JPH039010A - 内燃エンジンのバルブタイミング切換制御装置の故障検知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、吸気弁及び／又は排気弁のバルブタイミング
が切換可能な内燃エンジンのバルブタイミング切換制御
装置におけるバルブタイミングの切換機構の故障検知方
法に関する。

（従来の技術） 内燃エンジンの吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを
切換可能とするための切換機構を設け、制御ユニットか
らの指令信号によって、エンジン運転状態に応じてバル
ブタイミングを切換えることは従来より知られている（
例えば特公昭４９３３２８９号公報）。

このようなバルブタイミングが切換可能なエンジンにお
いては、バルブタイミング切換機構に不具合が発生した
場合、制御ユニットから切換指令信号を出力しているに
もかかわらず、実際のバルブタイミングは指令信号どお
りに切換わらない可能性があり、バルブタイミング切換
と関連して行われるエンジンの他の制御（燃料制御、点
火時期制御等）と実際のバルブタイミングとが一致せず
、エンジン運転＋１の低下等を引起こすこととなる。

この問題を解決するため、切換機構の不具合を検知する
故障検知装置が本願出願人により既に提案されている（
特願昭６３−２５５：２９４号公報）。

上記提案に係る切換機構は、互いにプロフィールの異な
る第１及び第２のカムと、それらに摺接する第１及び第
２のロッカアームとを含み、ブｒを駆動するカムを第１
のカムと第２のカムとに切換えることにより、バルブタ
イミングをエンジンの低回転領域に適した低速バルブタ
イミングと高回転領域に適した高速バルブタイミングと
に切換えるものである。上記故障検知装置は、バルブタ
イミングが制御ユニットからの指令信号に依って実際に
切換わると前記第１及び第２のカムと、第１及び第２の
ロッカアームとの接触状態が変化することに着目して、
ロッカアームとカムシャフトとンの吸気弁とυ１気弁の
少なくとも一方のバルブタイミングを切換える切換機構
と、エンジンの運転状態に応じて０；１記切換機構へ切
換信号を出力する制御手段と、吸気管内に設けられ吸入
空気量を検出する吸入空気量検出手段とを備えた内燃エ
ンジンのバルブタイミング切換制御装置の故障検知方法
において、前記切換信号と前記吸入空気爪検出手段から
の検出吸入空気量信号とを比較することにより前記切換
機構の故障を検知するようにしたものである。

また好ましくは、前記検出吸入空気量信号が前記切換信
号に応じて設定される所定範囲外の状態を所定時間以上
継続したとき、前記切換機構に故障が発生していると判
定する。

尚、本明細書でいうバルブタイミングの切換とは、弁リ
フト量、開ブｒ期間及び開閉角のうち、弁リフト量のみ
の切換又は弁リフト量と開弁期間及び開閉角の一つまた
は二つ以上の組合せの切換を意味し、また吸気弁又は排
気弁が１気筒当り複数個有る場合には、その複数個の弁
の１つを所定運の間の電気抵抗に応じた値を検出し、該
検出値と指令信号とに基づいて故障を検知するようにし
たものである。

（発明が解決しようとする課題） 上記故障検知装置によれば、電気抵抗に応じた値を検出
するためにカムシャフトとロッカアームとの間に電圧を
印加する必要があり、カムシャフト及びロッカアームを
エンジン本体と絶縁しなければならないので、エンジン
の構造が複神化するという問題があった。また、カム又
はロッカアームの利質として電気抵抗の高いものを使用
する必要があり、耐久性や製造コストの面でも課題が残
されていた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、バルブ
タイミング切換機構の故障を比較的簡単な構成で従って
低コストで且つ確実に検知しうる内燃エンジンのバルブ
タイミング切換制御装置の故障検知方法を提供すること
を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するため、内燃エンジ転領域で
休止させることも含む。

（実施例） 以下本発明の一実施例を添（；Ｊ図面に基づいてｉｌＹ
述する。

第１図は本発明の制御方法が適用される制御装置の全体
の構成図であり、同図中１は各シリンダに吸気弁と排気
弁とを各１対に股、けたＤ　ＯＨＧ直列４気筒エンジン
である。

エンジン１の吸気管２の途中にはスロットルボディ３が
設けられ、その内部にはスロットル弁３′が配されてい
る。スロットル弁ｒ３′にはスロットル弁開度（Ｏｒ＋
＋）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の
開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニ
ット（以下ｒＥｃＵ」という）５に供給する。

燃料噴射弁６はエンジンｌとスロットル弁３′との間且
つ吸気管２の図示しない吸気弁の少し士流側に各気筒毎
に設けられており、各噴射ブ「は図示しない燃料ポンプ
に接続されていると共に１３０Ｕ５に電気的に接続され
て当該Ｆ、　ＣＵ　５からの信吟により燃料噴射の開ブ
ｒ時間か制御される。

エンジンｌの各気筒毎に設けられた点火プラグ２１は駆
動回路２０を介してＥＣＵ３に接続されており、ＥＣＵ
３により点火プラグ２１の点火時期Ｏｉｇが制御される
。

また、ＩＥ　ＣＵ　５の出力側には、後述するバルブタ
イミング切換制御を行なうための電磁弁２２が接続され
ており、該電磁弁２２の開閉作動がＥＣＵ３により制御
される。

一方、スロットル弁３′の直ぐ下流には管７を介して吸
気管内絶対圧（１）Ｂ＾）センサ８が設けられており、
この絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧
信号は前記ＥＣＵ３に供給される。

また、吸気管２内の絶対圧センサ８の下流には吸入空気
−ｆｆｌ（Ｇ＾）センサ９が設けられており、吸入空気
量Ｇ＾を検出して対応する電気信号を出力しＥＣＵ３に
供給する。吸入空気量センサ９は例えば公知の熱線式セ
ンサであり、電流により熱せられた金属熱線を一定温度
に保持するように電されており、υ１気ガス中のＩ■Ｃ
、Ｇ　Ｏ、Ｎ　Ｏｘ等の成分の浄化を行う。υ１気ガス
濃度検出器としての０２センサ１６は電気Ｗ１４の三元
触媒１５の上流側に装着されており、排気ガス中の酸素
濃度を検出してその検出値に応じた信号を出力しｌΣＣ
Ｕ５に供給する。

Ｅ　ＣＵ　５には更に車速センサ１７、変速機のシフト
位置を検出するギヤ位置センサ１８、後述するエンジン
１の給油路（第２図の４３）内の油圧を検出する油圧セ
ンサ１９が接続されており、これらのセンサの検出信号
がＥＣＵ３に供給される。

ＥＣＵ３は各種センサからの入力信号波形を整形し、電
圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジ
タル信号値に変換する等の機能を有する入ツノ回路５ａ
、中央演算処理回路（以下ｒｃＰＵＪという）５ｂ、Ｃ
ＰＵ５ｂで実行される各種演算プログラム及び演算結果
等を記憶する記憶手段５ｃ、前記燃料噴射弁６、駆動回
路２０及び電磁弁２２に駆動信号を供給する出力回路５
ｄ等から構成される。

流制御することにより吸入空気量を検出するものである
。

吸気管２内の吸入空気量センサ９の下流には吸気温（′
Ｉ゛＾）センサ１０が設けられており、吸気温′ｒ＾を
検出して対応する電気信号を出力しＥＣＵ３に供給する
。

エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（１’　ｗ
　）センサ１１はサーミスタ等から成り、エンジン水温
（冷却水温）ｌ”ｗを検出して対応する温度信号を出力
してＥＣＵ３に供給する。エンジン回転数（Ｎｅ）セン
サ１２及び気筒判別（ＣＹＬ）センサ１３はエンジン１
のカム軸周囲又はクランク軸周囲に取イ１けられている
。エンジン回転数センサ１２はエンジン１のクランク軸
の１８０度回転毎に所定のクランク角度位置でパルス（
以ＦｒＴＤＣ信号パルス」という）を出力し、気筒判別
センサ１３は特定の気筒の所定のクランク角度位置で信
号パルスを出力するものであり、これらの各信号パルス
はＥＣＵ３に供給される。

三元触媒１５はエンジン１のυ１気管１４に配置σＣＰ
Ｕ５ｂは上述の各種エンジンパラメータ信号に基づいて
、排気ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック制御運
転領域やオープンループ制御運転領域等の種々のエンジ
ン運転状態を判別するとともに、エンジン運転状態に応
じ、次式（１）に基づき、前記Ｔ　Ｄ　Ｃ信号パルスに
同期する燃料噴射弁６の燃料噴射時間’Ｉ’ｏｕ１を演
算する。

Ｔｏｏｒ＝１’ｉＸＫ＋＋に２　・　（１）ここに、ゴ
゛ｊは基本燃料量、具体的にはエンジン回転数Ｎｅと吸
気管内絶対圧ＰＢ＾とに応じて決定される基本燃料噴射
時間であり、この１゛ｉ値を決定するための′１゛ｉマ
ツプとして、低速バルブタイミング用（”Ｉ”　ｉ　ｔ
、マツプ）と高速バルブタイミング用（ｉ’ｉｎマツプ
）の２つのマツプが記憶手段５ｃに記憶されている。

Ｋ１及びに２は夫々各種エンジンパラメータ信号に応じ
て演算される補正係数及び補正変数ηあり、エンジン運
転状態に応じた燃費特性、エンジン加速特性等の緒特性
の最適化が図られるような所定値に決定される。

Ｃ））　Ｕ　５　ｂは、更にエンジン回転数Ｎｅと吸気
管内絶対圧Ｉ’Ｂ＾とに応じて点火時期Ｏｉｇを決定す
る。この点火時期決定用のＯｉｇマツプとして、前記Ｔ
　ｉマツプと同様に、低速バルブタイミング用（Ｏ１ｇ
Ｌマツプ）と高速バルブタイミング用（Ｏｉｇｎマツプ
）の２つのマツプが記憶手段５ｃに同様に記憶されてい
る。

ＣＰＵ５ｂは更に後述する第３図に示す手法により、バ
ルブタイミングの切換指示信号を出力して電磁弁２２の
開閉制御を行なう。

ＣＰＵ５ｂは上述のようにして算出、決定した結果に基
づいて、燃料噴射Ｊｒ６、駆動回路２０、および電磁弁
２２を駆動する信号を、出力回路５ｄを介して出力する
。

第２図は、エンジン１の各気筒の吸気弁３５を駆動する
吸気弁側動弁装置２５を示し、υ１気弁側にも基本的に
これと同じ構成の動ブＦ装置が設けられている。この動
弁装置２５は、エンジン１のクランク軸（図示せず）か
ら１／２の速度比で回転駆動されるカムシャフト２６と
、各気筒にそれぞ１− ロッカシャフト３０と平行に穿設されており、この第１
ガイド穴４０に第１切換ビン３６が摺動可能に嵌合され
、第１切換ビン３６の一端と第１ガイド穴４０の閉塞端
との間に油圧室４１が画成される。しかも第１駆動ロツ
カアーム３１には油１１ミ室４１に連通する通路４２が
穿設され、ロッカシャフト３０には給油路４３が設けら
れ、給油路４３は第１駆動ロツカアーム３１の揺動状態
に拘らず通路４２を介して油圧室４１に常時連通する。

自由ロッカアーム３３には、第１ガイド穴４０に対応す
るガイド孔４４がロッカシャフト３０と平行にして両側
面間にわたって穿設されており、第１切換ビン３６の他
端に一端が当接される第２切換ビン３７がガイド孔４４
に摺動可能に嵌合される。

第２駆動ロツカアーム３２には、前記ガイド孔４４に対
応する第２ガイド穴４５が自由ロッカアーム３３側に開
放してロッカシャフト３０と平行に穿設されており、第
２切換ピン４０の他端に当接する円盤状の規制ビン３８
が第２ガイド穴４５れ対応してカムシャツＩ・２６に設
けられる高速用カム２９及び低速用カム２７．２８と、
カムシャフト２６と平行にして固定配置されるロッカシ
ャフト３０と、各気筒にそれぞれ対応してロッカシャフ
ト３０に枢支される第１ｆｆｉ動ロツカアーム３１、第
２駆動ロツカアーム３２及び自由ロッカアーム３３と、
各気筒に対応した各ロッカアーム３１．３２．３３間に
それぞれ設けられる連結切換機構３４（バルブタイミン
グ切換機構）とを備える。

第２図（ｂ）において、連結切換機構３４は、第１駆動
ロツカアーム３１及び自由ロッカアーム３３間を連結可
能な第１切換ビン３６と、ＩＳＩ　ＩＩＩロッカアーム
３３及び第２駆動ロツカアーム３２１１１１を連結可能
な第２切換ビン３７と、第１及び第２切換ビン３６．３
７の移動を規制する規制ビン３８と、各ビン３６〜３８
を連結解除側に（す勢する戻しばね３９とを備える。

第１駆動ロツカアーム３１には、自由ロッカアーム３３
側に開放した有底の第１ガイド穴４０が２ に摺動可能に嵌合される。しかも第２ガイド穴４５の他
端には案内筒４６が嵌合されており、この案内筒４６内
に摺動可能に嵌合する軸部４７が規制ビン３７に同軸に
かつ一体に突設される。また戻しばね３９は案内筒４６
及び規制ビン３８１ｉ１１に嵌挿されており、この戻し
ばね３９により各ビン３６，３７．３８が油圧室４１側
にイ１勢される。

かかる連結切換機構３２では、油圧室４１の油圧が高く
なることにより、第１切換ビン３６がガイド孔４４に嵌
合するとともに第２切換ビン３７が第２ガイド穴４５に
嵌合して、各ロッカアーム３１’、３３．３２が連結さ
れる。また油圧室４１の油圧が低くなると戻しばね３９
のばね力により第１切換ビン３６が第２切換ビン３７と
の当接面を第１駆動ロツカアーム３１及び自由ロッカア
ーム３３間に対応させる位置まで戻り、第２切換ビン３
７が規制ビン３８との当接面を自由ロッカアーム３３及
び第２駆動ロッカアーム３２間に対応させる位置まで戻
るので各ロッカアーム３１．３３゜３２の連結状態が解
除される。

前記ロッカシャフト３０内の給油路４３は、切換弁２３
を介してオイルポンプ２４に接続されており、該切換弁
２３の切換作動により給油路４３内の油圧、従って前記
連結切換機構３４の油圧室４１内の油圧が高低に切換え
られる。この切換弁２３はｎ；ｊ記電磁弁２２に接続さ
れており、該切換弁２３切換作動は、ＥＣＵ３により電
磁弁２２を介して制御される。

上述のように構成されたエンジン１の吸気側動弁装置２
５は以下のように作動する。尚、排気側動弁装置も同様
に作動する。

ＥＣＵ３から電磁弁２２に対して開弁指令信号が出力さ
れると、該電磁弁２２が開弁作動し、切換弁２３が開弁
作動して給油路３３の油圧が」−４する。その結果、連
結切換機構３４が作動して各ロッカアーム３１，３３．
３２が連結状態となり、高速用カム２９によって、各ロ
ッカアーム３１゜３３．３２が一体に作動し、一対の吸
気弁３５が、開弁期間とリフト量を比較的大きくした高
速バルブタイミングで開閉作動する。

５ （”］”ＤＣ）センサ１２、エンジン水温センサ１１、
車速センサ１７からの出力の異常、点火時期制御信号出
力及び燃料噴射制御出力の異常、バルブタイミング制御
用電磁弁２２へ通電される電流量の異常、バルブタイミ
ング制御用電磁弁２２の開閉に応じた切換弁２３での正
常な油圧変化が油圧センサ１９内の油圧スイッチで所定
時間経過後も確認できないという異常等を検出してフェ
ールセーフすべきエンジンの運転状態であると判別する
。

なお、気筒判別（ｃｙｒ、）センサ及びＴ　Ｉ）　Ｃセ
ンサのうちの一方に異常があるときには他方の出力で該
一方の出力の代用をはかる。

ステップＳｌの答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちフェールセー
フすべきときには後述のステップＳ３２に進み、否定（
Ｎｏ）のときにはステップＳ２へ進む。

Ｓ２は始動中か否かをＮｅ等により判別するステップ、
Ｓ３はデイレ−タイマの残り時間Ｌｓｒが０になったか
否かを判別するステップであり、ｔ、ｓｒを始動中に所
定時間（例えば５秒）にセラ１−Ｌ一方、Ｅ　ＣＵ　５
から電磁弁２２に対して閉ブｒ指令信号が出力されると
、電磁弁２２、切換ブｒ２３が閉弁作動し、給油路４３
の油圧が低下する。その結果、連結切換機構３４が上記
と逆に作動して、各ロッカアーム３１，３３．３２の連
結状態が解除され、低速用カム２７．２８によって夫々
対応するロッカアーム３１．３２が作動し、一対の吸気
弁３５が、開弁期間とリフト量を比較的小さくした低速
バルブタイミングで作動する。

次に、第３図を参照してＥＣＵ３によるバルブタイミン
グの切換制御、即ち電磁弁２２に対して出力する信号の
出力制御プログラムについて説明する。本プログラムは
’ｌ’　Ｄ　Ｃ信号パルス発生毎にこれと同期して実行
される。

ステップＳｌでは、Ｅ　ＣＵ　５に各種センサがら正常
に信号が入力されているか否か、又は池の制御系で異常
が既に発生しているか否か、即ちフェールセーフすべき
か否かを判別する。

具体的には吸気管内絶対圧（１）ｎ＾）センサ８、気筒
判別（ＣＹＬ）センサ１３、エンジン回転数（ステップ
Ｓ４）、始動後目１時動作を開始するようにした。Ｓ５
はエンジン水温１’　ｗが設定温度１’ｕｕ（例えば６
０℃）より低いか否か、即ち暖機が完了したか否かを判
別するステップ、Ｓ６は車速Ｖが極低速の設定車速Ｖ１
（ヒステリシスイ」きて例えば８１ａｎ／　５　ｋｍ）
より低いか否かを判別するステップ、Ｓ７は当該エンジ
ン搭載車がマニアル車（ＭＴ）か否かを判別するステッ
プ、Ｓ８はオートマチック車（ＡＴ）の場合にシフトレ
バーがパーキング（Ｐ）レンジやニュートラル（Ｎ　）
レンジになっているか否かを判別するステップ、Ｓ９は
Ｎｅが所定下限値Ｎｅ＋　（例えば４８０Ｏｒｐｍ／４
６００ｒｐｍ　）以」二か否かを判別するステップであ
り、フェールセーフ中（ステップＳ１の答が肯定（Ｙｅ
ｓ））、始動中（ステップＳ２の答が１臀定（Ｙｅｓ）
）及び始動後デイレータイマの設定時間１．３丁経過０
１１（ステップＳ３の答が否定（Ｎｏ））、暖機中（ス
テップＳ５の答が肯定（Ｙｅｓ））、停車中や徐行中（
ステップＳ６の答が肯定（Ｙ　ｅ　ｓ））　１．　Ｐ、
Ｎレンジであるとき（ステップＳ８の答が１ｆ定（Ｙｅ
ｓ））、及びＮｅ（Ｎｅ＋のときは（ステップＳ９の答
が否定（Ｎｏ））、後述するように電磁弁２２を閉弁し
てバルブタイミングを低速バルブタイミングに保持する
。

前記ステップＳ９でＮｅ≧Ｎｅ＋が成立すると判別され
たときは、ステップＳＩＯで’「ｉｔマツプとＴｊｕマ
ツプとを検索し、現時点でのＮｅ、ＰｎＡに応じたＴ　
ｉ　Ｌマツプの′ｒ″ｉ値（以下’ｌ’　ｉ　Ｌと記す
）と′■゛月ＩマツプのＴｉ値（以下Ｔ　ｉ　ｎと記す
）とを求め、次にステップＳｌｌでＡＴ車及びＭＴ車に
応じて設定したｉ’ｖｒテーブルからＮｅに応じたｉ’
ＶＴを読み出し、ステップＳ１２でこのＩ”ｖｒと前回
ループのＴＯＵＴとを比較して、ｉ”ＯＵＴ≧１−ＶＴ
が成立するか否か、即ち混合気をリッチ化する高負荷状
態か否かを判別する。ここでｉ’ｖｒは燃料噴射量に基
づく高負荷判定値であり、ｌ’ｖＴテーブルはエンジン
回転数Ｎｅに応じて設定されている。ステップＳＩ２の
答が否定（Ｎｏ）、即ちＩ’ＯＵＴ＜　’Ｉ’ＶＴが成
立するときには、ステップＳ１３に進んでＮｅが所定−
に限値Ｎｅ２（例えば５９００ｒｐｍ１５７００ｒｐｍ
）以」二か否９ （Ｙｅｓ）、即ち、油圧スイッチがオンしたときには、
ステップＳ２１で低速バルブタイミング切換デイレ−タ
イマの残り時間ｔＬｖｒがＯになったか否かを判別する
。ステップＳ２１の答が肯定（Ｙｅｓ）即ち、ｔＬｖｒ
＝　Ｏになったときには、ステップＳ２３で高速バルブ
タイミング切換デイレ−タイマの残り時間１；ＩＩＶＴ
を設定時間（例えば０．１秒）にセットし、次にステッ
プＳ２５で燃料の噴射制御ルーチンで使用するＵ’　ｉ
マツプと点火時期マツプとしてそれぞ’ｒｉｔマツプと
低速バルブタイミング用点火時期マツプ（Ｏ４ｇｔマツ
プ）とを選択する処理を行ない、続くステップＳ２７で
レブリミツタ値ＮＩＩＦＣを低速バルブタイミング用の
値Ｎｏｐｃｉ（例えば７５００ｒｐｍ）とする処理を行
なう。このリブレミッタ値Ｎｏｐｃはエンジンの過回転
を防止するために設定されるものであり、エンジン回転
数Ｎｅがリブレミッタ値Ｎｏｐｃ以上となると燃料がカ
ットされる。

一方、前記ステップＳ１８で開弁指令を出したときには
、ステップＳ２０で油圧センサ１９内のかの判別を行な
う。ステップＳ１３の答が否定（Ｎｏ）、即ちＮｅ＜Ｎ
ｅ２が成立するときには、ステップＳ１４に進み、前記
ステップＳＩＯで求めたＩ’ｉＬとｌ”　ｉ　ｎとを比
較する。その結果、Ｔｉし：＞′■”１■が成立すると
きには、後述のステップＳＩ５でセットされたデイレ−
タイマのタイマ値１．ｖｒｏｒｐが零か否かを判別しく
ステップ８１６）、この答が肯定（Ｙｅｓ）ならばステ
ップＳ１７で電磁弁２２の閉弁指令、即ち低速バルブタ
イミングへの切換指令を出す。又、’Ｉ”ＯＵＴ≧ｉ”
ＶＴ、　Ｎｅ上Ｎｅ２、ＴｉＬ≦ｉ’　ｉ　ｎのいずれ
かが成立するときには、前記電磁弁開弁デイレ−タイマ
のタイマ値を１．ＶＴＯＦＦ（例えば３秒）にセラｌ−
してスタートシて（ステップ５１５）、ステップＳ１８
で電磁弁２２の開弁指令、即ち高速バルブタイミングへ
の切換指令を出す。

前記ステップＳＩ７で閉弁指令を出したときには、ステ
ップＳＩ９て油圧センサ１９内の油圧スイッチがオンし
たか否か、即ち給油路４３の油ｊ］：が低圧になったか
否かを判別する。この答が１′ｒ定０ 油圧スイッチがオフしたか否か、即ち給油路４３の油圧
が高圧になったか否かを判別する。その答が肯定（Ｙｅ
ｓ）、即ち、油圧スイッチがオフしたときは、ステップ
Ｓ２２で高速バルブタイミング切換デイレ−タイマの残
り時間］、聞ＴがＯになったか否かを判別する。ステッ
プＳ２２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち１．ｎｖｒ＝　Ｏ
になったときには、ステップＳ２４で低速バルブタイミ
ング切換デイレ−タイマの残り時間ｔＬＶＴを設定時間
（例えば０．２秒）にセットシ、次にステップＳ２６で
燃料の噴射制御ルーチンで使用するＴｉマツプと点火時
期マツプとして夫々ｉ’ｉｎマツプと高速バルブタイミ
ング用点火時期マツプ（Ｏｉｇｕマツプ）とを選択する
処理を行ない、続くステップ３２８でＮｏＦｅを高速バ
ルブタイミング用の値ＮＩＩＦＣ２（例えば８１００ｒ
ｐｍ）とする処理を行なう。

ところで、上記した両切膜デイレータイマ１．ＩＩＶＴ
＋ｔ　ＬＶＴの設定時間は、電磁弁２２が開閉されてか
ら切換弁２３が切換わり、給油路４３の油圧が変化して
全シリンダの連結切換機構３４の切換動作が完了するま
での応答遅れ時間に合わせて設定されており、電磁弁２
２の開から閉への切換時、油圧センサ１９内の油圧スイ
ッチがオンするまでは、プログラムはＳ１９→Ｓ２２→
Ｓ２４→Ｓ２６→Ｓ２８の順に進み、オン後も全シリン
ダの連１ｉ’！切換機構３４が低速バルブタイミング側
に切換わるまでは、Ｓ１９→Ｓ２１→Ｓ２６→Ｓ２８の
順に進み、又電磁弁２２や切換ブｐ２３の故障等で閉弁
指令が出されても切換弁２３が閉じ側に切換わらず、い
つまでたっても油圧センサ１９内の油圧スイッチがオン
しないときも、−１−記と同様にＳ１９→Ｓ２２→Ｓ２
４→Ｓ２６→Ｓ２８の順に進み、結局全シリンダの連結
切換機構３４が低速バルブタイミング側に切換わらない
限り、燃オニ１の噴射制御は高速バルブタイミングに適
合したものにＭｌ、持される。電磁弁２２の閉から開へ
の切換時も、−Ｉ−記と同様にして、全シリンダの連結
切換機構３４が高速バルブタイミング側に切換わらない
限り、燃料の噴射制御は低速バルブタイミングに適合し
たものにＭｌｉ持される。

一方、前記ステップＳ２の答が肯定（Ｙｅｓ）、又は前
記ステップＳ３の答が否定（Ｎｏ）、又は前記ステップ
Ｓ５．Ｓ６の答が１定（Ｙｅｓ）のとき、即ちζ始動中
及び始動後設定時間経過前、暖機中、停車中又は徐行中
のときには、ステップＳ２９に進んで電磁弁２２の閉弁
指令を出し、ステップＳ２９からＳ２３→Ｓ２５→Ｓ２
７の順に進む。前記ステップＳ８においてＮ、ｌ）レン
ジの場合は、ステップＳ３０に進んで前回ループでｉ”
　ｉ　＋＋マツプを選択したか否かを判別し、又前記ス
テップＳ９においてＮｅ（Ｎｅ＋が成立するときも、前
記ステップＳ３０に進む。ステップＳ３０の答が肯定（
Ｙｅｓ）のとき、即ち１）１１回ループＴｉｎマツプを
選択しいてるときは、前記電磁ブｒ開弁デイレ−タイマ
のタイマ値ｔ、ｖ’ｒｏｐｐを零にして（ステップ５３
１）、ステップＳ１７に進み、ステップＳ３０の答が否
定（Ｎｏ）のとき、即ち前回’Ｉ’　ｊｎマツプを使用
していないとき、換言すれば全シリンダの連結切換機構
３４が高速バルブタイミング側に切換えられていないと
きには、−に記と同様に３ Ｓ２９→Ｓ２３→Ｓ２５→３２７の順に進み、油圧セン
サ１９内の油圧スイッチとは係りなく低速バルブタイミ
ングに適合した燃料の噴射制御を行なう。これは油圧セ
ンサ１９内の油圧スイッチが断線等によりオフ位置に保
持されてしまったときの対策である。

ところで、」１記したＮＩＩＦＣＩはＮｅ２より高く設
定されており、通常はＮｅがＮＩＩＦＣＩに」１昇する
前にバルブタイミングが高速バルブタイミングに切換わ
って、ＮＩＩＦＣの値がＮ１１ＦＣ２に切換えられるた
め、Ｎ　ＩＩ　ＦＣＩでの燃料カットは行なわれない。

これに対し、ステップ８２〜Ｓ８からステップＳ２９に
進む運転状態では、空炊し等によりＮｅがＮｅ２を−１
−回っても低速バルブタイミングに保持されるため、Ｎ
　Ｉｔ　ＦＣＩでの燃１１カットが行なわれる。又低速
バルブタイミングから高速バルブタイミングに切換わっ
ても、ＬＩＩＶＴがＯになるまで、即ち連結機構３４が
実際に高速バルブタイミング側に切換るまでは、ＮＩＩ
ＦＣＩでの燃料カットが行なわれる。

尚、上記ステップＳ　Ｉ　Ｏテ（ＤＴ　ｉＬマツブトｉ
’ｉｎ４ マツプの検索処理のサブルーチンでは、前回ループで電
磁弁２２の開弁指令が出されたか否かを判別し、開弁指
令が出されていないときは、ステップＳ１４で用いる”
ｌ’ｉＬをＴｉＬマツプから検索された値とする一方、
開弁指令が出されているときは、′Ｊ″ｉＬを検索値か
ら所定のヒステリシス量Δ°１゛１を差引いた値とする
処理を行なう。

又、ステップＳｌｌでの１”ＶＴの算出処理のザブルー
チンでも、前回ループで電磁弁２２の開ブ「指令が出さ
れたか否かを判別し、開弁指令が出されていないときは
、ステップＳＩ２で用いるＩ’ＶＴを’ｒＶＴテーブル
から算出された値とする一方、開弁指令が出されている
ときは、ｌ”ｖｌを算出値から所定のヒステリシス量Δ
’Ｔ”ｖｒを差引いた値とする処理を行なう。

前記ステップＳｌの答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちフェール
セーフ中のときには、電磁弁２２の閉弁指令を出しくス
テップ５３２）、後述するフェールセーフ処理を実行し
て（ステップ５３３）、前記ステップＳ２７に進む。

第４図は前記ステップＳ３３のフェールセーフ処理の一
例を示す。エンジン回転数Ｎｅがマツプ選択用所定回転
数Ｎｅｐｓ　（例えば３．　ＯＱＯｒｐｍ）より高いと
きには、高速バルブタイミング用のｉ’ｊｕマツプと低
速バルブタイミング用のＯｉｇＬマツプとを選択し、エ
ンジン回転数Ｎｅが０１１記所定回転数ＮｅＦｓ以Ｆの
ときには、低速バルブタイミング用のＴｉＬマツプ及び
ＯｊｇＬマツプとを選択する。

基本燃料噴射時間１”　ｉのマツプ」ユの値は、エンジ
ン回転数が高い領域では高速バルブタイミング用のｉ’
ｊｕマツプの方が、低速バルブタイミング用のＴｉＬマ
ツプのＴｊ値より大きくなるように設定されているので
、上記第４図の手法によれば、フェールセーフ中に電磁
弁２２に対して閉弁指令を出力しているにもかかわらず
、切換弁２３あるいは連結切換機構３４等に不具合が生
じて実際のバルブタイミングは高速バルブタイミングと
なっているような場合であっても、混合気の空燃比がオ
ーバーリーン化して燃焼温度あるいは排気ガス浄化装置
内の触媒温度が過度に−ＩＪすることを防、１１・し、
プレイグニツシヨンによる点火プラグの溶損や高回転で
のノッキング、触媒の耐久性劣化等の問題が発生するこ
とを防止することができる。

第５図は吸入空気ｆｆ１Ｇ＾センサ９の出力信Ｉを用い
てバルブタイミング切換機構の故障検知を行う手順を示
すプログラムのフローチャーＩ・である。

ステップ３６１ではＥＣＵ３から電磁弁２２の開、弁指
令が出力されているか否かを判別する。ステップＳ６１
の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ち１ＥｃＵ５から電磁弁２２
の開ブｒ指令が出力されていると判別したときは、ステ
ップＳ６２に進み後述のステップ３６８或はステップＳ
８０でセットされたデイレ−タイマのタイマ値ｔｌｌＶ
ＴＦｓがＯであるか否かを判別する。ステップＳ６２の
答が肯定（ＹｅＳ）、即ちＥＣＵ３からの指令が低速バ
ルブタイミング指示から高速バルブタイミング指示へ切
換わってから所定時間が経過したと判別したときは、デ
イレ−タイマのタイマ値ｔ　ＬＶＴＦＳを所定値（例え
ば４秒）にセラＩ・シ（ステップ５６３）、高速バルブ
タイミングで得られるべき吸入空気量Ｇ＾の理論７ 値Ｇ、ｕｇｕｈを求める（ステップ５６４）。Ｇ＾ＩＲ
ＩＩＭは例えば第６図に示すマツプ値によりエンジン回
転数Ｎｅと吸気管内絶対圧ＰＩＩＡとに応じて高速バル
ブタイミングで得られるべき理想として求められる。

次にステップＳ６５に進み、吸入空気１ｆｔＧ＾センサ
９より検出した実際の吸入空気量Ｇ＾ｆＲ８を読み込み
、該値（：Ａ＋＊ｓに対する第６図のマツプ値より求め
た値Ｇ＾ＩＲＩＩＭの比Ｇ＾ＩＲＣを算出する（ステッ
プ８６６）。

次にステップＳ７２では、ステップＳ６６で算出した比
Ｇ＾ＩＲＣと理想値１との差の絶対値が、許容値の０．
１より大きいか否かを判別する。即ち、吸入空気量の実
際値Ｇ＾ＩＲ８がバルブタイミング切換機構が正常に作
動しているときに吸入空気量の執り得る範囲を越えてい
るか否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）のときは、
バルブタイミング切換機構が正常であるとみなしくステ
ップ５７３）、デイレ−タイマのタイマ値ｔ、ｃ＾ＩＩ
！ＦＳを所定値にセットシ（ステップ５７４）、本プロ
グラムを終了舘 する。

ステップＳ７２の答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＧＡＩＲＣ
値と理想値ｌとの差の絶対値が許容値０．１より大きい
と判別したときは、ステップＳ７５に進み前記ステップ
Ｓ７４でセラＩ・されたデイレ−タイマのタイマ値ＬＧ
ＡＩＲＦＳが０であるか否かを判別する。その答が否定
（ＮＯ）のときは、バルブタイミング異常の予備検知と
してＬ　Ｅ　Ｄ等の警報ランプを点灯させる等の処理を
行い（ステップ５７６）、本プログラムを終了する。

ステップＳ７５の答が肯定（Ｙｅｓ）のときは、前記比
ＧＡＩＲｃと理想値１との差の絶対値が許容範囲を越え
たことを検知してから所定時間が経過したと判別し、ス
テップＳ７７に進みバルブタイミングに異常が生じたも
のとみな腰例えば、警報ランプの点灯及び前述した第５
図のフェールセーフ処理を行い（ステップ８７８）、本
プログラムを終了する。

一方、ステップＳ６１の答が否定（Ｎｏ）のとき、即ち
ＥＣＵ３から電磁弁２２の閉弁指令が出力されていると
判別したときは、前述したステップ８６３〜Ｓ６６と同
様の処理が行われる。即ち、ステップＳ６７でステップ
Ｓ６３或はステップＳ７０でセ・ソトされたデイレ−タ
イマのタイマ値ｔＬＶ丁Ｆｓが０であるか否かを判別し
、その答が肯定（Ｙｅｓ）、即ちＥＣＵ３からの指令が
高速バルブタイミング指示から低速バルブタイミング指
示へ切換わってから所定時間が経過したと判別したとき
は、デイレ−タイマのタイマ値ｔ、ＩＩＶ丁Ｆ８を所定
値（例えば２秒）にセットシ（ステップ５６８）、低速
バルブタイミングで１）られるべき吸入空気１ｕＧ＾の
理論値ＧＡＩＲＬＭを求め（ステップ５６９）、Ｇ＾Ｉ
ＲＬＭはＧＡＩＩ！ＩＩＭと同じく第６図のマツプ値に
より、低速バルブタイミングで得られるべき理想値とし
て求められる。次にステップＳ７０で、吸入空気量Ｇ＾
センサ９より検出した実際の吸入空気量Ｇ＾ＩＲ８を読
み込み、上記理論値ＧＡＩＩ！ＬＨとの比Ｇ＾ＩＲｃの
値を算出しくステップ３７１）、以後上述したステップ
８７２以下を実行する。

尚、前記ステップＳ６２又は６７で夫々タイマ４゜ 前記切換機構へ切換信号を出力する制御１段と、吸気管
内に設けられ吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段
とを備えた内燃エンジンのバルブタイミング切換制御装
置の故障検知方法において、前記切換信号と前記吸入空
気量検出手段からの検出吸入空気量信号とを比較するこ
とにより前記切換機構の故障を検知するようにしたので
、従前の切換機構を改変せずにバルブタイミングの異常
を低コストでしかも簡単な手法で正確に検知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の故障検知方法が適用される内燃エンジ
ンの制御装置の全体構成図、第２図はエンジン及びバル
ブタイミング制御系を示す図、第３図はバルブタイミン
グの切換制御ルーチンのフローチャート、第４図は第３
図のフローチャートにおけるフェールセーフ処理の一例
を示すサブルーチンのフローチャート、第５図はバルブ
タイミング切換機構の故障検知を行う手順を示すサブル
ーチンのフローチャート、第６図は吸入空気量の理論値
の検索用マツプ図である。 値ｔ　ｕｖ丁ｐｓ又はＬ；　ＬＶ１’ＦＳがＯでないと
判別したときは夫々ステップ８７９．Ｓ８０に進みタイ
マ値Ｌ　ＬＶＴＦＳ、　Ｌ、　ＩＩＶＴＦｓを夫々の所
定値にセツトシ、本プログラムを終了する。 このように、吸気管２に設けた吸入空気ｍＧ＾センサか
らの出ツノ信号と、ＥＣＵ３からバルブタイミング切換
機構への指令信号に応じた吸入空気量の理論値とを比較
することにより、バルブタイミング切換機構の故障が正
確且つ簡単に検知できる。 尚、」二連した実施例では吸入空気量Ｇ＾センサを全気
筒に共通して吸気管に１個のみ設けたが、吸気管マニホ
ルド内に各気筒毎に夫々１個宛設は気筒別に故障を検知
するようにしてもよい。又、吸入空気量センサは熱線式
に限られず、他のタイプでもよい。 （発明の効果） 以上詳述したように、内燃エンジンの吸気弁と排気弁の
少なくとも一力のバルブタイミングを切換える切換機構
と、エンジンの運転状態に応じて３２− ５・・・電子コントロールユニツ１−（ＥＣＵ）、９・
・吸入空気量Ｇ＾センサ、３６・・・吸気弁、３７・・
・排気ブｒ、５６・・・連結切換機構、ＧＡＩＲＩＩＭ
・・・高速バルブタイミングでの吸入空気量の理論値、
Ｇ＾ＩＲＬＨ・・・低速バルブタイミングでの吸入空気
量の理論値、ＧＡＩＲ８・・・実際の吸入空気量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃エンジンの吸気弁と排気弁の少なくとも一方の
   バルブタイミングを切換える切換機構と、エンジンの運
   転状態に応じて前記切換機構へ切換信号を出力する制御
   手段と、吸気管内に設けられ吸入空気量を検出する吸入
   空気量検出手段とを備えた内燃エンジンのバルブタイミ
   ング切換制御装置の故障検知方法において、前記切換信
   号と前記吸入空気量検出手段からの検出吸入空気量信号
   とを比較することにより前記切換機構の故障を検知する
   ことを特徴とする内燃エンジンのバルブタイミング切換
   制御装置の故障検知方法。 ２、前記検出吸入空気量信号が前記切換信号に応じて設
   定される所定範囲外の状態を所定時間以上継続したとき
   、前記切換機構に故障が発生していると判定することを
   特徴とする請求項１記載の内燃エンジンのバルブタイミ
   ング切換制御装置の故障検知方法。