(57)【要約】【課題】本発明は、異常判定装置に関し、可変作用角機構を備えたシステムにおいて、異常時に故障部位を精度良く特定することを目的とする。【解決手段】本発明の異常判定装置は、制御軸と、該制御軸を動かすアクチュエータとを有し、制御軸を所定方向に動かした場合には内燃機関の気筒に設けられた弁の作用角を拡大させ、制御軸を所定方向と逆の方向に動かした場合には作用角を縮小させる可変作用角機構と、作用角の目標値を算出する目標値算出手段と、アクチュエータの動作量を検出する動作量センサと、制御軸の位置を検出する位置センサと、目標値と、動作量センサの検出値と、位置センサの検出値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する故障部位特定手段とを備える。【選択図】図３
2010014073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御軸と、該制御軸を動かすアクチュエータとを有し、前記制御軸を所定方向に動かした場合には内燃機関の気筒に設けられた弁の作用角を拡大させ、前記制御軸を前記所定方向と逆の方向に動かした場合には前記作用角を縮小させる可変作用角機構と、
前記作用角の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記アクチュエータの動作量を検出する動作量センサと、
前記制御軸の位置を検出する位置センサと、
前記目標値と、前記動作量センサの検出値と、前記位置センサの検出値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する故障部位特定手段と、
を備えることを特徴とする異常判定装置。
【請求項２】
前記目標値の変化量と、前記動作量センサの検出値の変化量と、前記位置センサの検出値の変化量とを比較することにより、前記故障部位特定手段により特定された故障部位の故障の内容を判定する故障内容判定手段を備えることを特徴とする請求項１記載の異常判定装置。
【請求項３】
前記故障部位特定手段は、前記目標値と前記動作量センサの検出値または前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記アクチュエータであると特定する手段を含むことを特徴とする請求項１または２記載の異常判定装置。
【請求項４】
前記故障部位特定手段は、前記目標値または前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記目標値と前記動作量センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記位置センサまたは前記制御軸であると特定する手段を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の異常判定装置。
【請求項５】
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記アクチュエータであると特定されている場合において、前記目標値の変化量に対して前記動作量センサの検出値の変化量が小さいときには前記アクチュエータの応答性が低下していると判定し、前記目標値の変化に対して前記動作量センサの検出値に変化が見られないときには前記アクチュエータが固着していると判定する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の異常判定装置。
【請求項６】
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記制御軸であると特定されている場合において、前記動作量センサの検出値の変化量に対して前記位置センサの検出値の変化量が小さいときには前記制御軸の締結部のガタまたは緩みが生じていると判定し、前記動作量センサの検出値の変化に対して前記位置センサの検出値に変化が見られないときには前記制御軸または前記締結部の破損が生じていると判定する手段を含むことを特徴とする請求項２記載の異常判定装置。
【請求項７】
前記動作量センサは、前記アクチュエータの作動を制御するための制御用センサとして機能し、
前記位置センサは、故障診断を行うための故障診断用センサとして機能することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載の異常判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異常判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸気弁あるいは排気弁の開弁特性を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。このような内燃機関では、開弁特性を検出するセンサを設け、そのセンサで検出される開弁特性が目標値に一致するように、可変動弁機構の制御軸を駆動するアクチュエータが制御される。
【０００３】
特開２００５−１８８４５０号公報には、開弁特性を検出するセンサを複数備え、それらの各センサからの検出信号間における偏差が所定値以上であると判断されるときに予備的フェイルセーフ処理を実行するとともに、上記偏差が所定値以上である状態が所定時間以上継続した場合には、センサの異常を判断し、予備的フェイルセーフ処理からセンサ異常時用のフェイルセーフ処理に切り換える装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８８４５０号公報
【特許文献２】特開２０００−２８２９０１号公報
【特許文献３】特開２００６−２５０１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようなシステムの異常としては、センサの異常だけでなく、アクチュエータや制御軸に異常が生ずる場合もある。上記従来の技術では、センサ以外の異常に対応することができない。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可変作用角機構を備えたシステムにおいて、異常時に故障部位を精度良く特定することのできる異常判定装置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】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、異常判定装置であって、
制御軸と、該制御軸を動かすアクチュエータとを有し、前記制御軸を所定方向に動かした場合には内燃機関の気筒に設けられた弁の作用角を拡大させ、前記制御軸を前記所定方向と逆の方向に動かした場合には前記作用角を縮小させる可変作用角機構と、
前記作用角の目標値を算出する目標値算出手段と、
前記アクチュエータの動作量を検出する動作量センサと、
前記制御軸の位置を検出する位置センサと、
前記目標値と、前記動作量センサの検出値と、前記位置センサの検出値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する故障部位特定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記目標値の変化量と、前記動作量センサの検出値の変化量と、前記位置センサの検出値の変化量とを比較することにより、前記故障部位特定手段により特定された故障部位の故障の内容を判定する故障内容判定手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記故障部位特定手段は、前記目標値と前記動作量センサの検出値または前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記アクチュエータであると特定する手段を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記故障部位特定手段は、前記目標値または前記動作量センサの検出値と前記位置センサの検出値とが一致せず、且つ、前記目標値と前記動作量センサの検出値とが一致する場合に、故障部位が前記位置センサまたは前記制御軸であると特定する手段を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、第５の発明は、第２の発明において、
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記アクチュエータであると特定されている場合において、前記目標値の変化量に対して前記動作量センサの検出値の変化量が小さいときには前記アクチュエータの応答性が低下していると判定し、前記目標値の変化に対して前記動作量センサの検出値に変化が見られないときには前記アクチュエータが固着していると判定する手段を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、第６の発明は、第２の発明において、
前記故障内容判定手段は、故障部位が前記制御軸であると特定されている場合において、前記動作量センサの検出値の変化量に対して前記位置センサの検出値の変化量が小さいときには前記制御軸の締結部のガタまたは緩みが生じていると判定し、前記動作量センサの検出値の変化に対して前記位置センサの検出値に変化が見られないときには前記制御軸または前記締結部の破損が生じていると判定する手段を含むことを特徴とする。
【００１３】
また、第７の発明は、第１乃至第６の発明の何れかにおいて、
前記動作量センサは、前記アクチュエータの作動を制御するための制御用センサとして機能し、
前記位置センサは、故障診断を行うための故障診断用センサとして機能することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、可変作用角機構の制御軸の位置を検出する位置センサの検出値と、制御軸を動かすアクチュエータの動作量を検出する動作量センサの検出値と、作用角の目標値とを比較することにより、故障が発生した部位を精度良く特定することができる。このため、適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を向上することができる。また、修理の際にも、修理の必要な箇所をすぐに特定することができるので、効率良く修理を行うことができる。
【００１５】
第２の発明によれば、作用角の目標値の変化量と、動作量センサの検出値の変化量と、位置センサの検出値の変化量とを比較することにより、故障部位の故障の内容を判定することができる。このため、より適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を更に向上することができる。また、修理の際にも、故障内容を事前に知ることができるので、更に効率良く修理を行うことができる。
【００１６】
第３の発明によれば、アクチュエータの故障を精度良く特定することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、位置センサまたは制御軸の故障を精度良く特定することができる。
【００１８】
第５の発明によれば、アクチュエータの故障の内容を精度良く判定することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、制御軸の故障の内容を精度良く判定することができる。
【００２０】
第７の発明によれば、内燃機関の可変作用角機構を備えたシステムにおいて、制御用センサの検出値と、故障診断用センサの検出値と、作用角の目標値とを比較することにより、故障が発生した部位を精度良く特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、車両等に搭載される図示しないエンジン（内燃機関）の吸気弁１０の作用角を可変制御するシステムである。このシステムは、吸気弁１０の作用角を連続的に可変とする可変作用角機構１２を備えている。
【００２２】
なお、本実施形態では、本発明を吸気弁１０の可変作用角機構１２に適用した場合について説明するが、本発明は、排気弁の可変作用角機構にも同様に適用可能である。
【００２３】
可変作用角機構１２は、制御軸１４と、この制御軸１４を軸方向に直進移動させるアクチュエータ１６とを有している。アクチュエータ１６は、モータと、このモータの回転運動を直進移動軸１６Ａの直進運動に変換する運動変換機構（例えば螺旋カム等）とを内蔵している。アクチュエータ１６の直進移動軸１６Ａと、制御軸１４とは、締結部１８により連結されている。これにより、制御軸１４は、直進移動軸１６Ａと一体となって、直進移動する。
【００２４】
制御軸１４の途中には、ローラーアーム２０と、このローラーアーム２０を挟んで両側に位置する一対の揺動カム２２とが設けられている。ローラーアーム２０が備えるローラー２１には、図示しない吸気カム軸のカムが当接している。その吸気カム軸が回転すると、ローラーアーム２０が揺動する。揺動カム２２は、ローラーアーム２０と共に揺動する。揺動カム２２と吸気弁１０との間には、ロッカーアーム２４が配置されている。揺動カム２２は、ロッカーアーム２４に設けられたローラーに当接している。揺動カム２２が揺動すると、ロッカーアーム２４が揺動して、ロッカーアーム２４が吸気弁１０を押圧することにより、吸気弁１０がリフト（開弁）する。
【００２５】
ローラーアーム２０の内周部には、螺旋状をなすヘリカルスプラインが形成されている。また、揺動カム２２の内周部には、それとは逆方向の螺旋状をなすヘリカルスプラインが形成されている。ローラーアーム２０および揺動カム２２の内側には、上記ヘリカルスプラインと噛み合うスライダギヤが設置されている。このスライダギヤは、制御軸１４と共に軸方向に移動する。制御軸１４を軸方向に移動させると、上記ヘリカルスプラインとスライダギヤとの作用により、ローラーアーム２０と揺動カム２２との相対角度が変化する。その結果、吸気カム軸の回転に伴う揺動カム２２の揺動範囲が変化することにより、吸気弁１０のリフト量および作用角が変化する。
【００２６】
このようにして、可変作用角機構１２では、アクチュエータ１６によって制御軸１４を一方向（例えば図１中の左方向）に移動させることにより吸気弁１０の作用角を連続的に縮小させることができ、制御軸１４をそれとは逆の方向（例えば図１中の右方向）に移動させることにより吸気弁１０の作用角を連続的に拡大させることができる。なお、このような可変作用角機構１２の詳細な構造は、例えば特開２００１−２６３０１５号公報に記載されており、公知であるので、本明細書ではこれ以上の説明を省略する。
【００２７】
アクチュエータ１６の近傍には、アクチュエータ１６の作動を制御することによって吸気弁１０の作用角を制御するための制御センサ２６が設置されている。この制御センサ２６は、アクチュエータ１６が備えるモータの回転量（回転方向も含む）を検出する。また、制御軸１４の近傍には、故障診断（ＯＢＤ：On-Board Diagnostic）を行うためのＯＢＤセンサ（故障診断用センサ）２８が設置されている。このＯＢＤセンサ２８は、制御軸１４の位置を検出する。本実施形態のＯＢＤセンサ２８は、制御軸１４に設けられたターゲット３０の位置を、例えばホール素子等のセンサ素子を用いて非接触で検出するように構成されている。
【００２８】
本実施形態のシステムは、更に、エンジンのクランク角を検出するクランク角センサ３２と、車両のアクセルペダル位置を検出するアクセルポジションセンサ３４と、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０とを備えている。アクチュエータ１６が備えるモータ、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８、クランク角センサ３２、およびアクセルポジションセンサ３４は、それぞれ、ＥＣＵ５０に電気的に接続されている。
【００２９】
図２は、吸気弁１０の作用角と、制御センサ２６の出力値との関係を示す図である。本実施形態の制御センサ２６は、アクチュエータ１６が備えるモータの回転量に比例する、リニアな出力を発する。このモータの回転量と、制御軸１４の移動量とは比例する。そして、制御軸１４の移動量と、吸気弁１０の作用角の変化量とは比例する。従って、図２に示すように、吸気弁１０の作用角と、制御センサ２６の出力値とは、リニアな関係を有する。よって、制御センサ２６の出力値に基づいて、吸気弁１０の作用角を検出することができる。
【００３０】
吸気弁１０の作用角を大きくするほど、エンジンの筒内に吸入される空気量が多くなるため、エンジントルクが大きくなる。ＥＣＵ５０は、クランク角センサ３２の信号に基づいて算出されるエンジン回転数や、アクセルポジションセンサ３４により検出されるアクセルペダル位置などに応じ、所定のマップに従って、吸気弁１０の作用角の目標値（以下「目標作用角」と称する）を算出する。そして、ＥＣＵ５０は、制御センサ２６の出力値に基づいて検出される吸気弁１０の作用角（以下、「制御センサ値」と称する）が、目標作用角に一致するように、アクチュエータ１６が備えるモータの作動を制御する。
【００３１】
図３は、吸気弁１０の作用角と、ＯＢＤセンサ２８の出力値との関係を示す図である。本実施形態のＯＢＤセンサ２８は、制御軸１４の移動量に比例する、リニアな出力を発する。制御軸１４の移動量と、吸気弁１０の作用角の変化量とは比例する。従って、図３に示すように、吸気弁１０の作用角と、ＯＢＤセンサ２８の出力値とは、リニアな関係を有する。よって、ＯＢＤセンサ２８の出力値に基づいて、吸気弁１０の作用角を検出することができる。以下の説明では、ＯＢＤセンサ２８の出力値に基づいて検出される吸気弁１０の作用角を「ＯＢＤセンサ値」と称する。
【００３２】
以上説明したようなシステムが正常である場合には、目標作用角と、制御センサ値と、ＯＢＤセンサ値とは、一致するはずである。ここで言う「一致」とは、それらの３つの値の間の偏差が、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等によって不可避的に生ずる誤差（以下、「設計公差」と称する）の範囲内に収まっている場合が含まれる。これに対し、上記偏差が設計公差の範囲を超えている場合には、それらの値が一致してないと判断できる。上記３つの値が一致しない場合には、システムのどこかに異常が発生していると判断できる。
【００３３】
本実施形態において、ＥＣＵ５０は、システムに異常が発生した場合に、目標作用角と、制御センサ値と、ＯＢＤセンサ値とを比較することにより、故障が発生した部位を特定する処理を実行する。図４は、故障発生部位の特定方法を説明するための図である。
【００３４】
図４中の上側の行には、上記３つの値のうちの２つが一致しない場合に、故障の可能性がある部位が記載されている。
（目標作用角と制御センサ値とが一致しない場合）
目標作用角と制御センサ値が一致しない原因としては、アクチュエータ１６の動作不良、あるいは制御センサ２６の異常が考えられる。よって、この場合、故障の可能性がある部位としては、アクチュエータ１６および制御センサ２６が挙げられる。
【００３５】
（制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致しない場合）
制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致しない原因としては、制御センサ２６あるいはＯＢＤセンサ２８の異常が考えられる。更に、この場合には、締結部１８のガタや緩み、あるいは締結部１８や制御軸１４の破損（以下、締結部１８も含めたこれらの故障を総称して「制御軸１４の故障」と言う）なども原因として考えられる。制御軸１４の故障が発生した場合には、アクチュエータ１６の動作量と制御軸１４の移動量とが一致しなくなるので、制御センサ２６とＯＢＤセンサ２８とが共に正常であったとしても、制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致しなくなるからである。従って、制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致しない場合に故障の可能性がある部位としては、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４が挙げられる。
【００３６】
（目標作用角とＯＢＤセンサ値とが一致しない場合）
目標作用角とＯＢＤセンサ値との不一致は、アクチュエータ１６、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８、および制御軸１４の何れの故障によっても起こり得る。従って、この場合に故障の可能性がある部位としては、アクチュエータ１６、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４が挙げられる。
【００３７】
一方、図４の左側の列には、上記３つの値のうちの２つが一致する場合に、正常であると判断できる部位が記載されている。
【００３８】
（目標作用角と制御センサ値とが一致する場合）
この場合には、アクチュエータ１６がＥＣＵ５０の指令通りに動いていると認められる。よって、この場合には、アクチュエータ１６および制御センサ２６は正常であると判断できる。
【００３９】
（制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致する場合）
この場合には、アクチュエータ１６の動作量と制御軸１４の移動量とが同じであると判断できる。よって、制御軸１４は正常であると判断できる。また、アクチュエータ１６の動作量および制御軸１４の移動量がそれぞれ正確に検出されていると判断できる。よって、制御センサ２６およびＯＢＤセンサ２８も正常であると判断できる。
【００４０】
（目標作用角とＯＢＤセンサ値とが一致する場合）
この場合には、制御軸１４の位置が目標作用角に一致していることがＯＢＤセンサ２８によって確認されていることになる。この場合には、アクチュエータ１６、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４の何れもが正常であると判断できる。
【００４１】
本実施形態では、上述したパターンを組み合わせることにより、故障部位を特定することができる。すなわち、図４のＡに示すように、目標作用角と制御センサ値とが一致しておらず、且つ、制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致している場合には、アクチュエータ１６の故障であると特定することができる。また、図４のＤに示すように、目標作用角とＯＢＤセンサ値とが一致しておらず、且つ、制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致している場合にも、アクチュエータ１６の故障であると特定することができる。
【００４２】
更に、図４のＢに示すように、制御センサ値とＯＢＤセンサ値とが一致しておらず、且つ、目標作用角と制御センサ値とが一致している場合には、ＯＢＤセンサ２８または制御軸１４の故障であると特定することができる。また、図４のＣに示すように、目標作用角とＯＢＤセンサ値とが一致しておらず、且つ、目標作用角と制御センサ値とが一致している場合にも、ＯＢＤセンサ２８または制御軸１４の故障であると特定することができる。
【００４３】
本実施形態によれば、以上のようにして、システムに異常が発生した場合に、故障部位を精度良く特定することができる。このため、適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を向上することができる。また、修理の際にも、修理の必要な箇所をすぐに特定することができるので、効率良く修理を行うことができる。
【００４４】
更に、本実施形態では、システムに異常が発生し、その故障部位が特定された場合において、目標作用角、制御センサ値およびＯＢＤセンサ値の各々の変化量を比較することにより、その故障の内容を判定することとした。この点に関しては、後に詳しく説明する。
【００４５】
［実施の形態１における具体的処理］
図５乃至図７は、本実施形態において、ＥＣＵ５０が本システムの故障診断を行う際に実行するルーチンのフローチャートである。
【００４６】
図５に示すルーチンによれば、まず、現在の目標作用角θ1が読み込まれる（ステップ１００）。前述したように、目標作用角θ1は、アクセルペダル位置やエンジン回転数などに基づいて逐次算出されている。次いで、制御センサ値θ2が読み込まれ（ステップ１０２）、更に、ＯＢＤセンサ値θ3が読み込まれる（ステップ１０４）。
【００４７】
続いて、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α以上であるか否かが判別される（ステップ１０６）。所定値αは、両者の値が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。
【００４８】
上記ステップ１０６において、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α以上である場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とは一致していないと判断できる。この場合には、アクチュエータ１６が故障していると判定される（ステップ１０８）。続いて、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β以上であるか否かが判別される（ステップ１１０）。所定値βは、両者が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。
【００４９】
上記ステップ１１０において、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β以上である場合には、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との何れもが一致していないことになる。従って、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８、制御軸１４の何れにも故障の可能性がある。そこで、この場合には、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８、および制御軸１４が故障していると判定される（ステップ１１２，１１４，１１６）。そして、システムに異常が生じていると判定される（ステップ１１８）。
【００５０】
これに対し、上記ステップ１１０において、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満である場合には、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合は、図４のＡに該当するので、アクチュエータ１６のみの故障であると判断できる。そこで、この場合には、上記ステップ１１２，１１４，１１６の処理はスキップされる。そして、システムに異常が生じていると判定される（ステップ１１８）。
【００５１】
一方、上記ステップ１０６において、目標作用角θ1と制御センサ値θ2との差の絶対値が所定値α未満である場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とは一致していると判断できる。この場合には、次に、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満であるか否かが判別される（ステップ１２０）。
【００５２】
上記ステップ１２０において、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満でない場合には、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合は、図４のＢに該当するので、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４に故障の可能性があると判断できる。そこで、この場合には、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４が故障していると判定される（ステップ１１４，１１６）。そして、システムに異常が生じていると判定される（ステップ１１８）。
【００５３】
これに対し、上記ステップ１２０において、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値β未満である場合には、制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合には、次に、目標作用角θ1とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満であるか否かが判別される（ステップ１２２）。所定値γは、両者の値が一致しているかどうかを判定するために、センサ計測誤差やソフトウェア処理誤差等を考慮して、予め設定された値である。
【００５４】
上記ステップ１２２において、目標作用角θ1とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満でない場合には、目標作用角θ1とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していないと判断できる。この場合は、図４のＣに該当するので、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４に故障の可能性があると判断できる。そこで、この場合には、ＯＢＤセンサ２８および制御軸１４が故障していると判定される（ステップ１１４，１１６）。そして、システムに異常が生じていると判定される（ステップ１１８）。
【００５５】
一方、上記ステップ１２２において、目標作用角θ1とＯＢＤセンサ値θ3との差の絶対値が所定値γ未満である場合には、目標作用角θ1とＯＢＤセンサ値θ3とは一致していると判断できる。この場合には、目標作用角θ1と制御センサ値θ2とＯＢＤセンサ値θ3が何れも一致していることになる。従って、この場合には、制御センサ２６、ＯＢＤセンサ２８、および制御軸１４が何れも正常であると判断できる。よって、システムは正常であると判定される（ステップ１２４）。
【００５６】
上述した図５に示すルーチンの処理に続いて、目標作用角の変化量Δθ1、制御センサ値の変化量Δθ2、およびＯＢＤセンサ値の変化量Δθ3を算出するために、図６に示すルーチンが実行される。図６に示すルーチンによれば、まず、前回の目標作用角、制御センサ値およびＯＢＤセンサ値がそれぞれ読み込まれる（ステップ１２６，１２８，１３０）。次いで、上記ステップ１００で読み込まれた今回の目標作用角から、上記ステップ１２６で読み込まれた前回の目標作用角を差し引くことにより、目標作用角の変化量Δθ1が算出される（ステップ１３２）。また、上記ステップ１０２で読み込まれた今回の制御センサ値から、上記ステップ１２８で読み込まれた前回の制御センサ値を差し引くことにより、制御センサ値の変化量Δθ2が算出される（ステップ１３４）。更に、上記ステップ１０４で読み込まれた今回のＯＢＤセンサ値から、上記ステップ１３０で読み込まれた前回のＯＢＤセンサ値を差し引くことにより、ＯＢＤセンサ値の変化量Δθ3が算出される（ステップ１３６）。続いて、今回の目標作用角、制御センサ値およびＯＢＤセンサ値がそれぞれ記憶される（ステップ１３８，１４０，１４２）。
【００５７】
図７に示すルーチンは、アクチュエータ１６または制御軸１４が故障していると判定された場合に、その故障の内容を判定するためのルーチンである。図７に示すルーチンによれば、まず、システムに異常が発生しているとの判定がなされているか否かが判別される（ステップ１５０）。システムに異常が発生していると判定されていない場合には、以下の処理を実行する必要はないので、本ルーチンがそのまま終了される。一方、システムに異常が発生していると判定されている場合には、次に、図６のルーチンの処理によって算出された目標作用角の変化量Δθ1、制御センサ値の変化量Δθ2、およびＯＢＤセンサ値の変化量Δθ3がそれぞれ読み込まれる（ステップ１５２，１５４，１５６）。
【００５８】
次いで、目標作用角が変化しているか否か、つまりΔθ1≠０が成立するか否かが判別される（ステップ１５８）。本実施形態では、目標作用角が変化しているときに、故障内容の判定を行う。よって、目標作用角が変化していない場合には、本ルーチンがそのまま終了される。
【００５９】
上記ステップ１５８で、目標作用角が変化していると判別された場合には、次に、制御センサ２６が正常であるか否かが判別される（ステップ１６０）。本実施形態では、制御センサ２６が正常である場合に、アクチュエータ１６または制御軸１４の故障内容の判定を行う。よって、制御センサ２６に異常が発生していると判定されている場合には、本ルーチンがそのまま終了される。一方、上記ステップ１６０で、制御センサ２６が正常であると判別された場合には、次に、アクチュエータ１６の故障と判定されているか否かが確認される（ステップ１６２）。
【００６０】
上記ステップ１６２で、アクチュエータ１６の故障と判定されていることが確認された場合には、次に、制御センサ値が変化しているか否か、つまりΔθ2≠０が成立するか否かが判別される（ステップ１６４）。制御センサ値が変化していない場合、つまりΔθ2＝０である場合には、目標作用角が変化しているにもかかわらず、アクチュエータ１６が全く作動していないと判断できる。そこで、この場合には、アクチュエータ１６が固着していると判定される（ステップ１６６）。
【００６１】
これに対し、上記ステップ１６４で、制御センサ値に変化が見られる場合には、次に、制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値が目標作用角の変化量Δθ1の絶対値より小さいか否かが判別される（ステップ１６８）。制御センサ値の変化が目標作用角の変化より小さい場合には、アクチュエータ１６は、作動してはいるものの、目標作用角の変化に追従できていないと判断できる。そこで、上記ステップ１６８で、制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値が目標作用角の変化量Δθ1の絶対値より小さいと判別された場合には、アクチュエータ１６の応答性が低下していると判定される（ステップ１７０）。
【００６２】
一方、上記ステップ１６２でアクチュエータ１６の故障ではないことが確認された場合には、次に、制御軸１４の故障と判定されているか否かが確認される（ステップ１７２）。その結果、制御軸１４の故障と判定されていることが確認された場合には、次に、ＯＢＤセンサ値が変化しているか否か、つまりΔθ3≠０が成立するか否かが判別される（ステップ１７４）。ＯＢＤセンサ値が変化していない場合、つまりΔθ3＝０である場合には、アクチュエータ１６が作動しているにもかかわらず、制御軸１４が全く動いていないと判断できる。すなわち、アクチュエータ１６と制御軸１４との連結が断たれていると判断できる。よって、この場合には、締結部１８あるいは制御軸１４が破損していると判定される（ステップ１７６）。
【００６３】
これに対し、上記ステップ１７４で、ＯＢＤセンサ値に変化が見られる場合には、次に、ＯＢＤセンサ値の変化量Δθ3の絶対値が制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値より小さいか否かが判別される（ステップ１７８）。ＯＢＤセンサ値の変化が制御センサ値の変化より小さい場合には、制御軸１４は、動いてはいるものの、アクチュエータ１６の作動に追従できていないと判断できる。よって、上記ステップ１７８で、ＯＢＤセンサ値の変化量Δθ3の絶対値が制御センサ値の変化量Δθ2の絶対値より小さいと判別された場合には、締結部１８のガタあるいは緩みが発生していると判定される（ステップ１８０）。
【００６４】
以上説明したように、本実施形態の処理によれば、システムに異常が発生した場合に、故障部位を精度良く特定することができるだけでなく、その故障部位の故障の内容を判定することもできる。このため、より適切なフェイルセーフ措置を選択することができ、安全性を更に向上することができる。また、修理の際にも、故障内容を事前に知ることができるので、更に効率良く修理を行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、制御センサ２６やＯＢＤセンサ２８は、リニアな出力を発するものであるとして説明したが、ステップ状の出力、あるいはパルス状の出力などを発するものであってもよい。
【００６６】
また、本実施形態においては、制御軸１４がその軸方向に直進移動するものとして説明したが、本発明における可変作用角機構は、制御軸１４が回転し、その回転位置に応じて吸気弁１０の作用角を変化させるように構成されていてもよい。
【００６７】
上述した実施の形態１においては、制御センサ２６が前記第１の発明における「動作量センサ」に、ＯＢＤセンサ２８が前記第１の発明における「位置センサ」に、また、ＥＣＵ５０が、エンジン回転数やアクセルペダル位置などに応じ、所定のマップに従って目標作用角を算出することにより前記第１の発明における「目標値算出手段」が、図５に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１、第３および第４の発明における「故障部位特定手段」が、図６および図７に示すルーチンの処理を実行することにより前記第２、第５および第６の発明における「故障内容判定手段」が、それぞれ実現されている。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】吸気弁の作用角と、制御センサの出力値との関係を示す図である。
【図３】吸気弁の作用角と、ＯＢＤセンサの出力値との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における故障発生部位の特定方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６９】
１０  吸気弁
１２  可変作用角機構
１４  制御軸
１６  アクチュエータ
１６Ａ  直進移動軸
１８  締結部
２０  ローラーアーム
２２  揺動カム
２４  ロッカーアーム
２６  制御センサ
２８  ＯＢＤセンサ
３０  ターゲット
５０  ＥＣＵ
【図１】
2010014073.tif 000003
【図２】
2010014073.tif 000004
【図３】
2010014073.tif 000005
【図４】
2010014073.tif 000006
【図５】
2010014073.tif 000007
【図６】
2010014073.tif 000008
【図７】
2010014073.tif 000009