内燃机的控制装置以及控制方法_2

文档序号:9221325阅读:来源:国知局
动。
[0029]S卩,如果电动机31旋转,则减速器输出轴32a的角度以利用减速器32进行了大幅减速的形式发生变化。该减速器输出轴32a的转动从第I臂33经由中间连杆35向第2臂34传递,控制轴28转动。由此,如上所述,内燃机I的机械压缩比变化。在图示例子中,第I臂33以及第2臂34在互相相反的方向上延伸,因此,例如成为如果减速器输出轴32a向顺时针方向转动则控制轴28向逆时针方向转动的关系,但当然也能够构成为向相同方向转动。
[0030]如上述所示,利用可变压缩比机构2进行可变控制的机械压缩比的实际值即实际压缩比由实际压缩比检测传感器36检测。该实际压缩比检测传感器36例如由对控制轴28的转动角或减速器输出轴32a的转动角进行检测的旋转型电位计、旋转编码器等构成。或者,也可以根据对电动机31的指令信号求出该电动机31的旋转量,根据该旋转量求出控制轴28的转动角,由此,不使用另一个传感器就检测实际压缩比。
[0031]上述电动机31由发动机控制器13进行驱动控制,从而使以上述方式求出的实际压缩比成为与运转条件相对应的目标压缩比。
[0032]在上述这种结构的可变压缩比机构2中,惯性力和由缸内的压力产生的力作用于经由上连杆25进行支撑的活塞24上。缸内压力在进气行程中变为负压,在压缩行程以及膨胀行程中即使是空转(motoring)也变为正压。在伴随燃烧的通常运转时,在膨胀行程中,燃烧压产生作用。另外,惯性力在上下的2个方向上作用。作为这样的力作用于活塞24的结果,对于具备偏心轴部28a的控制轴28,试图使该控制轴28向压缩比降低方向旋转的扭矩、和与此相反地试图使该控制轴28向压缩比上升方向旋转的扭矩,作为所谓的交替扭矩交替作用。
[0033]在此,如果包含电动机31的上述驱动机构正常,则克服上述交替扭矩而将控制轴28的转动角位置保持为期望的位置(与目标压缩比相对应的位置)。与此相对,如果由于电动机31的断线等驱动机构的故障而失去对控制轴28的驱动扭矩,则控制轴28会通过上述交替扭矩而向旋转方向振动,并且一边振动,一边根据此时的2个方向的扭矩的平衡而逐渐向低压缩比侧或高压缩比侧位移。
[0034]在缸内进行燃烧的通常运转时,由于在膨胀行程中,较大的燃烧压作用于活塞24,因此试图使控制轴28向压缩比降低方向旋转的扭矩相对较大,因此逐渐向低压缩比侧位移。
[0035]但是,在不伴随燃烧的、减速时的燃料切断运转中,燃烧压不产生作用,进气行程中的缸内负压的影响变大,因此试图使控制轴28向压缩比上升方向旋转的扭矩相对变大。因此,在此情况下,逐渐向高压缩比侧位移。
[0036]如上述所示,与本来的目标压缩比相比变为过高的压缩比在导致异常燃烧等这一方面,非优选。另外,如果相对于进气阀4、排气阀5的开闭特性变为过高的压缩比,则进气阀4、排气阀5与活塞24的干涉成为问题,为了避免该问题,需要设置正常时不需要的过大的阀箱室。
[0037]在本实施例中,进行可变压缩比机构2的故障的诊断,该可变压缩比机构2包含使用电动机31的驱动机构,在检测出故障的状况下,在执行减速时的燃料切断时,使进气行程中的缸内负压与正常时相比减少,或者使压缩行程或膨胀行程中的缸内正压与正常时相比增加。
[0038]下面,基于图2以及图3的流程图对具体的处理进行说明。
[0039]图2是表示故障检测处理的流程的流程图,在步骤I中,读入前述的实际压缩比的时间序列数据。该实际压缩比时间序列数据是以规定的采样时间间隔检测实际压缩比,并在发动机控制器13的RAM内作为最近的规定个数的数据进行存储而得到的。基于该最近的多个实际压缩比的数据,在步骤2中,判定由该时间序列数据表示的实际压缩比的振动振幅(即最大值与最小值之差)是否处于正常范围内。
[0040]如果实际压缩比的振动振幅过大,则进入步骤6,对故障判定标志fF设置“2”。该“fF = 2”表示未进行驱动机构的正常的压缩比控制而是可变压缩比机构2实质上变为自由状态的不可控制故障。
[0041]如果实际压缩比的振动振幅处于正常范围内,则进入步骤3,进一步判定实际压缩比与目标压缩比的背离是否处于正常范围内。
[0042]如果两者的背离处于正常范围内,则进入步骤4,对故障判定标志fF设置“O”。该“fF = O”表示可变压缩比机构2未发生故障。与此相对,如果两者的背离过大,则进入步骤5,对故障判定标志fF设置“ I ”。该“ fF = I ”表示是固着故障,该固着故障是从电动机31到控制轴28的驱动机构固着在某个位置而不能够进行压缩比变更的故障。此外,在如上述所示压缩比被固定的固着故障中,不存在由燃料切断运转引起的高压缩比化,因此变为本实施例的处理的对象之外。
[0043]图3是表示控制整体的流程的主流程图,在步骤11中,分别读入此时的内燃机转速Ne、表示燃料切断的执行的燃料切断执行标志fFC、以及上述故障判定标志fF。此外,“fFC = I”表示燃料切断执行过程中,“fFC = O”表示未执行燃料切断的状态。
[0044]在步骤12中,判定燃料切断执行标志fFC是否为1,即是否是燃料切断执行过程中。在步骤13中,判定故障判定标志fF是否为2,即是否是不可控制故障。如果上述步骤12、13中的某一者中为NO,则不进行步骤14?18的处理,进入后述的步骤19。
[0045]在步骤12、13双方为YES的情况下,即如果可变压缩比机构2发生不可控制故障且燃料切断为执行过程中,则进入步骤14,读入前述的实际压缩比的时间序列数据。并且,进入步骤15,基于此时的内燃机转速Ne,分别计算出基本节流阀开度TVOO、基本进气VTC提前量VTC1、以及基本排气VTC延迟量VTCeO。上述基本节流阀开度TVOO相当于在燃料切断运转中得到与内燃机转速Ne相应的最低限度所需的最小空气量的最小开度。
[0046]在下一个步骤16中,基于步骤14中读入的实际压缩比的时间序列数据,判定实际压缩比是否正在向高压缩比侧变化。
[0047]在步骤16中判定为实际压缩比正在向高压缩比侧变化的情况下,进入步骤17,作为目标节流阀开度TV0,设定为在基本节流阀开度TVOO上加上规定的节流阀开度增加校正值hTVO得到的值。节流阀14的开度与该目标节流阀开度TVO相对应地受到控制。此外,目标节流阀开度TVO的值越大,节流阀14的开度越大。
[0048]另外,作为目标进气VTC提前量VTCi,设定在基本进气VTC提前量VTC1上加上规定的进气VTC提前校正值hVTCi得到的值。使进气阀4的开闭定时提前或延迟的进气侧可变阀机构7与该目标进气VTC提前量VTCi相对应地受到控制。目标进气VTC提前量VTCi以最延迟位置为基准,其值越大,进气阀4的开闭定时越提前。此外,基于基本进气VTC提前量VTC1的进气阀关闭定时在比进气下止点更延迟的侧,通过利用上述进气VTC提前校正值hVTCi的附加而提前,从而进气阀关闭定时接近进气下止点。
[0049]并且,在步骤17中,作为目标排气VTC延迟量VTCe,设定在基本排气VTC延迟量VTCeO上加上规定的排气VTC延迟校正值hVTCel得到的值。使排气阀5的开闭定时提前或延迟的排气侧可变阀机构8与该目标排气VTC延迟量VTCe相对应地受到控制。目标排气VTC延迟量VTCe以最提前位置为基准,其值越大,排气阀5的开闭定时越延迟。此外,基于基本排气VTC延迟量VTCeO的排气阀打开定时在比膨胀下止点更提前的侧,通过利用上述排气VTC延迟校正值hVTCel的附加而延迟,从而排气阀打开定时接近膨胀下止点。
[0050]利用这样的步骤17的处理,得到如图4所示的燃料切断运转过程中的缸内压。即,图4对比示出可变压缩比机构2正常时的缸内压的特性(即基于基本节流阀开度TV00、基本进气VTC提前量VTC1、以及基本排气VTC延迟量VTCeO的特性)、以及在可变压缩比机构2发生不可控制故障而施加了步骤17的校正处理的情
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