(57)【要約】      （修正有）【課題】クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、可変バルブタイミング装置を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムの提供。【解決手段】このエンジン制御システムは、第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値と、記憶装置２８に記憶されている、第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値との偏差を検出する。その偏差が閾値を超えていない場合、第１の値は、引き続き実行される比較に用いられるように記憶装置２８に記憶される。偏差が閾値を超えた場合、異常状態が検出され、ライト３２が点灯される。この場合、比較のために記憶されている第２の値は更新されない。【選択図】図２
2008019867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、可変バルブタイミング装置を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムであって、
第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値と、第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値との偏差を検出する学習制御器と、
前記偏差が閾値を超えない場合に、前記第１の値を記憶する記憶装置とを備えることを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項２】
前記記憶装置は、診断情報を記憶するとともに、外部要求に応じてその情報を出力するメモリ装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のエンジン制御システム。
【請求項３】
前記記憶装置は、不揮発性の、再書き込み可能なメモリ装置であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエンジン制御システム。
【請求項４】
前記記憶装置は、ＥＥＰＲＯＭメモリ装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項５】
ホームポジションにおける、カムシャフトの回転角度を検出するカム角度検出器を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項６】
前記カム角度検出器は、
前記クランクシャフトの基準位置を示す信号を生成するクランクシャフトセンサと、
前記カムシャフトの基準位置を示す信号を生成するカムシャフトセンサと、
前記クランクシャフトセンサと前記カムシャフトセンサとからの信号に基づいて、カム角度を算出する算出手段とを備えることを特徴とする請求項５に記載のエンジン制御システム。
【請求項７】
前記ホームポジションは、可変バルブタイミングが最遅角位置となったところの位置であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のエンジン制御システム。
【請求項８】
前記ホームポジションは、可変バルブタイミングが最進角位置となったところの位置であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のエンジン制御システム。
【請求項９】
前記ホームポジションは、前記可変バルブタイミングが固定される位置となったところの位置であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のエンジン制御システム。
【請求項１０】
可変バルブタイミングを目標位置に制御する可変バルブタイミング制御器を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項１１】
前記学習制御器は、現在のエンジン稼動において決定された値である第１の値と、以前のエンジン稼動において決定され、前記記憶装置に記憶された値である第２の値との偏差を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項１２】
前記学習制御器は、前記偏差が閾値を超えない場合、前記第１の値を前記記憶装置に記憶させるように作動し、前記変化が閾値を超える場合、前記第１の値を記憶装置に記憶させることを禁止するとともに、異常状態を示すフラグを立てるように作動することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項１３】
前記学習制御器は、異常状態を示すフラグが立てられたとき、異常ライトを点灯するように作動することを特徴とする請求項１２に記載のエンジン制御システム。
【請求項１４】
前記学習制御器が、前記偏差は閾値を超えていると判定した場合に、フェールセーフの態様で可変バルブタイミングを制御するように作動するフェールセーフ制御器を備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のエンジン制御システム。
【請求項１５】
前記閾値は、前記回転伝達機構における１歯のずれに相当することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項１６】
前記第１の値及び第２の値は、カム角度学習値であることを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のエンジン制御システム。
【請求項１７】
内部燃焼エンジンと、請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のエンジン制御システムとを備えることを特徴とする内部燃焼エンジンシステム。
【請求項１８】
クランクシャフトと、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、可変バルブタイミング装置を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムであって、
カムシャフトの回転角度を示すカム角度を検出するカム角度検出手段と、
可変バルブタイミング装置がホームポジションにあるかを検出するホームポジション判定手段と
前記カム角度検出手段及びホームポジション判定手段からの信号に基づいて、可変バルブタイミング装置を目標位置に制御する制御手段と、
ホームポジションを示すカム角度の第１の値と、それよりも後に検出された、ホームポジションを示すカム角度の第２の値との間のスキップを検出するスキップ検出手段と、
前記第1及び第２の値の間でのスキップの発生を記憶するメモリ手段とを備えることを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項１９】
クランクシャフトと、前記クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、バルブタイミング可変機能を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御方法であって、
第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値と、第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値との偏差を検出し、
その偏差が閾値を超えない場合に、前記第１の値を不揮発的に記憶することを特徴とするエンジン制御方法。
【請求項２０】
カムシャフトの回転によって駆動される、エンジンに設けられたバルブが開かれるタイミングを調整する可変バルブタイミング装置と、
エンジンが稼動されたとき、前記可変バルブタイミング装置を所定のホームポジションに駆動するホームポジション制御手段と、
前記可変バルブタイミング装置がホームポジションに駆動されているときに、クランクシャフトの回転角度に対応すべきカムシャフトの基準回転角度に対する、実際のカムシャフトの回転角度による角度差を学習値として算出する学習値算出手段と、
前記学習値を記憶する記憶手段と、
バルブタイミングを制御するために前記可変バルブタイミング装置に与えるべき制御信号を、前記記憶手段に記憶された学習値を加味して生成して、前記可変バルブタイミング装置に出力するバルブタイミング制御手段と、
前記記憶手段に記憶された、以前のエンジン稼動において算出された学習値と、今回のエンジン稼動において算出された学習値との差が、所定の閾値を超えている場合に、異常状態であるとみなして、異常処理を行なう異常処理手段とを備えることを特徴とするエンジン制御システム。
【請求項２１】
前記異常手段が行う異常処理は、運転者に対する異常状態の報知、及び今回のエンジン可能において算出された学習値によって、前記記憶手段に記憶された以前のエンジン稼動において算出された学習値を更新しないことのいずれかを含むことを特徴とする請求項２０に記載のエンジン制御システム。
【請求項２２】
前記記憶手段は、今回のエンジン稼動において算出された学習値を記憶しても、以前のエンジン稼動において算出された学習値の記憶を保持することを特徴とする請求項２０に記載のエンジン制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部燃焼エンジンのための制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
可変バルブタイミング装置を備える内部燃焼エンジンにとって、カムシャフトの回転、すなわち、カムシャフトが制御するバルブの動作が、クランクシャフトの回転と正しく同調されていることが重要である。正しい同調は、エンジンの効率的な運転及び低排気エミッションの実現を容易にする。クランクシャフトに対するカムシャフトの同調は、一般的に、チェーンやベルトのようなタイミング部材を用いることによって達成され、それは、使用されるクランクシャフトとカムシャフトの回転の正確な同調をもたらすことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、例えば、ディーラー等でエンジンに対して作業が行われた後で、カムシャフトがクランクシャフトに対して同調しない状態で回転するなど、エンジンが正しく組み付けられない可能性もありえる。その結果、カムタイミングが正しくないので、例えば、エンジンからのエミッションが増加するなどの影響が生じる。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、上述した問題を解決することが可能なエンジン制御システム及びエンジン制御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】
【０００５】
本発明の一態様は、クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、バルブタイミング可変機能を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムを提供する。このエンジン制御システムは、第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値と、第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値との偏差を検出する学習制御器と、その偏差が閾値を超えない場合に、第１の値を記憶する記憶装置とを備える。
【０００６】
内部燃焼エンジンシステムは、内部燃焼エンジンと上述したエンジン制御システムとを含むものである。
【０００７】
本発明の別の態様は、クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、可変バルブタイミング装置を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムを提供する。このエンジン制御システムは、カムシャフトの回転角度を示すカム角度を検出するカム角度検出手段を含む。エンジン制御システムは、可変バルブタイミング装置がホームポジションにあるかを検出するホームポジション判定手段も含む。エンジン制御システムは、さらに、カム角度検出手段及びホームポジション判定手段からの信号に基づいて、可変バルブタイミング装置を目標位置に制御する制御手段も含む。また、エンジン制御システムは、ホームポジションを示すカム角度の第１の値と、それよりも後に検出された、ホームポジションを示すカム角度の第２の値との間のスキップを検出するスキップ検出手段も含む。さらに、エンジン制御システムは、第1及び第２の値の間でスキップの発生を記憶するメモリ手段も含む。
【０００８】
本発明のさらに別の態様は、クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、バルブタイミング可変機能を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御方法を提供する。その方法は、第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値と、第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値との偏差を検出し、その偏差が閾値を超えない場合に、第１の値を不揮発的に記憶する。
【０００９】
特定の組み合わせに係る特徴が、特許請求の範囲における独立形式及び従属形式の請求項において明らかにされているが、本発明の実施形態は、請求項の従属関係によって特に明らかにされた組み合わせ以外の、独立形式及び従属形式の請求項の各々の特徴の組み合わせを含むものと理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、種々の変形や代替態様を用いることが可能であるが、特定の実施形態が、図面における例示によって図示されつつ、詳細に説明される。しかしながら、図面及び詳細な説明は、発明を開示された特定の形態に制限することを意図するものではなく、それどころか、本発明は、請求の範囲によって定義される本発明の主旨及び範囲に属する、あらゆる変形、均等物、及び代替物を含むものである。
【００１１】
以下、本発明の実施形態が説明される。図１は、内部燃焼エンジンの形態を持つエンジン１０の一部、及びそれに関連付けられたエンジン制御システム３５の構成を示す概略構成図である。エンジン１０とエンジン制御システム３５とが組み合わされて、エンジンシステムを構成している。
【００１２】
クランクシャフト１１は、複数の歯１３が設けられたクランクシャフトスプロケット歯車１２を有する。使用時には、クランクシャフトスプロケット歯車１２は、矢印Ａの方向にクランクシャフト１１とともに回転する。吸気カムシャフト１４は、複数の歯１６が設けられた吸気カムシャフトスプロケット歯車１５を有する。使用時には、吸気カムシャフト１４は、矢印Ｂの方向に吸気カムシャフトスプロケット歯車１５とともに回転する。排気カムシャフト１７は、複数の歯１９が設けられた排気カムシャフトスプロケット歯車１８を有する。使用時には、排気カムシャフト１７は、矢印Ｃの方向に排気カムシャフトスプロケット歯車１８とともに回転する。
【００１３】
本実施形態では、タイミングチェーン２１が、クランクシャフト１１からクランクシャフトスプロケット歯車１２を介して吸気カムシャフトスプロケット歯車１５、ひいては吸気カムシャフト１４へ、及び排気カムシャフトスプロケット歯車１８、ひいては排気カムシャフト１７へと回転の動きを伝達する回転伝達部材となっている。
【００１４】
使用時には、タイミングチェーン２１が、矢印Ｄの方向に回転する。タイミングチェーン２１は、クランクシャフトスプロケット歯車１２、吸気カムシャフトスプロケット歯車１５及び排気カムシャフトスプロケット歯車１８の歯１３，１６，１９と係合するように構成された輪を備えている。歯１３，１６，１９は、タイミングチェーン２１の複数の輪の各々と係合するように構成されている。
【００１５】
ただし、回転伝達部材は、タイミングチェーン以外の形態を取ることも可能であり、例えば、それは、歯が付けられたタイミングベルトの形態であっても良い。この場合、クランクシャフトスプロケット歯車１２、吸気カムシャフトスプロケット歯車１５及び排気カムシャフトスプロケット歯車１８の歯１３，１６，１９は、歯が付けられたタイミングベルトと係合するように構成される。
【００１６】
図１には、また、吸気バルブタイミングを変化させるための吸気バルブタイミング調整器２０が示されている。吸気バルブタイミング調整器２０は、可変バルブタイミングコントローラ（ＶＶＴＣ）３０によって制御される。なお、この可変バルブタイミングコントローラ３０によって制御される排気バルブタイミング調整器（図示せず）を、吸気バルブタイミング調整器２０に代えて、もしくは吸気バルブタイミング調整器２０に追加して設けても良い。吸気バルブタイミング調整器２０及び可変バルブタイミングコントローラ３０は、例えば米国特許第６５０５５８６号明細書に記載されているような流体技術を用い、適宜な方法で動作され得る。
【００１７】
クランクシャフト角度センサ２２は、クランク角度を検出するように動作し、カムシャフト角度センサ２４は、吸気カム角度を検出するように動作する。クランクシャフト角度センサ２２は、クランクシャフト１１とともに回転する回転基準体、例えばセンサプレート（図示せず）に応じて、所定の時間毎にクランク角度を示すクランク角度信号を出力する。吸気カムシャフト角度センサ２４は、吸気カムシャフト１４とともに回転する回転基準体、例えばセンサプレート（図示せず）に応じて、所定の時間毎に吸気カム角度を示すカム角度信号を出力する。
【００１８】
それらの信号は、種々のエンジンマネジメント機能を実行するエンジンマネジメントシステム（ＥＭＳ）２６に入力される。エンジンマネジメント機能には、バルブタイミングを進角させたり遅角させたりするために、所定範囲においてバルブタイミングを制御する可変バルブタイミングコントローラ３０に制御信号を供給することを含む。エンジンマネジメントシステム２６は、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、専用集積回路など、適宜の形態で実現され得る。
【００１９】
さらに、図１には、本実施形態では、電気的に消去可能、プログラム可能なＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）の形態である、不揮発性メモリ２８と、マネジメント情報ライト（ＭＩＬ）３２とが示されており、それぞれの目的は以下に説明される。
【００２０】
例えば、エンジン稼動の間に、バッテリが切り離されたり、バッテリ上がりが生じた場合など、電源の供給が中断されても、メモリの内容が失われないようにするため、不揮発性メモリ２８が用いられる。マネジメント情報ライト３２は、車両のインストルメントパネルにおいて、エンジンマネジメントシステム２６の警告灯を構成する。
【００２１】
図２は、エンジンマネジメントシステム２６の機能的な構成を示す概略的な機能ブロック図である。以下に、動作、さらに機能構成が、エンジンの始動に次いてエンジンが稼動状態となり、その後、エンジンが停止されるまでの期間である、所定の稼動期間に関連して説明される。なお、エンジンの停止時期に続く、エンジンの再始動は、エンジンの新たな稼動の開始となる。
【００２２】
フェールセーフ制御部４０は、エンジン１０の始動時に、エンジン１０及び／又はエンジンマネジメントシステム２６の完全性をチェックするため、制御機能を実行するように動作する。
【００２３】
ホームポジション制御部４２は、エンジン１０の始動時に動作し、可変バルブタイミングコントローラ３０が、バルブタイミング調整器２０をホームポジションに設定するようにさせる。本実施形態では、ホームポジションが最遅角位置であり、可変バルブタイミングコントローラ３０は、その最遅角位置からカムを進角させる。また、本実施形態では、可変バルブタイミングが固定されたときの最遅角モードの間、カムは最も遅角される。従って、本実施形態では、最遅角位置は固定位置でもある。
【００２４】
ただし、他の構成を採用することも可能である。一般的には、ホームポジションは、例えば最大タイミング遅角位置、最大タイミング進角位置、または固定タイミング位置（例えば、本実施形態の最遅角位置以外の予め定義された設定位置）の１つであっても良い。
【００２５】
カム角度検出器４４は、可変バルブタイミングがホームポジションにあるとき、クランクシャフト角度センサ２２及びカムシャフト角度センサ２４からの信号に応じて、クランクシャフト１１と吸気カムシャフト１４との相対的な回転位置を示すホームポジションカム角度を演算する。ホームポジションカム角度は、ホームポジションにおける、所定のクランク角度に対するカム角度である。ホームポジション制御部４２、クランクシャフト角度センサ２２、カムシャフト角度センサ２４及びカム角度検出器４４は、協働して、現在のエンジン稼動におけるホームポジションカム角度を検出する手段を構成する。
【００２６】
学習制御部４６は、エンジン１０のさらなる運転の間に可変バルブタイミングの制御のために使用される学習値を決定するように動作する。学習制御部４６は、カム角度検出器４４によって決定された現在のエンジン稼動におけるホームポジションカム角度に応じて、現在のエンジン稼動のための学習値４７を決定する。そして、学習制御部４６は、現在の稼動学習値４７を不揮発性メモリ２８に保存された基準学習値４９と比較するように動作する。不揮発性メモリ２８に保存された基準学習値４９は、エンジンの以前の稼動の間に、メモリ２８に記憶された、以前の有効な稼動学習値である。
【００２７】
現在の稼動学習値４７が、所定量未満だけ基準学習値４９と相違する場合、学習制御部４６は、不揮発性メモリ２８に現在の稼動学習値４７を保存し、基準学習値４９と置き換える。現在の稼動学習値４７が所定量未満だけしか基準学習値４９と相違しないならば、その稼動学習値は、有効な稼動学習値であるとみなし得る。なお、置き換えられる基準学習値４９は、オプションとして、診断目的のため学習値の記録を提供すべく、不揮発性メモリ２８内に保持されても良い。そのような記録は、例えば、構成部品の磨耗を突き止めるために用いることができる。各々の稼動時に、基準学習値を更新することによって、バルブタイミングを制御するために使用される学習値は、時間の経過とともに調整され、エンジンの構成部品の磨耗、例えばタイミングチェーンの磨耗を明らかにすることができる。
【００２８】
現在の稼動学習値４７が、所定量を超えて基準学習値４９と相違する場合、その現在の稼動学習値４７は、障害や故障を示す無効な稼動学習値であるとみなされる。従って、個の場合、学習制御部４６は、故障を示すフラグを立て、基準学習値４９と置き換えられるべく、稼動学習値が不揮発性メモリ２８に格納されることを防止又は禁止するとともに、マネジメント情報ライト（ＭＩＬ）３２を点灯させる。故障のフラグが立てられた場合、エンジン１０は即座に停止される。ただし、記憶された基準学習値に基づいて、エンジンの運転を継続することが許容されても良い。さらに、エンジンの運転を継続する場合には、オプションとして、エンジンを損傷することを防止するために、エンジン出力を低下させ、及び／又は故障時のエンジン制御マップを用いることが好ましい。このような状態において、フェールセーフ制御部４０は、フェールセーフ方式で、可変バルブタイミングを制御するように動作することができる。
【００２９】
故障を判断する所定量は、エンジンの完全性の要求、エミッション制御要求などを考慮して決定される。一例として、所定量は、１つのカム歯（又はタイミングチェーンの輪）分のカム角度の非同調を示す閾値である。
【００３０】
１歯に対応するカム角度は、カムシャフトスプロケット歯車の歯数に依存するので、種々の例で変化する。ここで、図面は、単なる概略を示していることに注意されるべきである。異なる歯数が、異なる例において用いられうる。エンジン設計の一例において、５８歯が、カムシャフトスプロケット歯車に設けられることができ、それは、１歯が１２．４°のカム角度に相当することを意味する。別の例では、カムシャフトスプロケット歯車が６０歯を備え、それにより、１歯は、１２°のカム角度（７２０／６０）に相当する。また、さらに別の例では、カムシャフトスプロケット歯車が３６歯を有し、この場合、１歯は、２０°のカム角度に相当する。
【００３１】
学習値における急激な飛躍、すなわちスキップは、例えば、エンジンの最後の稼動以降のエンジンに対する作業における吸気カムシャフトとクランクシャフトの不正確な相対的同調調整の結果である。学習制御部４６の動作は、そのような故障が検出されることを可能にする一方、さらに、通常の構成部品の磨耗を考慮した可変バルブタイミングにすることも可能にする。このように、学習制御部４６は、制御された条件下で、学習値を更新するとともに、その他の条件下では、更新を禁止することを可能にする学習ロジックを提供する。
【００３２】
そして、不揮発性メモリ２８に保存された基準学習値４９は、可変バルブタイミングコントローラ３０に可変バルブタイミングを調整させるべく、バルブタイミング制御部４８によって使用される。基準学習値４９は、基本バルブタイミング値からのオフセットを示している。本実施形態では、カムタイミングである、可変バルブタイミングが、クランク角度に基づいて連続的に計算され、エンジンマネジメントシステム２６が、カム角度を計算するために、カムタイミングとクランクタイミングとを比較し、学習値が、計算されたカム角度から減じられる。それゆえ、本実施形態では、実際のカムタイミングは、（基本タイミング−学習値）となる。その他の例として、（カムタイミング＋学習値）としても良い。従って、バルブタイミング制御部４８は、従来の方式で、動作要求（エンジン速度、負荷等）に従って基本値を演算し、そして、演算した値を基準学習値４９の量だけ調整する。
【００３３】
上述したように、本実施形態では、現在のエンジン稼動に対して計算された稼動学習値４７が、学習制御部４６によって有効であると決定されると、その稼動学習値４７が、基準学習値４９を更新するために使用され、更新された基準学習値４９がバルブタイミング制御部４８によって使用される。もしくは、稼動学習値４７が直接的にバルブタイミング制御部４８によって用いられても良く、基準学習値は、例えば、稼動学習値が有効であるとの決定の直後であったり、エンジン稼動の間であったり、あるいはエンジンが停止されるエンジン稼動の終了時など、現在のエンジン稼動の間のいずれかの適切な時に更新されても良い。
【００３４】
上記の実施形態では、学習値は、基本タイミング値に対する可変バルブタイミング制御の基準ポイントを示すものである。学習制御部４６は、基本カムタイミングに対する変化を反映する学習値の変化を検出することができる。カムシャフトとクランクシャフトとの相互関係が所定量だけ、例えば１歯分、もしくはその他の値だけずれていたならば、学習制御部４６は、学習値における変化から、そのずれた関係を認識することができる。
【００３５】
エンジンの最初の稼動において、基準学習値は、予め格納された所定値とすることができる。もしくは、最初の稼動、すなわち最初のエンジンスタート時に、学習値が決定され、その後、前回値が格納されていないので、比較を行うことなく、その学習値が記憶されても良い。
【００３６】
フェールセーフ制御部４０、ホームポジション制御部４２、カム角度検出器４４、学習制御部４６及びバルブタイミング制御部４８は、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、専用集積回路などから構成されるエンジンマネジメントシステム２６による実行に適したものとして、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアロジック、それらの組み合わせとして具現化され得る。
【００３７】
図３は、カムシャフトとクランクシャフトの同調を監視するための条件をチェックする処理の全体を示すフローチャートである。これは、図２のフェールセーフ制御部によって実行される機能に対応する。図３において、処理はステップ７０から開始される。
【００３８】
ステップ７２において、エンジンマネジメントシステム２６は、冷却水温度が所定の閾値よりも低いことを、少なくとも１つの冷却水温度センサ（図示せず）の出力を用いてチェックし、監視機能が禁止されていないかチェックし、さらに、エンジンが停止されていないかチェックする。もしそれらの条件が満足されていなければ、制御処理は、ステップ７０に戻る。そうでなければ、ステップ７４において、クランクシャフト角度センサ２２及びカムシャフト角度センサ２４の状況がチェックされる。それらのセンサのいずれかもしくは両方が異常である場合、制御処理はステップ７０に戻る。そうでなければ、ステップ７６において、不揮発性メモリ２８の状況がチェックされる。もし不揮発性メモリ２８に異常が生じていれば、処理はステップ７８に進み、不揮発性メモリ２８にデフォルト値がセットされる。そうでなければ、制御処理は図４のステップに進む。
【００３９】
制御処理が、図４のステップに進む前に、図２を参照して説明したように、ホームポジション制御部４２が、可変バルブタイミングコントローラ３０に可変バルブタイミングをホームポジションに設定させる。また、カム角度検出器４４は、可変バルブタイミングがホームポジションにあるときのクランクシャフト角度センサ２２及びカムシャフト角度センサ２４からの信号に応じて、図２を参照して説明したように、現在のエンジン稼動におけるホームポジションカム角度を演算する。
【００４０】
図４及び図５は、図２の学習制御部４６の動作の一例を説明するためのフローチャートであり、ステップ１００から開始される。
【００４１】
ステップ１０２では、学習制御部４６が、可変バルブタイミングの状況をチェックする。その可変バルブタイミングが、最遅角位置の確認を行うための閾値よりも小さい場合には、制御処理はステップ１００に戻る。そうでなければ、ステップ１０４において、学習制御部４６は、カム／クランク遅延カウンタをインクリメントする。
【００４２】
ステップ１０６において、学習制御部４６は、カム／クランク遅延カウンタの現在値をチェックする。もし、カム／クランク遅延カウンタの現在値が、学習値更新が実行されるために十分な時間を与える閾値より小さければ、制御処理はステップ１００に戻る。
【００４３】
そうでなければ、ステップ１０８において、学習制御部４６は、演算された稼動学習値が所定の遅角範囲に属するかどうかチェックする。もし稼動学習値が、所定の遅角範囲外の値であると、ステップ１１０において、遅角異常フラグがセットされ、制御処理はステップ１００に戻る。そうでなければ、ステップ１１２において、学習制御部４６は、演算された稼動学習値が、所定の進角範囲に属するかどうかチェックする。もし稼動学習値が、所定の進角範囲外の値であると、ステップ１１４において、進角異常フラグがセットされ、制御処理はステップ１００に戻る。
【００４４】
そうでなければ、ステップ１１６において、学習制御部４６は、不揮発性メモリ２８に保存された基準学習値から、演算された稼動学習値を減算した結果が基準進角値より大きいもしくは等しいかをチェックする。その減算結果が、基準進角値より大きいもしくは等しい場合、ステップ１１８において、遅角異常フラグがセットされ、制御処理はステップ１００に戻る。
【００４５】
ステップ１１６において、減算結果が、基準進角値よりも小さいと判定されたならば、ステップ１１９において、遅角正常判定遅延カウンタをインクリメントする。次に、ステップ１２０において、学習制御部４６は、不揮発性メモリ２８に保存された基準学習値から、演算された稼動学習値を減算した結果が基準遅角値より小さいもしくは等しいかをチェックする。その減算結果が、基準遅角値より小さいもしくは等しい場合、ステップ１２２において、進角異常フラグがセットされ、制御処理はステップ１００に戻る。
【００４６】
ステップ１２０において、減算結果が、基準遅角値よりも大きいと判定されたならば、ステップ１２４において、進角正常判定遅延カウンタをインクリメントする。遅角正常判定遅延カウンタ及び進角正常判定遅延カウンタは、正常判定がなされることを許可しても良いかどうかを判断するためのものである。僅かな期間であると、異常を誤検出するおそれが生じる。そのため、所定時間が経過してから、正常判定を行うことが許容される。
【００４７】
ステップ１２６では、学習制御部４６が遅角正常判定カウンタの現在値をチェックする。もし、この現在値が閾値（ｖａｌ）より小さければ、制御処理はステップ１００に戻る。そうでなければ、ステップ１２８において、システムは遅角異常を生じずに正常に動作しているので、遅角正常判定フラグがセットされる。
【００４８】
また、ステップ１３０では、学習制御部４６が進角正常判定カウンタの現在値をチェックする。もし、この現在値が閾値（ｖａｌ）より小さければ、制御処理はステップ１００に戻る。そうでなければ、ステップ１３２において、システムは進角異常を生じずに正常に動作しているので、進角正常判定フラグがセットされる。
【００４９】
ステップ１２８，１３２に続いて、ステップ１３４において、学習制御部４６は、遅角及び進角正常判定フラグが１にセットされているかどうかをチェックする。もし、遅角及び進角正常判定フラグが１にセットされていなければ、学習値は更新されるべきではないので、制御処理はステップ１００に戻る。
【００５０】
そうでなければ、ステップ１３６において、学習制御部４６は、遅角及び進角正常判定完了フラグを１にセットする。換言すると、システムが正常であって、進角及び遅角に関する正常判定が満足されると、監視完了を示すフラグがセットされるのである。
【００５１】
ステップ１３８では、エンジンマネジメントシステム２６が、前回の正常判定完了フラグ（ｉ−１）がゼロであって、かつ今回の正常判定完了フラグ（ｉ）が１となっているかどうかを判定する。該当しない場合には、制御処理はステップ１００に戻る。そうでなければ、ステップ１４０において、稼動学習値が不揮発性メモリ２８に格納され、制御処理はステップ１４２で終了する。
【００５２】
このようにして、不揮発性メモリ２８に基準学習値が保存されると、その基準学習値は、可変バルブタイミングコントローラ３０に可変バルブタイミングを調整させるべく、図２を参照して説明されたバルブタイミング制御部４８によって使用されることが可能となる。
【００５３】
図６は、上述したエンジンマネジメントシステム２６の動作例を示す図である。図６は、経時変化や使用によるエンジンや構成部品の磨耗を考慮すべく、（エンジン始動から停止までの）車両の移動毎に１回行われる、有効かつ最新の可変バルブタイミング学習値の不揮発性メモリ２８への更新を示している。車両の各移動の間に、それらの値の差に基づいて正常もしくは異常判定を行うため、最新の可変バルブタイミング学習値が、記憶された基準学習値と比較される。
【００５４】
図７は、ホームポジションとして、最遅角位置を採用した最遅角モードを有する場合の一連の４回の車両の移動を示している。移動１，２，３及び４のそれぞれにおいて、図７では、クランクシャフトの位置とカム学習との間の対比を示すとともに、短い縦方向の点線によって表される公称値（基準値）の両側に、長い縦方向の点線によって表される進角閾値ΔＡｄｖと遅角閾値ΔＲｔｄ（すなわち、変化の閾値）を示している。
【００５５】
移動１及び２においては、観察されるように、正常判定が肯定され、異常判定は否定されている（すなわち、異常は生じていない）。この場合、次の車両の移動において、正常／異常判定に用いることができるように、最新のホームポジションカムタイミングが保持されて、不揮発性メモリ２８（本例では、ＥＥＰＲＯＭ）が更新される。上述した例では、稼動学習値は、格納されて可変バルブタイミング制御に用いられるとともに、次回の移動において、基準学習値として使用される。
【００５６】
図７は、その図示の基礎として、移動２と３との間で、メンテナンスが実行され、タイミングチェーンの再組み付け時に、カムタイミングの非同調が生ずるような作業ミスが発生したことが想定されている。この場合、移動３に示されるように、カムタイミングの進角が発生し、そのタイミングの変化は、進角閾値ΔＡｄｖ（すなわち、以前に格納されたカムタイミングに対する、進角タイミング方向へ許容される最大変化）を超える。そのため、移動３において、正常判定は否定され、異常判定は、異常状態となり、それに応答して、マネジメント情報ライトがオンされる。また、基準カムタイミングの異常は否定される（異常なし）。この場合、不揮発性メモリ２８（本例では、ＥＥＰＲＯＭ）は更新されず、以前のホームポジションカムタイミング（上記の例では、以前の基準学習値）が、次の移動時に正常／異常判定に使用される。その車両が顧客に返却されてしまうリスクを低減するために、１回の移動でのロジックが使用される。
【００５７】
移動４の前に、エンジンに対して再作業が行われたと想定する。すると、移動４の間の正常／異常判定において、移動３においては該当する値が格納されなかったので、移動２から得られたホームポジションカムタイミング（上記の例では、以前の基準学習値）が使用される。再作業によって、カムタイミングの非同調が訂正されたものとする。すると、移動１，２のように、正常判定は肯定され、異常判定は否定される（異常なし）。この場合、不揮発性メモリ２８（本例では、ＥＥＰＲＯＭ）が更新され、次回の移動の間の正常／異常判定に用いることができるように、最新のホームポジションカムタイミング（上記の例では、稼動学習値）が保存される。
【００５８】
以上の通り、クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、可変カムタイミング装置を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジンのためのエンジン制御システムが説明された。このエンジン制御システムは、第１の時間におけるホームポジションを示すカム角度の第１の値と、第２の時間におけるホームポジションを示すカム角度の第２の値との偏差を検出する手段を含む。また、エンジン制御システムは、偏差の発生を記憶する手段を含む。比較された値の偏差が、閾値を超えたことが検出された場合、異常状態が検出され、マネジメント情報ライトが点灯される。この場合、比較のために記憶された値は更新されない。
【００５９】
エンジン制御は、このように、クランクシャフトと、クランクシャフトとカムシャフトとの間の回転伝達機構において、カムタイミング可変機能を備えた少なくとも１本のカムシャフトとを有するエンジに適用される。第１の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第１の値が、より早い第２の時間におけるホームポジションでのカム角度を示す第２の値と比較される。比較された値の偏差が閾値を超えないことが検出された場合、第１の値が引き続き行われる比較において用いられるように記憶される。
【００６０】
説明した例では、最初のエンジン稼動、すなわち最初のエンジンスタート時に、学習値が決定され、その後、記憶される。引き続くエンジンスタート時に、再度、学習値が決定され、スタート後の設定時点において、以前のエンジン稼動時の学習値が参照される。現在のエンジン稼動における学習値と以前のエンジン稼動における学習値との差が所定量、例えばカムスプロケット歯車の１歯分の角度よりも大きい場合には、異常処理が開始され、それにより、異常フラグがセットされ、運転者に対して問題が生じていることを示すためにマネジメント情報ライトが点灯される。このような異常状態が検出された場合には、現在の学習値は、規格範囲外であって、記憶には不適切であるとみなされるので、メモリ２８に記憶されない。
【００６１】
エンジンについての異常が訂正され、次回、エンジンがスタートされると、新しく演算された学習値が、異常な学習値は記憶されなかったので、その異常な学習値ではない、以前に記憶された学習値と比較される。新しいエンジンスタートにおける学習値と以前に記憶された学習値との差が許容誤差内である、正常なエンジンの再スタートにおいて、マネジメント情報ライトは点灯されず、また通常のエンジンマネジメントシステムの性能が回復する。
【００６２】
不揮発性メモリに学習値を記憶することにより、例えば、車両のバッテリがメンテナンス中に切断されるなど、メモリへの電源が切断され、再接続された後であっても、学習値を利用することが可能となる。
【００６３】
上述した例では、学習値は、各々のエンジンスタート後に（”移動“あたり１回）、再計算され、基本カムタイミングがエンジンスタート時に確立される。この例において、エンジンがスタートしたとき、エンジンマネジメントシステムが、可変バルブタイミングコントローラにより、強制的にバルブタイミングを、本例における基本位置である最遅角位置にさせる。このとき、可変バルブタイミングコントローラは、バルブタイミングの進角をゼロにする。その基本位置が例えば１０秒など所定時間の間セットされたときに基本タイミングを確立するために、タイミングが計測される。学習値として用いられるのは、この基本タイミングである。
【００６４】
カムタイミングが、進角によって正常状態の下で計算されるとき、その学習値が、エンジンマネジメントシステムが動作する間ずっと、カム位置を計算するために用いられる。時間のずれが発生したか計算するための適切な時間がエンジンスタートに続いて設定される。
【００６５】
上記の実施形態はかなり詳細に説明されたが、一旦、本開示内容が理解されると、当業者にとって多くの変形例や部分的な修正例が明らかになる。各請求項は、そのような変形例や修正例及びそれらの均等物を含むものと解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】エンジンシステムの概略図である。
【図２】エンジン制御システムの一例による機能構成の概略図である。
【図３】図２のエンジン制御システムの作動方法の一例の一部を示すフローチャートである。
【図４】図２のエンジン制御システムの作動方法の一例の一部を示すフローチャートである。
【図５】図２のエンジン制御システムの作動方法の一例の一部を示すフローチャートである。
【図６】図２のエンジン制御システムの作動の一例を示す図である。
【図７】図２のエンジン制御システムの、さらなる作動の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０  エンジン
１１  クランクシャフト
１２  クランクシャフトスプロケット歯車
１４  カムシャフト
１５  吸気カムシャフトスプロケット歯車
２０  吸気バルブタイミング調整器
２１  タイミングチェーン
２２  クランクシャフト角度センサ
２４  カムシャフト角度センサ
２６  エンジンマネジメントシステム
２８  不揮発性メモリ
３０  可変バルブタイミングコントローラ
３２  マネジメント情報ライト
３５  エンジン制御システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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