(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸から吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも何れか一方を開閉する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記駆動軸または前記従動軸の何れか一方を所定角度範囲内で相対回転自在な油圧式の可変バルブタイミング制御機構と、
前記駆動軸の回転角を検出する駆動軸回転角検出手段と、
前記従動軸の回転角を検出する従動軸回転角検出手段と、
前記駆動軸回転角検出手段で検出された前記駆動軸の回転角と前記従動軸回転角検出手段で検出された前記従動軸の回転角との位相差である相対回転角を算出する相対回転角演算手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記駆動軸の回転角と前記従動軸の回転角との目標とする位相差である目標相対回転角を算出する目標相対回転角演算手段と、
前記相対回転角演算手段で算出された前記相対回転角と前記目標相対回転角演算手段で算出された前記目標相対回転角との偏差に応じて制御回転角を算出し、前記可変バルブタイミング制御機構により前記駆動軸または前記従動軸を相対回転する相対回転角制御手段と、
前記可変バルブタイミング制御機構の作動油への空気の混入条件を検出したときには、故障と誤診断されることがないように、前記可変バルブタイミング制御機構に対する前記目標相対回転角を遅角側に補正する相対回転角補正手段と
を具備することを特徴とする内燃機関用バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも何れか一方の開閉タイミングを運転状態に応じて変更自在な油圧式の内燃機関用バルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関用バルブタイミング制御装置では、吸・排気バルブの開閉タイミングを可変するため、油圧制御により作動角一定のままカム位相差を可変制御自在なカムプーリをカムシャフト前段に取付け、機関回転数や機関負荷に応じて吸気バルブの開閉タイミングを切換える可変バルブタイミング制御機構が実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の可変バルブタイミング制御機構では、その作動状態を作動油の油圧によって故障診断が行われている。すると、油圧に異常がなくても正常動作しないような場合における診断ができないこととなり、十分な診断機能を有しているとは言えなかった。
【０００４】
そこで、このような場合に対処するため、クランクシャフトとカムシャフトとの位相差によって可変バルブタイミング制御機構の作動状態を診断する手法として、特許第２５９０３８４号公報にて開示されたものが知られている。
【０００５】
ところで、可変バルブタイミング制御機構の作動油に空気が混入した場合、この空気の体積変化によって可変バルブタイミング制御機構に供給される作動油の油圧上昇が不足気味となり正常な作動が損なわれることとなる。このような可変バルブタイミング制御機構の作動不良は、前述のような診断では、作動油供給機構や可変バルブタイミング制御機構の故障と誤診断されてしまうという不具合があった。即ち、このとき、実際には作動油供給機構や可変バルブタイミング制御機構が故障している訳ではないのである。
【０００６】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、可変バルブタイミング制御機構の作動不良を正確に診断することが可能な内燃機関用バルブタイミング制御装置の提供を課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の内燃機関用バルブタイミング制御装置によれば、相対回転角補正手段で可変バルブタイミング制御機構の作動油への空気の混入条件が検出されたときには、可変バルブタイミング制御機構の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように目標相対回転角が遅角側に補正される。これにより、可変バルブタイミング制御機構の作動油への空気の混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができるという効果が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００１５】
〈参考例１〉図１は参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用したダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す概略構成図である。
【００１６】
図１において、１０は内燃機関であり、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１からチェーン１２を介して一対のチェーンスプロケット１３，１４に駆動力が伝達される。このクランクシャフト１１と同期して回転される一対のチェーンスプロケット１３，１４には従動軸としての一対のカムシャフト１５，１６が配設され、これらのカムシャフト１５，１６によって図示しない吸気バルブ及び排気バルブが開閉駆動される。
【００１７】
クランクシャフト１１にはクランクポジションセンサ２１、カムシャフト１５にはカムポジションセンサ２２がそれぞれ配設されている。このクランクポジションセンサ２１から出力されるパルス信号θ1 及びカムポジションセンサ２２から出力されるパルス信号θ2 はＥＣＵ（Electronic Control Unit:電子制御装置）３０に入力される。
【００１８】
なお、ＥＣＵ３０は、周知の中央処理装置としてのＣＰＵ、制御プログラムを格納したＲＯＭ、各種データを格納するＲＡＭ、Ｂ／Ｕ（バックアップ）ＲＡＭ、入出力回路及びそれらを接続するバスライン等からなる論理演算回路として構成されている。
【００１９】
ＥＣＵ３０には、これらの信号の他に内燃機関１０の運転状態に対応する吸気圧センサ（図示略）からの吸気圧ＰＭ、水温センサ（図示略）からの冷却水温ＴＨＷ等の各種センサ信号が入力されており、後述のクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実相対回転角ＡＶＴＡ及び目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される。また、クランクポジションセンサ２１からのパルス信号θ1 に基づき機関回転数ＮＥが算出される。そして、ＥＣＵ３０からの駆動信号によりＯＣＶ（Oil-flow Control Valve：油圧制御弁）としてのスプールバルブ４０のリニアソレノイド４１がＤuty(デューティ比）制御され、油タンク４５内の油がポンプ４６により供給油通路４７を通って一方のカムシャフト１５に設けられた可変バルブタイミング制御機構（Variable Valve Timming Control Mechanism：以下、『ＶＶＴ』と記す）５０（図１の斜線部）に圧送される。このＶＶＴ５０に供給される油の油量が調整されることで、カムシャフト１５がチェーンスプロケット１３、即ち、クランクシャフト１１に対し所定の位相差を有して回転自在であり、カムシャフト１５が目標相対回転角ＡＶＴＴに設定可能である。なお、ＶＶＴ５０からの油は排出油通路４８を通って油タンク４５内に戻される。また、ポンプ４６の出口側の供給油通路４７にはＶＶＴ５０に圧送される作動油の油圧を検出する油圧センサ４９が配設され、その油圧センサ４９からの油圧Ｐoil 信号がＥＣＵ３０に入力されている。
【００２０】
ここで、クランクシャフト１１が１回転してクランクポジションセンサ２１からのパルス数がＮ個発生するとき、カムシャフト１５の１回転でカムポジションセンサ２２からのパルス数がＮ個発生するようにする。また、カムシャフト１５のタイミング変換角最大値をθmax °ＣＡ（Crank Angle:クランク角）とすると、Ｎ＜（３６０／θmax ）となるようにパルス数Ｎを設定する。これによって、実相対回転角ＡＶＴＡの算出時、クランクポジションセンサ２１のパルス信号θ1 と、このパルス信号θ1 の次に続いて発生するカムポジションセンサ２２のパルス信号θ2 とを使用することができる。
【００２１】
次に、参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ故障診断の処理手順を示す図２のフローチャートに基づき、図３を参照して説明する。ここで、図３は機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2〕とをパラメータとして目標相対回転角ＡＶＴＴ〔°ＣＡ〕を算出するマップである。なお、このＶＶＴ故障診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。
【００２２】
図２において、まず、ステップＳ１０１で、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「０」にクリアされる。次にステップＳ１０２に移行して、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕等が読込まれる。次にステップＳ１０３に移行して、ステップＳ１０２で読込まれたクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 からクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実際の位相差である実相対回転角ＡＶＴＡ（＝θ1 −θ2 ）が算出される。次にステップＳ１０４に移行して、ステップＳ１０２で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３参照）。
【００２３】
次にステップＳ１０５に移行して、ステアリングホイール（図示略）が中立位置から左右何れかに回転されており、Ｐ／Ｓ  ＳＷ（パワーステアリングスイッチ）がＯＮ（オン）状態であるかが判定される。ステップＳ１０５の判定条件が成立し、ステアリングホイールが中立位置から左右何れかに回転されているときにはステップＳ１０６に移行し、車速が予め設定された所定車速ＫＶＣＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ１０６で、車両が所定車速ＫＶＣＩＲを越え旋回状態であると判定されたときにはＶＶＴ５０の作動油へのエア（空気）の混入条件が成立するとして、ＶＶＴ５０に対する故障処理を実行することなく本ルーチンを終了する。
【００２４】
一方、ステップＳ１０５の判定条件が成立せず、ステアリングホイールが中立位置の近傍またはステップＳ１０６の判定条件が成立せず、車両が所定車速ＫＶＣＩＲ以下であるときには、ステップＳ１０７に移行し、ステップＳ１０３で算出された実相対回転角ＡＶＴＡとステップＳ１０４で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が予め設定された所定角度ＫＶＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ１０７の判定条件が成立せず、偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡ以下であるときにはＶＶＴ５０による追従動作が良好であるとしてステップＳ１０１に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００２５】
ステップＳ１０７の判定条件が成立し、実相対回転角ＡＶＴＡと目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡを越えているときにはＶＶＴ５０による追従動作が不良であるとしてステップＳ１０８に移行し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ１０９に移行して、ステップＳ１０８でカウントされた作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが予め設定された所定時間ＫＴＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ１０９の判定条件が成立せず、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えていないときにはステップＳ１０２に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００２６】
そして、ステップＳ１０９の判定条件が成立し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えるとＶＶＴ５０が実際に故障状態にあると診断されステップＳ１１０に移行し、ＶＶＴ５０の故障処理として警告ランプ（図示略）の点灯処理等が実行され、本ルーチンを終了する。
【００２７】
このように、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、クランクシャフト１１の回転角θ１を検出する駆動軸回転角検出手段としてのクランクポジションセンサ２１と、カムシャフト１５の回転角θ２を検出する従動軸回転角検出手段としてのカムポジションセンサと、クランクポジションセンサ２１で検出されたクランクシャフト１１の回転角θ１に対するカムポジションセンサ２２で検出されたカムシャフト１５の回転角θ２との位相差、即ち、カムシャフト１５の実相対回転角ＡＶＴＡを算出するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角演算手段と、内燃機関１０の運転状態に応じてクランクシャフト１１の回転角θ１とカムシャフト１５の回転角θ２との目標とする位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴを算出するＥＣＵ３０にて達成される目標相対回転角演算手段と、前記相対回転角演算手段で算出された実相対回転角ＡＶＴＡと前記目標相対回転角演算手段で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差に応じて制御回転角としての駆動力を算出し、ＶＶＴ５０によりカムシャフト１５を相対回転するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角制御手段と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する故障診断を禁止するＥＣＵ３０にて達成される故障診断禁止手段とを具備するものである。
【００２８】
したがって、故障診断禁止手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因でＶＶＴ５０に対するフィードバック制御における故障と誤診断されることがないように故障診断が禁止される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときにはＶＶＴ５０に対するフィードバック制御における故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００２９】
また、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置が、ＶＶＴ５０に対するフィードバック制御を行わないシステムであるとすると、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する故障診断を禁止するＥＣＵ３０にて達成される故障診断禁止手段とを具備するものと見做すことができる。
【００３０】
このものでは、故障診断禁止手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように故障診断が禁止される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００３１】
そして、本参考例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が旋回中とするものである。即ち、車両が旋回中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が旋回中においては故障診断が禁止されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００３２】
ところで、上記参考例では、Ｐ／Ｓ  ＳＷがＯＮ、かつ、車速が所定車速を越えているときに車両が旋回状態であると判定しているが、これに限定されるものではなく、横Ｇセンサによる車両にかかる横方向の加速度、ステアリングホイールの操舵角、機関回転数、機関負荷等を用いて車両の旋回状態を判定するようにしてもよい。
【００３３】
〈実施例１〉
図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ遅角補正の処理手順を示すフローチャートである。なお、このＶＶＴ遅角補正ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００３４】
図４において、まず、ステップＳ２０１で、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕等が読込まれる。次にステップＳ２０２に移行して、ステップＳ２０１で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３に示すマップ参照）。次にステップＳ２０３に移行して、ステアリングホイール（図示略）が中立位置から左右何れかに回転されており、Ｐ／Ｓ  ＳＷ（パワーステアリングスイッチ）がＯＮ（オン）状態であるかが判定される。ステップＳ２０３の判定条件が成立し、ステアリングホイールが中立位置から左右何れかに回転されているときにはステップＳ２０４に移行し、車速が予め設定された所定車速ＫＶＣＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ２０４で、車両が所定車速を越えた旋回状態であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとして、ステップＳ２０２で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴに対する補正値ＫＡＶＴＴが１．０より小さな予め設定された補正値ＫＡＶＴＴとされる。
【００３５】
一方、ステップＳ２０３の判定条件が成立せず、ステアリングホイールが中立位置の近傍またはステップＳ２０４の判定条件が成立せず、車両が所定車速以下であるときには、ステップＳ２０６に移行し、目標相対回転角ＡＶＴＴに対する補正値ＫＡＶＴＴが１．０（補正なし）とされる。ステップＳ２０５またはステップＳ２０６の処理ののちステップＳ２０７に移行し、ステップＳ２０２で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴにステップＳ２０５またはステップＳ２０６で設定された補正値ＫＡＶＴＴが乗算されて補正後の目標相対回転角ＡＶＴＴが設定され、本ルーチンを終了する。
【００３６】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、内燃機関１０の駆動軸としてのクランクシャフト１１から吸気バルブを開閉する従動軸としてのカムシャフト１５に駆動力を伝達するチェーン１２等からなる駆動力伝達系に設けられ、カムシャフト１５を所定角度範囲内で相対回転自在なＶＶＴ５０と、クランクシャフト１１の回転角θ1 を検出する駆動軸回転角検出手段としてのクランクポジションセンサ２１と、カムシャフト１５の回転角θ2 を検出する従動軸回転角検出手段としてのカムポジションセンサと、クランクポジションセンサ２１で検出されたクランクシャフト１１の回転角θ1 に対するカムポジションセンサ２２で検出されたカムシャフト１５の回転角θ2 との位相差、即ち、カムシャフト１５の実相対回転角ＡＶＴＡを算出するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角演算手段と、内燃機関１０の運転状態に応じてクランクシャフト１１の回転角θ1 とカムシャフト１５の回転角θ2 との目標とする位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴを算出するＥＣＵ３０にて達成される目標相対回転角演算手段と、前記相対回転角演算手段で算出された実相対回転角ＡＶＴＡと前記目標相対回転角演算手段で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差に応じて制御回転角としての駆動力を算出し、ＶＶＴ５０によりカムシャフト１５を相対回転するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角制御手段と、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を検出したときには、ＶＶＴ５０に対する目標相対回転角ＡＶＴＴを遅角側に補正するＥＣＵ３０にて達成される相対回転角補正手段とを具備するものである。
【００３７】
したがって、相対回転角補正手段を達成するＥＣＵ３０でＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が検出されたときには、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が上昇し難くなることが要因で故障と誤診断されることがないように目標相対回転角ＡＶＴＴが遅角側に補正される。これにより、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入が生じて油圧が上昇し難いときには故障と診断されなくなるため、結果として、実際の作動不良を正確に診断することができる。
【００３８】
また、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が旋回中とするものである。即ち、車両が旋回中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が旋回中においては目標相対回転角ＡＶＴＴが遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００３９】
ところで、上記実施例では、Ｐ／Ｓ  ＳＷがＯＮ、かつ、車速が所定車速を越えているときに車両が旋回状態であると判定しているが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、横Ｇセンサによる車両にかかる横方向の加速度、ステアリングホイールの操舵角、機関回転数、機関負荷等を用いて車両の旋回状態を判定するようにしてもよい。
【００４０】
〈実施例２〉
図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０のＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。なお、このＶＶＴ故障診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５において、まず、ステップＳ３０１で、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「０」にクリアされる。次にステップＳ３０２に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」にクリアされる。次にステップＳ３０３に移行して、各種センサ信号としてクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 、内燃機関１０の運転状態を表す機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕及び吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕等が読込まれる。次にステップＳ３０４に移行して、ステップＳ３０３で読込まれたクランクポジションセンサ２１の出力信号θ1 及びカムポジションセンサ２２の出力信号θ2 からクランクシャフト１１に対するカムシャフト１５の現在の実際の位相差である実相対回転角ＡＶＴＡ（＝θ1 −θ2 ）が算出される。次にステップＳ３０５に移行して、ステップＳ３０３で読込まれた各種センサ信号のうち機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕と吸気圧ＰＭ〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕とから現在の目標位相差である目標相対回転角ＡＶＴＴが算出される（図３に示すマップ参照）。
【００４２】
次にステップＳ３０６に移行して、機関回転数ＮＥがＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件として予め設定された所定回転数ＫＶＡＩＲを越えているかが判定される。ステップＳ３０６で、機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ３０７に移行し、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３０８に移行して、ステップＳ３０７でカウントされた高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが予め設定された所定時間ＫＶＦＩＮＨを越えているかが判定される。ステップＳ３０８で、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが所定時間ＫＶＦＩＮＨを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとして、ＶＶＴ５０に対する故障処理を実行することなくステップＳ３０９に移行し、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが高回転運転後の所定時間を設定する所定値ＫＮＥＨＩＧＨとされ、本ルーチンを終了する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０６で、機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲ以下であるときには、ステップＳ３１０に移行し、高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが「０」にクリアされる。次にステップＳ３１１に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「−１」デクリメントされる。次にステップＳ３１２に移行して、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となったかが判定される。ステップＳ３１２で、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」でなく高回転運転後の所定時間が経過していないときにはＶＶＴ５０に対する故障処理をすることなく本ルーチンを終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ３１２の判定条件が成立し、高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となり高回転運転後の所定時間が経過したときにはステップＳ３１３に移行し、ステップＳ３０４で算出された実相対回転角ＡＶＴＡとステップＳ３０５で算出された目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が予め設定された所定角度ＫＶＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ３１３の判定条件が成立せず、偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡ以下であるときにはＶＶＴ５０による追従動作が良好であるとしてステップＳ３０１に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００４５】
ステップＳ３１３の判定条件が成立し、実相対回転角ＡＶＴＡと目標相対回転角ＡＶＴＴとの偏差の絶対値が所定角度ＫＶＤＴＡを越えているときにはＶＶＴ５０による追従動作が不良であるとしてステップＳ３１４に移行し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ３１５に移行して、ステップＳ３１４でカウントされた作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが予め設定された所定時間ＫＴＤＴＡを越えているかが判定される。ステップＳ３１５の判定条件が成立せず、ＶＶＴ５０の作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えていないときにはステップＳ３０３に戻り同様の処理が繰返し実行される。
【００４６】
そして、ステップＳ３１５の判定条件が成立し、作動不良状態継続時間ＣＶＤＴＡが所定時間ＫＴＤＴＡを越えるとＶＶＴ５０が実際に故障状態にあると診断されステップＳ３１６に移行し、ＶＶＴ５０の故障処理として警告ランプ（図示略）の点灯処理等が実行され、本ルーチンを終了する。
【００４７】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件は、内燃機関１０の機関回転数ＮＥが所定回転数ＫＶＡＩＲを越え高回転状態継続時間ＣＶＴＡＩＲが所定時間ＫＶＦＩＮＨを越える高回転運転中または高回転運転後カウンタＣＮＥＨＩＧＨが「０」となるまでの高回転運転後の所定期間内とするものである。即ち、内燃機関１０が高回転運転中または高回転運転後の所定期間内においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油が霧状となってエアが混入し易く、作動油がエアの混入状態から通常状態に戻るためには所定期間が必要であるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、内燃機関１０が高回転運転中または高回転運転後の所定期間内においては故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００４８】
〈実施例３〉
図６は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０の油圧挙動に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートであり、図７は図６において機関回転数ＮＥ〔ｒｐｍ〕に対応する目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰ〔ｋｇｆ／ｃｍ２〕を算出するマップである。なお、このエア混入診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００４９】
図６において、まず、ステップＳ４０１で、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるときにカウントアップされる油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが「０」にクリアされる。次にステップＳ４０２に移行して、ＶＶＴ５０の作動油の油圧の正常／異常を判定するための所定期間を設定する時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが「０」にクリアされる。次にステップＳ４０３に移行して、ポンプ４６の出口側の供給油通路４７に配設された油圧センサ４９にて検出された実際の油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰを越えているかが判定される。このときの目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰは、ポンプ４６等の特性によって設定される図７に示すマップに基づき機関回転数ＮＥに対応して求められる。ステップＳ４０３の判定条件が成立し、油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰを越えているときにはＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるとしてステップＳ４０４に移行し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが「＋１」インクリメントされる。一方、ステップＳ４０３の判定条件が成立せず、油圧Ｐoil が目標油圧ＴＰＯＩＬＵＰ以下であるときにはステップＳ４０４がスキップされる。
【００５０】
次にステップＳ４０５に移行して、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが「＋１」インクリメントされる。次にステップＳ４０６に移行して、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが予め設定された所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ以上であるかが判定される。ステップＳ４０６の判定条件が成立せず、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ未満であるときには、ステップＳ４０３に戻り同様の処理が繰返し実行される。そして、ステップＳ４０６の判定条件が成立し、時間設定カウンタＣＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ以上となるとステップＳ４０７に移行し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが予め設定された所定値ＫＰＯＩＬＵＰ以上であるかが判定される。この所定値ＫＰＯＩＬＵＰは、ＶＶＴ５０の作動油の油圧が正常であるときに油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定時間ＫＴＯＩＬＵＰ内に到達し得る値に設定されている。
【００５１】
ステップＳ４０７の判定条件が成立し、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定値ＫＰＯＩＬＵＰ以上であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立しないとしてステップＳ４０８に移行し、ＶＶＴ５０に対する通常時の処理が実行され、本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ４０７の判定条件が成立せず、油圧正常カウンタＰＯＩＬＵＰが所定値ＫＰＯＩＬＵＰ未満であるときにはＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ４０９に移行し、ＶＶＴ５０に対するエア混入時の処理として上述のような故障診断禁止または目標相対回転角補正が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５２】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件は、作動油の油圧挙動に基づき設定するものである。即ち、システム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油の油圧挙動が異常であるときには、作動油にエアが混入している可能性が高いため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、ＶＶＴ５０の作動油の油圧挙動に基づき故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００５３】
〈実施例４〉
図８は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵ３０の悪路判定に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。なお、このエア混入診断ルーチンは内燃機関を４気筒とすると、１８０°ＣＡ毎にＥＣＵ３０にて繰返し実行される。また、本実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用した内燃機関とその周辺機器については、上述の参考例１の概略構成図を示す図１と同様であり、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
図８において、ステップＳ５０１で、クランクシャフト１１が１８０°ＣＡ回転するための所要時間ｔ１８０が読込まれる。次にステップＳ５０２に移行して、今回の所要時間ｔ１８０i から前々回の所要時間ｔ１８０i-2 が減算され、悪路判定のための時間偏差Δｔ１８０とされる。この時間偏差Δｔ１８０が所定範囲内にないときには車両が悪路を走行中であると判定できるのである。このため、ステップＳ５０３に移行し、ステップＳ５０２で求められた時間偏差Δｔ１８０が予め設定された所定の下限値ＫＤＲＡＦＬを越え、かつ、予め設定された所定の上限値ＫＤＲＡＦＨ未満であるかが判定される。
【００５５】
ステップＳ５０３の判定条件が成立し、時間偏差Δｔ１８０が下限値ＫＤＲＡＦＬから上限値ＫＤＲＡＦＨまでの範囲内にあるときには、車両が平坦路を走行中であると判定できＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立しないとしてステップＳ５０４に移行し、ＶＶＴ５０に対する通常時の処理が実行され本ルーチンを終了する。一方、ステップＳ５０３の判定条件が成立せず、時間偏差Δｔ１８０が下限値ＫＤＲＡＦＬから上限値ＫＤＲＡＦＨまでの範囲内にないときには車両が悪路を走行中であると判定できＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件が成立するとしてステップＳ５０５に移行し、ＶＶＴ５０に対するエア混入時の処理として上述のような故障診断禁止または目標相対回転角補正が実行され、本ルーチンを終了する。
【００５６】
このように、本実施例の内燃機関用バルブタイミング制御装置は、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入条件を車両が悪路を走行中とするものである。即ち、車両が悪路を走行中においてはシステム全体が正常であってもＶＶＴ５０に供給される作動油のレベルが不安定でエアが混入し易くなるため、ＶＶＴ５０の作動油にエアが混入する条件とされる。これにより、車両が悪路を走行中においては故障診断が禁止または目標相対回転角が遅角側に補正されることとなり、ＶＶＴ５０の作動油へのエアの混入による一時的な作動不良に対する誤診断をなくすことができる。
【００５７】
ところで、上記実施例では、クランクシャフト１１が１８０°ＣＡ回転するための所要時間に基づき悪路判定したが、本発明を実施する場合には、これに限定されるものではなく、車体の加速度を検出するＧセンサや車輪と車体との相対距離を検出するハイト（車高）センサや車輪速センサ等からの出力信号に基づき悪路判定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は参考例１および本発明の実施の形態の第１実施例乃至第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置を適用したダブルオーバヘッドカム式内燃機関とその周辺機器を示す概略構成図である。
【図２】  図２は参考例１にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】  図３は図２における目標相対回転角を算出するマップである。
【図４】  図４は本発明の実施の形態の第１実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ遅角補正の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】  図５は本発明の実施の形態の第２実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵのＶＶＴ故障診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】  図６は本発明の実施の形態の第３実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵの油圧挙動に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】  図７は図６において機関回転数に対応する目標油圧を算出するマップである。
【図８】  図８は本発明の実施の形態の第４実施例にかかる内燃機関用バルブタイミング制御装置で使用されているＥＣＵの悪路判定に基づくエア混入診断の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０  内燃機関
１１  クランクシャフト(駆動軸)
１２  チェーン
１３  チェーンスプロケット
１５  カムシャフト（従動軸）
２１  クランクポジションセンサ
２２  カムポジションセンサ
３０  ＥＣＵ（電子制御装置）
４０  スプールバルブ
４１  リニアソレノイド
４９  油圧センサ
５０  ＶＶＴ（可変バルブタイミング制御機構）
【図１】
0003948069.tif 000002
【図２】
0003948069.tif 000003
【図３】
0003948069.tif 000004
【図４】
0003948069.tif 000005
【図５】
0003948069.tif 000006
【図６】
0003948069.tif 000007
【図７】
0003948069.tif 000008
【図８】
0003948069.tif 000009