(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンのカムシャフトタイミング変更装置の不良の検出方法であって、
−  前記エンジンの標準的な動作条件を確認するステップと、
−  所与の期間にわたる過渡変動位相に相当する診断ゾーン（３、５）を特定するステップであって、前記タイミング変更装置の角位置の設定値と前記設定値の１次ローパスデジタルフィルタとの差、および前記位相の特性と所定の閾値との比較に基づいて行われる、ステップと、
−  前記診断ゾーン（３、５）における前記タイミング変更装置の不良を検出するステップであって、前記期間における前記タイミング変更装置の前記角位置の前記設定値と、前記タイミング変更装置の角位置の測定値との差の総和を、あらかじめ定められた閾値と比較することに基づいて行われる、ステップと
を含み、
前記特定ステップが、
−  前記タイミング変更装置の前記角位置の前記設定値と前記１次ローパスデジタルフィルタとの差を計算するステップと、
−  前記所与の期間にわたってその差を積分するステップと、
−  前記計算した積分の値とあらかじめ定められた閾値とを比較するステップと
を含み、
前記計算した積分の値が前記所定の閾値以上である場合は、検出ステップに進むためのものとして診断ゾーン（３、５）が選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記タイミング変更装置の前記角位置がクランク軸角で表されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
角位置の前記過渡変動位相は前記クランク軸角の角偏差２０°から４０°に相当することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記過渡変動位相に該当する前記所与の期間が５秒から１０秒の間であることを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記不良検出ステップが、前記タイミング変更装置の前記角位置の前記設定値と前記タイミング変更装置の前記角位置の前記測定値との差を前記期間の単位時間間隔ごとに計算し、次いで前記診断ゾーン（３、５）の前記期間全体にわたって前記差の総和を取って、前記総和を所定の閾値と比較することによって行われることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記タイミング変更システムの不良が、前記差の総和が前記所定の閾値以上であるときに検出されることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記特定ステップおよび前記不良検出ステップの前記それぞれの計算が、前記車両に搭載された中央演算装置によって実行されることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記タイミング変更装置の前記不良検出ステップが少なくとも２つの別個の診断ゾーン（３、５）を考慮に入れて行われることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カムシャフトのタイミング変更装置の不良検出方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
かかるタイミング変更装置は、より一般的には、ＶＶＴ（英語のＶａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ（可変バルブタイミング））の名称で知られているものに相当する。
【０００３】
今日に至るまで、カムシャフトタイミング変更装置の不良は、退避位置または最高位置での引っかかりなど、大きな不良に限って検出されるのみである。これに関しては、米国特許出願公開第２００８００１１２５６号が、退避位置にあるときのカムシャフトの２つの角位置を、時間を追って比較することにより、タイミング変更装置の不良を検出することができる、エンジン制御システムについて記載している。その２つの位置の間の差が閾値に達するか、または超えたときには、タイミング変更装置は故障と判断される。
【０００４】
環境汚染防止規則の変化とともに、指令の付与と、タイミング変更装置の有効な測定との間の、応答時間が長すぎるといった、カムシャフトタイミング変更システムの、より細かな不良を検出できることが欠かせなくなっている。
【０００５】
ところが、現在利用可能な方法では、工業用途で用いるのに十分な正確性と信頼性をもって、そうした不良を検出することができない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明による方法は、環境汚染防止に関する新しい規則の要件に対応するため、与えられた指令に対する、カムシャフトタイミング変更システムの位置決め不良を、厳密かつ正確に検出するように考案されたものである。
【０００７】
本発明は、車両エンジンのカムシャフトタイミング変更装置の不良の検出方法であって、
−  エンジンの標準的な動作条件を確認するステップと、
−  所与の期間にわたる、大過渡変動段階に該当する診断ゾーンを特定するステップであって、タイミング変更装置の角位置指令と、その指令の１次ローパスデジタルフィルタとの差および、前記段階の特徴と所定の閾値との比較をその拠り所とするステップと、
−  前記診断ゾーンにおける、タイミング変更装置の不良を検出するステップであって、前記期間における、タイミング変更装置の角位置指令と、前記タイミング変更装置の角位置の測定値との差の総和を、あらかじめ定められた閾値と比較することを拠り所とするステップと、
を含むことを特徴とする方法を対象とする。
【０００８】
この方法の原理は、基本的に２つのステップに基づいており、第１のステップは、すべての大きな過渡変動段階のうちから、タイミング変更装置の不良を検出する第２のステップの基盤として働く、診断ゾーンを形成することができる、要求される条件を有する段階を選択するものである。実際、高過渡変動段階は、角タイミング変更装置の不良を検出することを目的として適宜選ばれ得るためには、顕著に長い時間にわたって、タイミング変更装置の大きな角変化を伴って行われるものである必要がある。第１のステップは、タイミング変更装置の角位置指令と、その指令の１次ローパスフィルタとの差に基づき、第２のステップは、前記指令と、前記タイミング変更装置の実角位置の測定値との差に基づく。１次ローパスフィルタは、指令に相当する信号のノイズを滑らかにすることができる。タイミング変更装置の不良の最終診断に、バイアスを与えかねない極端な条件による妨害を受けることのない、通常の環境下でエンジンが動作していることを最初に確認しておくことが重要である。
【０００９】
好適には、特定ステップは以下のステップを含む。
−  タイミング変更装置の角位置指令と、１次ローパスデジタルフィルタとの差を計算するステップ。
−  所与の期間にわたってその差を積分するステップ。
−  計算した積分値と、あらかじめ定められた閾値とを比較するステップ。
【００１０】
所定の閾値と比較することになる高過渡変動段階の特徴は、タイミング変更装置の角位置の指令と、前記指令の１次ローパスデジタルフィルタとの差を、所与の期間について積分することにある。たとえば、高過渡変動段階は、角位置の偏差が５秒から１０秒の期間にわたって２０°超であるときは、診断ゾーンを形成することができる。
【００１１】
好ましくは、検出ステップに進むためのものとして、診断ゾーンが選択されるのは、計算した積分の値が所定の閾値以上である場合である。実際、特定されるあらゆる高過渡変動段階のうち、積分の値が閾値を超える段階のみが、診断ゾーンを形成するものとなり、その診断ゾーンをもとに、タイミング変更装置の不良の検出ステップが行われる。
【００１２】
好適には、タイミング変更装置の角位置はクランク軸角で表す。
【００１３】
好ましくは、角位置の大過渡変動は、クランク軸角の角偏差２０°から４０°に相当する。
【００１４】
好適には、高過渡変動段階に該当する期間は、５秒から１０秒の間である。
【００１５】
好ましくは、不良検出ステップは、タイミング変更装置の角位置指令と、前記タイミング変更装置の角位置の測定値との差を、期間の単位時間間隔ごとに計算し、次いで、診断ゾーンの前記期間全体にわたって前記差の総和を取って、前記総和を所定の閾値と比較することによって行われる。角位置の理論的指令と前記角位置の実測値との差の計算は、所与の期間のそれぞれの単位時間間隔について、前記期間全体がカバーされるようにして行われる。典型的には、単位時間の間隔は数ミリ秒である。
【００１６】
好適には、タイミング変更システムの不良は、差の総和が、前記あらかじめ定められた閾値以上であるときに検出される。
【００１７】
好ましくは、診断ゾーン特定ステップおよび不良検出ステップのそれぞれの計算は、車両に搭載された中央処理装置によって実行される。
【００１８】
本発明による方法の別の好ましい実施形態によれば、タイミング変更装置の不良検出ステップは、少なくとも２つの別個の診断ゾーンを考慮に入れて行われる。実際、タイミング変更装置の不良検出ステップを、ただ１つの診断ゾーンで行うことは、多少なりとも不確実なものとなる可能性がある。そのため、このステップは複数の診断ゾーンで行って、複数の結果によって、前記装置の不良診断を得るようにして、前記診断をめぐる曖昧さが完全に排除されるようにすることでより、厳密を期すものとなり得ると考えられる。
【００１９】
本発明によるタイミング変更装置の不良検出方法は、余計な部品または機器を必要とすることなしに、したがって、車両において顕著な体積増（ｅｎｃｏｍｂｒｅｍｅｎｔ）を生じることなしに、実行できるという利点を有する。この方法はさらに、確実で正確、かつ信頼性のある診断を提案し、車両の運転者に対してリアルタイムで情報を返す（ｒｅｓｔｉｔｕｅｒ）という利点を有する。
【００２０】
以下では、本発明による、タイミング変更装置の不良検出方法の好ましい一実施形態について、図１ないし４を参照しながら詳細な説明を行う。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による方法の、各ステップを示したブロックダイアグラムである。
【図２】タイミング変更装置の角変化と時間の関係を示したグラフであって、角位置の指令と、それに対応する角位置の測定値を比較することができるグラフである。
【図３】適正なタイミング変更システムについて、図２のグラフの、あるゾーンを拡大した図である。
【図４】不良のあるタイミング変更システムについて、図２のグラフの、あるゾーンを拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明による方法は、たとえば、自動車車両の中央処理装置などであることができるプロセッサによって、自動的に実施される。本発明による方法のすべてのステップは、前記車両の運転者による対処が求められることなしに、このプロセッサによって、系統的かつ自動的に進められる。
【００２３】
図１を見ると、本発明による方法には、車両のエンジンが標準的な動作条件のもとにあることを確認するものである予備ステップが、組み込まれている。実際、たとえば非常に高温であるなど、エンジンが極端な環境のもとで動作しなければならないような場合には、とりわけ、タイミング変更装置の熱膨張によって、その動作および／またはその制御操作が不自然に妨げられる可能性があり、本発明による方法で提案される結果が、それによって信頼性のないものとなりかねない。
【００２４】
前記方法は、タイミング変更装置の不良を検出する、その後のステップの基盤となることができる、少なくとも１つの潜在的診断ゾーンを特定することができる第１のステップを含む。このステップは、タイミング変更装置の角位置指令の時間変化と、その指令の１次ローパスフィルタの時間変化とを追跡して、強い過渡変動の段階を見つけ出すものである。時間のスケールは、それぞれが、たとえば５秒から１０秒の間で定められた単位期間によって分割され、強過渡変動段階が見つかったところで、タイミング変更装置の角位置指令と、前記指令の１次ローパスフィルタとの差が計算される。強過渡変動段階は、たとえば２０°ないし３０°のクランク軸角の角偏差などに相当する。実際、タイミング変更装置の角位置はクランク軸角で表される。
【００２５】
次いで、その差が単位期間にわたって積分される。タイミング変更装置の角位置の大きな過渡変動が十分に長い時間にわたる場合は、指令およびその指令のローパスフィルタによって代表される２つの使用変数は互いに発散する。
【００２６】
次いで、この積分の値が所定の閾値と比較される。
−  積分の値がこの閾値を下回るときは、その強過渡変動段階は、タイミング変更装置の起こりうる不良を検出するための診断ゾーンを形成することはできない。その場合、それ以降の強過渡変動段階について特定ステップが繰り返される。
−  その値が前記閾値以上となるときは、その強過渡変動段階が、タイミング変更装置の起こりうる不良を検出できる診断ゾーンとなる。
【００２７】
診断ゾーンが、顕著に長い時間にわたる強い過渡変動によって画定されるものであることは、強調しておく必要がある。たとえば、そうした診断ゾーンは、クランク軸角の角偏差が５秒ないし１０秒にわたって２０°超であることに相当する。そのような強い過渡変動事例は、低回転での強い加速の際に遭遇するものである可能性があり、その間、タイミング変更装置は、顕著に長い時間にわたって、実際に異なる角位置を経由して、ある動作位置から別の動作位置に移行する。
【００２８】
第１のステップで、少なくとも１つの診断ゾーンが特定されたならば、本発明による方法は、タイミング変更装置の起こりうる不良を検出する第２のステップを実施する。実際、第１のステップで特定されたそれぞれの診断ゾーンは、前記第２のステップの基盤として働く。この第２のステップは、本方法の第１のステップで選択された診断ゾーンに関して、前記第１のステップで対象とされた単位期間を構成する時間単位ごとに、タイミング変更装置の角位置指令と前記タイミング変更装置の角位置の測定値との差を計算するものである。実際、たとえば５秒または１０秒であることができる単位期間は、たとえば１０マイクロ秒であることができる時間単位にさらに分割され、前記差の計算は前記時間単位ごとに行われる。
【００２９】
次いで、それらの差がすべて加算され、第１のステップで得られた、診断ゾーンの単位期間に相当する当該の単位期間全体にわたってそれらの差の総和を得る。
【００３０】
次いで、その総和の値があらかじめ定められた閾値と比較され、
−  この総和の値がその閾値を下回れば、タイミング変更装置は適正であると判断され、改めて、診断ゾーンを特定するために本発明による方法が再開され、
−  その総和の値が前記閾値以上であれば、タイミング変更装置は不良であると判断される。
【００３１】
タイミング変更装置の不良診断を強化するため、複数の診断ゾーンを順次考慮することが可能であり、その場合には、前記診断ゾーンを処理し終えてからでなければ、前記最終診断は有効とはならない。
【００３２】
タイミング変更装置の不良を検出する第２のステップは、一般に中央処理装置によって第１のステップと同時に実行される。
【００３３】
図２は、タイミング変更装置の角位置が複数回にわたって大きな振幅で、しかも３５秒前後と、十分に長い時間にわたって変化するゾーンである、強過渡変動ゾーン１の例を示したものである。タイミング変更装置の角位置の測定値に相当する曲線は、指令に相当する曲線と比べると、わずかながら右側にずれており、指令に対して測定値にわずかな遅れがあることを示している。
【００３４】
図３は、図１のグラフに示されている強過渡変動の、第１のゾーンの一部によって形成され得るものを、２つのサブゾーン２、３に切り分けた第１の仮想区間である。この２つのサブゾーンはそれぞれ１０秒間続く。この２つのサブゾーンのうち、経過順に、１番目２は、不十分な長さの時間にわたる高過渡変動に該当するものであり、そのため、それをもとにタイミング変更システムの起こりうる不良を検出できるような診断ゾーンを形成することはできない。それに対して、経過順に、２番目のサブゾーン３は十分に長い時間にわたる高過渡変動に該当するものであり、診断ゾーンを形成することができる。この２番目のサブゾーン３では、角位置の測定値は、前記角位置の指令に対して一定してわずかにずれている。本方法のこの第２のステップを進めることで、この場合は、この２番目のサブゾーン３をもとに、タイミング変更装置が適正であると結論づけることができよう。
【００３５】
図４は、図１のチャートに示されている強過渡変動の第１のゾーンの一部によって形成され得るものを２つのサブゾーン４、５に切り分けた第２の仮想区間である。この２つのサブゾーンはそれぞれ１０秒間続く。この２つのサブゾーンのうち、経過順に、１番目４は、不十分な長さの時間にわたる高過渡変動に該当するものであり、それをもとにタイミング変更システムの起こりうる不良を検出する、第２のステップを行えるような診断ゾーンを形成することはできない。それに対して、経過順に、２番目のサブゾーン５は十分に長い時間にわたる高過渡変動に該当するものであり、診断ゾーンとなることができる。この２番目のサブゾーン５では、角位置の測定値は前記角位置の指令に対して不規則に大きくずれている。本方法のこの第２のステップを進めることで、この場合は、タイミング変更装置が不良であると結論づけることができよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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