專利名稱：內(nèi)燃機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在汽車或類似物內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，并尤其涉及一種用于通過使用可變氣門機(jī)構(gòu)和節(jié)氣機(jī)構(gòu)來控制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量的防障控制技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，發(fā)展了一種安裝在汽車或類似物上的內(nèi)燃機(jī)，它設(shè)有一個(gè)電子控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)和一個(gè)可變氣門機(jī)構(gòu)。在這種內(nèi)燃機(jī)中，安置電子控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)以通過致動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)(即，打開和關(guān)閉)節(jié)氣閥，而且可變氣門機(jī)構(gòu)能夠改變開啟/關(guān)閉正時(shí)、工作角和每個(gè)進(jìn)氣閥和/或排氣閥的上升量中的至少一個(gè)。
例如在美國(guó)專利6,039,026公開的上述類型的內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)已知例子包括一個(gè)能夠不依賴加速器踏板的下壓量來驅(qū)動(dòng)(即，打開和關(guān)閉)節(jié)氣閥的節(jié)氣機(jī)構(gòu)，和一個(gè)能夠改變開啟/關(guān)閉正時(shí)和/或進(jìn)氣閥的上升量的可變氣門機(jī)構(gòu)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)以低或中負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，節(jié)氣閥的開啟角被設(shè)置為很大度數(shù)，并且進(jìn)氣量通過控制關(guān)閉正時(shí)和/或進(jìn)氣閥的上升量來調(diào)整。
在上述已知的內(nèi)燃機(jī)內(nèi)，如果可變氣門機(jī)構(gòu)發(fā)生故障，則控制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣量變得困難，從而導(dǎo)致動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差，這可能使安裝有內(nèi)燃機(jī)的車輛難以繼續(xù)行駛。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其中進(jìn)氣量通過使用電子控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)和可變氣門機(jī)構(gòu)來調(diào)整，該系統(tǒng)使安裝有內(nèi)燃機(jī)的車輛在例如可變氣門機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)能夠至少以跛行的方式行駛。
為了實(shí)現(xiàn)以上和/或其他目的，根據(jù)本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，包括(a)相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)改變裝置，(b)改變進(jìn)氣閥的工作角的工作角改變裝置，(c)節(jié)氣機(jī)構(gòu)，它包括一個(gè)設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的節(jié)氣閥和一個(gè)可操作以打開和關(guān)閉節(jié)氣閥的致動(dòng)器，(d)進(jìn)氣量控制裝置，它控制正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而控制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣量，(e)故障檢測(cè)裝置，它檢測(cè)正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)的故障，和(f)防障控制裝置，它能夠相應(yīng)于由故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出的不同形式的故障而執(zhí)行不同防障控制程序。當(dāng)故障檢測(cè)裝置確實(shí)檢測(cè)出故障時(shí)，防障控制裝置根據(jù)由故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出的故障形式來執(zhí)行不同防障控制程序中所選的一種。
根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)用于內(nèi)燃機(jī)中以通過使用能夠相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的輸出軸(以下稱作“內(nèi)燃機(jī)輸出軸”)的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)改變裝置，能夠改變進(jìn)氣閥的工作角的工作角改變裝置，和包括一個(gè)節(jié)氣閥和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)(即打開和關(guān)閉)節(jié)氣閥的致動(dòng)器的節(jié)氣機(jī)構(gòu)，來控制進(jìn)氣量。本發(fā)明的控制系統(tǒng)的特征在于，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)中的正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)中的至少一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，執(zhí)行從相應(yīng)于不同形式的故障的不同防障控制程序中所選的防障控制程序。
在通過利用正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)來控制空氣進(jìn)氣量的內(nèi)燃機(jī)中，如果故障發(fā)生在正時(shí)改變裝置和工作角改變裝置的一個(gè)或兩個(gè)中，則進(jìn)氣量控制裝置將變得難以控制內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際進(jìn)氣量達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣量。在這種情況下，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差變得非常大，這將使內(nèi)燃機(jī)難以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
鑒于上述情況，當(dāng)故障發(fā)生在正時(shí)改變裝置和工作角改變裝置的一個(gè)或兩個(gè)中時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)使得防障控制裝置執(zhí)行根據(jù)故障的形式所選的防障控制程序。在這種情況下，可阻止實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差的其他方式的可能的增加，并因此內(nèi)燃機(jī)可以容易地繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
故障的不同形式的例子可能包括(1)故障發(fā)生在工作角改變裝置的情況，(2)故障發(fā)生在正時(shí)改變裝置的情況，(3)故障發(fā)生在工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置的情況。
在本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出一個(gè)工作角改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置控制工作角改變裝置從而進(jìn)氣閥的工作角變得基本等于預(yù)定角，并且控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與相應(yīng)于預(yù)定角的開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而根據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角度。在這種情況下，進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被控制為相應(yīng)于進(jìn)氣閥的工作角(即預(yù)定角)的正時(shí)，并且節(jié)氣閥的開啟角被控制為依照目標(biāo)進(jìn)氣量所確定的度數(shù)。用這種布置，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
這里，工作角改變裝置的故障可能是用于改變進(jìn)氣閥的工作角的驅(qū)動(dòng)裝置(下文稱為“工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置”)的故障形式，或用于檢測(cè)或傳感進(jìn)氣閥的工作角的傳感器(下文稱為“工作角檢測(cè)裝置”)的故障形式。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)到工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，改變進(jìn)氣閥的操作角變得不可能。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以停止工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并且可以基于由工作角檢測(cè)裝置所檢測(cè)的工作角來控制正時(shí)改變裝置，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而根據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量來改變節(jié)氣閥的開啟角。
用上述布置，節(jié)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被控制為相應(yīng)于實(shí)際工作角的正時(shí)，并且節(jié)氣閥的開啟角被控制為依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量所確定的度數(shù)。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
另一方面，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角檢測(cè)裝置的故障，精確地控制進(jìn)氣閥的工作角變得困難。因此，在這種情況下，防障控制裝置可將應(yīng)用于工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定到預(yù)定值，并且可控制正時(shí)改變裝置從而將進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)固定到預(yù)定正時(shí)，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
用上述布置，進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)分布被固定為預(yù)定角和預(yù)定的開啟和關(guān)閉正時(shí)，并因此內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開度而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
在上述控制過程中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)所確立的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)優(yōu)選地延遲于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于非怠速狀態(tài)時(shí)所確立的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)。這是因?yàn)椋绻?dāng)內(nèi)燃機(jī)處于怠速狀態(tài)時(shí)進(jìn)氣閥的開啟正時(shí)過度地被提前，進(jìn)入空氣的容積效率可能由于廢氣回流而減小。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)正時(shí)改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置可控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，并且可控制工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量變得基本等于目標(biāo)進(jìn)氣量。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)固定為預(yù)定正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變進(jìn)氣閥的工作角和節(jié)氣閥的開啟角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
這里，正時(shí)改變裝置的故障可能是用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的驅(qū)動(dòng)裝置(下文稱為“正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置”)的故障形式，或?yàn)橛糜跈z測(cè)或傳感進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的傳感器(下文稱為“正時(shí)檢測(cè)裝置”)的故障形式。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)變得不可能。因此，在這種情況下，防障控制裝置可停止正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并且可控制工作角改變裝置從而將進(jìn)氣閥的工作角固定為預(yù)定角，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量來改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被分別固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精確地控制進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)變得困難。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以將應(yīng)用于正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，并且可以控制工作角改變裝置從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變進(jìn)氣閥的工作角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被固定為預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變進(jìn)氣閥的工作角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
在上述控制過程中，如果進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)延遲，則進(jìn)氣閥的關(guān)閉正時(shí)可能從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)被過度延遲，并且可能降低內(nèi)燃機(jī)的燃燒穩(wěn)定性。因此優(yōu)選的是將進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)固定為關(guān)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)提前的正時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置可以控制工作角改變裝置從而進(jìn)氣閥的工作角變得基本等于預(yù)定角，并且可以控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被分別固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，并因此內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
在工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置中發(fā)生的故障的不同形式的例子可包括(1)故障發(fā)生在工作角改變裝置的驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)改變裝置的正時(shí)檢測(cè)裝置的情況，(2)故障發(fā)生在工作角改變裝置的工作角檢測(cè)裝置和正時(shí)改變裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的情況，(3)故障發(fā)生在工作角改變裝置的工作角檢測(cè)裝置和正時(shí)改變裝置的正時(shí)檢測(cè)裝置的情況，以及(4)故障發(fā)生在工作角改變裝置的驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)改變裝置的驅(qū)動(dòng)裝置的情況。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，改變進(jìn)氣閥的工作角變得不可能，并且精確地控制進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)變得困難。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以停止工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并將應(yīng)用于正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)工作角改變檢測(cè)裝置和正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，精確地控制進(jìn)氣閥的工作角變得困難，并且改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)變得不可能。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以將應(yīng)用于工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，并可以停止正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)被固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角來調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)工作角檢測(cè)裝置和正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，精確地控制進(jìn)氣閥的工作角和開啟和關(guān)閉正時(shí)變得困難。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以將應(yīng)用于工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為第一預(yù)定值，并將應(yīng)用于正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為第二預(yù)定值，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的工作角和開啟和關(guān)閉正時(shí)被固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角而調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，改變進(jìn)氣閥的工作角和開啟和關(guān)閉正時(shí)變得不可能。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以停止工作角改變驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)改變驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并且可以控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥的工作角和開啟和關(guān)閉正時(shí)被固定為預(yù)定工作角和預(yù)定開啟和關(guān)閉正時(shí)，內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量可以通過改變節(jié)氣閥的開啟角而調(diào)整。從而，實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差不太可能或不可能增加，這使繼續(xù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)變得容易。
在通過利用正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)來控制進(jìn)氣量的內(nèi)燃機(jī)中，故障可能發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)中。
節(jié)氣機(jī)構(gòu)的故障可能為用于驅(qū)動(dòng)(即打開和關(guān)閉)節(jié)氣閥的驅(qū)動(dòng)裝置(下文稱為“節(jié)氣閥驅(qū)動(dòng)裝置”)的故障的形式，或?yàn)橛糜趥鞲谢驒z測(cè)節(jié)氣閥開啟角的傳感裝置(下文稱為“節(jié)氣閥開度檢測(cè)裝置”)的故障的形式。
當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)節(jié)氣閥驅(qū)動(dòng)裝置或節(jié)氣閥開度檢測(cè)裝置的故障時(shí)，精確地改變節(jié)氣閥的開啟角變得困難。因此，在這種情況下，防障控制裝置可以通過停止節(jié)氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的控制或者將應(yīng)用于節(jié)氣閥驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值來將節(jié)氣閥的開啟角固定為預(yù)定的度數(shù)，并可以依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量控制工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置。
在這種情況下，當(dāng)節(jié)氣閥的開啟角固定為一個(gè)特定的度數(shù)時(shí)，進(jìn)氣閥的工作角和打開和關(guān)閉正時(shí)分別控制為依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量所確定的值，從而阻止了實(shí)際進(jìn)氣量和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的誤差的其他可能的增加。
然而，在節(jié)氣閥的開啟角固定為一個(gè)相對(duì)較大的度數(shù)的情況下，實(shí)際進(jìn)氣量與目標(biāo)進(jìn)氣量相比可能變得過大。在這種情況下，防障控制裝置可能執(zhí)行用于延遲點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火延遲控制和/或用于以縮減數(shù)目的氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的縮減氣缸操作控制從而控制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩。用這種布置，內(nèi)燃機(jī)能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)阻止內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩與所需的轉(zhuǎn)矩相比過大。


本發(fā)明的以上和/或進(jìn)一步的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將參照附圖從下列典型實(shí)施例的描述中變得更加清楚。附圖中相同的數(shù)字用于表示相同的元件，其中圖1為表示使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2為表示內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)節(jié)氣閥開度和加速器下壓量之間關(guān)系的圖表；圖3為表示當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被設(shè)置為最延遲位置并且工作角被設(shè)置為最大角時(shí)進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖；圖4為表示當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被設(shè)置為最延遲位置并且工作角被設(shè)置為最小角時(shí)進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖；圖5為表示適用于故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)的情況的進(jìn)氣閥的工作角的視圖；圖6為節(jié)氣閥開度和加速器下壓量之間的關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)的情況；圖7為表示進(jìn)氣閥的工作角和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)的情況；圖8為表示當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被設(shè)置為最提前位置并且工作角被設(shè)置為最大角時(shí)進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖；圖9為表示當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被設(shè)置為最提前位置并且工作角被設(shè)置為最小角時(shí)進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖；圖10為表示工作角和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在相位差傳感器的情況；圖11為表示相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)相位的進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和工作角之間關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在工作角改變機(jī)構(gòu)的情況；圖12為表示進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖，適用于故障發(fā)生在工作角傳感器的情況；圖13為表示在故障發(fā)生在工作角傳感器的情況下進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位的視圖，圖14為表示進(jìn)氣閥的開啟/關(guān)閉正時(shí)的視圖，適用于故障發(fā)生在相位差傳感器和工作角傳感器的情況；圖15為表示工作角和加速器下壓量之間關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況；圖16為表示進(jìn)氣閥的開啟正時(shí)和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速之間關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況；圖17為表示點(diǎn)火延遲量和過量空氣量之間關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況；圖18為表示非工作氣缸數(shù)和過量空氣量之間的關(guān)系的圖表，其關(guān)系適用于故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況；圖19為表示防障控制程序的流程圖；圖20A和圖20B為表示節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序的流程圖；圖21為表示可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序的流程圖；圖22A和圖22B為表示正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序的流程圖；圖23為表示工作角改變系統(tǒng)防障控制程序的流程圖；圖24為表示一個(gè)雙系統(tǒng)防障控制程序的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。圖1示意地表示一個(gè)使用了作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)1的結(jié)構(gòu)。圖1所示的內(nèi)燃機(jī)1是一個(gè)用汽油作燃料的四沖程水冷汽油內(nèi)燃機(jī)，并且安裝在機(jī)動(dòng)車輛上，如汽車上。
內(nèi)燃機(jī)1包括四個(gè)氣缸2。每個(gè)氣缸2設(shè)有兩個(gè)進(jìn)氣閥3和兩個(gè)排氣閥4從而火花塞5被這些氣門3、4包圍。燃油噴射器6與每個(gè)氣缸2相連從而燃油噴射器6的噴射孔暴露在氣缸2的內(nèi)部。各自氣缸2對(duì)應(yīng)的燃油噴射器6與輸送管7相連。輸送管7通過燃油管8與油泵(未示出)相連。
四個(gè)進(jìn)氣歧管9和四個(gè)排氣歧管18與內(nèi)燃機(jī)1相連。每個(gè)進(jìn)氣歧管9通過一個(gè)進(jìn)氣口(未示出)與相應(yīng)的一個(gè)氣缸2連通，并且也與穩(wěn)壓罐10相連。穩(wěn)壓罐10通過進(jìn)氣管11與空氣濾清器12相連。用于把外界空氣引入進(jìn)氣管11的空氣管道13連接到空氣濾清器12，并且用于去除空氣管道13中流過的空氣所包含的塵埃的空氣過濾器安置在空氣濾清器12內(nèi)。
空氣流計(jì)放置在進(jìn)氣管11內(nèi)，它產(chǎn)生表示通過進(jìn)氣管11的空氣質(zhì)量流的電子信號(hào)。同樣，節(jié)氣閥15放置在進(jìn)氣管11內(nèi)位于空氣流計(jì)14下游的地方，用于調(diào)節(jié)通過進(jìn)氣管11的空氣質(zhì)量流。節(jié)氣閥15與一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)(即打開和關(guān)閉)節(jié)氣閥15的節(jié)氣閥致動(dòng)器16相連。節(jié)氣閥15也設(shè)有節(jié)氣閥位置傳感器17，該傳感器產(chǎn)生表示節(jié)氣閥15的開啟角的電子信號(hào)。
另一方面，上述四個(gè)排氣歧管18經(jīng)由相應(yīng)的排氣口(未示出)與各自的氣缸2相連。這四個(gè)排氣歧管18一同會(huì)合到一個(gè)單獨(dú)的采集管，該采集管通向排氣控制催化器和排氣消聲器(未示出)。
內(nèi)燃機(jī)1裝備有一個(gè)用于改變進(jìn)氣閥3的開啟/關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和一個(gè)用于改變進(jìn)氣閥3的工作角的工作角改變機(jī)構(gòu)21。在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)非常好地了解正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21。在下列描述中，將關(guān)于作為典型進(jìn)氣閥的進(jìn)氣閥3中的一個(gè)和作為典型排氣閥的排氣閥4中的一個(gè)說明正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的操作。
例如，正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19可被安置以連續(xù)改變進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位，并且工作角改變機(jī)構(gòu)21可被安置以通過使用擺動(dòng)凸輪來連續(xù)改變工作角和進(jìn)氣閥3的升程。
正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19設(shè)有一個(gè)相位差傳感器20，用于檢測(cè)進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位與曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位的差值。工作角改變機(jī)構(gòu)21設(shè)有一個(gè)工作角傳感器22，用于檢測(cè)進(jìn)氣閥3的工作角。這里，“工作角”指進(jìn)氣閥3在其上方開啟的曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角。
一個(gè)加速器踏板26設(shè)置在安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛的車廂中。一個(gè)加速器位置傳感器27固定到加速器踏板26上，它產(chǎn)生表示加速器踏板26的下壓量(下文稱為“加速器下壓量”)的電子信號(hào)。
如上所述構(gòu)造的內(nèi)燃機(jī)1裝備有一個(gè)用于控制內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的電子控制單元(ECU)25。該ECU25是一個(gè)算法和邏輯單元，它主要包括CPU、ROM、備份RAM等。ECU25電子地相連于上述空氣流計(jì)14、節(jié)氣閥位置傳感器17、相位差傳感器20、工作角傳感器22和加速器位置傳感器27。此外，固定于內(nèi)燃機(jī)1的一個(gè)曲柄位置傳感器23和一個(gè)水溫傳感器24和一個(gè)位于安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛的車廂中的顯示儀28電子地連接于ECU25。
而且，火花塞5、燃油噴射器6、節(jié)氣閥致動(dòng)器16、正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21也電子地與ECU25相連。通過使用上述傳感器的輸出信號(hào)作為參數(shù)，ECU25控制火花塞5、燃油噴射器6、節(jié)氣閥致動(dòng)器16、正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、工作角改變機(jī)構(gòu)21和顯示儀28。
例如，ECU25通過使用節(jié)氣閥致動(dòng)器16、正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21來控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。這種控制在下文將稱為“進(jìn)氣量控制”。
在進(jìn)氣量控制中，ECU25首先根據(jù)曲柄位置傳感器23產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，并讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(表示加速器下壓量)。然后ECU25通過使用內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和加速器下壓量作為參數(shù)來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩。隨后ECU25計(jì)算使內(nèi)燃機(jī)1的實(shí)際轉(zhuǎn)矩等于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩所需的進(jìn)氣量(即目標(biāo)進(jìn)氣量)。在該計(jì)算中，目標(biāo)進(jìn)氣量如此設(shè)置從而當(dāng)加速器下壓量增加且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)目標(biāo)進(jìn)氣量增加。
隨后，ECU25確定節(jié)氣閥15的開啟角、進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差和進(jìn)氣閥3的工作角，從而空氣流計(jì)14的輸出信號(hào)值(即實(shí)際進(jìn)氣量)變得等于目標(biāo)進(jìn)氣量。更特別地，當(dāng)加速器下壓量比預(yù)定值小時(shí)，如圖2所示，ECU25通過改變節(jié)氣閥15的開啟角控制進(jìn)氣量。另一方面，當(dāng)加速器下壓量等于或大于預(yù)定值，當(dāng)保持節(jié)氣閥15為基本全開度位置時(shí)，ECU25通過使用正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21控制進(jìn)氣量。節(jié)氣閥15的基本全開度位置被確定，從而即使節(jié)氣閥15的開啟角從該位置增加，空氣質(zhì)量流也不會(huì)改變(增加)。
在加速器下壓量小于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)工作范圍內(nèi)，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而以與加速器下壓量成比例的一個(gè)度數(shù)增加或減小節(jié)氣閥15的開啟角。同時(shí)，依照水溫傳感器24的輸出信號(hào)(表示冷卻液溫度)、加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)(表示加速器下壓量)和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21。
當(dāng)冷卻液溫度低于預(yù)定水平，并且內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)(即加速器踏板26沒有下壓)或內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在低速范圍并且加速器下壓量小于預(yù)定值時(shí)，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)延遲進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)，并控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而在進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)附近設(shè)定進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)。
如果進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)被延遲，則進(jìn)氣閥3和排氣閥4的重疊持續(xù)時(shí)間被縮短，從而減小了從氣缸2內(nèi)部和/或排氣口(即所謂內(nèi)部的再循環(huán)廢氣(EGR)的量)流回進(jìn)氣口的廢氣量。如果進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)被設(shè)置在進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)附近，則氣缸2從進(jìn)氣行程變化到壓縮行程之后，從氣缸2內(nèi)部流回進(jìn)氣口的進(jìn)氣量被減少，從而阻止了容積效率的其他可能的減小。
因此，當(dāng)冷卻液溫度很低，并且內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)或加速器下壓量很小并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很低時(shí)，內(nèi)部再循環(huán)廢氣(EGR)的量被減少，并且阻止容積效率的減小，這樣保證了內(nèi)燃機(jī)1內(nèi)的平穩(wěn)燃燒。
當(dāng)加速器下壓量小于預(yù)定值并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為中速范圍內(nèi)時(shí)，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)提前進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)，并控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而在進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)附近設(shè)定進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)。
如果進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)被提前，進(jìn)氣閥3和排氣閥4的氣門重疊持續(xù)時(shí)間被延長(zhǎng)，并因此內(nèi)部再循環(huán)廢氣(EGR)量增加，而且泵氣損失減小。如果進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)被設(shè)置在進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)附近，則在氣缸2從進(jìn)氣行程變?yōu)閴嚎s行程后，從氣缸2內(nèi)部流回進(jìn)氣口的進(jìn)氣量減少，并因此阻止容積效率的其他可能的減小。
因此，當(dāng)加速器下壓量小于預(yù)定值并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速為中速范圍內(nèi)時(shí)，當(dāng)阻止容積效率減小時(shí)內(nèi)部再循環(huán)廢氣(EGR)量可能增加并且泵氣損失可能減小，從而保證了廢氣排放質(zhì)量和燃料消耗效率(或燃料經(jīng)濟(jì)性)的改善。
在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，ECU25固定進(jìn)氣閥15為基本全開度位置，并且控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21從而調(diào)整內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。
更特別地，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)提前進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)，從而增加進(jìn)氣閥3和排氣閥4的重疊持續(xù)時(shí)間。而且，ECU25控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而在內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)進(jìn)氣量增加時(shí)增大進(jìn)氣閥3的工作角(即，延遲進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí))，因而增加提供給氣缸2的新鮮空氣。
在上述進(jìn)氣量控制中，ECU25依據(jù)相位差傳感器20的輸出信號(hào)執(zhí)行正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的反饋控制，從而進(jìn)氣閥3的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)與目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時(shí)一致，并且依據(jù)工作角傳感器22的輸出信號(hào)執(zhí)行工作角關(guān)閉機(jī)構(gòu)21的反饋控制，從而進(jìn)氣閥3的實(shí)際工作角與目標(biāo)工作角一致。而且，ECU25依據(jù)節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)執(zhí)行節(jié)氣閥致動(dòng)器16的反饋控制，從而節(jié)氣閥15的實(shí)際開啟角與目標(biāo)開啟角一致。
通過這些反饋控制操作，以改進(jìn)的精度控制進(jìn)氣閥3的開啟/關(guān)閉正時(shí)、進(jìn)氣閥3的工作角和節(jié)氣閥15的開啟角，從而可以改進(jìn)的精度控制進(jìn)氣量。
在故障發(fā)生在包括節(jié)氣閥15、節(jié)氣閥致動(dòng)器16和節(jié)氣閥位置傳感器17的節(jié)氣機(jī)構(gòu)，包括正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和相位差傳感器20的正時(shí)改變系統(tǒng)，以及包括工作角改變機(jī)構(gòu)21和工作角傳感器22的工作角改變系統(tǒng)中的至少一個(gè)的情況下，成功地實(shí)現(xiàn)上述進(jìn)氣量控制變得困難。
在這種情況下，內(nèi)燃機(jī)1的實(shí)際進(jìn)氣量不能被控制為目標(biāo)進(jìn)氣量，并因此內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差，這可能使內(nèi)燃機(jī)1不能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
為了解決上述情況，當(dāng)故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)、正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)中的至少一個(gè)時(shí)，依據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)有實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)使ECU25根據(jù)故障的不同形式來執(zhí)行不同的防障控制程序。
下面將說明依據(jù)該實(shí)施例的防障控制程序。故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)、正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)中的至少一個(gè)的情況包括故障僅發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)的情況、故障僅發(fā)生在工作角改變系統(tǒng)的情況、故障發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)的情況、故障僅發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的情況等。
(1)故障僅發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的防障控制程序正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的故障和/或相位差傳感器20的故障可被看作正時(shí)改變系統(tǒng)的故障。
在檢測(cè)正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的故障的一種方法的例子中，依據(jù)從ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值，當(dāng)相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不改變(即，進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差不改變)時(shí)，確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19有故障。
在檢測(cè)相位差傳感器20的故障的一種方法的例子中，當(dāng)相位差傳感器20的輸出信號(hào)值固定于比傳感器20正常工作時(shí)所確定的輸出范圍更高或更低的值時(shí)，確定相位差傳感器20有故障。
(a)故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的情況當(dāng)故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19時(shí)，ECU25不能改變進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位，并因而停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制。
正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的硬件結(jié)構(gòu)這樣安置從而使當(dāng)停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置。
如圖3所示，如果控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置時(shí)進(jìn)氣閥3的工作角變?yōu)榈扔谧畲蠼?，則進(jìn)氣閥3的氣門開啟持續(xù)時(shí)間可被延長(zhǎng)(即，進(jìn)氣閥3可以相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間地處于開啟狀態(tài))，而進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)大大延遲。因此，吸入氣缸2的空氣在壓縮行程中可能回流到進(jìn)氣口，并且壓縮行程的實(shí)際持續(xù)時(shí)間減少，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1內(nèi)的不穩(wěn)定燃燒。
如圖4所示，如果控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置時(shí)進(jìn)氣閥3的工作角變?yōu)榈扔谧钚〗?，則進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)不是很大地從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)延遲，而進(jìn)氣閥3的氣門開啟持續(xù)時(shí)間相當(dāng)大地減少。因此，吸入氣缸2的進(jìn)氣量減少，導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩過度減小。
鑒于上述情況，如圖5所示，在故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的情況下執(zhí)行的防障控制程序中，當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置時(shí)，ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為一個(gè)特定值(下文將稱為“第一預(yù)定值”)，其中進(jìn)氣閥3的工作角變?yōu)榈扔谠谧钚〗呛妥畲蠼侵g的預(yù)定角。
在這種控制中，為了改善車輛在跛行方式行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性，更希望改善內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在低速或中速范圍而不是高速范圍時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的燃燒穩(wěn)定性。因而，進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)優(yōu)選地設(shè)置為吸入氣缸2的空氣不回流到進(jìn)氣口的正時(shí)，更特別地設(shè)置在進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)附近，并且進(jìn)氣閥3的工作角優(yōu)選地固定在相比最大角更接近最小角的角度。
如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置并且進(jìn)氣閥3的工作角固定在預(yù)定角，則在加速器下壓量等于或大于預(yù)定量時(shí)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍(即，節(jié)氣閥15保持在基本全開度位置時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍)內(nèi)，很難控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。因此，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而使當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)逐漸增加節(jié)氣閥15的開啟角。在這種情況下，希望以反饋方式控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而空氣流計(jì)14的輸出信號(hào)值變得等于目標(biāo)進(jìn)氣量。
根據(jù)如上所述的防障控制程序，至少在內(nèi)燃機(jī)1處于低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性變差時(shí)進(jìn)氣量可以接近目標(biāo)進(jìn)氣量。這樣，防障控制使內(nèi)燃機(jī)1能夠至少在低速或中速下運(yùn)轉(zhuǎn)。因而，當(dāng)阻止車輛跛行行駛時(shí)動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差時(shí)，防障控制允許內(nèi)燃機(jī)1安裝在其上的車輛以跛行的方式行駛。
如圖7所示，為了不僅在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在低速或中速范圍內(nèi)而且在高速范圍內(nèi)改善動(dòng)力性，在加速器下壓量等于或大于預(yù)定量時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，依據(jù)加速器下壓量而改變節(jié)氣閥15的開啟角時(shí)，ECU25可控制進(jìn)氣閥3的工作角以當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)在預(yù)定角到最大角的范圍內(nèi)增加。
在這種情況下，不僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下時(shí)，可以阻止燃燒穩(wěn)定性的降低或變差，并因而內(nèi)燃機(jī)1安裝在其中的車輛能夠基本上以與正常行駛時(shí)相同的方式行駛。
(b)故障發(fā)生在相位差傳感器20的情況當(dāng)故障發(fā)生在相位差傳感器20時(shí)，ECU25不能夠基于相位差傳感器20的輸出信號(hào)值來執(zhí)行進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差的反饋控制。
在這種情況下，精確地控制進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位為除了最提前位置和最延遲位置的一個(gè)位置變得困難。因此希望固定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位在最提前位置或最延遲位置。
參照?qǐng)D3和圖4如上所述，如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被固定在最延遲位置，在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，在節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))，難以僅通過工作角改變機(jī)構(gòu)21來改變內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。
另一方面，如圖8所示，如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最提前位置，并且工作角改變機(jī)構(gòu)21被控制從而進(jìn)氣閥3的工作角變得等于最大角，則進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)被提前，并且進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)稍微延遲。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)不是從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)被過度延遲，壓縮行程的實(shí)際持續(xù)時(shí)間(或?qū)嶋H壓縮期)不會(huì)被過度縮短，這將使內(nèi)燃機(jī)1的穩(wěn)定燃燒有很高可能性。同時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)氣閥3和排氣閥4的氣門重疊持續(xù)時(shí)間變得相對(duì)較長(zhǎng)，希望當(dāng)內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，其中由于廢氣的脈動(dòng)效應(yīng)進(jìn)入空氣的容積效率可容易地被改善，即，在加速器下壓量很大并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，設(shè)定進(jìn)氣閥3的工作角為一個(gè)相對(duì)大的度數(shù)。
如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被固定在最提前位置并且控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而進(jìn)氣閥3的工作角變得等于最小角，則進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)延遲，并且進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)提前，如圖9所示。
在這種情況下，因?yàn)檫M(jìn)氣閥3和排氣閥4的氣門重疊持續(xù)時(shí)間被縮短并且進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)提前，進(jìn)入空氣的容積效率不太可能減小并且實(shí)際壓縮期不太可能縮短。同時(shí)，因?yàn)檫M(jìn)氣閥3的氣門開啟持續(xù)時(shí)間被縮短，在內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)進(jìn)氣量相對(duì)較小時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，即，加速器下壓量很小且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速很低的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，希望設(shè)定進(jìn)氣閥3的工作角為一個(gè)相對(duì)較小的度數(shù)。
從上述描述可知，當(dāng)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定為最提前位置時(shí)，相對(duì)于進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置的情況，僅通過工作角改變機(jī)構(gòu)21可以更容易地控制進(jìn)氣量。
因此，在相位差傳感器20發(fā)生故障的情況下執(zhí)行的本發(fā)明的防障控制程序中，如圖10所示，ECU25控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而與目標(biāo)進(jìn)氣量成比例地增加進(jìn)氣閥3的工作角，同時(shí)控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定為最提前位置。
用如上述方式執(zhí)行的防障控制程序，在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))，可以僅用工作角改變機(jī)構(gòu)21控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。
因而，相位差傳感器20發(fā)生故障后，在不降低內(nèi)燃機(jī)1的燃燒穩(wěn)定性的情況下可以將進(jìn)氣量控制為目標(biāo)進(jìn)氣量，從而可以阻止廢氣排放質(zhì)量和動(dòng)力性變差，這樣使內(nèi)燃機(jī)1安裝在其中的車輛可能以基本上與正常運(yùn)行相同的方式行駛。
(2)故障僅發(fā)生在工作角改變系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的防障控制程序工作角改變機(jī)構(gòu)21的故障和/或工作角傳感器22的故障可被看作工作角改變系統(tǒng)的故障。
在檢測(cè)工作角改變機(jī)構(gòu)21的故障的一個(gè)方法的例子中，依據(jù)從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值，當(dāng)工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不變(即，進(jìn)氣閥3的工作角不變)時(shí)，確定工作角改變機(jī)構(gòu)21有故障。
在檢測(cè)工作角傳感器22的故障的一種方法的例子中，當(dāng)工作角傳感器22的輸出信號(hào)值固定在比傳感器22正常工作時(shí)所確定的輸出范圍更高或更低的值時(shí)，確定工作角傳感器22有故障。
(a)故障發(fā)生在工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況當(dāng)故障發(fā)生在工作角改變機(jī)構(gòu)21時(shí)，ECU25不能夠改變進(jìn)氣閥3的工作角，并從而停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制。
通常，當(dāng)進(jìn)氣閥3的工作角增大時(shí)，開啟進(jìn)氣閥3所需的轉(zhuǎn)矩將增加。因此，當(dāng)停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制時(shí)，進(jìn)氣閥3的工作角應(yīng)該穩(wěn)定在最小角。然而，實(shí)際上，可根據(jù)開啟進(jìn)氣閥3所需的轉(zhuǎn)矩和工作角改變機(jī)構(gòu)21中的摩擦之間的大小關(guān)系改變進(jìn)氣閥3的工作角。
在根據(jù)本實(shí)施例的防障控制程序中，ECU25停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，并依據(jù)由工作角傳感器22所檢測(cè)的實(shí)際工作角控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19，從而穩(wěn)定內(nèi)燃機(jī)1中的燃燒。同時(shí)，依據(jù)由加速器位置傳感器27所檢測(cè)的加速器下壓量，ECU25通過控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16來調(diào)整進(jìn)氣量。
更特別地，如圖11所示，當(dāng)工作角傳感器22的輸出信號(hào)值(表示實(shí)際工作角)增加并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而提前進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位，因而增加了進(jìn)入空氣的容積效率。
然而，當(dāng)實(shí)際工作角接近最大角時(shí)，進(jìn)氣量趨向于超過目標(biāo)進(jìn)氣量。因此，在實(shí)際工作角等于或大于預(yù)定角α的范圍內(nèi)，當(dāng)實(shí)際工作角增加并且內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，希望控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而延遲進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位，因此減小進(jìn)入空氣的容積效率。
同樣，在進(jìn)氣閥3的工作角不能被控制為理想角度的情況下，在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))，控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量變得困難。因此，在這種情況下，參照?qǐng)D6如上所述，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)逐漸增加節(jié)氣閥15的開啟角。
用上述所執(zhí)行的防障控制程序，當(dāng)阻止內(nèi)燃機(jī)1的燃燒穩(wěn)定性降低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量可以接近目標(biāo)進(jìn)氣量，從而當(dāng)阻止動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差時(shí)使內(nèi)燃機(jī)1繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，內(nèi)燃機(jī)1安裝在其中的車輛能夠以當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)基本相同的方式行駛。
(b)故障發(fā)生在工作角傳感器22的情況當(dāng)故障發(fā)生在工作角傳感器22時(shí)，根據(jù)工作角傳感器22的輸出信號(hào)值，ECU25不能夠以反饋方式控制進(jìn)氣閥3的工作角。
在這種情況下，精確控制進(jìn)氣閥3的工作角為除了最大角和最小角的一個(gè)角變得困難，并因此ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為預(yù)先設(shè)定的第二預(yù)定值。
例如，第二預(yù)定值如此確定從而進(jìn)氣閥3的工作角變得等于或小于用在沒有安裝工作角改變機(jī)構(gòu)21的內(nèi)燃機(jī)上的進(jìn)氣閥的工作角，而且，優(yōu)選地，工作角變得與最大工作角相比更接近于最小工作角。
在這種情況下，當(dāng)在目標(biāo)進(jìn)氣量相對(duì)較大的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)實(shí)際進(jìn)氣量變得小于目標(biāo)進(jìn)氣量時(shí)，進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)不太可能從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)過度提前，并且進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)不太可能從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)過度延遲。
此外，如圖12所示，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)變得接近于進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)，而且進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)變得接近于進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)。
在這時(shí)，優(yōu)選的是，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)1在非怠速狀態(tài)時(shí)所確立的轉(zhuǎn)動(dòng)相位，延遲內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)時(shí)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位。這是因?yàn)楫?dāng)內(nèi)燃機(jī)1在怠速狀態(tài)時(shí)，如果進(jìn)氣閥3和排氣閥4的氣門重疊持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，則燃燒穩(wěn)定性可能由于內(nèi)部再循環(huán)廢氣(EGR)量的增加而降低。
如果如上所述固定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位和進(jìn)氣閥3的工作角，則難以在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。因此，參考圖6如上所述，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)在加速器下壓量增加時(shí)逐漸增加節(jié)氣閥15的開啟角。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，至少在內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)或低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性下降時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量可以接近目標(biāo)進(jìn)氣量，并因此至少在怠速狀態(tài)或低速或中速時(shí)內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至在工作角傳感器22發(fā)生故障的情況下。
因此，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，并且能夠阻止在跛行行駛時(shí)動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的其他可能的變差。
(3)故障發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)的情況下執(zhí)行的防障控制程序故障發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)的情況包括故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角傳感器22的情況、故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況、故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角傳感器22的情況和故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況。
(a)故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角傳感器22的情況當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角傳感器22時(shí)，改變進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位變得不可能，并且精確控制進(jìn)氣閥3的工作角變得困難。
在根據(jù)本實(shí)施例在這種情況下執(zhí)行的防障控制程序中，ECU25停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制，并固定應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值為第三預(yù)定值。因?yàn)楫?dāng)停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制時(shí)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置，希望設(shè)定第三預(yù)定值從而進(jìn)氣閥3的工作角變得基本等于預(yù)定角，參照?qǐng)D5如上所述。
如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位和進(jìn)氣閥3的工作角如上所述固定，則在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))將難以控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。因此，參照?qǐng)D6如上所述，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)逐漸增加節(jié)氣閥15的開啟角。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，至少在內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性降低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量可以接近目標(biāo)進(jìn)氣量，并從而內(nèi)燃機(jī)1能夠至少在低速或中速下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
因此，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，并且可以阻止在跛行行駛時(shí)動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的其他可能的變差。
當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角傳感器22時(shí)，ECU25可以停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制和工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，并僅通過改變節(jié)氣閥15的開啟角來控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。在這種情況下，難以阻止內(nèi)燃機(jī)1的燃燒穩(wěn)定性的降低，但安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。
(b)故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21時(shí)，改變進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位變得不可能，并且改變節(jié)氣閥3的工作角也變得不可能。
在根據(jù)本實(shí)施例在這種情況下執(zhí)行的防障控制程序中，ECU25停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制和工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，并且通過改變節(jié)氣閥15的開啟角來控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量。
參照?qǐng)D6如上所述，在控制進(jìn)氣量時(shí)，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)增大節(jié)氣閥15的開啟角，而且基于空氣流計(jì)14的輸出信號(hào)值，以反饋方式控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，至少內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量可以接近或使接近目標(biāo)進(jìn)氣量，從而雖然很難阻止內(nèi)燃機(jī)1的燃燒穩(wěn)定性的降低，但使安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。
(c)故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角傳感器22的情況當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在相位差傳感器20和工作角傳感器22時(shí)，難以精確控制進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位達(dá)到除了最提前位置和最延遲位置的一個(gè)位置，而且也難以精確控制節(jié)氣閥3的工作角。
在根據(jù)本實(shí)施例在這種情況下執(zhí)行的防障控制程序中，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而固定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位在最提前位置，并且固定應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值為第四預(yù)定值。
在進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被固定在最提前位置的情況下，如圖14所示，第四預(yù)定值被設(shè)定為在進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)在進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)附近的一個(gè)值。這是因?yàn)椋绻M(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)固定在進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)附近，則當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在高速范圍內(nèi)所測(cè)量的進(jìn)氣量可能不足，但可以阻止發(fā)生在內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速在怠速范圍或在低速或中速范圍內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性降低。
如果如上所述固定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位和進(jìn)氣閥3的工作角，則在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))難以控制內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。因此，參照?qǐng)D6如上所述，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)逐漸增大節(jié)氣閥15的開啟角。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，可能的是，至少當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性降低時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量接近目標(biāo)進(jìn)氣量，從而使內(nèi)燃機(jī)1至少在低速或中速下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，同時(shí)可以在車輛跛行行駛時(shí)阻止動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的變差。
(d)故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在相位差傳感器20和工作角改變機(jī)構(gòu)21時(shí)，精確控制進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位為除了最延遲位置和最提前位置的一個(gè)位置將變得困難，并且改變進(jìn)氣閥3的工作角也變得不可能。
在根據(jù)本實(shí)施例在上述情況下執(zhí)行的防障控制程序中，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19以固定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位為最提前位置，并停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制。
在這種情況下，參照?qǐng)D8和圖9如上所述，進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)可能從進(jìn)氣行程的上止點(diǎn)被提前，但進(jìn)氣閥3的關(guān)閉正時(shí)沒有從進(jìn)氣行程的下止點(diǎn)很大地延遲。因而，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下可以將燃燒穩(wěn)定性的降低阻止為最小。
如果進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位被固定并停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，則在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值時(shí)的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)(即，節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi))，改變內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量變得不可能。因此，參照?qǐng)D6如上所述，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)逐漸增大節(jié)氣閥15的開啟角。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，可能的是，至少當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性降低時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量接近目標(biāo)進(jìn)氣量，從而使內(nèi)燃機(jī)1至少在低速或中速下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，同時(shí)可以在車輛跛行行駛時(shí)阻止動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的變差。
(4)故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的情況故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的情況包括，由于例如節(jié)氣閥15卡住或節(jié)氣閥致動(dòng)器很差的操作性而不能改變節(jié)氣閥15的開啟角的故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況，以及故障發(fā)生在節(jié)氣閥位置傳感器17的情況。
在檢測(cè)節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障的一個(gè)方法的例子中，根據(jù)從ECU25到節(jié)氣閥致動(dòng)器16傳輸?shù)目刂菩盘?hào)值，當(dāng)節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值不改變(即，節(jié)氣閥15的開啟角不變)時(shí)，確定節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有故障。
在檢測(cè)節(jié)氣閥位置傳感器17的故障的一個(gè)方法的例子中，當(dāng)節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值固定在比它正常工作時(shí)所確定的傳感器17的輸出范圍更高或更低時(shí)，確定節(jié)氣閥位置傳感器17有故障。
(a)故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況如果故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，則節(jié)氣閥15的開啟角被固定。因此，在加速器下壓量小于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，與加速器下壓量成比例地控制節(jié)氣閥15的開啟角變得不可能，并且在加速器下壓量等于或大于預(yù)定值的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，固定節(jié)氣閥15為基本全開度位置也變得不可能。
在根據(jù)本實(shí)施例在上述情況下執(zhí)行的防障控制程序中，ECU25停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制，并如圖15所示控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而當(dāng)加速器下壓量增加時(shí)增大節(jié)氣閥3的工作角，同時(shí)如圖16所示控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)提前進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)。
在以上控制中，內(nèi)燃機(jī)1的實(shí)際進(jìn)氣量可能超過取決于節(jié)氣閥15所固定的開啟角的目標(biāo)進(jìn)氣量，并且內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩可能相應(yīng)地增加以大于相應(yīng)于加速器下壓量的轉(zhuǎn)矩。
在這種情況下，ECU25通過從實(shí)際進(jìn)氣量減去目標(biāo)進(jìn)氣量來計(jì)算過量空氣量，并且控制火花塞5從而當(dāng)過量空氣量增加時(shí)增加點(diǎn)火正時(shí)的延遲或滯后量。然而，要指出的是如果點(diǎn)火正時(shí)的延遲量非常大，那么內(nèi)燃機(jī)1可能起動(dòng)不起來。因此，如圖17所示，在本實(shí)施例中，在點(diǎn)火正時(shí)的延遲量變得等于極限值Lmax時(shí)的過量空氣量ΔA(下文將稱為“延遲極限空氣量”)是預(yù)先由經(jīng)驗(yàn)獲得的。
當(dāng)過量空氣量變得等于或大于延遲極限空氣量ΔA時(shí)，過量空氣量增加時(shí)ECU25減少內(nèi)燃機(jī)1的工作氣缸數(shù)目。例如，如圖18所示，過量空氣量每增加一個(gè)預(yù)定量Δa，ECU25使非工作(靜止)氣缸的數(shù)目增加一個(gè)。
用上述執(zhí)行的防障控制程序，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩可以接近相應(yīng)于加速器下壓量的轉(zhuǎn)矩時(shí)，內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，安裝內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。
(b)故障發(fā)生在節(jié)氣閥位置傳感器17的情況如果故障發(fā)生在節(jié)氣閥位置傳感器17，則精確控制節(jié)氣閥15的工作角變得不可能，并因而ECU25停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制。在正常的節(jié)氣機(jī)構(gòu)中，當(dāng)停止節(jié)氣閥致動(dòng)器的控制時(shí)，節(jié)氣閥的開啟角固定為接近于最小開啟角的預(yù)定值。
如果當(dāng)節(jié)氣閥15的開啟角固定為接近于最小開啟角的預(yù)定值時(shí)執(zhí)行參照?qǐng)D15到圖18如上所述的控制，那么當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量可能不足，但當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，進(jìn)氣量可以被容易地控制為目標(biāo)進(jìn)氣量。
因此，在本實(shí)施例的防障控制程序中，ECU25停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制，并執(zhí)行參照?qǐng)D15到圖18如上所述的控制。
在這種情況下，可能的是，至少當(dāng)內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，當(dāng)阻止燃燒穩(wěn)定性的降低時(shí)，使內(nèi)燃機(jī)1的進(jìn)氣量接近目標(biāo)進(jìn)氣量，從而使內(nèi)燃機(jī)1在低速或中速下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，同時(shí)可以阻止在跛行行駛時(shí)動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的變差。
如果故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的節(jié)氣閥位置傳感器，該節(jié)氣機(jī)構(gòu)如此構(gòu)造從而當(dāng)停止節(jié)氣閥致動(dòng)器的控制時(shí)節(jié)氣閥處于基本全關(guān)閉位置，那么在應(yīng)用于節(jié)氣閥致動(dòng)器的控制值被設(shè)定為一個(gè)使節(jié)氣閥的開啟角等于上述預(yù)定角之后，可執(zhí)行參照?qǐng)D15到圖18如上所述的控制。
(4)故障發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)以及節(jié)氣機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)的情況當(dāng)故障同時(shí)發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)以及節(jié)氣機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)時(shí)，ECU25停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16、正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，并且停止火花塞5和燃油噴射器6的控制從而當(dāng)在顯示儀28上顯示故障發(fā)生的信息時(shí)停止內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。
然而，如果節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)并且節(jié)氣閥15的開啟角可以固定到預(yù)定角，或當(dāng)節(jié)氣閥15處于非全關(guān)閉位置的某個(gè)位置時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障，則ECU25可停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，然后執(zhí)行延遲點(diǎn)火正時(shí)的控制和操作縮減數(shù)目的氣缸的控制，從而內(nèi)燃機(jī)1可以按通過控制調(diào)整的內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面將參照?qǐng)D19至圖24說明執(zhí)行本實(shí)施例的防障控制程序的一個(gè)方法。
圖19為說明防障控制程序的流程圖。防障控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并由ECU25以預(yù)定的時(shí)間間隔(如，曲柄位置傳感器23每產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào))而執(zhí)行。
在防障控制程序中，ECU25首先在步驟S1901中確定故障是否發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)。更特別地，ECU25確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值是否在傳感器17正常工作的輸出范圍內(nèi)。如果節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，那么ECU25確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值是否隨著應(yīng)用于節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制信號(hào)而變化。
如果在步驟S1901中確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值超出正常輸出范圍，或節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值不隨從ECU25到節(jié)氣閥致動(dòng)器16傳輸?shù)目刂菩盘?hào)值而變化，那么ECU25確定故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)，并前進(jìn)到步驟S1902。
在步驟S1902中，ECU確定包括正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)的可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)是否正常工作。更特別地，ECU25確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19是否正常工作，相位差傳感器20是否正常工作，工作角改變機(jī)構(gòu)21是否正常工作，以及工作角傳感器22是否正常工作。
當(dāng)在步驟S1902中確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、相位差傳感器20、工作角改變機(jī)構(gòu)21和工作角傳感器22全都正常工作時(shí)，ECU25確定可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)正常工作，并前進(jìn)到步驟S1903。
在步驟S1903中，ECU25在顯示儀28上顯示表示故障發(fā)生的信息，并執(zhí)行節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序。在節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序中，ECU25執(zhí)行如圖20A、20B的節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序。節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并且當(dāng)節(jié)氣機(jī)構(gòu)有故障并且可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)正常工作時(shí)由ECU25執(zhí)行。
在節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序中，ECU25首先在步驟S2001中確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值是否傳感器17的正常輸出范圍內(nèi)。
如果步驟S2001確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定節(jié)氣閥位置傳感器17正常工作，并節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有故障，并前進(jìn)到步驟S2002。
在步驟S2002中，ECU25停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制。在步驟S2003中，ECU25基于曲柄位置傳感器23產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。
在步驟S2004中，參照?qǐng)D16如上所述，依據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2003中計(jì)算出的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，ECU25計(jì)算出相位差(目標(biāo)相位差)。這里提及的該“相位差”指進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位的差值。
在步驟S2005中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(表示加速器下壓量)。在步驟S2006中，參照?qǐng)D15如上所述，依據(jù)加速器下壓量和工作角之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2005中讀取的加速器下壓量，ECU25計(jì)算出進(jìn)氣閥3的工作角(目標(biāo)工作角)。
在步驟S2007中，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差變得等于目標(biāo)相位差。在步驟S2008中，ECU25控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而進(jìn)氣閥3的實(shí)際工作角變得等于目標(biāo)工作角。
在步驟S2009中，ECU25讀取空氣流計(jì)14的輸出信號(hào)值(即，實(shí)際進(jìn)氣量)。在步驟S2010中，用步驟S2003所計(jì)算的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和步驟S2005中讀取的加速器下壓量作為參數(shù)，ECU25計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)進(jìn)氣量。
在步驟S2011中，ECU25確定步驟S2009中讀取的實(shí)際進(jìn)氣量是否超過步驟S2010中計(jì)算的目標(biāo)進(jìn)氣量。如果在步驟S2011中確定實(shí)際進(jìn)氣量等于或小于目標(biāo)進(jìn)氣量，則ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
如果在步驟S2011中確定實(shí)際進(jìn)氣量超過目標(biāo)進(jìn)氣量，則ECU25前進(jìn)到步驟S2012以通過從實(shí)際進(jìn)氣量中減去目標(biāo)進(jìn)氣量來計(jì)算過量空氣量。
在步驟S2013中，ECU25確定步驟S2012所計(jì)算的過量空氣量是否等于或小于延遲極限空氣量ΔA。如果在步驟S2013中過量空氣量等于或小于延遲極限空氣量ΔA，則ECU25前進(jìn)到步驟S2014，參照?qǐng)D17如上所述，依據(jù)點(diǎn)火延遲量和過量空氣量之間的關(guān)系，相應(yīng)于過量空氣量計(jì)算點(diǎn)火延遲量。然后ECU25以點(diǎn)火延遲量延遲或滯后火花塞5的點(diǎn)火正時(shí)。
如果在步驟S2013中確定過量空氣量超過延遲極限空氣量ΔA，則ECU25前進(jìn)到步驟S2015，以極限值Lmax延遲火花塞5的點(diǎn)火正時(shí)。然后ECU25前進(jìn)到步驟S2016，參照?qǐng)D18如上所述，依據(jù)非工作氣缸的數(shù)目和過量空氣量之間的關(guān)系，相應(yīng)于過量空氣量計(jì)算非工作氣缸的數(shù)目。然后，依據(jù)所計(jì)算的非工作氣缸的數(shù)目，ECU25用工作(即，保留)氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)1。
如果在上步S2001中確定進(jìn)氣閥位置傳感器17有故障，則ECU25前進(jìn)到步驟S2017以將應(yīng)用于節(jié)氣閥致動(dòng)器16的控制值固定為使節(jié)氣閥15的開啟角等于接近最小開啟角的預(yù)定角的一個(gè)值。
繼而，ECU25執(zhí)行如上所述類似于步驟S2003到S2016的程序的一個(gè)過程，然后完成本程序的執(zhí)行。
用由ECU25所執(zhí)行的節(jié)氣機(jī)構(gòu)防障控制程序，內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至在故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)的情況下，并且安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。而且，ECU25能夠阻止車輛跛行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差或使車輛跛行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量的下降減為最少。
返回到圖19的防障控制程序，當(dāng)在步驟S1902中確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、相位差傳感器20、工作角改變機(jī)構(gòu)21和工作角傳感器22中的至少一個(gè)有故障時(shí)，ECU25確定可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)有故障，并且前進(jìn)到步驟S1904。
在步驟S1904中，ECU25在顯示儀28上顯示表示故障發(fā)生的信息，并且停止節(jié)氣閥致動(dòng)器16、正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、工作角改變機(jī)構(gòu)21、火花塞5和燃油噴射器6的控制，從而停止內(nèi)燃機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。
如果節(jié)氣機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)正常工作并且節(jié)氣閥15的開啟角可以固定在預(yù)定角，或保持在非全關(guān)閉位置的節(jié)氣閥15不能正常工作，ECU25可停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制，然后執(zhí)行延遲點(diǎn)火正時(shí)的控制和/或以縮減數(shù)目的氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)1的控制，從而當(dāng)調(diào)整內(nèi)燃機(jī)1的轉(zhuǎn)矩時(shí)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)1。在這種情況下，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。
在完成上述步驟S1904的程序后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
如果在步驟S1901中確定節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，并且節(jié)氣閥位置傳感器17的輸出信號(hào)值隨從ECU25到節(jié)氣閥致動(dòng)器16傳輸?shù)目刂菩盘?hào)值而變化，則ECU25確定節(jié)氣機(jī)構(gòu)正常工作，并前進(jìn)到步驟S1905。
在步驟S1905中，ECU25確定故障是否發(fā)生在可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)，即，故障是否發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、相位差傳感器20、工作角改變機(jī)構(gòu)21和工作角傳感器22中的至少一個(gè)。
更特別地，ECU25確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否隨著從ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值而變化，相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)，工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否隨著從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值而變化，以及工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。
如果在步驟S1905中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不隨從ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值而變化，或相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，或工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不隨從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值而變化，或工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，那么ECU25確定故障發(fā)生在可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)，并前進(jìn)到步驟S1906。
在步驟S1906中，ECU25在顯示儀28上顯示表示故障發(fā)生的信息，并執(zhí)行可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序。在可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序中，ECU25執(zhí)行如圖21所示的可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序。該可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并且當(dāng)節(jié)氣機(jī)構(gòu)正常工作并且可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)有故障時(shí)由ECU25所執(zhí)行。
在可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序中，ECU25首先在步驟S2101中確定工作角改變系統(tǒng)是否正常操作。更特別地，ECU25確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否隨著從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值而變化，以及工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。
如果在步驟S2101中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值隨著從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值而變化，并且工作角傳感器22的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，那么ECU25確定工作角改變系統(tǒng)正常工作并且正時(shí)改變系統(tǒng)有故障，并且前進(jìn)到步驟S2102。
在步驟S2102，ECU25執(zhí)行正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序。在正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25執(zhí)行如圖22A、22B所示的正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序。該正時(shí)改變系統(tǒng)防障程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并且當(dāng)節(jié)氣機(jī)構(gòu)和工作角改變系統(tǒng)正常工作并且正時(shí)改變系統(tǒng)有故障時(shí)，即，正時(shí)改變系統(tǒng)無法正常工作時(shí)，由ECU25所執(zhí)行。
在正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25首先在步驟S2201中確定相位差傳感器20是否正常工作，即，相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。
如果步驟S2201確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，那么ECU25確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19有故障，并且相位差傳感器20正常工作，并前進(jìn)到步驟S2202。
在步驟S2202中，ECU25停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制。在這種情況下，進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位固定在最延遲位置。
在步驟S2203中，ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為上述第一預(yù)定值。參照?qǐng)D5如上所述，第一確定值被設(shè)定為使進(jìn)氣閥3的工作角等于最大角和最小角之間的并且與最大角相比更接近于最小角的一個(gè)特定角。
在步驟S2204中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(即，加速器下壓量)。參照?qǐng)D6如上所述，在步驟S2205中，依據(jù)加速器下壓量和節(jié)氣閥開度之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2204中讀取的加速器下壓量ECU25計(jì)算節(jié)氣閥開度(目標(biāo)節(jié)氣閥開度)。在步驟S2206中，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而進(jìn)氣閥15的開啟角變得等于步驟S2205所計(jì)算的目標(biāo)進(jìn)氣閥開度。
如果在上步S2201中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，那么ECU25確定正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19正常工作，并且相位傳感器20有故障，并前進(jìn)到步驟S2207。
在步驟S2207中，ECU25將應(yīng)用于正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制值固定為設(shè)定進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位為最提前位置的一個(gè)值(最提前值)。
在步驟S2208中，ECU25基于曲柄位置傳感器23產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。在步驟S2209，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(加速器下壓量)。在步驟S2201，通過使用步驟S2208所計(jì)算的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩和步驟S2209讀取的加速器下壓量作為參數(shù)，ECU25計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的目標(biāo)進(jìn)氣量。
參照?qǐng)D10如上所述，在步驟S2211中，依據(jù)進(jìn)氣閥3的工作角和目標(biāo)進(jìn)氣量之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2209所計(jì)算的目標(biāo)進(jìn)氣量，ECU25計(jì)算進(jìn)氣閥3的工作角(目標(biāo)工作角)。
在步驟S2212中，ECU25控制工作角改變機(jī)構(gòu)21從而進(jìn)氣閥3的實(shí)際工作角變得等于步驟S2211中所計(jì)算的目標(biāo)工作角。
在步驟S2213中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(加速器下壓量)。在步驟S2214中，ECU25確定步驟S2213中讀取的加速器下壓量是否等于或大于預(yù)定值。
如果在步驟S2214中確定加速器下壓量等于或大于預(yù)定值，那么ECU25前進(jìn)到步驟S2215以控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而節(jié)氣閥15固定在基本全開度位置。在完成步驟S2215的程序之后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
另一方面，如果在步驟S2214中確定加速器下壓量小于預(yù)定值，則ECU25前進(jìn)到步驟S2216，參照?qǐng)D2如上所述，依據(jù)加速器下壓量和節(jié)氣閥開度之間的關(guān)系，相應(yīng)于上步S2213讀取的加速器下壓量計(jì)算節(jié)氣閥開度(目標(biāo)節(jié)氣閥開度)。
在步驟S2217中，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而節(jié)氣閥15的實(shí)際開啟角變得等于步驟S2216所計(jì)算的目標(biāo)節(jié)氣閥開度。然后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
用ECU25所執(zhí)行的如圖22A、22B的正時(shí)改變系統(tǒng)防障控制程序，內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)行，并且安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，甚至在故障發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)的情況下。而且，ECU25能夠阻止車輛跛行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差或使車輛跛行行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排氣質(zhì)量的惡化降為最小。
返回圖21的可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序，當(dāng)在步驟S2101中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不隨從ECU25傳輸?shù)焦ぷ鹘歉淖儥C(jī)構(gòu)21的控制信號(hào)值而變化，或工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)時(shí)，ECU25確定工作角改變系統(tǒng)有故障，并前進(jìn)到步驟S2103。
在步驟S2103中，確定正時(shí)改變系統(tǒng)是否正常工作。更特別地，ECU25確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否隨從ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值而變化，并確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。
如果在步驟S2103中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值隨ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值而變化，并且相位差傳感器20的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定正時(shí)改變系統(tǒng)正常工作并且工作角改變系統(tǒng)有故障，即，工作角改變系統(tǒng)無法正常工作，并前進(jìn)到步驟S2104。
在步驟S2104中，ECU25執(zhí)行工作角改變系統(tǒng)防障控制程序。在工作角改變系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25執(zhí)行如圖23所示的工作角改變系統(tǒng)防障控制程序。該工作角改變系統(tǒng)防障控制程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并當(dāng)節(jié)氣機(jī)構(gòu)和正時(shí)改變系統(tǒng)正常工作并且工作角改變系統(tǒng)有故障時(shí)由ECU25執(zhí)行。
在工作角改變系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25首先在步驟S2301中確定工作角傳感器22是否正常工作。更特別地，ECU25確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。
如果在步驟S2301中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定工作角傳感器22正常工作，并且工作角改變機(jī)構(gòu)21有故障，并前進(jìn)到步驟S2303。在步驟S2302中，ECU25停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制。
在步驟S2303中，ECU25讀取工作角傳感器22的輸出信號(hào)值(表示進(jìn)氣閥3的實(shí)際工作角)。在步驟S2304中，ECU25基于曲柄位置傳感器23產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)1的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。
參照?qǐng)D11如上所述，在步驟S2305中，依據(jù)進(jìn)氣凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和工作角之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2303所讀取的進(jìn)氣閥3的實(shí)際工作角和步驟S2304所計(jì)算的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速，ECU25計(jì)算出目標(biāo)相位差。
在步驟S2306中，ECU25控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣凸輪軸和曲軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差與步驟S2305所計(jì)算的目標(biāo)相位差一致。
在步驟S2307中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(表示加速器下壓量)。參考圖6如上所述，在步驟S2308中，依據(jù)加速器下壓量和節(jié)氣閥開度之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2307所讀取的加速器下壓量，ECU25計(jì)算出節(jié)氣閥開度(目標(biāo)節(jié)氣閥開度)。
在步驟S2309中，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而進(jìn)氣閥15的實(shí)際開啟角變得等于步驟S2308所計(jì)算的目標(biāo)節(jié)氣閥開度。在執(zhí)行步驟S2309之后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
如果在步驟S2301中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定工作角傳感器22有故障并且工作角改變機(jī)構(gòu)21正常工作，并且前進(jìn)到步驟S2310。
在步驟S2310中，ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為上述第二預(yù)定值。該第二預(yù)定值被設(shè)置為使進(jìn)氣閥的工作角相對(duì)最大角更接近最小角的一個(gè)值。
在步驟S2311中，ECU25基于曲柄位置傳感器23產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)的時(shí)間間隔來計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。在步驟S2312中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(表示加速器下壓量)。在步驟S2313中，基于步驟S2311所計(jì)算的內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速和步驟S2312所讀取的加速器下壓量，ECU25確定內(nèi)燃機(jī)1是否處于非怠速狀態(tài)。
更特別地，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速等于或低于預(yù)定轉(zhuǎn)速(如，大約900轉(zhuǎn)/分鐘)并且加速器踏板26一點(diǎn)也沒下壓(即，加速器下壓量為零)時(shí)，ECU25確定內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高于預(yù)定轉(zhuǎn)速并且加速器下壓量不等于零時(shí)，ECU25確定內(nèi)燃機(jī)1處于非怠速狀態(tài)。
如果在步驟S2313中確定內(nèi)燃機(jī)1處在非怠速狀態(tài)，ECU25前進(jìn)到步驟S2314，控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差變得等于第一相位差。參照?qǐng)D12如上所述，該第一相位差被設(shè)為提供的進(jìn)氣閥3的開啟和關(guān)閉正時(shí)的一個(gè)相位差。
如果在步驟S2313中確定內(nèi)燃機(jī)1處于怠速狀態(tài)，則ECU25前進(jìn)到步驟S2315，并控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19從而進(jìn)氣凸輪軸和曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相位差變得等于第二相位差。參照?qǐng)D13如上所述，第二相位差被設(shè)置為提供相對(duì)于第一相位差所確定的開啟/關(guān)閉正時(shí)而延遲的進(jìn)氣閥3的開啟/關(guān)閉正時(shí)的一個(gè)相位差。
參照?qǐng)D6如上所述，在執(zhí)行步驟S2314或步驟S2315之后，ECU25前進(jìn)到步驟S2316，依據(jù)節(jié)氣閥開度和加速器下壓量之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2312所讀取的加速器下壓量，計(jì)算節(jié)氣閥開度(目標(biāo)節(jié)氣閥開度)。
在步驟S2317中，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而控制節(jié)氣閥15的開啟角為步驟S2316所計(jì)算的目標(biāo)節(jié)氣閥開度。然后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
用由ECU25所執(zhí)行的圖23中的工作角改變系統(tǒng)防障控制程序，內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，甚至在故障發(fā)生在工作角改變系統(tǒng)的情況下。而且，ECU25能夠阻止車輛跛行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差或使車輛跛行行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排氣質(zhì)量的惡化降為最小。
返回到圖21的可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)防障控制程序，如果在步驟S2103中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不隨從ECU25傳輸?shù)秸龝r(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制信號(hào)值而變化，或確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)都有故障，并前進(jìn)到步驟S2105。
在步驟S2105中，ECU25執(zhí)行雙系統(tǒng)防障控制程序。在雙系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25執(zhí)行如圖24所示的雙系統(tǒng)防障控制程序。該雙系統(tǒng)防障程序預(yù)先存儲(chǔ)在ECU25的只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，并當(dāng)節(jié)氣機(jī)構(gòu)正常工作并且正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)都有故障時(shí)由ECU25執(zhí)行。
在雙系統(tǒng)防障控制程序中，ECU25首先在步驟S2401中確定相位差傳感器20是否正常工作，即，相位差傳感器20的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。如果在步驟S2401中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定相位差傳感器20正常工作，并且正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19有故障，并前進(jìn)到步驟S2402。
在步驟S2402中，ECU25確定工作角傳感器22是否正常工作，即，工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否在正常輸出范圍內(nèi)。如果在步驟S2402中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定工作角傳感器22正常工作，并且工作角改變機(jī)構(gòu)21有故障。在這種情況下，ECU25執(zhí)行用于故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況的步驟S2403到S2407的防障控制程序。
在步驟S2403中，ECU25停止正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制。在步驟S2404中，ECU25停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制。
在步驟S2405中，ECU25讀取加速器位置傳感器27的輸出信號(hào)值(表示加速器下壓量)。參照?qǐng)D6如上所述，在步驟S2406中，依據(jù)加速器下壓量和節(jié)氣閥開度之間的關(guān)系，相應(yīng)于步驟S2405所讀取的加速器下壓量，ECU25計(jì)算節(jié)氣閥開度(目標(biāo)節(jié)氣閥開度)。
在步驟S2407中，ECU25控制節(jié)氣閥致動(dòng)器16從而節(jié)氣閥15的實(shí)際開啟角變得等于步驟S2406所計(jì)算的目標(biāo)節(jié)氣閥開度。然后，ECU25完成一次本程序的執(zhí)行。
如果在步驟S2402中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定工作角傳感器22有故障并且工作角改變機(jī)構(gòu)21正常工作。在這種情況下，ECU25執(zhí)行用于故障發(fā)生在正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19和工作角傳感器22的情況的步驟S2408、S2409和S2405-S2407的防障控制程序。
在步驟S2408中，ECU25停止控制正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制。在步驟S2409中，ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為上面所指示的第三預(yù)定值。第三預(yù)定值被設(shè)定為使進(jìn)氣閥3的工作角基本等于參考圖5如上所述的預(yù)定角的一個(gè)值。
在執(zhí)行步驟S2409之后，ECU25執(zhí)行上述步驟S2405-S2407的操作，然后完成本程序的執(zhí)行。
另一方面，如果在上步S2401中確定相位差傳感器20的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍以外，則ECU25確定相位差傳感器20有故障并且正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19正常工作，并前進(jìn)到步驟S2410。
在步驟S2410中，ECU25確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值是否在正常工作范圍內(nèi)。如果在步驟S2410中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值在正常輸出范圍內(nèi)，則ECU25確定工作角傳感器22正常工作并且工作角改變機(jī)構(gòu)21有故障。
在這種情況下，ECU25執(zhí)行用于故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角改變機(jī)構(gòu)21的情況的步驟S2411、S2412和S2405-S2407的防障控制程序。
在步驟S2411中，ECU25將應(yīng)用于正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制值固定為最提前值。在步驟S2412中，ECU25停止工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制。在執(zhí)行步驟S2412后，ECU25執(zhí)行上述步驟S2405-S2407的操作，然后完成本程序的執(zhí)行。
如果在步驟S2410中確定工作角傳感器22的輸出信號(hào)值不在正常輸出范圍，則ECU25確定工作角傳感器22有故障并且工作角改變機(jī)構(gòu)21正常工作。在這種情況下，ECU25執(zhí)行用于故障發(fā)生在相位差傳感器20和工作角傳感器22的情況的步驟S2413、S2414和S2405-S2407的防障控制程序。
首先，在步驟S2413中，ECU25將應(yīng)用于正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19的控制值固定為最提前值。在步驟S2414中，ECU25將應(yīng)用于工作角改變機(jī)構(gòu)21的控制值固定為第四控制值。該第四控制值被設(shè)定為使進(jìn)氣閥3的開啟正時(shí)等于參照?qǐng)D14如上所述的開啟正時(shí)的一個(gè)值。在執(zhí)行步驟S2414之后，ECU25執(zhí)行上述步驟S2405-S2407的操作，然后完成本程序的執(zhí)行。
用由ECU25所執(zhí)行的圖24中的雙系統(tǒng)防障控制程序，內(nèi)燃機(jī)1能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛，甚至在故障同時(shí)發(fā)生在正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)的情況下。而且，ECU25能夠阻止車輛跛行時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差或使車輛跛行行駛時(shí)內(nèi)燃機(jī)1的動(dòng)力性和廢氣排氣質(zhì)量的惡化降為最小。
返回圖19的附著控制程序，當(dāng)在步驟S1905中確定所有正時(shí)改變機(jī)構(gòu)19、相位差傳感器20、工作角改變機(jī)構(gòu)21和工作角傳感器22都正常工作時(shí)，ECU25確定節(jié)氣機(jī)構(gòu)和可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)正常工作，并前進(jìn)到步驟S1907。
在步驟S1907中，ECU25以正常方式控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)和可變進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)，并完成一次本程序的執(zhí)行。
用由ECU25所執(zhí)行的圖19中的防障控制程序，當(dāng)故障發(fā)生在節(jié)氣機(jī)構(gòu)、正時(shí)改變系統(tǒng)和工作角改變系統(tǒng)中的至少一個(gè)時(shí)，執(zhí)行根據(jù)故障的形式所選擇的適當(dāng)?shù)姆勒峡刂瞥绦驈亩鴥?nèi)燃機(jī)1可以繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)阻止動(dòng)力性和廢氣排放質(zhì)量變差或使動(dòng)力性和廢氣排氣質(zhì)量的惡化降為最小。因而，安裝有內(nèi)燃機(jī)1的車輛能夠以跛行方式行駛。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，包括正時(shí)改變裝置，用于相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)；工作角改變裝置，用于改變進(jìn)氣閥的工作角；節(jié)氣機(jī)構(gòu)，包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道內(nèi)的節(jié)氣閥和可操縱以開啟和關(guān)閉節(jié)氣閥的致動(dòng)器；進(jìn)氣量控制裝置，用于控制正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而將內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量控制為目標(biāo)進(jìn)氣量；故障檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)正時(shí)改變裝置、工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)的故障；以及防障控制裝置，用于執(zhí)行與可由故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出的不同形式的故障對(duì)應(yīng)的不同的防障控制程序，其中當(dāng)故障檢測(cè)單元確實(shí)檢測(cè)出故障時(shí)，防障控制裝置根據(jù)由故障檢測(cè)裝置所檢測(cè)出的故障形式執(zhí)行不同防障控制程序中選定的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置控制工作角改變裝置從而進(jìn)氣閥的工作角變得基本等于預(yù)定角，并控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與相應(yīng)于預(yù)定角的開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變節(jié)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)節(jié)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出第一驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置停止第一驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并且基于由工作角檢測(cè)裝置檢測(cè)出的工作角而控制正時(shí)改變裝置，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變節(jié)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)節(jié)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角檢測(cè)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置將應(yīng)用于第一驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，并控制正時(shí)改變裝置從而將固定進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)固定為預(yù)定正時(shí)，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量而改變節(jié)氣閥的開啟角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，防障控制裝置相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)在非怠速狀態(tài)下所確立的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)而延遲內(nèi)燃機(jī)怠速狀態(tài)下所確立的進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出正時(shí)改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與預(yù)定的開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，并控制工作角改變裝置和節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量變得基本等于目標(biāo)進(jìn)氣量。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出第二驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置停止第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并控制工作角改變裝置從而將進(jìn)氣閥的工作角固定為預(yù)定角，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的控制系統(tǒng)，其特征在于正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置將應(yīng)用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，并控制工作角改變裝置從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變進(jìn)氣閥的工作角。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為其值的預(yù)定值確定為，使得進(jìn)氣閥的開啟正時(shí)相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)被提前。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置的故障時(shí)，防障控制裝置控制工作角改變裝置從而進(jìn)氣閥的工作角變得基本等于預(yù)定角，并控制正時(shí)改變裝置從而進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)基本與預(yù)定的開啟和關(guān)閉正時(shí)一致，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出第一驅(qū)動(dòng)裝置和正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置停止第一驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并將應(yīng)用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)空氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角檢測(cè)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置將應(yīng)用于第一驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為預(yù)定值，并停止第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變進(jìn)氣閥的開啟角。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出工作角檢測(cè)裝置和正時(shí)檢測(cè)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置將應(yīng)用于第一驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為第一預(yù)定值，并將應(yīng)用于第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制值固定為第二預(yù)定值，同時(shí)控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
14.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于工作角改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的工作角的第一驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的工作角的工作角檢測(cè)裝置；正時(shí)改變裝置包括用于改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的第二驅(qū)動(dòng)裝置，以及用于檢測(cè)進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)的正時(shí)檢測(cè)裝置；并且當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置的故障時(shí)，防障控制裝置停止第一驅(qū)動(dòng)裝置和第二驅(qū)動(dòng)裝置的控制，并控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量改變節(jié)氣閥的開啟角。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2、6和10中任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)故障檢測(cè)裝置檢測(cè)出節(jié)氣機(jī)構(gòu)的故障時(shí)，防障控制裝置控制節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而將節(jié)氣閥的開啟角固定為預(yù)定度數(shù)，并依據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣量控制工作角改變裝置和正時(shí)改變裝置，同時(shí)如果實(shí)際進(jìn)氣量大于目標(biāo)進(jìn)氣量，則執(zhí)行用于延遲點(diǎn)火正時(shí)的點(diǎn)火延遲控制和用于以縮減數(shù)目的氣缸運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)燃機(jī)的縮減氣缸操作控制中的至少一種。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，包括一個(gè)正時(shí)改變單元，該正時(shí)改變單元相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變進(jìn)氣閥的開啟和關(guān)閉正時(shí)，一個(gè)改變進(jìn)氣閥的工作角的工作角改變單元，一個(gè)節(jié)氣機(jī)構(gòu)，該節(jié)氣機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣通道的節(jié)氣閥和可操作以開啟和關(guān)閉節(jié)氣閥的致動(dòng)器，以及一個(gè)進(jìn)氣量控制單元，該進(jìn)氣量控制單元控制正時(shí)改變單元、工作角改變單元和節(jié)氣機(jī)構(gòu)從而控制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣量為目標(biāo)進(jìn)氣量。該控制系統(tǒng)檢測(cè)正時(shí)改變單元、工作角改變單元和節(jié)氣機(jī)構(gòu)中至少一個(gè)的故障，并在故障檢測(cè)后，根據(jù)所檢測(cè)故障的形式，執(zhí)行相應(yīng)于故障的不同形式的不同防障控制程序中所選的一種。
文檔編號(hào)F02D41/22GK1490503SQ0315506
公開日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月26日
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