內(nèi)燃機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]—種公知的內(nèi)燃機(jī)包括凸輪切換可變氣門機(jī)構(gòu)，其從多個(gè)凸輪中選擇出將用于驅(qū)動(dòng)排氣閥的使用凸輪。在這種內(nèi)燃機(jī)中，診斷是否正常執(zhí)行凸輪切換的診斷設(shè)備被公開在公開號(hào)為7-233742( JP7-233742A)的日本專利申請(qǐng)中。公開號(hào)為1-110817( JP1-110817A)的日本專利申請(qǐng)公開了一種多氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)的閥控制設(shè)備，該閥控制設(shè)備控制另一氣缸的凸輪切換裝置以便安排不同氣缸的使用凸輪作為未使用預(yù)定凸輪的有缺陷氣缸的使用凸輪。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在包括凸輪切換可變氣門機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，當(dāng)使用凸輪的切換未正常執(zhí)行時(shí)，存在多種原因。因此，在這種內(nèi)燃機(jī)中，僅通過判定使用凸輪的切換是否正常執(zhí)行，不能夠適當(dāng)?shù)靥幚硎褂猛馆喌那袚Q未正常執(zhí)行的情形。
[0004]本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機(jī)，其能夠判定是否存在使用凸輪的切換異常，并且能夠處理使用凸輪的切換未正常執(zhí)行的情形。
[0005]本發(fā)明的一個(gè)方案涉及一種內(nèi)燃機(jī)。該內(nèi)燃機(jī)包括可變氣門機(jī)構(gòu)，可變氣門機(jī)構(gòu)包括用以驅(qū)動(dòng)排氣閥的多個(gè)凸輪以及電子控制單元(ECU) ACU配置為:(a)選擇使用凸輪，使用凸輪是多個(gè)凸輪之中用以驅(qū)動(dòng)排氣閥的凸輪；以及(b)基于在預(yù)定周期中缸內(nèi)壓力改變率的軌跡來判定是否存在使用凸輪的切換異常，預(yù)定周期是排氣閥打開的周期。
[0006]在此方案中，可變氣門機(jī)構(gòu)可以配置為切換凸輪以使得執(zhí)行多個(gè)模式。ECU可以配置為當(dāng)根據(jù)模式正常執(zhí)行使用凸輪的切換時(shí)，將預(yù)定周期設(shè)定為通過切換使用凸輪打開排氣閥的周期以及通過切換使用凸輪不打開排氣閥的周期中的至少一個(gè)。
[0007]在此方案中，ECU可以配置為基于軌跡的預(yù)定項(xiàng)來判定是否存在切換異常。預(yù)定項(xiàng)可以包括(a)存在通過排氣閥的操作所獲得的拐點(diǎn)，(b)不存在拐點(diǎn)，(C)拐點(diǎn)的值，以及(d)拐點(diǎn)的產(chǎn)生正時(shí)中的至少一個(gè)。
[0008]在此方案中，預(yù)定周期可以是已經(jīng)開始切換至使用凸輪之后的周期。
[0009]在此方案中，ECU可以配置為當(dāng)ECU判定在多個(gè)模式中的至少一個(gè)存在切換異常時(shí)，判定可變氣門機(jī)構(gòu)是異常的。當(dāng)ECU判定在所有多個(gè)模式中都不存在切換異常時(shí)，ECU可以判定可變氣門機(jī)構(gòu)是正常的。
[0010]在此方案中，可變氣門機(jī)構(gòu)可以根據(jù)多個(gè)凸輪的凸輪輪廓而分別變動(dòng)。可變氣門機(jī)構(gòu)可以包括:多個(gè)變動(dòng)部，其配置為將從凸輪軸傳遞的動(dòng)態(tài)動(dòng)力分程傳遞至排氣閥，凸輪軸設(shè)置有多個(gè)凸輪；以及多個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)，其配置為將多個(gè)變動(dòng)部之中的兩個(gè)變動(dòng)部連接和斷開。E⑶可以配置為從作為多個(gè)凸輪的至少三個(gè)凸輪中選擇用以驅(qū)動(dòng)排氣閥的凸輪。
[0011]在此方案中，多個(gè)凸輪可以包括第一凸輪、第二凸輪和第三凸輪。多個(gè)變動(dòng)部可以包括配置為使用第一凸輪變動(dòng)的第一變動(dòng)部、配置為使用第二凸輪變動(dòng)的第二變動(dòng)部以及配置為使用第三凸輪變動(dòng)的第三變動(dòng)部。多個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以包括第一聯(lián)接機(jī)構(gòu)和第二聯(lián)接機(jī)構(gòu)。第一聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以包括將第一變動(dòng)部和第二變動(dòng)部連接和斷開的第一鎖定構(gòu)件。第二聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以包括將第二變動(dòng)部和第三變動(dòng)部連接和斷開的第二鎖定構(gòu)件。第二變動(dòng)部可以設(shè)置有配置為傳遞動(dòng)態(tài)動(dòng)力至排氣閥的閥驅(qū)動(dòng)部。使用第一凸輪的排氣閥的開閥周期可以包括使用第二凸輪的排氣閥的開閥周期。第一凸輪的凸輪輪廓和第二凸輪的凸輪輪廓可以設(shè)定成使得使用第一凸輪的排氣閥的提升量大于使用第二凸輪的排氣閥的提升量。第三凸輪的凸輪輪廓可以設(shè)定成以便在不同于第一凸輪的凸輪輪廓和第二凸輪的凸輪輪廓其中之一的正時(shí)驅(qū)動(dòng)排氣閥。模式的總數(shù)可以是六個(gè)。
[0012]在此方案中，E⑶可以配置為判定由第一鎖定構(gòu)件和第二鎖定構(gòu)件中至少一個(gè)所執(zhí)行的聯(lián)接或者脫離是否存在異常。
[0013]在此方案中，ECU可以配置為基于模式和在預(yù)定周期中的軌跡來判定使用凸輪的切換異常的異常形式。
[0014]在此方案中，ECU可以配置為基于模式和在預(yù)定周期中的軌跡來判定可變氣門機(jī)構(gòu)中的使用凸輪的切換異常的異常形式。模式可以包括第一模式，第一模式可以是使用凸輪的切換形式從第二凸輪切換至第一凸輪的模式。ECU可以配置為基于模式和當(dāng)模式是第一模式時(shí)的第一拐點(diǎn)來判定異常形式。第一拐點(diǎn)可以是在軌跡中的在使用第一凸輪和第二凸輪中至少一個(gè)的排氣閥的操作下所獲得的拐點(diǎn)。
[0015]在此方案中，模式可以包括第二模式，第二模式可以是使用凸輪的切換形式從第二凸輪切換至第一和第三凸輪的模式。ECU可以配置為基于模式和當(dāng)模式是第二模式時(shí)的第二拐點(diǎn)來判定異常形式，第二拐點(diǎn)可以是在軌跡中的使用第三凸輪的排氣閥的操作下所獲得的拐點(diǎn)。
[0016]在此方案中，模式可以包括第三模式，第三模式可以是使用凸輪的切換形式從第二凸輪和第三凸輪切換至第一凸輪的模式。當(dāng)模式是第三模式時(shí)，E⑶可以配置為:(a)基于模式和第一拐點(diǎn)來判定異常形式；以及(b)基于模式和第二拐點(diǎn)來判定異常形式。
[0017]在此方案中，第一預(yù)定拐點(diǎn)可以是在軌跡中的當(dāng)排氣閥沿著第一凸輪的凸輪輪廓被驅(qū)動(dòng)時(shí)使用第一凸輪的排氣閥的操作下所獲得的拐點(diǎn)。偏差可以是第一拐點(diǎn)和第一預(yù)定拐點(diǎn)之間的相位差的大小。當(dāng)模式是第三模式、第一拐點(diǎn)和第二拐點(diǎn)存在于軌跡中，并且第一拐點(diǎn)是偏差小于預(yù)定值的拐點(diǎn)時(shí)，ECU可以判定異常形式是在第一聯(lián)接機(jī)構(gòu)和第二聯(lián)接機(jī)構(gòu)之間產(chǎn)生的使用凸輪的切換正時(shí)的響應(yīng)延遲。
[0018]在此方案中，排氣閥、多個(gè)凸輪、多個(gè)變動(dòng)部和多個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)可以設(shè)置給多個(gè)氣缸中的每個(gè)。ECU可以配置為當(dāng)模式是第一模式并且在多個(gè)氣缸中的一個(gè)氣缸和另一氣缸之間所述第一拐點(diǎn)的值或者相位的差異超過預(yù)定程度時(shí)，判定異常形式是在多個(gè)氣缸之間引起的使用凸輪的切換正時(shí)的響應(yīng)延遲。ECU可以配置為當(dāng)模式是第二模式并且在多個(gè)氣缸中的一個(gè)氣缸和另一氣缸之間第二拐點(diǎn)的存在或者不存在不同時(shí)，判定異常形式是在多個(gè)氣缸之間引起的使用凸輪的切換正時(shí)的響應(yīng)延遲。電子控制單元可以配置為當(dāng)模式是第三模式并且滿足以下條件之一時(shí)，判定異常形式是在多個(gè)氣缸之間引起的使用凸輪的切換正時(shí)的響應(yīng)延遲。一個(gè)條件為:在多個(gè)氣缸中的一個(gè)氣缸和另一氣缸之間所述第一拐點(diǎn)的值和相位中的其中之一的差異超過預(yù)定程度。另一條件為:在多個(gè)氣缸中的一個(gè)氣缸和另一氣缸之間所述第二拐點(diǎn)的存在或者不存在不同。
[0019]在此方案中，ECU可以配置為當(dāng)判定是否存在切換異常時(shí)重復(fù)判定是否存在切換異常。ECU可以配置為當(dāng)ECU在預(yù)定時(shí)間重復(fù)判定存在切換異常時(shí)，判定存在切換異常。ECU可以配置為當(dāng)ECU在預(yù)定時(shí)間重復(fù)判定存在切換異常之前判定不存在切換異常時(shí)，則判定不存在切換異常。
[0020]在此方案中，ECU可以配置為基于所判定的異常形式來控制故障保護(hù)控制。故障保護(hù)控制可以包括限制最大車速、限制最大轉(zhuǎn)速以及限制噴射的燃料量中的至少一個(gè)。
[0021]在此方案中，模式根據(jù)使用凸輪的切換形式可以不同，并且切換形式可以是在使用凸輪的多個(gè)使用模型中的兩個(gè)使用模型之間從一個(gè)使用模型切換至另一個(gè)使用模型的形式。
[0022]在此方案中，ECT可以配置為當(dāng)E⑶判定切換異常存在時(shí)發(fā)出警告。
[0023]根據(jù)此方案，能夠判定是否存在使用凸輪的切換異常并且適當(dāng)?shù)靥幚硎褂猛馆喌那袚Q未正常執(zhí)行的情形。
【附圖說明】
[0024]下文將參考附圖描述本發(fā)明的示范實(shí)施例的特征、優(yōu)勢(shì)以及技術(shù)及工業(yè)重要性，其中相同附圖標(biāo)記指代相同元件，并且在附圖中:
[0025]圖1是示出內(nèi)燃機(jī)及其外圍設(shè)備的總體配置的示意圖；
[0026]圖2是示意地示出內(nèi)燃機(jī)的配置的示意圖；
[0027]圖3A和圖3B是示出凸輪軸的示意圖；
[0028]圖4是可變氣門機(jī)構(gòu)的第一外部視圖；
[0029]圖5是可變氣門機(jī)構(gòu)的第二外部視圖；
[0030]圖6是可變氣門機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0031]圖7是示意地示出單元的配置的示意圖；
[0032]圖8是示出多個(gè)聯(lián)接機(jī)構(gòu)的示意圖；
[0033]圖9A至圖9C是示出使用凸輪的使用模型的示意圖；
[0034]圖10是示出預(yù)定周期的示意圖；
[0035]圖1IA和圖1IB是示出整個(gè)控制的示例的流程圖；
[0036]圖12A至12F是示出第一模式下的第一機(jī)械故障的示意圖；
[0037]圖13A至13F是示出第一模式下的第二機(jī)械故障的示意圖；
[0038]圖14A至14F是示出第一模式下的第三機(jī)械故障的示意圖；
[0039]圖15是示出第一控制示例的第一流程圖；
[0040]圖16是示出第一控制示例的第二流程圖；
[0041 ]圖17是示出第一控制示例的第三流程圖；
[0042]圖18是示出第一控制示例的第四流程圖；
[0043]圖19A至圖19F是示出第二模式下的第一機(jī)械故障的示意圖；
[0044]圖20A至圖20F是示出第二模式下的第二機(jī)械故障的示意圖；
[0045]圖21A至圖21F是示出第二模式下的第三機(jī)械故障的示意圖；
[0046]圖22是示出第二控制示例的第一流程圖；
[0047]圖23是示出第二控制示例的第二流程圖；
[0048]圖24是示出第二控制示例的第三流程圖；
[0049]圖25是示出第二控制示例的第四流程圖；
[0050]圖26A至圖261是示出第三模式下的機(jī)械故障的示意圖；
[0051 ]圖27A至圖27C是示出第一響應(yīng)故障的示意圖；
[0052]圖28A和圖28B是示出第三控制示例的第一流程圖；
[0053]圖29是示出第三控制示例的第二流程圖；
[0054]圖30是示出第三控制示例的第三流程圖；
[0055]圖31是示出第二響應(yīng)故障的示意圖；
[0056]圖32是示出第四控制示例的第一流程圖；以及
[0057]圖33是示出第四控制示例的第二流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0058]圖1是示出內(nèi)燃機(jī)50及其外圍設(shè)備的總體配置的示意圖。圖2是示意地示出內(nèi)燃機(jī)50的配置的不意圖。圖3A和313是不出凸輪軸65的不意圖。圖4是可變氣門機(jī)構(gòu)60的第一外部視圖。圖5是可變氣門機(jī)構(gòu)60的第二外部視圖。圖6是可變氣門機(jī)構(gòu)60的側(cè)視圖。圖3A是示出凸輪軸65的整個(gè)配置的示意圖且圖3B是沿著圖3A的線A-A截取的凸輪Ca、Cb以及Ce的橫截面圖。圖5和圖6不出可變氣門機(jī)構(gòu)60以及凸輪軸65。
[0059]內(nèi)燃機(jī)50設(shè)置有進(jìn)氣系統(tǒng)10、排氣系統(tǒng)20以及排氣再循環(huán)系統(tǒng)40。進(jìn)氣系統(tǒng)10包括空氣流量計(jì)11、中間冷卻器12以及進(jìn)氣歧管13 O空氣流量計(jì)11測(cè)量進(jìn)氣空氣的量。中間冷卻器12冷卻進(jìn)氣空氣。進(jìn)氣歧管13將進(jìn)氣空氣分配給內(nèi)燃機(jī)50的氣缸51a。排氣系統(tǒng)20包括排氣歧管21和催化劑22。排氣歧管21將來自氣缸51a的排氣空氣匯合進(jìn)入下游側(cè)的一個(gè)排氣通路。催化劑22凈化排氣空氣。進(jìn)氣系統(tǒng)10和排氣系統(tǒng)20設(shè)置有增壓器30 ο增壓器30利用進(jìn)氣空氣給內(nèi)燃機(jī)50增壓。
[0060]排氣再循環(huán)系統(tǒng)40包括EGR管41、EGR冷卻器42以及EGR閥43。EGR管41造成進(jìn)氣系統(tǒng)10和排氣系統(tǒng)20彼此連通。具體地，EGR管41造成在進(jìn)氣歧管13的上游側(cè)的匯合部與在排氣歧管21的下游側(cè)的匯合部彼此連通。EGR冷卻器42冷卻再循環(huán)的排氣空氣。EGR閥43調(diào)節(jié)再循環(huán)的排氣空氣的量。內(nèi)燃機(jī)50是壓縮點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)并且包括多個(gè)氣缸(此處為四個(gè)氣缸)51a。內(nèi)燃機(jī)50連同進(jìn)氣系統(tǒng)10、排氣系統(tǒng)20和排氣再循環(huán)系統(tǒng)40—起安裝在未示出的車輛上。
[0061 ]內(nèi)燃機(jī)50包括電子控制單元(E⑶)70 ο內(nèi)燃機(jī)50包括氣缸體51、氣缸蓋52、活塞53、進(jìn)氣閥54、排氣閥55、燃料噴射閥56、可變氣門機(jī)構(gòu)60和凸輪軸65。內(nèi)燃機(jī)50設(shè)置有缸內(nèi)壓力傳感器91?；钊?3、進(jìn)氣閥54、排氣閥55、燃料噴射閥56和缸內(nèi)壓力傳感器91設(shè)置給每個(gè)氣缸51a。
[0062]氣缸51a形成在氣缸體51中?；钊?3容納在氣缸51a中。氣缸蓋52固定至氣缸體51的頂表面。燃燒室E形成為圍繞有氣缸體51、氣缸蓋52和活塞53的空間?；钊?3鄰近燃燒室
E0
[0063]引導(dǎo)進(jìn)氣空氣至燃燒室E的進(jìn)氣端口52a和從燃燒室E排出氣體的排氣端口 52b形成在氣缸蓋52中。氣缸蓋52設(shè)置有切換進(jìn)氣端口 52a的進(jìn)氣閥54和切換排氣端口 52b的排氣閥55。設(shè)置給每個(gè)氣缸5 Ia的進(jìn)氣閥54的數(shù)量和排氣閥55的數(shù)量均為兩個(gè)或多個(gè)(此處為兩個(gè))O燃料噴射閥56布置在氣缸蓋52中并且噴射燃料至燃燒室E O缸內(nèi)壓力傳感器91布置在氣缸蓋52中并且感測(cè)缸內(nèi)壓力Pc，所述缸內(nèi)壓力Pc是燃燒室E的壓力。
[0064]可變氣門機(jī)構(gòu)60布置在氣缸蓋52中?？勺儦忾T機(jī)構(gòu)60是凸輪切換可變氣門機(jī)構(gòu)并且從作為第一凸輪的凸輪Ca、作為第二凸輪的凸輪Cb和作為第三凸輪的凸輪Ce之中選擇出將用以驅(qū)動(dòng)排氣閥55的使用凸輪。凸輪Ca、Cb以及Ce布置在凸輪軸65中并且構(gòu)成用以驅(qū)動(dòng)排氣閥55的多個(gè)(此處為三個(gè))凸輪。凸輪的數(shù)量可以設(shè)定為至少三個(gè)。
[0065]凸輪Ca、Cb以及Ce具有不同于彼此的不同凸輪輪廓。凸輪Ca、Cb的凸輪輪廓設(shè)定成以便利用排氣行程和進(jìn)氣行程中的至少一個(gè)行程(此處為排氣行程)來驅(qū)動(dòng)排氣閥55。凸輪Ca、Cb的凸輪輪廓設(shè)定成使得使用凸輪Cb的排氣閥55的開閥周期包括在使用凸輪Ca的排氣閥55的開閥周期中，并且使用凸輪Ca的排氣閥55的提升量大于使用凸輪Cb的排氣閥55的提升量。
[0066]凸輪Ce的凸輪輪廓設(shè)定成以便在不同于凸輪Ca的凸輪輪廓和凸輪Cb的凸輪輪廓中之一的正時(shí)驅(qū)動(dòng)排氣閥55。凸輪Ce的凸輪輪廓具體地設(shè)定為在進(jìn)氣閥54的開閥周期打開排氣閥55。凸輪Ce與凸輪Cb—起被使用。凸輪Ce可以與凸輪Ca—起被使用。
[0067]凸輪Ca、Cb以及Ce具體地布置成對(duì)應(yīng)于多個(gè)氣缸51a中的每個(gè)氣缸。因此，凸輪Ca、Cb以及Ce具體地用以驅(qū)動(dòng)用于每個(gè)氣缸51a的排氣閥55。具體地，可變氣門機(jī)構(gòu)60從用于多個(gè)氣缸5 Ia中的每個(gè)氣缸的凸輪Ca、Cb和Ce中選擇出用以驅(qū)動(dòng)排氣閥55的使用凸輪。
[0068]可變氣門機(jī)構(gòu)60包括凸輪接觸部61、閥驅(qū)動(dòng)部62、搖臂部63以及搖臂軸64。凸輪接觸部61、閥驅(qū)動(dòng)部62和搖臂部63布置成用于每個(gè)氣缸51a并且構(gòu)成單元U。
[0069]凸輪接觸部61是凸輪從動(dòng)件且布置在此處的凸輪接觸部的數(shù)量為兩個(gè)或多個(gè)(此處為三個(gè))以對(duì)應(yīng)于凸輪Ca、Cb以及Ce。凸輪接觸部61a是多個(gè)凸輪接觸部61中的和凸輪Ca接觸的凸輪接觸部。凸輪接觸部6 Ib是和凸輪Cb接觸的凸輪接觸部且凸輪接觸部61