周期包括在基于凸轮Ca的排气阀55的开阀周期中，且凸轮Ca、Cb的凸轮轮廓设定成使得使用凸轮Ca的排气阀55的提升量大于使用凸轮Cb的排气阀55的提升量。此外，凸轮Ce的凸轮轮廓设定成以便在不同于凸轮Ca或者凸轮Cb的凸轮轮廓的正时驱动排气阀55且多个模式包括总共六个模式(下文，称为第一配置)。也即，例如，内燃机50能够在第一配置下判定是否存在切换异常。
[0220]内燃机50具有这样的具体配置(下文，称为第二配置)，在该配置中当判定是否存在切换异常时，ECU70判定是否存在由至少一个销Pnll、Pn21执行的联接或者脱离异常，因而能够判定是否存在切换异常。
[0221]基于用于每个凸轮切换模式的在预定周期K中的轨迹M能够识别出机械故障或者响应故障。因此，内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中作为异常判定设备的ECU70基于凸轮切换模式和预定周期K中的轨迹M进一步判定切换异常的异常形式，因而能够处理当未正常执行使用凸轮的切换时的情形。
[0222]在具有第一配置或者第二配置的内燃机50中，能够区分第一响应故障与其他故障并能够处理该情形，所述第一响应故障在当内燃机50具有第一配置或者第二配置时可能发生。因此，能够处理很大程度的混乱，例如，在三个部的联接的状态下发生的诸如通过阀弹起可能发生的阀系统的毁坏。
[0223]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中ECU70基于凸轮切换模式和当凸轮切换模式是第一模式时的拐点MPl来判定异常形式。因此，内燃机50能够判定在基于第一模式的使用凸轮的切换时在联接机构631中发生的机械故障的异常形式。在该情况下，内燃机50能够判定异常形式是销Pnll的弹起、销Pnll的斜向插入和销Pnll的固定中的哪个形式。
[0224]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中ECU70基于凸轮切换模式和当凸轮切换模式是第二模式时的拐点MP2来判定异常形式。因此，内燃机50能够在基于第二模式的使用凸轮的切换时判定在联接机构632中发生的机械故障的异常形式。在该情况下，内燃机50能够判定异常形式是销Pn21的弹起、销Pn21的斜向插入和销Pn21的固定中的哪个形式。
[0225]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中E⑶70基于凸轮切换模式和拐点MPl来判定异常形式并且基于凸轮切换模式和当凸轮切换模式是第三模式时的拐点MP2来判定异常形式。因此，内燃机50能够在基于第三模式的使用凸轮的切换时判定在联接机构631、632中发生的机械故障的异常形式。在该情况下，内燃机50能够判定异常形式是销Pnll的弹起、销Pnll的斜向插入和销Pnll的固定中的哪个形式。内燃机还能够判定异常形式是销Pn21的弹起、销Pn21的不完全脱开和销Pn21的固定中的哪个形式。
[0226]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，当凸轮切换模式是第三模式，拐点MP1、MP2出现在轨迹M中，且拐点MPl是在该拐点下偏差T11小于预定值γ I的拐点时，ECU70判定异常形式是第一响应故障。因此，在基于第三模式的使用凸轮的切换时内燃机50可以判定存在异常形式是第一响应故障。
[0227]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，排气阀55、凸轮Ca、Cb和Ce、变动部63a、63b和63c以及联接机构631、632为每个气缸51a而布置，如上所述ECU70判定异常形式是第二响应故障。因此，内燃机50可以在基于第一模式至第三模式的使用凸轮的切换时判定第二响应故障。
[0228]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，当判定是否存在切换异常时ECU70重复判定是否存在切换异常，且当在预定时间重复判定存在切换异常时ECU70正式判定存在切换异常。ECU70配置为在当在预定时间重复判定存在切换异常之前判定不存在切换异常时，正式判定不存在切换异常。因此，内燃机50可以进一步识别出切换使用凸轮暂时未正常执行的情形，然后可以处理该情形。
[0229]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，其进一步包括作为根据由作为异常判定设备的ECU70所判定的异常形式来执行故障保护控制的控制设备的ECU70，并且在该配置中故障保护控制包括限制最大车速、限制最大转速和限制喷射的燃料量中的至少一个。也即，内燃机50具有这样的具体配置，因而当未正常执行在可变气门机构60中使用凸轮的切换时能够实际处理该情形。通过处理该情形，具体地，内燃机50能够防止或者抑制产生异常噪声或者产生振动或者能够防止相同阀系统的毁坏。
[0230]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，其进一步包括作为当ECU70判定存在切换异常时发出警告的警告设备的ECU70，因而能够发起适合于该情形的应对措施。
[0231]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，其进一步包括作为根据由作为异常判定设备的ECU70所判定的异常形式来限制EGR率的EGR率限制设备ECU70，因而当未正常执行在可变气门机构60中使用凸轮的切换时，可以防止或者抑制废气排放物劣化或输出动力变差。
[0232]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，当作为异常判定设备的ECU70正式判定存在切换异常时作为控制设备的ECU70执行故障保护控制。也即，进一步识别出暂时未正常执行使用凸轮的切换的情况并且然后能够处理各种情形的内燃机50能够适当执行如下故障保护控制。
[0233]内燃机50具有这样的配置，在该配置中其进一步包括当作为异常判定设备的ECU70临时地判定存在切换异常以及判定异常形式是销Pnll或者销Pn21的弹起时作为再切换使用凸轮的再切换设备的ECU70。当异常形式是销Pnll或者销Pn21的弹起时，具有该配置的内燃机50能够通过再切换使用凸轮处理该情形。
[0234]内燃机50具有这样的具体配置，在该配置中，在作为异常判定设备的ECU70所判定的异常形式中的执行相同类型的故障保护控制的异常形式中，作为控制设备的ECU70执行具有不同程度的故障保护控制，且内燃机50可以更适当地处理各种情形。
[0235]上文已经详细描述了本发明的实施例。本发明并不限于这些具体的实施例，而是能够在不偏离随附权利要求书中所述的本发明的主旨的情况下以各种形式来被修改和改变。
[0236]例如，内燃机可以是单气缸内燃机或者火花点火式内燃机。例如，在具有多个气缸的内燃机中，多个凸轮可以在多个气缸中至少一个气缸中用以驱动排气阀55，或者可变气门机构可以在多个气缸中至少一个气缸中从多个凸轮中选择出将用以驱动排气阀的使用凸轮。
【主权项】
1.一种内燃机，包括: 可变气门机构，其包括用以驱动排气阀的多个凸轮；以及 电子控制单元，其配置为 (a)选择使用凸轮，所述使用凸轮是所述多个凸轮之中用以驱动所述排气阀的凸轮，以及 (b)基于在预定周期中缸内压力改变率的轨迹来判定是否存在所述使用凸轮的切换异常，所述预定周期是所述排气阀打开的周期。2.根据权利要求1所述的内燃机，其中 所述可变气门机构配置为切换所述凸轮以使得执行多个模式，以及 所述电子控制单元配置为当根据所述模式正常执行所述使用凸轮的切换时，将所述预定周期设定为通过切换所述使用凸轮打开所述排气阀的周期以及通过切换所述使用凸轮不打开所述排气阀的周期中的至少一个。3.根据权利要求2所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为基于所述轨迹的预定项来判定是否存在所述切换异常，并且所述预定项包括以下至少一个 (i)存在通过所述排气阀的操作所获得的拐点， (ii)不存在所述拐点， (iii)所述拐点的值，以及 (iv)所述拐点的产生正时。4.根据权利要求2或3所述的内燃机，其中 所述预定周期是已经开始切换至所述使用凸轮之后的周期。5.根据权利要求2至4中任一项所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为当所述电子控制单元判定在至少一个所述多个模式中存在所述切换异常时判定所述可变气门机构是异常的，以及 所述电子控制单元配置为当所述电子控制单元判定在全部所述多个模式中都不存在所述切换异常时判定所述可变气门机构是正常的。6.根据权利要求2至5中任一项所述的内燃机，其中 所述可变气门机构根据所述多个凸轮的凸轮轮廓而分别变动，所述可变气门机构包括:多个变动部，其配置为将从凸轮轴传递的动态动力分程传递至所述排气阀，所述凸轮轴设置有所述多个凸轮；以及多个联接机构，其配置为将所述多个变动部之中的两个变动部连接和断开，并且 所述电子控制单元配置为从作为所述多个凸轮的至少三个凸轮中选择用以驱动所述排气阀的所述凸轮。7.根据权利要求6所述的内燃机，其中 所述多个凸轮包括第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮， 所述多个变动部包括配置为使用所述第一凸轮变动的第一变动部、配置为使用所述第二凸轮变动的第二变动部以及配置为使用所述第三凸轮变动的第三变动部， 所述多个联接机构包括第一联接机构和第二联接机构，所述第一联接机构包括将所述第一变动部和所述第二变动部连接和断开的第一锁定构件，所述第二联接机构包括将所述第二变动部和所述第三变动部连接和断开的第二锁定构件，所述第二变动部设置有配置为传递动态动力至所述排气阀的阀驱动部， 使用所述第一凸轮的所述排气阀的开阀周期包括使用所述第二凸轮的所述排气阀的开阀周期， 所述第一凸轮的凸轮轮廓和所述第二凸轮的凸轮轮廓设定成使得使用所述第一凸轮的所述排气阀的提升量大于使用所述第二凸轮的所述排气阀的提升量， 所述第三凸轮的凸轮轮廓设定成以便在不同于所述第一凸轮的凸轮轮廓和所述第二凸轮的凸轮轮廓其中之一的正时驱动所述排气阀，以及所述模式的总数是六个。8.根据权利要求7所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为判定由所述第一锁定构件和所述第二锁定构件中至少一个所执行的联接或者脱离是否存在异常。9.根据权利要求2至8中任一项所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为基于所述模式和在所述预定周期中的所述轨迹来判定所述使用凸轮的所述切换异常的异常形式。10.根据权利要求7或8所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为基于所述模式和在所述预定周期中的所述轨迹来判定所述可变气门机构中的所述使用凸轮的所述切换异常的异常形式， 所述模式包括第一模式，所述第一模式是所述使用凸轮的切换形式从所述第二凸轮切换至所述第一凸轮的模式，以及 所述电子控制单元配置为基于所述模式和当所述模式是所述第一模式时的第一拐点来判定所述异常形式，并且所述第一拐点是在所述轨迹中的在使用所述第一凸轮和所述第二凸轮中至少一个的所述排气阀的操作下所获得的拐点。11.根据权利要求1O所述的内燃机，其中 所述模式包括第二模式，所述第二模式是所述使用凸轮的切换形式从所述第二凸轮切换至所述第一凸轮和第三凸轮的模式，以及 所述电子控制单元配置为基于所述模式和当所述模式是所述第二模式时的第二拐点来判定所述异常形式，并且所述第二拐点是在所述轨迹中的在使用所述第三凸轮的所述排气阀的操作下所获得的拐点。12.根据权利要求11所述的内燃机，其中 所述模式包括第三模式，所述第三模式是所述使用凸轮的切换形式从所述第二凸轮和第三凸轮切换至所述第一凸轮的模式，以及 当所述模式是所述第三模式时，所述电子控制单元配置为 (A)基于所述模式和所述第一拐点来判定所述异常形式，和 (B)基于所述模式和所述第二拐点来判定所述异常形式。13.根据权利要求12所述的内燃机，其中 第一预定拐点是在所述轨迹中的当所述排气阀沿着所述第一凸轮的凸轮轮廓被驱动时使用所述第一凸轮的所述排气阀的操作下所获得的拐点， 偏差是所述第一拐点和所述第一预定拐点之间的相位差的大小，以及 所述电子控制单元配置为当所述模式是所述第三模式、所述第一拐点和所述第二拐点存在于所述轨迹中并且所述偏差小于预定值时，判定所述异常形式是在所述第一联接机构和所述第二联接机构之间产生的所述使用凸轮的切换正时的响应延迟。14.根据权利要求13所述的内燃机，其中 所述排气阀、所述多个凸轮、所述多个变动部和所述多个联接机构设置给多个气缸中的每个， 所述电子控制单元配置为当所述模式是所述第一模式并且在所述多个气缸中的一个气缸和另一气缸之间所述第一拐点的值和相位中的其中之一的差异超过预定程度时，判定所述异常形式是在所述多个气缸之间引起的所述使用凸轮的切换正时的响应延迟， 所述电子控制单元配置为当所述模式是所述第二模式并且在所述多个气缸中的一个气缸和另一气缸之间所述第二拐点的存在或者不存在不同时，判定所述异常形式是在所述多个气缸之间引起的所述使用凸轮的切换正时的响应延迟，以及 所述电子控制单元配置为当所述模式是所述第三模式并且以下条件之一满足时，判定所述异常形式是在所述多个气缸之间引起的所述使用凸轮的切换正时的响应延迟: (I)在所述多个气缸中的一个气缸和另一气缸之间所述第一拐点的值和相位中的其中之一的差异超过预定程度，以及 (II)在所述多个气缸中的一个气缸和另一气缸之间所述第二拐点的存在或者不存在不同。15.根据权利要求2至14中任一项所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为当判定是否存在所述切换异常时重复判定是否存在所述切换异常， 所述电子控制单元配置为当所述电子控制单元在预定时间重复判定存在所述切换异常时则判定存在所述切换异常，以及 所述电子控制单元配置为当所述电子控制单元在所述预定时间重复判定存在所述切换异常之前判定不存在所述切换异常时则判定不存在所述切换异常。16.根据权利要求10至14中任一项所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为基于所判定的异常形式来控制故障保护控制，并且所述故障保护控制包括限制最大车辆速度、限制最大转速以及限制喷射的燃料量中的至少一个。17.根据权利要求2至16中任一项所述的内燃机，其中 所述模式根据所述使用凸轮的切换形式而不同，并且所述切换形式是在所述使用凸轮的多个使用模型中的两个使用模型之间从一个使用模型切换至另一个使用模型的形式。18.根据权利要求1至17中任一项所述的内燃机，其中 所述电子控制单元配置为当所述电子控制单元判定所述切换异常存在时发出警告。
【专利摘要】一种内燃机，包括：排气阀；多个凸轮Ca、Cb以及Cc，其用以驱动所述排气阀；凸轮切换可变气门机构，其从多个凸轮Ca、Cb以及Cc中选择用以驱动所述排气阀的使用凸轮；以及电子控制单元，其基于预定周期K中的轨迹M来判定在可变气门机构中是否存在使用凸轮的切换异常，所述预定周期K是排气阀打开的周期。所述轨迹M是缸内压力改变率dPc/dθ的轨迹并且具体是指示所述缸内压力改变率dPc/d9θ根据曲轴转角θ的变化的轨迹。
【IPC分类】F02D41/22, F01L1/26
【公开号】CN105556070
【申请号】CN201480044857
【发明人】芳贺宏行, 三好悠司
【申请人】丰田自动车株式会社
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年8月6日
【公告号】EP3030759A1, US20160194984, WO2015019162A1