内燃机的控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种可变气门正时机构的控制装置及控制方法，该可变气门正时机构可通过马达旋转速度的调整来改变气门正时。控制装置基于曲轴转角传感器的输出和凸轮角传感器的输出来检测相位角RA1，另一方面，基于链轮的旋转量与马达的旋转量之差来计算旋转相位的变化量ΔRA。而且，当马达旋转角传感器发生故障时，控制装置停止变化量ΔRA的计算。另外，当曲轴转角传感器与凸轮角传感器的任一方发生故障时，控制装置停止旋转相位RA1的计算，并利用正常一方的传感器和马达旋转角传感器来计算变化量ΔRA。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有可变气门正时机构的内燃机的控制装置及控制方法，该可变气门正时机构通过马达旋转速度的调整来改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位。
技术介绍
在专利文献1中公开了一种可变气门正时装置的控制装置，其基于曲轴旋转速度的1/2旋转速度来调整马达旋转速度，由此来改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，从而改变气门正时。而且，在该控制装置中，每当从凸轮角传感器输出凸轮角信号时，基于从该凸轮角信号和曲轴转角传感器输出的曲轴转角信号来计算气门正时的测量值，在规定的计算周期中，基于马达旋转速度与曲轴旋转速度的1/2的值之差来计算气门正时的变化量，从而基于气门正时的测量值与气门正时的变化量来计算出最终的气门正时的测量值。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)专利第4123127号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在用于检测凸轮轴相对于曲轴的旋转相位的传感器在改变旋转相位的过程中发生故障而令其停止检测旋转相位的情况下，即使伴随着停止所述旋转相位的检测来进行停止改变旋转相位的操作，但旋转相位由于可变气门正时机构的惯性而发生改变，因此实际旋转相位有可能变成比对应于运转状态的目标过于提前或者过于滞后的状态。而且，由于实际旋转相位比目标过于提前或者过于滞后，所以有可能发生以下情况：与限制旋转相位的可变范围的止动件发生碰撞、气门正时被可变气门正时机构改变的发动机气门与活塞发生干扰、在进气门的气门正时可变的情况下，由于进气门的关闭时期在下止点后被滞后，而可能发生吸入空气量不足引起的发动机失速。本专利技术是鉴于所述技术问题而进行的专利技术，其目的在于，即使用于检测凸轮轴相对于曲轴的旋转相位的传感器的一部分发生故障，也能够继续进行旋转相位的检测。用于解决技术问题的技术方案因此，本申请专利技术的控制装置具备相位检测部，其在曲轴转角传感器、凸轮角传感器、马达旋转角传感器中任一个发生异常时，基于正常的两个传感器的输出来检测旋转相位。并且，本申请专利技术的控制方法包括：分别检测曲轴转角传感器、凸轮角传感器、马达旋转角传感器有无异常的步骤；在所述曲轴转角传感器、所述凸轮角传感器、所述马达旋转角传感器中任一个发生异常时，基于正常的两个传感器的输出来检测所述旋转相位的步骤。专利技术的效果根据上述专利技术，因为即使一个传感器发生异常也能够继续旋转相位的检测，所以基于旋转相位的检测结果的可变气门正时机构的控制能够继续进行，从而能够抑制实际旋转相位变成比目标过于提前或者过于滞后的状态。附图说明图1是本专利技术的实施方式的内燃机的系统结构图。图2是表示本专利技术的实施方式的可变气门正时机构的剖视图。图3是表示本专利技术的实施方式的可变气门正时机构的剖视图、是图2的A-A线剖视图。图4是表示本专利技术的实施方式的可变气门正时机构的剖视图，是图2的B-B线剖视图。图5是表示本专利技术的实施方式的旋转相位的检测处理及旋转相位控制的具体内容的功能方框图。图6是表示本专利技术的实施方式的角度变化量ΔASP的选择输出处理的其它例子的功能方框图。图7是表示图6的功能方框图中的输出切换部的输出特性的图。图8是表示本专利技术的实施方式的使用了排气侧凸轮角传感器的角度变化量ΔASP1的计算处理的功能方框图。图9是表示本专利技术的实施方式的使用了凸轮角传感器的输出信号的计数值的角度变化量ΔASP1的计算处理的功能方框图。图10是表示本专利技术的实施方式的基于曲轴转角传感器的输出周期的角度变化量ΔASP2的计算处理的功能方框图。图11是表示本专利技术的实施方式的旋转相位的检测处理及旋转相位控制的其它例子的功能方框图。图12是用于说明本专利技术的实施方式的基于故障检查的默认控制及累计值的清除处理的时序图。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示应用本专利技术的控制装置及控制方法的内燃机的一个例子的图。内燃机101搭载在车辆上作为动力源使用。在内燃机101的进气通道102上设置有检测内燃机101的吸入空气流量QA的吸入空气量传感器103。进气门105用于开闭各气缸的燃烧室104的进气口。在进气门105的上游侧的进气口102a上，每个气缸都配置有燃料喷射阀106。需要说明的是，图1所示的内燃机101是燃料喷射阀106向进气口102a内喷射燃料的所谓的进气口喷射式内燃机，但也可使用燃料喷射阀106向燃烧室104内直接喷射燃料的所谓的缸内直喷式内燃机。从燃料喷射阀106喷射的燃料经由进气门105和空气一起被吸入燃烧室104内，通过点火火花塞107的火花点火而着火燃烧，该燃烧产生的压力将活塞108朝着曲轴109下压，由此将曲轴109旋转驱动。另外，排气门110用于开闭燃烧室104的排气口，燃烧室104内的废气通过排气门110的开启而向排气管111排出。排气管111设置有具有三元催化剂等的催化转换器112，废气由催化转换器112净化。进气门105伴随着由曲轴109旋转驱动的进气凸轮轴115a的旋转而进行开启动作。而且，排气门110伴随着由曲轴109旋转驱动的排气凸轮轴115b的旋转而进行开启动作。可变气门正时机构114是电动式可变气门正时机构，其利用作为促动器的马达来改变进气凸轮轴115a相对于曲轴109的相对旋转相位角，由此连续使进气门105的气门动作角的相位，即连续使进气门105的气门正时朝提前角方向及滞后角方向改变。另外，在设置在每个气缸上的点火火花塞107上分别直接安装了向点火火花塞107供给点火能量的点火模块116。点火模块116具有点火线圈及控制向点火线圈的通电的功率晶体管。具有微电脑的控制装置201输入有来自各种传感器和开关的信号，按照预先存储在存储器的程序来进行计算处理，由此计算并输出燃料喷射阀106、可变气门正时机构114、点火模块116等各种器件的操作量。控制装置201除了输入有吸入空气量传感器103的输出信号之外，还输入有来自以下传感器的输出信号：输出曲轴109的旋转角信号POS的曲轴转角传感器203、检测加速踏板207的踏入量即检测加速器开度ACC的加速器开度传感器206、输出进气凸轮轴115a的旋转角信号CAM的凸轮角传感器204、检测内燃机101的冷却水温度TW的水温传感器208、设置在催化转换器112的上游侧的排气管111上的基于排气中的氧气浓度来检测空燃比AF的空燃比传感器209、检测作为可变气门正时机构114的促动器的马达(图2的马达12)的旋转角的马达旋转角传感器210等，此外还输入有作为内燃机101的运转及停止的主开关的点火开关205的信号。曲轴转角传感器203所输出的旋转角信号POS是每个单位曲轴转角的脉冲信号，每旋转相当于气缸间的行程相位差的曲轴转角，就会缺少一个或者多个脉冲。另外，曲轴转角传感器203能够输出每个单位曲轴转角的旋转角信号POS和每个相当于气缸间的行程相位差的曲轴转角的基准曲轴转角信号。在此，每个单位曲轴转角的旋转信号POS的缺少脉冲的部位或者基准曲轴转角信号的输出位置表示各气缸的基准活塞位置。需要说明的是，单位曲轴转角例如是10deg。并且，气缸间的行程相位差是指点火间隔，在四气缸内燃机中曲轴转角是180deg。凸轮角传感器204在每当旋转了相当于气缸间的行程相位差的曲轴转角时输出旋转角信号CAM。在此，因为进气凸轮轴115a以曲轴109的一半旋转速度进行旋转，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制装置，应用所述控制装置的内燃机具有：可变气门正时机构，其通过马达旋转速度的调整来改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位；曲轴转角传感器，其在所述曲轴的规定角度位置输出曲轴转角信号；凸轮角传感器，其在所述凸轮轴的规定角度位置输出凸轮角信号；马达旋转角传感器，其检测所述马达的旋转轴的旋转角，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有相位检测部，所述相位检测部在所述曲轴转角传感器、凸轮角传感器、马达旋转角传感器中任一个发生异常时，基于正常的两个传感器的输出来检测所述旋转相位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.30 JP 2014-0153201.一种内燃机的控制装置，应用所述控制装置的内燃机具有：可变气门正时机构，其通过马达旋转速度的调整来改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位；曲轴转角传感器，其在所述曲轴的规定角度位置输出曲轴转角信号；凸轮角传感器，其在所述凸轮轴的规定角度位置输出凸轮角信号；马达旋转角传感器，其检测所述马达的旋转轴的旋转角，所述内燃机的控制装置的特征在于，具有相位检测部，所述相位检测部在所述曲轴转角传感器、凸轮角传感器、马达旋转角传感器中任一个发生异常时，基于正常的两个传感器的输出来检测所述旋转相位。2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述相位检测部在所述曲轴转角传感器和所述凸轮角传感器的任一方处于异常时，基于所述曲轴转角传感器和所述凸轮角传感器中正常的传感器的输出和所述马达旋转角传感器的输出来检测所述旋转相位的变化量。3.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述相位检测部在每当所述凸轮角信号输出时，基于该凸轮角信号和所述曲轴转角信号来检测所述旋转相位，并且将每当所述凸轮角信号输出时所检测出的旋转相位作为初始值，基于所述变化量的累计值来更新所述旋转相位的检测值，在所述曲轴转角传感器和所述凸轮角传感器的任一方处于异常时，停止所述初始值的更新。4.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述相位检测部在检测出所述曲轴转角传感器和所述凸轮角传感器的任一方异常时，将所述可变气门正时机构暂时控制在默认位置，之后基于所述旋转相位的变化量来检测所述旋转相位，所述旋转相位的变化量基于所述曲轴转角传感器和所述凸轮角传感器中正常的传感器的输出和所述马达旋转角传感器的输出而计算出。5.如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述默认位置是利用止动件定位的位置。6.如权利要求4所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述凸轮轴是进气凸轮轴，所述默认位置是最大滞后角位置。7.如权利要求3所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述相位检测部在所述马达旋转角传感器处于异常时停止基于所述变化量的累计值的所述旋转相位的检测值的更新。8.如权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，所述相位检测选择部基于所述曲轴转角信号而计算出的凸轮链轮的旋转量和基于所述凸轮角信号而计算出的所述凸轮链轮的旋转量的较大一方，并根据选择的所述凸轮链轮的旋转量和基于所述马达旋转角传感器的输出而计算出的所述马达的旋转轴的旋转量来计算所述旋转相位的变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：三河谦太郎，冈本直树，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP