JP4297866B2 - 可変動弁機構の診断機能の評価方法及び可変動弁機構の診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構の作動応答を診断する機能を評価する方法及び装置に関する。

特許文献１には、油圧式の可変動弁機構における作動特性の目標値と実際値との偏差を演算し、前記偏差が判定値を超える状態が所定時間以上継続したときに、前記可変動弁機構における作動遅れの発生を診断する技術が開示されている。
特開２０００−０７３７９４号公報

ところで、前記応答遅れの診断が正常に機能していれば、作動遅れが大きくなっている異常を警告することができるが、応答遅れ診断が正常に機能しないと、大きな作動遅れが生じる状態でエンジンが運転されてしまうことになり、特に目標作動特性の切り換えを伴う加減速時の運転性（加速性能，排気性状）を悪化させてしまうという問題が生じる。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構における作動遅れの診断が正常に機能しているか否かを評価できるようにして、応答遅れ診断の信頼性を向上させることを目的とする。

そのため請求項１記載の発明は、エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構の作動応答を診断する診断機能の評価方法であって、可変動弁機構の作動応答を強制的に低下させ、この作動応答を強制的に低下させた状態で可変動弁機構の作動応答を診断し、該作動応答の診断結果に基づいて作動応答の診断機能を評価する構成とした。

また、請求項４記載の発明は、エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構の作動応答を診断する診断装置であって、可変動弁機構の作動応答を強制的に低下させる作動遅れ発生手段と、可変動弁機構の作動応答の遅れを診断する診断手段と、作動遅れ発生手段の作動状態で診断手段が前記可変動弁機構における作動応答の遅れを診断するか否かに基づいて診断手段の機能評価を行う評価手段と、を備えて構成される。

かかる構成によると、可変動弁機構の作動応答を強制的に低下させることで、診断機能が正常であれば応答遅れの発生が診断されるべき状態とし、実際に応答遅れが診断されるか否かによって、診断機能の正常・異常を評価する。

従って、可変動弁機構の応答診断が正しく機能しているか否かを判断でき、応答診断の信頼性を向上させることができる。

請求項２，５記載の発明では、可変動弁機構の制御信号の変化範囲を通常よりも狭い範囲内に制限することで、作動応答を強制的に低下させる構成とした。

かかる構成によると、例えば、油圧式の可変動弁機構であれば、エンジンバルブの作動特性を一方向に変化させるべく油量を増大又は減量するときの油流量が制限されることになり、結果、前記一方向への作動特性の変化に応答遅れが生じることになる。

請求項３，６記載の発明では、可変動弁機構のフィードバック制御におけるゲインを変更することで、作動応答を強制的に低下させる構成とした。

かかる構成によると、可変動弁機構のフィードバック制御のゲインを変更することで、目標の作動特性と実際の作動特性との偏差に対する制御信号の変化が制限され、前記目標の作動特性に向かう応答に遅れが生じることになる。

以下に本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図６は、実施形態における可変動弁機構としての可変バルブタイミング装置（ＶＴＣ）を示すものであり、車両用内燃機関における吸気バルブ側に適用されるものとする。

図に示す可変バルブタイミング装置は、機関のクランクシャフト（図示省略）によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット１と、該カムスプロケット１に対して相対回転可能に設けられたカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてカムスプロケット１内に回転自在に収容された回転部材３と、該回転部材３をカムスプロケット１に対して相対的に回転させる油圧回路４と、カムスプロケット１と回転部材３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構１０とを備えている。

前記カムスプロケット１は、外周にタイミングチェーンが噛合する歯部５ａを有する回転部材５と、該回転部材５の前方に配置されて回転部材３を回転自在に収容したハウジング６と、該ハウジング６の前端開口を閉塞するフロントカバー７と、ハウジング６と回転部５との間に配置されてハウジング６の後端部を閉塞するリアカバー８とから構成され、これら回転部材５とハウジング６及びフロントカバー７，リアカバー８は、４本の小径ボルト９によって軸方向から一体的に結合されている。

前記回転部材５は、略円環状を呈し、周方向の約９０°の等間隔位置に各小径ボルト９が螺着する４つの雌ねじ孔５ｂが前後方向へ貫通形成されていると共に、内部中央位置に後述する通路構成用のスリーブ２５が嵌合する段差径状の嵌合孔１１が貫通形成されている。

更に、前記回転部材５の前端面には、前記リアカバー８が嵌合する円板状の嵌合溝１２が形成されている。

また、前記ハウジング６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の９０°位置には、４つの隔壁部１３が突設されている。

前記隔壁部１３は、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング６の軸方向に沿って設けられて、各両端縁がハウジング６の両端縁と同一面になっていると共に、基端側には、小径ボルト９が挿通する４つのボルト挿通孔１４が軸方向へ貫通形成されている。

更に、各隔壁部１３の内端面中央位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝１３ａ内に、コ字形のシール部材１５と該シール部材１５を内方へ押圧する板ばね１６が嵌合保持されている。

前記フロントカバー７は、中央の比較的大径なボルト挿通孔１７が穿設されていると共に、前記ハウジング６の各ボルト挿通孔１４と対応する位置に４つのボルト孔１８が穿設されている。

また、リアカバー８は、後端面に前記回転部材５の嵌合溝１２内に嵌合保持される円板部８ａを有していると共に、中央にスリーブ２５の小径な円環部２５ａが嵌入する嵌入孔８ｃが穿設され、更に、前記ボルト挿通孔１４に対応する位置に４つのボルト孔１９が同じく形成されている。

前記カムシャフト２は、シリンダヘッド２２の上端部にカム軸受２３を介して回転自在に支持され、外周面の所定位置に、バルブリフターを介して吸気バルブを開動作させるカム（図示省略）が一体に設けられていると共に、前端部にはフランジ部２４が一体に設けられている。

前記回転部材３は、フランジ部２４と嵌合穴１１にそれぞれ前後部が嵌合した前記スリーブ２５を介して軸方向から挿通した固定ボルト２６によってカムシャフト２の前端部に固定されており、中央に前記固定ボルト２６が挿通するボルト挿通孔２７ａを有する円環状の基部２７と、該基部２７の外周面周方向の９０°位置に一体に設けられた４つのベーン２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄとを備えている。

前記第１〜第４ベーン２８ａ〜２８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部１３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン２８ａ〜２８ｄの両側と各隔壁部１３の両側面との間に、進角側油圧室３２と遅角側油圧室３３を構成する。

また、各ベーン２８ａ〜２８ｄの外周面の中央に軸方向に切欠された保持溝２９にハウジング６の内周面６ａに摺接するコ字形のシール部材３０と該シール部材３０を外方に押圧する板ばね３１がそれぞれ嵌着保持されている。

前記ロック機構１０は、前記回転部材５の嵌合溝１２の外周側所定位置に形成された係合溝２０と、前記係合溝２０に対応した前記リアカバー８の所定位置に貫通形成されて、内周面がテーパ状の係合孔２１と、該係合孔２１に対応した前記１つのベーン２８の略中央位置に内部軸方向に沿って貫通形成された摺動用孔３５と、該１つのベーン２８の前記摺動用孔３５内に摺動自在に設けられたロックピン３４と、該ロックピン３４の後端側に弾装されたばね部材であるコイルスプリング３９と、ロックピン３４と摺動用孔３５との間に形成された受圧室４０とから構成されている。

前記ロックピン３４は、中央側の中径状の本体３４ａと、該本体３４ａの先端側に略先細り円錐状に形成された係合部３４ｂと、本体３４ａの後端側に形成された段差大径状のストッパ部３４ｃとから構成されている。

そして、ストッパ部３４ｃの内部凹溝３４ｄの底面とフロントカバー７の内端面との間に弾装された前記コイルスプリング３９のばね力によって係合孔２１方向へ付勢されるようになっていると共に、前記本体３４ａとストッパ部３４ｃとの間の外周面及び摺動用孔３５の内周面との間に形成された受圧室４０内の油圧によって、係合孔２１から抜け出る方向に摺動するようになっている。

また、この受圧室４０は、前記ベーン２８の側部に形成された通孔３６によって前記遅角側油圧室３３に連通している。

また、ロックピン３４の係合部３４ｂは、回転部材３の最大遅角側の回動位置において係合部３４ｂが係合孔２１内に係入するようになっている。

前記油圧回路４は、進角側油圧室３２に対して油圧を給排する第１油圧通路４１と、遅角側油圧室３３に対して油圧を給排する第２油圧通路４２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路４１，４２には、供給通路４３とドレン通路４４とがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁４５を介して接続されている。

前記供給通路４３には、オイルパン４６内の油を圧送するオイルポンプ４７が設けられている一方、ドレン通路４４の下流端がオイルパン４６に連通している。

前記第１油圧通路４１は、シリンダヘッド２２内からカムシャフト２の軸心内部に形成された第１通路部４１ａと、固定ボルト２６内部の軸線方向を通って頭部２６ａ内で分岐形成されて第１通路部４１ａと連通する第１油路４１ｂと、頭部２６ａの小径な外周面と回転部材３の基部２７内に有するボルト挿通孔２７ａの内周面との間に形成されて第１油路４１ｂに連通する油室４１ｃと、回転部材３の基部２７内に略放射状に形成されて油室４１ｃと各進角側油圧室３２に連通する４本の分岐路４１ｄとから構成されている。

一方、第２油圧通路４２は、シリンダヘッド２２内及びカムシャフト２の内部一側に形成された第２通路部４２ａと、前記スリーブ２５の内部に略Ｌ字形状に折曲形成されて第２通路部４２ａと連通する第２油路４２ｂと、回転部材５の嵌合孔１１の外周側孔縁に形成されて第２油路４２ｂと連通する４つの油通路溝４２ｃと、リアカバー８の周方向の約９０°の位置に形成されて、各油通路溝４２ｃと遅角側油圧室３３とを連通する４つの油孔４２ｄとから構成されている。

前記電磁切換弁４５は、内部のスプール弁体が各油圧通路４１，４２と供給通路４３及びドレン通路４４ａ，４４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっていると共に、エンジンコントロールユニット４８からの制御信号によって切り換え作動されるようになっている。

具体的には、図４〜図６に示すように、シリンダブロック４９の保持孔５０内に挿通固定された筒状のバルブボディ５１と、該バルブボディ５１内の弁孔５２に摺動自在に設けられて流路を切り換えるスプール弁体５３と、該スプール弁体５３を作動させる比例ソレノイド型の電磁アクチュエータ５４とから構成されている。

前記バルブボディ５１は、周壁の略中央位置に前記供給通路４３の下流側端と弁孔５２とを連通する供給ポート５５が貫通形成されていると共に、該供給ポート５５の両側に前記第１，第２油圧通路４１，４２の他端部と弁孔５２とを連通する第１ポート５６及び第２ポート５７がそれぞれ貫通形成されている。

また、周壁の両端部には、両ドレン通路４４ａ，４４ｂと弁孔５２とを連通する第３，第４ポート５８，５９が貫通形成されている。

前記スプール弁体５３は、小径軸部の中央に供給ポート５５を開閉する略円柱状の第１弁部６０を有していると共に、両端部に第３，第４ポート５８，５９を開閉する略円柱状の第２，第３弁部６１，６２を有している。

また、スプール弁体５３は、前端側の支軸５３ａの一端縁に有する傘部５３ｂと弁孔５２の前端側内周壁に有するスプリングシート５１ａとの間に弾装された円錐状の弁ばね６３によって、図中右方向、つまり第１弁部６０で供給ポート５５と第２油圧通路４２とを連通する方向に付勢されている。

前記電磁アクチュエータ５４は、コア６４，移動プランジャ６５，コイル６６，コネクタ６７などを備え、移動プランジャ６５の先端に前記スプール弁体５３の傘部５３ｂを押圧する駆動ロッド６５ａが固定されている。

前記エンジンコントロールユニット４８は、機関回転速度を検出する回転センサ１０１や機関の吸入空気量を検出するエアフローメータ１０２からの信号によって現在の運転状態（機関負荷，機関回転速度）を検出すると共に、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号によってカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置、即ち、クランクシャフトに対するカムシャフト２の回転位相を検出する。

前記エンジンコントロールユニット４８は、前記電磁アクチュエータ５４に対する通電量をデューティ制御信号に基づいて制御する。

例えば、エンジンコントロールユニット４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比０％の制御信号（ＯＦＦ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力で図４に示す位置、つまり、最大右方向に移動する。

これによって、第１弁部６０が供給ポート５５の開口端５５ａを開成して第２ポート５７と連通させると同時に、第２弁部６１が第３ポート５８の開口端を開成すると共に、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する。

このため、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、供給ポート５５，弁孔５２，第２ポート５７，第２油圧通路４２を通って遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油が、第１油圧通路４１，第１ポート５６，弁孔５２，第３ポート５８を通って第１ドレン通路４４ａからオイルパン４６内に排出される。

従って、遅角側油圧室３３の内圧が高、進角側油圧室３２の内圧が低となって、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｂを介して最大一方向に回転する。

これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは一方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気バルブの開時期が遅くなり、排気バルブとのオーバーラップが小さくなる。

一方、エンジンコントロールユニット４８から電磁アクチュエータ５４にデューティ比１００％の制御信号（ＯＮ信号）を出力すると、スプール弁体５３が弁ばね６３のばね力に抗して図６に示すように左方向へ最大に摺動して、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止すると同時に、第４弁部６２が第４ポート５９を開成すると共に、第１弁部６０が、供給ポート５５と第１ポート５６とを連通させる。

このため、作動油は、供給ポート５５、第１ポート５６、第１油圧通路４１を通って進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油が第２油圧通路４２、第２ポート５７、第４ポート５９、第２ドレン通路４４ｂを通ってオイルパン４６に排出され、遅角側油圧室３３が低圧になる。

従って、回転部材３は、ベーン２８ａ〜２８ｄを介して他方向へ最大に回転し、これによって、カムスプロケット１とカムシャフト２とは他方側へ相対回動して位相が変化し、この結果、吸気バルブの開時期が早くなり（進角され）、排気バルブとのオーバーラップが大きくなる。

前記エンジンコントロールユニット４８は、第１弁部６０が供給ポート５５を閉止し、かつ、第３弁部６１が第３ポート５８を閉止し、かつ、第４弁部６２が第４ポート５９を閉止する位置となるデューティ比をベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとする一方、クランク角センサ１０３及びカムセンサ１０４からの信号に基づいて検出されるカムスプロケット１とカムシャフト２との相対回動位置（回転位相）と、運転状態に応じて設定した前記相対回動位置（回転位相）の目標値（目標進角値）とを一致させるためのフィードバック補正分ＵＤＴＹを設定する。

そして、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹとフィードバック補正分ＵＤＴＹとの加算結果を最終的なデューティ比ＶＴＣＤＴＹとし、該デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制御信号を電磁アクチュエータ５４に出力するようにしてある。

尚、前記ベースデューティ比ＢＡＳＥＤＴＹは、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９が共に閉止され、いずれの油圧室３２，３３でも油の給排が行われないデューティ比範囲の略中央値（例えば５０％）に設定されている。

つまり、前記相対回動位置（回転位相）を遅角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が減少され、オイルポンプ４７から圧送された作動油が遅角側油圧室３３に供給されると共に、進角側油圧室３２内の作動油がオイルパン４６内に排出されるようになる。

逆に、前記相対回動位置（回転位相）を進角方向へ変化させる必要がある場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹによりデューティ比が増大され、作動油が進角側油圧室３２内に供給されると共に、遅角側油圧室３３内の作動油がオイルパン４６に排出されるようになる。

そして、前記相対回動位置（回転位相）を現状の状態に保持する場合には、前記フィードバック補正分ＵＤＴＹの絶対値が減ることで、ベースデューティ比付近のデューティ比に戻るよう制御され、供給ポート５５，第３ポート５８，第４ポート５９の閉止（油圧の給排の停止）により各油圧室３２，３３の内圧を保持するように制御される。

前記エンジンコントロールユニット４８は、上記のように機関運転状態に応じた目標進角値となるように、電磁アクチュエータ５４に出力するデューティ制御信号のデューティ比を、前記目標進角値と実際の進角値との偏差に基づく比例・積分・微分制御によってフィードバック制御すると共に、可変バルブタイミング装置における応答遅れの診断を行う機能を有している。

即ち、エンジンコントロールユニット４８が診断手段としての機能を備えている。

前記応答遅れの診断は、例えば、目標進角値がステップ変化してから実際の進角値が目標進角値に収束するまでに要した時間、目標進角値と実際の進角値との偏差が所定以上である状態の継続時間、目標進角値がステップ変化した直後における実際の進角値の変化速度などに基づいて行われる。

前記応答遅れ診断の結果として応答遅れの発生が判定された場合には、車両のユーザーに対して、可変バルブタイミング制御装置の故障として警告され、ユーザーにメンテナンスを促すことで、内燃機関の運転性が低下している状態のまま放置されてしまうことを回避する。

ところで、上記の応答診断が正常に機能しないと、応答遅れが発生しているのに、ユーザーに警告するなどの対処を実行させることができず、内燃機関が運転性の悪化した状態で運転されることを有効に回避することができない。

そこで、本実施形態では、後述するようにして、前記応答診断が正常に機能するか否かの評価を行う。

前記応答診断の機能評価を行う場合には、前記エンジンコントロールユニット４８に外部テスターを接続させて、図７のフローチャートに示すようにして、診断機能の評価を実行させる。

図７のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１では、外部テスターから前記エンジンコントロールユニット４８に対して、可変バルブタイミング制御装置の応答を強制的に低下させるモードへの移行を指令する。

前記指令を受けたエンジンコントロールユニット４８では、ステップＳ２においてフィードバックゲインの切り換えを実行する。

前記エンジンコントロールユニット４８におけるゲインの切り換え処理は、図８のフローチャートに示してある。

ステップＳ２１では、応答を強制的に低下させるモードへの移行が指令されたか否かを判別する。

そして、前記指令がない場合には、ステップＳ２２へ進んで、フィードバックゲインとして通常値を選択し、前記指令があると、ステップＳ２３へ進んで、フィードバックゲインとして前記通常値に比べて応答性が低下する値を選択する。

図９に示すように、エンジンコントロールユニット４８では、可変バルブタイミング装置（ＶＴＣ）における目標進角値と実際の進角値との偏差に基づいて、比例成分Ｐ，積分成分Ｉ、微分成分Ｄをそれぞれ演算し、これらの総和をフィードバック補正分ＵＤＴＹとして出力する。

ここで、前記比例成分Ｐ，積分成分Ｉ、微分成分Ｄの演算に用いる比例定数（比例ゲイン），積分定数（積分ゲイン），微分定数（微分ゲイン）として、通常値と強制的に応答遅れを生じさせるための値との２種類が切り換え設定されるようになっており、前記外部テスターから応答を強制的に低下させるモードへの移行を指令する信号が出力された場合には、通常のゲインから強制的に応答遅れを生じさせるためのゲインに切り換える。

例えば、比例ゲイン，積分ゲインを通常よりも小さくすると、偏差に対するフィードバックデューティの変化が小さく制限されることになり、これによって、目標進角値に近づく応答が低下することになる（図１０参照）。

前記応答を強制的に低下させるモードで選択されるゲインは、該ゲインでフィードバック制御を行わせた場合には、他のハードウェア等が正常であっても、応答診断で応答遅れの発生が診断されるような値に設定されている。

前記外部テスターは、応答を強制的に低下させるモードへの移行を指令すると、次いで、ステップＳ３において、エンジンコントロールユニット４８に対し応答診断の実行要求信号を出力する。

応答診断の実行要求信号を受信したエンジンコントロールユニット４８では、ステップＳ４において、応答診断を実行する。

前記ステップＳ４で実行される応答診断の詳細は、図１１のフローチャートに示してある。

ステップＳ４１では、応答診断の要求が発生したか否かを判別し、応答診断の要求が発生していると判断すると、ステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２では、目標進角値がステップ変化してから実際の進角値が目標進角値に収束するまでに要した時間、目標進角値と実際の進角値との偏差が所定以上である状態の継続時間、目標進角値がステップ変化した直後における実際の進角値の変化速度などに基づいて、可変バルブタイミング装置の応答が悪化しているか否かを診断する。

ステップＳ４３では、前記応答診断の結果、可変バルブタイミング装置の応答が正常であると診断されたか否かを判断する。

そして、応答悪化の診断が下された場合には、ステップＳ４４へ進み、応答悪化（可変バルブタイミング装置の故障発生）を警告する警告灯の点灯や応答悪化の診断結果の出力などを行う。

上記のような通常の応答診断を行わせると、図７のフローチャートのステップＳ５では、可変バルブタイミング装置の応答悪化が診断されたか否かを判別する。

前記ステップＳ２で、強制的に応答を悪化させるべくフィードバックゲインを切り換えてあるから、応答診断の機能が正常であれば、応答の悪化が診断されるはずである。

従って、応答が正常であると診断されているときには、応答悪化状態であるのに正常であると誤った診断結果を下したことになり、診断機能が異常であると判断できる。

そこで、ステップＳ４で応答悪化が診断された場合には、ステップＳ５からステップＳ６へ進み、応答診断は正常に機能していると評価して、係る評価結果を出力する。

評価結果の出力は、例えば、外部テスターに備えられた画面上への「診断機能ＯＫ」の文字表示として行われる。

一方、ステップＳ４で応答悪化が診断されなかった場合には、実際には、フィードバックゲインの切り換えによって応答遅れが発生している状況であるのに、診断結果として応答が正常であると判断されたことになるので、ステップＳ５からステップＳ７へ進み、診断機能が異常であると評価して、係る評価結果を出力する。

これにより、診断機能の異常が検知され、診断機能の回復を図ることができるので、診断機能に対する信頼性を向上させることができる。

ところで、上記では、フィードバックゲインを切り換えることで、可変バルブバルブタイミング制御装置の作動応答を強制的に低下させる構成としたが、前記電磁アクチュエータ５４に出力される制御信号のデューティ比ＶＴＣＤＴＹの変化範囲を通常よりも狭い範囲に制限することで、作動応答を強制的に低下させる構成とすることができる。

例えば、通常０〜１００％の範囲でデューティ比ＶＴＣＤＴＹが変化するのに対し、図１２に示すように、３０％〜７０％或いは４０％〜６０％にデューティ比ＶＴＣＤＴＹの変化範囲を狭めると、スプールバルブを介して油圧室に供給される油流量が低下し、また、油圧室からスプールバルブを介してドレンされる油流量が低下する（図１３参照）。

従って、前記可変バルブタイミング装置における応答が進角方向及び遅角方向の双方で遅れることになる。

図１４のフローチャートは、デューティ比ＶＴＣＤＴＹの制限によって強制的に応答遅れを発生させて、応答診断の機能を評価する実施形態を示す。

図１４のフローチャートは、前記図７のフローチャートに対して、ステップＳ２Ａの処理のみが異なる。

ステップＳ２Ａでは、前記デューティ比ＶＴＣＤＴＹを通常よりも狭い範囲内に制限するリミット処理を実行する。

具体的には、図１５のフローチャートに示すように、ステップＳ２１Ａでは、応答を強制的に低下させるモードへの移行が指令されたか否かを判別する。

そして、前記指令がない場合には、そのまま本ルーチンを終了させることで、前記デューティ比ＶＴＣＤＴＹを０〜１００％の範囲で変化させるようにし、前記指令があると、ステップＳ２２Ａへ進んで、前記デューティ比ＶＴＣＤＴＹを通常よりも狭い範囲（例えば３０％〜７０％或いは４０％〜６０％）内に制限するリミット処理を実行する。

上記のように、デューティ比ＶＴＣＤＴＹを通常よりも狭い範囲内に制限するリミット処理を実行することで、可変バルブタイミング装置の応答を強制的に遅らせることになるので、前記フィードバックゲインを切り換える場合と同様に、強制的に応答を遅らせている状態で応答遅れの発生が診断されない場合には、応答診断の機能に異常が生じているものと推定される。

尚、可変動弁機構を上記の油圧式の可変バルブタイミング装置に限定するものではなく、特開２００１−１６４９５１号公報や特開平１０−１５３１０４号公報に開示される、電磁クラッチ（電磁ブレーキ）の摩擦制動によってクランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させる構成の可変バルブタイミング装置や、特開２００１−０１２２６２号公報に開示される、モータによって制御軸を回動させることで、エンジンバルブのバルブリフト量を作動角と共に連続的に変化させる可変動弁機構であっても良く、また、制御信号をデューティ信号に限定するものでもない。

更に、可変動弁機構の制御信号の変化範囲を制限することによって、作動特性の１方向への応答のみが悪化する場合には、前記１方向で応答悪化が診断されたか否かに基づいて、応答診断の機能を評価することができる。

また、可変動弁機構のフィードバック制御を比例・積分・微分制御に限定するものではなく、比例・積分制御，スライディングモード制御などによってフィードバック制御する構成であっても良い。

また、外部テスターを用いることなく、エンジンコントロールユニット４８が診断応答の評価を行う構成とし、更に、ユーザーの運転状態における適当なタイミングでエンジンコントロールユニット４８が診断機能の評価を行う構成とすることができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術思想について、以下にその効果と共に記載する。
（イ）請求項１〜６のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断機能の評価方法又は可変動弁機構の診断装置において、
目標の作動特性になるように前記可変動弁機構をフィードバック制御したときに目標の作動特性に収束するまでに要した時間に基づいて、応答遅れを診断することを特徴とする可変動弁機構の診断機能の評価方法又は可変動弁機構の診断装置。

かかる構成によると、目標への収束時間が長くなったことによって、応答遅れの発生を診断する。

尚、収束時間の判断においては、目標の作動特性のステップ変化幅に応じて収束時間の閾値を変更することが好ましい。
（ロ）請求項１〜６のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断機能の評価方法又は可変動弁機構の診断装置において、
目標の作動特性と実際値との偏差が所定以上である状態の継続時間に基づいて、応答遅れを診断することを特徴とする可変動弁機構の診断機能の評価方法又は可変動弁機構の診断装置。

かかる構成によると、目標の作動特性に対して実際値が近づく速度が遅く、目標の作動特性と実際値との偏差が所定以上である状態が長く続く場合には、応答遅れの発生を診断する。
（ハ）請求項４〜６のいずれか１つに記載の可変動弁機構の診断装置において、
前記診断手段としての機能を有するコントロールユニットに対して、前記評価手段としての機能を有する外部テスターを接続して、前記診断手段の機能評価を行うことを特徴とする可変動弁機構の診断装置。

かかる構成によると、診断機能を評価する必要に応じて外部テスターをコントロールユニットに接続することで、診断機能が正常に機能しているか否かが評価される。

実施の形態における可変バルブタイミング装置を示す断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 上記可変バルブタイミング装置の分解斜視図。 上記可変バルブタイミング装置における電磁切換弁を示す縦断面図。 上記可変バルブタイミング装置における電磁切換弁を示す縦断面図。 上記可変バルブタイミング装置における電磁切換弁を示す縦断面図。 応答診断の評価処理の第１実施形態を示すフローチャート。 前記第１実施形態におけるフィードバックゲインの切り換え処理を示すフローチャート。 実施形態における可変バルブタイミング装置のフィードバック制御を示すブロック図。 フィードバックゲインの切り換えに伴う応答変化を示すタイムチャート。 実施形態における応答診断処理を示すフローチャート。 デューティのリミット処理を示すタイムチャート。 デューティのリミット処理と油流量との相関を示す線図。 応答診断の評価処理の第２実施形態を示すフローチャート。 前記第２実施形態におけるデューティのリミット処理を示すフローチャート。

符号の説明

２…カムシャフト、４…油圧回路、３２…進角側油圧室、３３…遅角側油圧室、４３…供給通路、４４ａ，４４ｂ…ドレン通路、４５…電磁切換弁、４７…オイルポンプ、４８…エンジンコントロールユニット、５３…スプール弁体、５４…電磁アクチュエータ、１０１…回転センサ、１０２…エアフローメータ、１０３…クランク角センサ、１０４…カムセンサ

Claims (6)

1. エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構の作動応答を診断する診断機能の評価方法であって、
   前記可変動弁機構の作動応答を強制的に低下させ、
   前記作動応答を強制的に低下させた状態で前記可変動弁機構の作動応答を診断し、
   該作動応答の診断結果に基づいて前記作動応答の診断機能を評価することを特徴とする可変動弁機構の診断機能の評価方法。
2. 前記可変動弁機構の制御信号の変化範囲を通常よりも狭い範囲内に制限することで、作動応答を強制的に低下させることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の診断機能の評価方法。
3. 前記可変動弁機構のフィードバック制御におけるゲインを変更することで、作動応答を強制的に低下させることを特徴とする請求項１記載の可変動弁機構の診断機能の評価方法。
4. エンジンバルブの作動特性を変更する可変動弁機構の作動応答を診断する診断装置であって、
   前記可変動弁機構の作動応答を強制的に低下させる作動遅れ発生手段と、
   前記可変動弁機構の作動応答の遅れを診断する診断手段と、
   前記作動遅れ発生手段の作動状態で前記診断手段が前記可変動弁機構における作動応答の遅れを診断するか否かに基づいて前記診断手段の機能評価を行う評価手段と、
   を備えたことを特徴とする可変動弁機構の診断装置。
5. 前記作動遅れ発生手段が、前記可変動弁機構の制御信号の変化範囲を通常よりも狭い範囲内に制限することで、作動応答を強制的に低下させることを特徴とする請求項４記載の可変動弁機構の診断装置。
6. 前記作動遅れ発生手段が、前記可変動弁機構のフィードバック制御におけるゲインを変更することで、作動応答を強制的に低下させることを特徴とする請求項４記載の可変動弁機構の診断装置。

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