、時刻ｔ１２に再び値Ｔ０に戻されている。このとき、可変バルブタイミング機構２２の制御系に応答性の低下異常が発生していたとしても、同図［ｂ］に示すように時刻ｔ１２における目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔ（＝｜Ｔｖｔ−ｖｔ｜）は小さくなる。そのため、その後の差Δｖｔからは、異常有りと明確に判定することができず、誤って異常無しとの判定がなされる虞がある。
【００３３】
このとき、目標値Ｔｖｔの徐変値Ｎｖｔの値は、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間に、さほど変化することはない。そのため、同図［ｃ］に示すように、時刻ｔ１２において値Ｔ０に変更された以降の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔ（＝｜Ｔｖｔ−Ｎｖｔ｜）は小さい値となる。
【００３４】
また図４の例でも、時刻ｔ２１において、異常発生時のバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが小さくなるような目標値Ｔｖｔの変更がなされており、その後の差Δｖｔを参照しても、異常無しとの誤った判定がなされる虞がある。この場合にも、その時刻ｔ２１以降の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは小さい値となる。
【００３５】
一方、同図５の例では、目標値Ｔｖｔは、時刻ｔ３１に一度だけ変更されている（同図［ａ］）。このときには、同図［ｂ］に示すように、その時刻ｔ３１以降のバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔの推移に、異常の有るときと無いときとで明確な差が現われる。そして異常発生時の目標値Ｔｖｔ変更後の差Δｖｔが正常時に比して十分大きな値となるため、その差Δｖｔに基づき異常の有無を的確に判定することができる。この場合、同図［ｃ］に示すように、その時刻ｔ３１での目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは、大きい値となる。
【００３６】
以上のように、目標値Ｔｖｔの変更後の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔは、異常発生時にもバルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが大きくならず、異常有りとの誤った判定がなされるような状況では小さい値となる。これに対して、図５の例のような、差Δｖｔに基づき適切な判定が可能な目標値Ｔｖｔの変更がなされたときには、その差ΔＮｖｔは大きい値となる。従って、判定時にその差ΔＮｖｔを参照すれば、誤判定がなされるような状況にあるか否かを判断することができる。
【００３７】
そこで本実施の形態では、異常の有無の判定に際して、目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいか否かを判断するようにしている。
【００３８】
そして、判定の実行が禁止されなければ、次の態様で、可変バルブタイミング機構２２の制御系についての異常の有無の判定が行われる。すなわち、目標値Ｔｖｔの変更後、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが所定の判定値β以上の状態が、所定の判定時間Ｔａを超えて継続したとき、異常有りと判定する。一方、そうした異常有りとの判定がなされることなく、差Δｖｔが上記判定値β未満の状態が所定の判定時間Ｔｂを超えて継続したとき、異常無しと判定する。
【００３９】
よって図３の例では、時刻ｔ１２での変更後における目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さい値となることから、異常の有無の判定は実行されないようになる。図４の例でも、時刻ｔ２１での変更後の目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔの値が所定値αよりも小さい値となるため、同様に判定は実行されないようになる。なお判定値β及び判定時間Ｔａ，Ｔｂにはそれぞれ、異常判定を適正に下すことが可能な値が実験等で求められ、設定されている。
【００４０】
一方、図５の例では、時刻ｔ３１に目標値Ｔｖｔが変更されてからしばらくの間、上記ΔＮｖｔが所定値α以上となっているため、上記判定が実行される。そして、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β以上の状態が継続していれば、その時刻ｔ３１から判定時間Ｔａが経過した時刻ｔ３３に異常有りとの判定（異常判定）が下される。
【００４１】
また異常が無いときには、判定時間Ｔａが経過する以前に目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β未満となる（時刻ｔ３２）。そしてその状態が継続していれば、差Δｖｔが判定値β未満となった時刻ｔ３２から判定時間Ｔｂが経過した時刻ｔ３４に、異常無しとの判定（正常判定）が下される。
【００４２】
図６に、本実施の形態における判定処理の処理手順のフローチャートを示す。このフローチャートの一連の処理は、電子制御装置４０によって機関運転中に周期的に実行される。
【００４３】
以下、このフローチャートを参照して、上記判定処理の具体的な処理手順を説明する。
この処理では先ず、機関回転速度や吸入空気量等に基づいて目標値Ｔｖｔが算出されるとともに（ステップＳ１０２）、クランク角及びカム角に基づいて、実際値ｖｔが算出される（ステップＳ１０４）。
【００４４】
その後、バルブタイミングについてのフィードバック制御が実行されているか否かが判断され（ステップＳ１０６）、同フィードバック制御が実行されていない場合には（ステップＳ１０６：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。
【００４５】
一方、フィードバック制御が実行されている場合には（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、以下の処理（ステップＳ１０８〜Ｓ１２０）を通じて、上述した異常の有無の判定が実行される。
【００４６】
すなわち先ず、目標値Ｔｖｔ、前回算出された徐変値Ｎｖｔｉ、及び所定値Ｎに基づいて、上記関係式（１）から、徐変値Ｎｖｔが算出され（ステップＳ１０８）、目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ１１０）。
【００４７】
ここで、上記差ΔＮｖｔが所定値α以上である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値βよりも小さいか否かが判断される（ステップＳ１１２）。そして、上記差Δｖｔが判定値β以上である場合には（ステップＳ１１２：ＮＯ）、この状態が判定時間Ｔａ以上継続されたか否かが判断される（ステップＳ１１４）。
【００４８】
そして、未だ判定時間Ｔａ以上継続されていない場合には（ステップＳ１１４：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。そしてその後、本処理が繰り返し実行され、上記差Δｖｔが判定値β以上である状態が判定時間Ｔａ以上継続されたと判断されるようになると（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、異常有りとの判定が、すなわち異常判定がなされた後（ステップＳ１１６）、本処理は一旦終了される。
【００４９】
一方、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値βよりも小さい場合には（ステップＳ１１６：ＹＥＳ）、この状態が判定時間Ｔｂ以上継続されたか否かが判断される（ステップＳ１１８）。
【００５０】
そして、未だ判定時間Ｔｂ以上継続されていない場合には（ステップＳ１１８：ＮＯ）、本処理は一旦終了される。そしてその後、本処理が繰り返し実行され、上記差Δｖｔが判定値βよりも小さい状態が判定時間Ｔｂ以上継続されたと判断されるようになると（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、異常無しとの判定が、すなわち正常判定がなされた後（ステップＳ１２０）、本処理は一旦終了される。
【００５１】
なお、そもそも判定処理の実行が開始される以前に目標値Ｔｖｔと徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さい場合、或いは判定処理の処理過程において同差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さくなった場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、正常、異常のいずれの判定も行なうことなく本処理は一旦終了される。すなわち、精度よく判定を行える状況下ではないとして、或いは応答性が低下している場合であっても、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが小さくなる状況下になったために、適正な判定が行えないとして、本処理は一旦終了される。
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミングの目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいときに、応答性の異常の有無についての判定の実行を禁止するようにした。これにより、応答性が低下しているにも拘わらず、異常が生じていない旨の誤った判定がなされる虞のある場合に、判定の実行を禁止することができる。従って、誤判定を抑制して、判定精度の向上を図ることができる。
【００５３】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態ではバルブタイミングの目標値Ｔｖｔの徐変値Ｎｖｔを、関係式（１）を用いて算出していたが、これ以外の手法で徐変値Ｎｖｔを求めるようにしてもよい。例えば、変化速度を一定値以下に制限した上で、目標値Ｔｖｔの増減に応じて増減される値を、上記徐変値Ｎｖｔとして設定するようにしてもよい。また、所定期間における目標値Ｔｖｔの平均値などを上記徐変値Ｎｖｔとして設定してもよい。要は、バルブタイミングの目標値Ｔｖｔの変化に、遅れを有して追従する値であれば、上記徐変値Ｎｖｔとして用いることができる。
【００５４】
ちなみに、上記態様での異常の有無の判定を適切に行うためには、そうした徐変値Ｎｖｔの徐変度合い、すなわち目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、次の（Ａ），（Ｂ）を共に満たすようになっていることが望ましい。
【００５５】
（Ａ）目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、制御系に異常が無いときの目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの追従性以下である。
（Ｂ）目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性が、制御系に異常が有るときの目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの追従性以上である。
【００５６】
・また、目標値Ｔｖｔの変化の度合い（変化量や変化速度、変化率など）に応じて徐変値Ｎｖｔの徐変度合い（目標値Ｔｖｔの変化に対する徐変値Ｎｖｔの追従性）を可変設定するようにしてもよい。例えば上記関係式（１）に基づいて徐変値Ｎｖｔを求める場合、徐変定数Ｎの値を変更することで、その徐変度合いを変更することができる。目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの変化度合いは、その目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて変化するため、そうした目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて徐変値Ｎｖｔの徐変度合いを変更することで、上記のような誤判定が生じる状況にあるか否かの判断をより的確に行うことができる。また所定値αを同様に目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて可変設定することによっても、上記のような誤判定が生じる状況にあるか否かの判断をより的確に行うことができる。
【００５７】
・判定値βを機関運転状態に応じて可変設定するようにしてもよい。上記のようなフィードバック制御系では、目標値Ｔｖｔの変化に対する実際値ｖｔの変化速度は、目標値Ｔｖｔの変化度合い（変化量や変化速度、変化率など）に応じて変化する。そこで、例えば目標値Ｔｖｔの変化度合いが大きいときほど、判定値βを大きい値に設定するといったように、目標値Ｔｖｔの変化度合いに応じて判定値βを可変設定することで、より適切に異常の有無の判定を行うことができるようになる。
【００５８】
・上記実施の形態において、判定時間Ｔａや判定時間Ｔｂを機関運転状態に基づいて可変設定するようにしてもよい。これら判定時間Ｔａ，Ｔｂを長い時間に設定すると、異常判定や正常判定の精度を向上させることができるが、その反面、それら判定がなされる頻度が低下することとなる。このため、上記構成では、各判定時間Ｔａ，Ｔｂとして、異常判定や正常判定の精度の向上を図りつつ、判定がなされる頻度も高く維持されるような時間を設定すればよい。
【００５９】
・上記実施の形態では、徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値βよりも小さいときに、異常の有無の判定の実行を禁止することで、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常無しとの誤った判定がなされることを抑制するようにしていた。もっともそうした誤判定の回避は、判定の実行そのものを禁止せずとも、異常有りとの判定のみを禁止すれば、達成することができる。すなわち、上記実施の形態において、徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値βよりも小さいときにも、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが判定値β以上の状態が判定時間Ｔａ以上継続した場合には、異常有りと判定するようにしてもよい。
【００６０】
・上記実施の形態において、判定処理におけるステップＳ１０８及びＳ１１０以外の処理は、目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの比較に基づき応答性の異常の有無が判定されるのであれば、任意に変更可能である。要は、徐変値Ｎｖｔを算出するとともに、この徐変値Ｎｖｔと目標値Ｔｖｔとの差ΔＮｖｔが所定値αよりも小さいときに、制御系の異常無しとの判定を禁止することができればよい。
【００６１】
・上記実施の形態では、目標値Ｔｖｔとその徐変値Ｎｖｔとの差ΔＮｖｔが判定値β未満であることをもって、誤判定を招きやすい状況にあると判断するようにしていた。なお、そうした判断は、目標値Ｔｖｔが変更されたときに、その変更後の目標値Ｔｖｔとその変更直前の実際値ｖｔとの差に基づいても行うことができる。よって、判定に際して、それら変更後の目標値Ｔｖｔと変更前の実際値ｖｔとの差が所定値よりも小さいときに、制御系の異常無しとの判定を禁止するようにしても、上記のような誤判定を抑制し、判定の精度を高めることができる。
【００６２】
もっとも、目標値Ｔｖｔが変更されたときに、その変更後の目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが、その変更前よりも小さくなれば、上記のような誤判定が発生し易くなると云うことができる。そこで、変更後の目標値Ｔｖｔと実際値ｖｔとの差Δｖｔが、その変更前よりも小さくなるときに制御系の異常無しとの判定を禁止するようにしても、誤判定を抑制し、判定の精度を高めることができる。
【００６３】
・上記実施の形態では、油圧制御弁３６の駆動制御を通じて駆動される油圧駆動式の可変バルブタイミング機構２２について本発明を適用した場合を説明したが、電動式等、他のタイプの可変バルブタイミング機構の制御系にも本発明を適用することはできる。
【００６４】
もっとも、上記のような誤判定は、アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべくアクチュエータを駆動させる制御系であれば、同様に生じ得る。よって、そうした制御系であれば、可変バルブタイミング機構の制御系に限らず、本発明を適用することができる。例えば図７に示す内燃機関１０のスロットルバルブ４２の開度をアクチュエータ４４の駆動を通じて制御する制御系などに本発明を適用した場合にも、上記実施の形態と同様に、異常の有無の判定精度を高めることができる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、次のような形態を含むものであることを付記しておく。
（イ）前記徐変値は、前記目標値の変化に対する該徐変値の追従性が、前記制御系に異常が無いときの前記目標値の変化に対する前記実際値の追従性以下で、且つ前記制御系に異常が有るときの前記目標値の変化に対する前記実際値の追従性以上となるように設定されている請求項３に記載の制御系の異常判定装置。この構成によれば、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が無い旨の誤った判定がなされる虞があるときに、より確実に異常無しとの判定を禁止させることができる。
【００６６】
（ロ）前記徐変値は、その前記目標値の変化に対する追従性が、それ以上の追従性の低下が異常有りと見なされるときの前記目標値に対する前記実際値の追従性と同じとなるように設定されている請求項３に記載の制御系の異常判定装置。この構成によれば、制御系の応答性が低下しているにも拘わらず、異常が無い旨の誤った判定がなされる虞があるときに、より確実に異常無しとの判定を禁止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態が適用される可変バルブタイミング機構の制御系の概略構成を示す斜視図。
【図２】同制御系の概略構成を示すブロック図。
【図３】同実施の形態にかかる判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図４】同判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図５】同判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【図６】同判定処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の他の実施の形態が適用される制御系の概略構成を示すブロック図。
【図８】従来の判定処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
１０…内燃機関、１２…クランクシャフト、１４…チェーン、１６…カムシャフト、１８…カム、２０…機関バルブ、２２…可変バルブタイミング機構、２４…ハウジング、２６…ベーン体、２８…ベーン、３０…凹部、３２，３４…油圧室、３６…油圧制御弁、３８…オイルポンプ、４０…電子制御装置、４２…スロットルバルブ、４４…アクチュエータ。
Claims (4)
- アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、
前記判定に際して、異常有りと見なされるときの前記目標値に対する前記実際値の追従性と同程度の追従性を有する前記目標値の徐変値を算出し、該算出した徐変値と変更後の前記目標値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止する
ことを特徴とする制御系の異常判定装置。 - アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、
前記判定に際して、変更後の前記目標値とその変更直前の前記実際値との差が所定値よりも小さいときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止する
ことを特徴とする制御系の異常判定装置。 - アクチュエータにより操作される制御対象の制御量を目標値とすべく前記アクチュエータを駆動させる制御系に適用され、前記目標値が変更された後の前記制御量の実際値と前記目標値との差に基づいて前記制御系の異常の有無を判定する制御系の異常判定装置において、
前記判定に際して、前記目標値の変更後の該目標値と前記実際値との差が、その変更前よりも小さくなるときには、前記制御系の異常無しとの判定を禁止することを特徴とする制御系の異常判定装置。 - 前記制御系は、機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構の制御系である請求項１〜３のいずれかに記載の制御系の異常判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003072300A JP4196706B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 制御系の異常判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003072300A JP4196706B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 制御系の異常判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004278440A JP2004278440A (ja) | 2004-10-07 |
| JP4196706B2 true JP4196706B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=33288532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003072300A Expired - Fee Related JP4196706B2 (ja) | 2003-03-17 | 2003-03-17 | 制御系の異常判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4196706B2 (ja) |
-
2003
- 2003-03-17 JP JP2003072300A patent/JP4196706B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004278440A (ja) | 2004-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3290422B2 (ja) | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 | |
| EP1781905B1 (en) | Variable valve timing control device | |
| JP4126600B2 (ja) | 弁開閉時期制御装置の制御機構 | |
| KR100342840B1 (ko) | 내연기관의 밸브타이밍 제어장치 | |
| US7845321B2 (en) | Controller for vane-type variable timing adjusting mechanism | |
| JP2002295275A (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
| US7909016B2 (en) | Valve timing control apparatus for internal combustion engine | |
| JP5929300B2 (ja) | エンジンのバルブタイミング制御装置 | |
| JP3791658B2 (ja) | 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 | |
| JP4049905B2 (ja) | 油圧式バルブタイミング調節システム | |
| JP2003254017A (ja) | 内燃機関のバルブ制御装置 | |
| JP2006220154A (ja) | 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 | |
| JP2003003869A (ja) | 可変バルブタイミング機構の異常判定装置 | |
| JP4609455B2 (ja) | 内燃機関の可変バルブ機構制御装置 | |
| US8055430B2 (en) | Valve performance controller for internal combustion engine | |
| JP4329274B2 (ja) | バルブタイミング調整装置 | |
| JP2001050063A (ja) | 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 | |
| JP2001055935A (ja) | 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置 | |
| JP4196706B2 (ja) | 制御系の異常判定装置 | |
| JP4478855B2 (ja) | 弁開閉時期制御装置 | |
| JP2002161766A (ja) | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 | |
| JP2009270487A (ja) | バルブタイミング制御装置 | |
| JP2001254639A (ja) | 内燃機関のバルブ特性制御装置 | |
| JP4861378B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁制御装置 | |
| JP2008184952A (ja) | エンジンの可変動弁装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050926 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080222 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080421 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080603 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080730 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20080812 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080909 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080922 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |