JP2010077850A - バルブの位相判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブの位相が目標の位相まで変化したことを精度良く判定する。
【解決手段】ＥＣＵは、インテークバルブの位相が目標の位相まで変化するように制御し、インテークバルブの位相を予め定められた時定数で平滑化した平滑値evtbsmを算出し、実際の位相から平滑値evtbsmを減算した値に基づく更新量edlvtbsmと判定しきい値とを比較することによってインテークバルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定し、エンジンの温度に応じて、判定しきい値を変更する。
【選択図】図７

Description

本発明は、バルブの位相判定装置に関し、特に、エンジンに設けられた可変バルブタイミング機構により位相が変更されるバルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定する技術に関する。

従来より、吸気バルブもしくは排気バルブが開閉する位相（クランク角）を運転状態に応じて変更するＶＶＴ（Variable Valve Timing）が知られている。一般的に、ＶＶＴにおいては吸気バルブや排気バルブを開閉させるカムシャフトをスプロケットなどに対して相対的に回転させることにより位相を変更する。

広く普及しているＶＶＴでは、カムシャフトは油圧により回転される。また、カムシャフトを電動モータなどのアクチュエータにより回転するＶＶＴが実用化されている。カムシャフトを電動モータにより回転するＶＶＴにおいては、バルブの位相を電動モータの作動量（累積回転数）などから検出することが可能である。

ところが、電動モータの作動量からカムシャフトの位相を検出するようにすると、何等かの外乱の影響により、電動モータの作動量から検出される位相と実際の位相とが異なり得る。そこで、たとえば定期的にバルブの位相を機械的に定まる最も遅い位相まで変化させ、このときの電動モータの作動量を学習することなどによって、検出される位相と実際の位相との誤差を修正することが必要である。

特開２００７−２７０７５４号公報（特許文献１）は、所定タイミングへ開閉タイミングを変更するようにアクチュエータの作動指示を生成して学習動作を実行するとともに、開閉タイミングが所定タイミングへ到達したことに応答して回転タイミングの基準タイミングを学習する可変バルブタイミング装置を開示する。この公報に記載の可変バルブタイミング装置においては、開閉タイミングの変化量が略零となったときに、開閉タイミングが所定タイミングへ到達したことが検出される。
特開２００７−２７０７５４号公報

しかしながら、たとえばエンジンの温度（冷却水の温度）が低い状態においてＶＶＴの動作速度が鈍くなると、位相の変化が完了していなくても、位相の変化量が略零になり得る。したがって、位相の変化量が略零となったときにバルブの位相が目標の位相に到達したと判定すると、位相の変化が完了していなくても、エンジンの温度が低い状態において位相が目標の位相まで変化したと誤って判定し得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、バルブの位相が目標の位相まで変化したことを精度良く判定することができるバルブの位相判定装置を提供することである。

第１の発明に係るバルブの位相判定装置は、エンジンに設けられた可変バルブタイミング機構により位相が変更されるバルブの位相判定装置である。この位相判定装置は、バルブの位相が目標の位相まで変化するように制御するための手段と、しきい値を用いて、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定するための判定手段と、エンジンの温度に応じて、しきい値を変更するための変更手段とを備える。

この構成によると、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定するために用いられるしきい値が、エンジンの温度に応じて変更される。これにより、可変バルブタイミング機構の動作速度に応じた最適なしきい値を用いて、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定することができる。たとえば、エンジンの温度が低い場合には高い場合に比べて、位相の変化量がより小さくなった場合にバルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するようにしきい値が変更される。すなわち、可変バルブタイミング機構の動作速度が遅い場合は速い場合に比べて、位相の変化量がより小さくなった場合にバルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するようにしきい値が変更される。そのため、位相の変化が完了していない場合において、位相が目標の位相まで変化したと誤って判定し難くすることができる。その結果、バルブの位相が目標の位相まで変化したことを精度良く判定することができるバルブの位相判定装置を提供することができる。

第２の発明に係るバルブの位相判定装置は、第１の発明の構成に加え、バルブの位相を平滑化した平滑値を算出するための算出手段をさらに備える。判定手段は、バルブの位相と平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段を含む。

この構成によると、バルブの位相を平滑化した平滑値を利用して、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かが判定される。平滑値は、実際の位相に対して遅れて変化する。したがって、実際の位相の変化量が大きいと、実際の位相と平滑値との差が大きくなる。逆に、実際の位相の変化量が小さいと、実際の位相と平滑値との差が小さくなる。したがって、実際の位相と平滑値との差が小さいと、平滑値が位相に追いついた状態、すなわち、実際の位相が目標の位相まで到達した状態であるといえる。そこで、バルブの位相とバルブの位相を平滑化した平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定される。これにより、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを精度よく判定することができる。

第３の発明に係るバルブの位相判定装置においては、第２の発明の構成に加え、算出手段は、バルブの位相を第１の時定数で平滑化した第１の平滑値を算出するための手段と、バルブの位相を第１の時定数よりも小さい第２の時定数で平滑化した第２の平滑値を算出するための手段とを含む。判定手段は、バルブの位相と第１の平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段と、バルブの位相と第２の平滑値との差がバルブの位相と第１の平滑値との差よりも早くしきい値より小さくなる場合、バルブの位相と第２の平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段とを有する。

この構成によると、バルブの位相と第１の平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定される。ところが、バルブの位相が素早く変化した場合には、バルブの位相が目標の位相に到達していても、バルブの位相と第１の平滑値との差がしきい値より小さくなるまでに長い時間が必要になり得る。そこで、バルブの位相を第１の時定数よりも小さい第２の時定数で平滑化した第２の平滑値を利用して、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かが判定される。すなわち、第１の平滑値よりも実際の位相に対する遅れが小さい第２の平滑値を利用して、バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かが判定される。バルブの位相と第２の平滑値との差がバルブの位相と第１の平滑値との差よりも早くしきい値より小さくなる場合、バルブの位相と第２の平滑値との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定される。これにより、バルブの位相が目標の位相まで変化したことを速やかに判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

＜第１の実施の形態＞
図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位相判定装置を搭載した車両のエンジンについて説明する。

エンジン１０００は、「Ａ」バンク１０１０と「Ｂ」バンク１０１２とに、それぞれ４つの気筒（シリンダ）からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。

エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。

空気は、吸気通路１０３２を通ってシリンダ１０４０に導入される。空気は、シリンダ１０４０（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。

燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。

シリンダ１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１０７０により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１０８０押し下げられ、クランクシャフト１０９０が回転する。

シリンダ１０４０の頭頂部には、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０が設けられる。インテークバルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。エキゾーストバルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０とエキゾーストカムシャフト１１３０とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。

インテークバルブ１１００は、インテークカムシャフト１１２０に設けられたインテーク用ＶＶＴ機構２０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。

本実施の形態においては、インテークカムシャフト１１２０がインテーク用ＶＶＴ機構２０００により回転されることにより、インテークバルブ１１００の位相が制御される。また、インテークバルブ１１００の位相は、インテーク用ＶＶＴ機構２０００の構造に応じて機械的に制限される範囲内で変化し得る。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。また、インテークバルブ１１００に加えて、エキゾーストバルブ１１１０の位相（開閉タイミング）を変更するようにしてもよい。

インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、電動モータ２０４０（図１において図示せず）により作動する。電動モータ２０４０は、ＥＣＵ４０００により制御される。電動モータ２０４０の電流や電圧は電流計（図示せず）および電圧計（図示せず）により検知され、ＥＣＵ４０００に入力される。

エンジン１０００には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００に加えて、気筒休止機構３０００が設けられる。気筒休止機構３０００は、たとえば、ロッカーアームがカムに追従して動かないように、ロッカーアームをカムに対してフリーにすることによって、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の上下動を休止する。

インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の上下動が休止されることによって、複数の気筒のうちの一部の気筒において吸気および排気を休止する気筒休止運転が行なわれる。たとえば、８つの気筒のうち、「Ｂ」バンク１０１２の気筒のみにおいて、吸気および排気が休止される。なお、吸気および排気を休止する気筒はこれらに限らない。

インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の上下動が休止された場合には、インジェクタ１０５０からの燃料噴射ならびに点火プラグ１０６０による点火が停止される。

なお、気筒休止運転については、周知の技術を利用すればよいため、ここではさらなる詳細な説明は繰り返さない。

ＥＣＵ４０００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数（エンジン回転数ＮＥ）およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ４０００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号が入力される。

さらに、ＥＣＵ４０００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。

ＥＣＵ４０００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ１１００の位相、エキゾーストバルブ１１１０の位相などを制御する。

本実施の形態において、ＥＣＵ４０００は、図２に示すように、エンジン回転数ＮＥと負荷ＫＬとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ１１００の位相を決定する。インテークバルブ１１００の位相を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。

以下、インテーク用ＶＶＴ機構２０００についてさらに説明する。図３に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、スプロケット２０１０、プレート２０２０、減速機２０３０、および電動モータ２０４０から構成される。

スプロケット２０１０は、チェーン等を介してクランクシャフト１０９０に連結される。スプロケット２０１０の回転数は、クランクシャフト１０９０の２分の１の回転数である。スプロケット２０１０の回転軸と同心軸で、スプロケット２０１０に対して相対的に回転可能であるように、インテークカムシャフト１１２０が設けられる。

プレート２０２０は、ピン２０５０によりインテークカムシャフト１１２０に連結される。プレート２０２０は、スプロケット２０１０の内部において、インテークカムシャフト１１２０と一体的に回転する。なお、プレート２０２０とインテークカムシャフト１１２０とを一体的に形成するようにしてもよい。

プレート２０２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転すると、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転し、インテークバルブ１１００の位相が変更される。

プレート２０２０には、プレート２０２０と減速機２０３０とを連結するための凹部２０２２が、減速機２０３０側の面において複数設けられる。

減速機２０３０は、外歯ギヤ２０３２および内歯ギヤ２０３４から構成される。外歯ギヤ２０３２は、スプロケット２０１０と一体的に回転するように、スプロケット２０１０に対して固定される。

内歯ギヤ２０３４には、プレート２０２０の凹部２０２２に収容される凸部２０３６が複数形成される。内歯ギヤ２０３４は、電動モータ２０４０の出力軸の軸心２０４４に対して偏心して形成されたカップリング２０４２の偏心軸２０４６を中心に回転可能に支持される。

図３におけるＡ−Ａ断面を、図４に示す。内歯ギヤ２０３４は、複数の歯のうちの一部の歯が外歯ギヤ２０３２と噛合うように設けられる。電動モータ２０４０の出力軸回転数がスプロケット２０１０の回転数と同じである場合は、カップリング２０４２および内歯ギヤ２０３４は外歯ギヤ２０３２（スプロケット２０１０）と同じ回転数で回転する。この場合、プレート２０２０がスプロケット２０１０と同じ回転数で回転し、インテークバルブ１１００の位相が保持される。

電動モータ２０４０により、カップリング２０４２が、軸心２０４４を中心に外歯ギヤ２０３２に対して相対的に回転されると、内歯ギヤ２０３４全体が軸心２０４４を中心に回転（公転）するとともに、内歯ギヤ２０３４が偏心軸２０４６を中心に自転する。内歯ギヤ２０３４の回転運動により、プレート２０２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転せしめられ、インテークバルブ１１００の位相が変更される。

インテークバルブ１１００の位相は、電動モータ２０４０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数（電動モータ２０４０の作動量）が、減速機２０３０において減速されることにより変化する。なお、電動モータ２０４０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数を増速してインテークバルブ１１００の位相を変更するようにしてもよい。

スプロケット２０１０には、プレート２０２０の可動範囲を制限するストッパが設けられている。インテークバルブ１１００の位相は、ストッパにより機械的に制限される範囲内で変化し得る。

図５を参照して、ＥＣＵ４０００の機能について説明する。なお、以下に説明する機能は、ソフトウェアにより実現するようにしてもよく、ハードウェアにより実現するようにしてもよい。

ＥＣＵ４０００は、制御部４００２と、算出部４００４と、判定部４００６と、変更部４００８とを備える。

制御部４００２は、インテークバルブ１１００の位相が目標の位相まで変化するように制御する。より具体的には、制御部４００２は、エンジン１０００を始動する際に、インテークバルブ１１００の位相が機械的に制限される最も遅い位相（最遅角位相）まで変化するように制御する。

算出部４００４は、インテークバルブ１１００の位相を予め定められた時定数で平滑化した平滑値evtbsmを算出する。平滑値evtbsmは、下記の式１に従って算出される。なお、式１中、evtbsm(i)は平滑値evtbsmの今回値を示す。evtbsm(i-1)は平滑値evtbsmの前回値を示す。evtは、インテークバルブ１１００の実際の位相を示す。

evtbsm(i)＝evtbsm(i-1)+(evt-evtbsm(i-1))/時定数・・・(1)
式１から明らかなように、平滑値evtbsmは、「(evt-evtbsm(i-1))/時定数」で表わされる更新量edlvtbsmで繰り返し更新することによって算出される。すなわち、平滑値evtbsmは、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差に基づく更新量edlvtbsmで繰り返し更新することによって算出される。また、インテークバルブ１１００の位相を遅角する際には、「evt-evtbsm(i-1)」が負値になる。なお、式１は一例であって、平滑値evtbsmを算出する方法はこれに限らない。

判定部４００６は、図６に示すように、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きいと、インテークバルブ１１００の位相が目標の位相まで変化したと判定する。本実施の形態においては、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される。また、零以下の値が判定値しきい値として設定される。

ここで、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmは、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差を時定数で除算することにより算出される。また、インテークバルブ１１００の位相を遅角する際には、「evt-evtbsm(i-1)」が負値になる。さらに、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差とは、インテークバルブ１１００の実際の位相から平滑値evtbsmを減算した値の絶対値を意味する。さらに、判定値しきい値は零以下の値である。

したがって、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きいことは、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差が、しきい値（判定しきい値と時定数との積の絶対値）よりも小さいことを意味する。

すなわち、判定部４００６は、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差が、しきい値よりも小さいと、インテークバルブ１１００の位相が目標の位相まで変化したと判定する。

変更部４００８は、エンジン１０００の温度に応じて、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差と比較されるしきい値を変更する。

より具体的には、変更部４００８は、エンジン１０００の水温に応じて、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmと比較される判定しきい値を変更する。

たとえば、エンジン１０００の水温が低い場合には高い場合に比べて、位相の変化量がより小さくなった場合にインテークバルブ１１００の位相が目標の位相まで変化したと判定するように判定しきい値が変更される。図７に示すように、エンジン１０００の水温が低い場合には高い場合に比べて、判定しきい値が大きくされる（判定しきい値の絶対値が小さくされる）。

したがって、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmと比較される判定しきい値が大きくなることによって、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差と比較されるしきい値が小さくされる。すなわち、エンジン１０００の水温が低い場合には高い場合に比べて、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差と比較されるしきい値が小さくされる。なお、しきい値の補正方法はこれに限らない。

図８を参照して、ＥＣＵ４０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ４０００は、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化するように制御する。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ４０００は、インテークバルブ１１００の位相を平滑化した平滑値evtbsmを算出する。Ｓ１０４にて、ＥＣＵ４０００は、エンジン１０００の水温に応じて、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmと比較される判定しきい値を変更（設定）する。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ４０００は、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きいか否か、すなわち、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差がしきい値よりも小さいかを判定する。平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きいと（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ４０００は、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、ＥＣＵ４０００による処理について説明する。

たとえば、エンジン１０００の始動時において、インテークバルブ１１００の最遅角位相の学習を行なうために、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化するように制御される（Ｓ１００）。

インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したか否かを判定するため、インテークバルブ１１００の位相を平滑化した平滑値evtbsmが算出される（Ｓ１０２）。

平滑値evtbsmは、実際の位相に対して遅れて変化する。また、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmは、実際の位相から平滑値evtbsmを減算することにより算出され、位相が遅角される場合には、更新量edlvtbsmが負値になる。

したがって、実際の位相の変化量が大きいと、更新量edlvtbsmが小さくなる（実際の位相と平滑値evtbsmとの差が大きくなる）。逆に、実際の位相の変化量が小さいと、更新量edlvtbsmが大きくなる（実際の位相と平滑値evtbsmとの差が小さくなる）。

したがって、更新量edlvtbsmが大きいと（実際の位相と平滑値evtbsmとの差が小さいと）、平滑値evtbsmが位相に追いついた状態、すなわち、実際の位相が最遅角位相まで到達した状態であるといえる。

そこで、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きいと（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、すなわち、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差がしきい値よりも小さいと、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される（Ｓ１０８）。

ところが、エンジン１０００の水温が低い状態、すなわちエンジン１０００の潤滑油の温度が低い状態では、インテーク用ＶＶＴ機構の動作速度が遅くなり得る。この場合、図９に示すように、位相が最遅角位相まで変化していなくても、インテークバルブ１１００の実際の位相と平滑値evtbsmとの差が小さくなり、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmが判定しきい値よりも大きくなり得る。この場合、位相が最遅角位相まで変化していなくても、位相が最遅角位相まで変化したと誤って判定し得る。

そこで、平滑値evtbsmの更新量edlvtbsmと比較される判定しきい値が、エンジン１０００の水温に応じて変更される（Ｓ１０４）。たとえば、エンジン１０００の水温が低い場合は高い場合に比べて、判定しきい値が大きくされる。これにより、インテーク用ＶＶＴ機構２０００の動作速度に応じた最適な判定しきい値を用いて、インテークバルブ１１００の位相が目標の位相まで変化したか否かを判定することができる。そのため、位相が最遅角位相まで変化していない場合において、位相が最遅角位相まで変化したと誤って判定し難くすることができる。その結果、インテークバルブ１１００の位相が目標の最遅角位相まで変化したことを精度良く判定することができる。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、時定数の異なる２つの平滑値evtbsmを算出し、２つの平滑値evtbsmのうちのいずれか一方の平滑値evtbsmが判定しきい値よりも大きくなると、位相が最遅角位相まで変化したと判定される点で、前述の第１の実施の形態と相違する。その他の構造については、前述の第１の実施の形態と同じである。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

図１０を参照して、本実施の形態におけるＥＣＵ４０００の算出部４０１４は、インテークバルブ１１００の位相を第１時定数で平滑化した第１平滑値evtbsm1と、インテークバルブ１１００の位相を第１時定数よりも小さい第２時定数で平滑化した第２平滑値evtbsm2を算出する。

第１平滑値evtbsm1ならびに第２平滑値evtbsm2は、それぞれ、式１と同様の下記の式２ならびに式３に従って算出される。

evtbsm1(i)＝evtbsm1(i-1)+(evt-evtbsm1(i-1))/第１時定数・・・(2)
evtbsm2(i)＝evtbsm2(i-1)+(evt-evtbsm2(i-1))/第２時定数・・・(3)
判定部４０１６は、図１１に示すように、通常は、時定数が大きい第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1が判定しきい値よりも大きいと、すなわちインテークバルブ１１００の位相と第１平滑値evtbsm1との差がしきい値より小さいと、バルブの位相が最遅角位相まで変化したと判定する。

一方、時定数が小さい第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が、第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1よりも早く判定しきい値よりも大きくなる場合、第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が判定しきい値よりも大きくなると、バルブの位相が最遅角位相まで変化したと判定される。

すなわち、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がインテークバルブ１１００の位相と第１平滑値evtbsm1との差よりも早くしきい値より小さくなる場合、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がしきい値より小さいと、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される。

図１２に示すように、実際の位相の変化量が大きいために、第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が、判定しきい値よりも小さい値として定められた速度判定しきい値より小さくなる場合、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がインテークバルブ１１００の位相と第１平滑値evtbsm1との差よりも早くしきい値より小さくなると判定される。

したがって、速度判定しきい値より小さい第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が算出されたという履歴がある場合、第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が判定しきい値よりも大きくなると、バルブの位相が最遅角位相まで変化したと判定される。

図１３を参照して、本実施の形態においてＥＣＵ４０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。なお、前述の第１の実施の形態と同じ処理については、同じステップ番号を付してある。したがって、ここではそれらの詳細な説明は繰り返さない。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ４０００は、インテークバルブ１１００の位相を第１時定数で平滑化した第１平滑値evtbsm1、ならびにインテークバルブ１１００の位相を第１時定数よりも小さい第２時定数で平滑化した第２平滑値evtbsm2を算出する。

Ｓ２０２にて、ＥＣＵ４０００は、速度判定しきい値よりも小さい第２平滑値evtbsm2の更新量delvtbsm2が算出された履歴があるか否かを判断する。速度判定しきい値よりも小さい更新量delvtbsm2が算出された履歴があると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、処理はＳ２０４に移される。もしそうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ２０６に移される。

Ｓ２０４にて、ＥＣＵ４０００は、第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が判定しきい値よりも大きいか否か、すなわち、インテークバルブ１１００の実際の位相と第２平滑値evtbsm2との差がしきい値よりも小さいかを判定する。第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が判定しきい値よりも大きいと（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０４にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

Ｓ２０６にて、ＥＣＵ４０００は、第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1が判定しきい値よりも大きいか否か、すなわち、インテークバルブ１１００の実際の位相と第１平滑値evtbsm1との差がしきい値よりも小さいかを判定する。第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1が判定しきい値よりも大きいと（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８に移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ１００に戻される。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、ＥＣＵ４０００による処理について説明する。

インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化するように制御されると（Ｓ１００）、インテークバルブ１１００の位相を第１時定数で平滑化した第１平滑値evtbsm1、ならびにインテークバルブ１１００の位相を第１時定数よりも小さい第２時定数で平滑化した第２平滑値evtbsm2が算出される（Ｓ２００）。

通常時は、時定数が大きい第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1が判定しきい値よりも大きいと（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される（Ｓ１０８）。

ところが、図１４に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００の動作速度が速い場合、すなわち、位相の変化量が大きい場合には、時定数が大きいことが原因で実際の位相と第１平滑値evtbsm1との差が大きくなり得る。この場合、位相が最遅角位相まで変化した後にも、第１平滑値evtbsm1の更新量edlvtbsm1が判定しきい値よりも長い間大きくなり得る。したがって、位相が最遅角位相まで変化しているにもかかわらず、位相が最遅角位相まで変化したと判定するのに要する時間が長くなり得る。

そこで、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がインテークバルブ１１００の位相と第１平滑値evtbsm1との差よりも早くしきい値より小さくなる場合、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がしきい値より小さい（Ｓ２０４にてＹＥＳ）と、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される（Ｓ１０８）。

より具体的には、インテークバルブ１１００の位相と第２平滑値evtbsm2との差がインテークバルブ１１００の位相と第１平滑値evtbsm1との差よりも早くしきい値より小さくなる場合には、位相の変化量が大きいために、実際の位相から第２平滑値evtbsm2を減算することによって得られる更新量edlvtbsm2が小さくなることが利用される。

速度判定しきい値よりも小さい第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が算出された履歴があると（Ｓ２０２にてＹＥＳ）、第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2に応じて、位相が最遅角位相まで変化したか否かが判断される。

第２平滑値evtbsm2の更新量edlvtbsm2が判定しきい値よりも大きいと（Ｓ２０４にてＹＥＳ）、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したと判定される（Ｓ１０８）。これにより、インテークバルブ１１００の位相が最遅角位相まで変化したことを速やかに判定することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

エンジンを示す概略構成図である。 インテークカムシャフトの位相を定めたマップを示す図である。 インテーク用ＶＶＴ機構を示す断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 第１の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 平滑値evtbsmおよび更新量edlvtbsmを示す図である。 判定しきい値を示す図である。 第１の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 エンジン水温が低い状態の平滑値evtbsmおよび更新量edlvtbsmを示す図である。 第２の実施の形態におけるＥＣＵの機能ブロック図である。 第１平滑値evtbsm1および更新量edlvtbsm1を示す図である。 第２平滑値evtbsm2および更新量edlvtbsm2を示す図である。 第２の実施の形態においてＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示す図である。 インテーク用ＶＶＴ機構２０００の動作速度が速い場合の第１平滑値evtbsm1、更新量edlvtbsm1、第２平滑値および更新量edlvtbsm2を示す図である。

符号の説明

１０００ エンジン、１０１０ 「Ａ」バンク、１０１２ 「Ｂ」バンク、１０２０ エアクリーナ、１０３０ スロットルバルブ、１０４０ シリンダ、１０５０ インジェクタ、１０６０ 点火プラグ、１０７０ 三元触媒、１０９０ クランクシャフト、１１００ インテークバルブ、１１１０ エキゾーストバルブ、１１２０ インテークカムシャフト、１１３０ エキゾーストカムシャフト、２０００ インテーク用ＶＶＴ機構、２０１０ スプロケット、２０２０ プレート、２０１０ スプロケット、２０２０ プレート、２０２２ 凹部、２０３０ 減速機、２０３２ 外歯ギヤ、２０３４ 内歯ギヤ、２０３６ 凸部、２０４０ 電動モータ、２０４２ カップリング、２０４４ 軸心、２０４６ 偏心軸、２０５０ ピン、３０００ 気筒休止機構、４０００ ＥＣＵ、４００２ 制御部、４００４，４０１４ 算出部、４００６，４０１６ 判定部、４００８ 変更部、５０００ クランク角センサ、５０１０ カムポジションセンサ、５０２０ 水温センサ、５０３０ エアフローメータ。

Claims (3)

1. エンジンに設けられた可変バルブタイミング機構により位相が変更されるバルブの位相判定装置であって、
   前記バルブの位相が目標の位相まで変化するように制御するための手段と、
   しきい値を用いて、前記バルブの位相が目標の位相まで変化したか否かを判定するための判定手段と、
   前記エンジンの温度に応じて、前記しきい値を変更するための変更手段とを備える、バルブの位相判定装置。
2. 前記バルブの位相を平滑化した平滑値を算出するための算出手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記バルブの位相と前記平滑値との差がしきい値より小さいと、前記バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段を含む、請求項１に記載のバルブの位相判定装置。
3. 前記算出手段は、
   前記バルブの位相を第１の時定数で平滑化した第１の平滑値を算出するための手段と、
   前記バルブの位相を前記第１の時定数よりも小さい第２の時定数で平滑化した第２の平滑値を算出するための手段を含み、
   前記判定手段は、
   前記バルブの位相と前記第１の平滑値との差が前記しきい値より小さいと、前記バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段と、
   前記バルブの位相と前記第２の平滑値との差が前記バルブの位相と前記第１の平滑値との差よりも早く前記しきい値より小さくなる場合、前記バルブの位相と前記第２の平滑値との差が前記しきい値より小さいと、前記バルブの位相が目標の位相まで変化したと判定するための手段とを有する、請求項２に記載のバルブの位相判定装置。

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