[發明專利]用于內燃機的控制裝置和控制方法

有效

• 申請號: 201380044964.X
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN104583571B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 野村光宏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: F02D41/22
• 分類號: F02D41/22;F02D13/02;F02D41/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王萍,陳煒

技術領域

本發明涉及用于安裝在車輛等上的內燃機的控制裝置和控制方法，更具體地，涉及用于包括能夠改變進氣門的操作正時的可變氣門機構的內燃機的控制裝置和控制方法。

背景技術

安裝在車輛等上的內燃機日漸采用允許進氣門的操作正時可變的可變氣門正時(VVT)機構。例如，日本專利申請公布No.2006-214386(JP2006-214386A)描述了如下配置，電動機的輸出軸耦接到致動進氣門的凸輪軸并且隨后通過對電動機的旋轉速度的控制連續地使進氣側凸輪相位提前或拖后。

在JP 2006-214386 A中，旋轉傳感器設置在電動機中，并且通過來自旋轉傳感器的信號檢測電動機的旋轉速度或旋轉位置。當在凸輪位置傳感器中發生故障時，執行所謂的故障保護控制。在故障保護控制中，通過利用來自電動機的旋轉傳感器的信號而非來自曲柄位置傳感器的信號(曲柄信號)來控制內燃機的燃料噴射、點火正時等。

發明內容

如JP 2006-214386 A的情況，VVT機構的電動機的旋轉傳感器能夠檢測凸輪軸的旋轉相位，并且凸輪軸的該旋轉相位可以不同于曲柄軸的旋轉相位。通常，基于來自曲柄位置傳感器的信號和來自凸輪位置傳感器的信號計算相對于曲柄相位的凸輪相位。然而，如果由于斷線等不再從曲柄位置傳感器輸出信號，則即使在凸輪相位變化時，仍可能不能區別凸輪相位的變化。

因此，如果VVT機構的位置例如因進氣門在發生上述故障的情況下被致動時的反作用而移位，并且結果，凸輪相位已變化，則即使如JP 2006-214386 A的情況，在來自VVT機構的旋轉傳感器的信號替代曲柄信號時，仍可能不能執行準確控制。這同樣適用于來自凸輪位置傳感器的信號(凸輪信號)替代曲柄信號的情況。

本發明提供了用于包括進氣側可變氣門正時機構的內燃機的控制裝置和控制方法，其實現了在曲柄位置傳感器故障的情況下在凸輪信號替代曲柄信號時的準確的故障保護控制。

本發明的第一方面提供了一種用于內燃機的控制裝置。該控制裝置包括進氣側可變氣門正時(VVT)機構和控制器。進氣側VVT機構被配置成連續地使致動進氣門的凸輪的相位提前或拖后?？刂破鞅慌渲贸?，當確定在內燃機的曲柄位置傳感器中存在故障時，朝向拖后側致動進氣側VVT機構并且將進氣側VVT機構定位在規定位置，并且基于來自凸輪位置傳感器的信號(凸輪信號)而非來自曲柄位置傳感器的信號(曲柄信號)來執行故障保護控制。

利用以上控制裝置，當在內燃機的操作期間在曲柄位置傳感器中發生故障時，控制器朝向拖后側致動進氣側VVT機構并且將進氣側VVT機構定位在規定位置，并且例如，基于凸輪信號而非曲柄信號執行對燃料噴射、點火等的故障保護控制。

此時，進氣側VVT機構被定位在規定位置并且凸輪相位不變，因此即使在使用凸輪信號而非曲柄信號時，仍可以準確地控制燃料噴射、點火等的正時。然而，通過朝向拖后側致動進氣側VVT機構，較之朝向提前側致動進氣側VVT機構，可以快速地將VVT機構致動到規定位置。因此，可以快速地開始故障保護控制。

在以上控制裝置中，進氣側VVT機構可以被配置成被電動機驅動。

在以上控制裝置中，進氣側VVT機構可以被配置成能夠在預定相位角范圍內操作，并且規定位置可以是在相位角范圍內的最拖后的位置。利用以上配置，通過電動機的力將進氣側VVT機構壓到機械上最拖后的位置，因此易于防止由于致動進氣門的反作用引起的進氣側VVT機構的移位。

在以上控制裝置中，控制器可以被配置成，在進氣側VVT機構被定位在最拖后的位置之后，停止電動機的通電。利用以上配置，可以有利于減少故障保護控制期間的電力消耗。當引擎旋轉速度低時，反作用的波動由于進氣門的操作而趨于變大，因此進氣側VVT機構可能移位。

在以上控制裝置中，控制器可以被配置成，在進氣側VVT機構被定位在最拖后的位置之后，當引擎旋轉速度高于或等于預定值時，停止電動機的通電，以及控制器可以被配置成，在進氣側VVT機構被定位在最拖后的位置之后，當引擎旋轉速度低于預定值時，繼續電動機的通電。

在以上控制裝置中，控制器可以被配置成，當確定在曲柄位置傳感器中存在故障并且朝向拖后側致動進氣側VVT機構時，停止向內燃機供給燃料，直到進氣側VVT機構達到規定位置為止。在進氣側VVT機構操作的同時，凸輪相位變化，因此基于凸輪信號的控制可能不準確。利用以上配置，可以抑制對內燃機的驅動操作的影響。

在以上控制裝置中，內燃機可以安裝在車輛上，以及故障保護控制可以是用于允許車輛退避的控制。