專利名稱：用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，并且尤其涉及一種在可變閥操作系統(tǒng)中存在故障情況下使能可變閥定時(shí)控制功能以及可變閥提升/工作角控制功能的失效保險(xiǎn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)提出并且開發(fā)出各種用于可變閥定時(shí)控制系統(tǒng)的失效保險(xiǎn)技術(shù)。在日本專利臨時(shí)公開5-98916號(hào)(以下稱為“JP5-98916”)中公開了一種這樣的失效保險(xiǎn)技術(shù)。
在JP5-98916中公開的可變閥定時(shí)控制系統(tǒng)中，二個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)分別安裝在V型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的二個(gè)汽缸排中。當(dāng)檢測(cè)出安裝在二個(gè)汽缸排的第一排中的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)失效或故障時(shí)，強(qiáng)制性地把安裝在第二排中的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的所需閥定時(shí)調(diào)整成或者變成接近安裝在第一排中的并且不能正確工作的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的實(shí)際閥定時(shí)。這甚至在可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)或閥定時(shí)控制系統(tǒng)中存在故障情況下也可有效地避免二個(gè)汽缸排的閥定時(shí)彼此不希望地波動(dòng)或不平衡，從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)特別不穩(wěn)定的狀態(tài)。
新近的汽車通常采用可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)。總的來講，存在二種類型的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)一種是高速凸輪/低速凸輪切換系統(tǒng)，其中，通過允許大工作角及大閥提升(valve lift)的高速凸輪和允許小工作角及小閥提升的低速凸輪之間的切換使得閥的提升以及工作角都是可變的；而另一種是所謂的連續(xù)可變閥事件和提升控制系統(tǒng)(valve event and lift control system)，其通常簡(jiǎn)稱為“VEL”，其中，可以同時(shí)連續(xù)可變地控制閥提升以及工作角二者。
當(dāng)多個(gè)安裝在多汽缸排發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)汽缸排中的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)和一個(gè)公用于這些汽缸排的可變閥提升及工作角控制機(jī)構(gòu)彼此組合時(shí)，能增加設(shè)定各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥(進(jìn)氣閥和排氣閥)的閥提升特性的自由度，從而確保節(jié)約燃料，即，減少燃料消耗并且提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，例如提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出和提高燃燒穩(wěn)定性。在安裝著彼此組合的多個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)和一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上，希望即使某個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中存在故障或者一個(gè)可變閥定時(shí)控制系統(tǒng)失靈時(shí)，仍可避免由于不平衡的閥定時(shí)而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩下降)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于帶有多個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)和一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其通過優(yōu)化地控制這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)各自的操作狀態(tài)以及該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)正確地工作，即使存在可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)故障或者存在可變閥定時(shí)控制系統(tǒng)故障的情況下，仍能有效地抑制或避免由于正確和不正確工作的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的不平衡閥定時(shí)而出現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，例如發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不足。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，提供一種用于至少帶有二個(gè)汽缸排的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其包括一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其配置成電子地與該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，以便出于失效保險(xiǎn)目的而響應(yīng)所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)發(fā)生的故障，該控制單元包括一個(gè)能執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式的第一失效保險(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其包括一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其被配置成電子地與該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，以便出于失效保險(xiǎn)目的而響應(yīng)該可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)發(fā)生的故障，該控制單元包括一個(gè)能執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式的第一失效保險(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提供以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種用于至少帶有二個(gè)汽缸排的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，包括一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其被配置成電子地與該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，以便出于失效保險(xiǎn)目的而響應(yīng)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)發(fā)生的故障，該控制單元包括用于確定是否可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)出故障的故障檢測(cè)裝置，以及用于執(zhí)行失效保險(xiǎn)操作模式的失效保險(xiǎn)裝置，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
依據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種對(duì)用于多汽缸排內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行失效保險(xiǎn)功能的方法，該可變閥操作系統(tǒng)使用一個(gè)改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，并且使用至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，該方法包括檢測(cè)是否可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)出故障，并且當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中的至少一個(gè)的補(bǔ)償。
依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種對(duì)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行失效保險(xiǎn)功能的方法，該可變閥操作系統(tǒng)使用一個(gè)改變每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)并且使用至少二個(gè)彼此獨(dú)立地改變閥定時(shí)的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，該方法包括檢測(cè)是否可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)出故障，以及當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中的至少一個(gè)的補(bǔ)償。
在參照各附圖下從下面的說明會(huì)理解本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1示出一種可變閥操作系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)方塊圖，其用于帶有二個(gè)汽缸排的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)汽缸排各具有一個(gè)可變閥定時(shí)控制(VTC)機(jī)構(gòu)和一個(gè)可變閥提升和工作角控制(VVL)機(jī)構(gòu)。
圖2是用于包含在該實(shí)施例中的可變閥操作系統(tǒng)的VTC機(jī)構(gòu)和VVL機(jī)構(gòu)的液壓線路圖。
圖3是其中包含該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)V型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的示意正視圖。
圖4是一個(gè)流程圖，示出由該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行的控制例程。
圖5A-5E是定時(shí)圖，示出正常狀態(tài)下來自二個(gè)VTC機(jī)構(gòu)的同步凸輪角傳感器脈沖信號(hào)輸出以及異常狀態(tài)下(或者一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)存在故障下)異步凸輪角傳感器脈沖信號(hào)輸出。
圖6A是一個(gè)特性曲線圖，示出發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩以及閥提升之間的關(guān)系。
圖6B是發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線圖，其示出小的閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1。
圖6C是發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性曲線圖，其示出大的閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R2。
圖7是一個(gè)流程圖，示出由該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行的改進(jìn)型控制例程。
圖8是一個(gè)解釋圖，示出三個(gè)不同的液壓閾值A(chǔ)、B、C和四種不同情況①、②、③、④(四種不同的VVL/VTC控制模式)之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照附圖，尤其是圖1，該可變閥操作系統(tǒng)實(shí)施例是在每個(gè)汽缸排帶有二個(gè)凸輪軸的V型頂置雙凸輪軸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中舉例的。
如圖1中所示，該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)包括一個(gè)通過它改進(jìn)每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥提升和工作角的液壓地操作可變閥提升和工作角控制(VVL)機(jī)構(gòu)13，以及多個(gè)安裝在各個(gè)汽缸排中集體地稱為“VTC機(jī)構(gòu)17”的液壓操作可變閥定時(shí)控制(VTC)機(jī)構(gòu)17A和17B。設(shè)置VTC機(jī)構(gòu)17以便改變每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥定時(shí)。這種VVL機(jī)構(gòu)13的典型詳細(xì)構(gòu)造例如在日本臨時(shí)專利申請(qǐng)8-177433號(hào)中公開，而這種VTC機(jī)構(gòu)17的典型詳細(xì)構(gòu)造例如在日本臨時(shí)專利申請(qǐng)8-177426號(hào)中公開。作為VVL機(jī)構(gòu)13，所示實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)采用一個(gè)高速凸輪/低速凸輪切換系統(tǒng)，其中通過從高速凸輪14a和低速凸輪14b中的一個(gè)向另一個(gè)切換來改變閥提升和工作角二者。高速凸輪14a安裝在凸輪軸14上用于允許每個(gè)進(jìn)氣閥15具有大工作角和大閥提升，而低速凸輪14b安裝在凸輪軸14b上用于允許每個(gè)進(jìn)氣閥15具有小工作角和小閥提升。盡管未在圖1中清楚示出，高速凸輪/低速凸輪切換機(jī)構(gòu)與每個(gè)進(jìn)氣閥15的氣門挺桿16連接，以便根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件在高速凸輪操作模式和低速凸輪操作模式之間切換。即，在該示出的實(shí)施例中，VVL機(jī)構(gòu)13可以提供二級(jí)閥提升和工作角特性。替代地，可以采用其它類型的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，例如能同時(shí)連續(xù)改變閥提升以及工作角特性的連續(xù)可變閥事件和提升控制系統(tǒng)(VEL)。另一方面，VTC機(jī)構(gòu)17包括一個(gè)和進(jìn)氣閥凸輪軸14一起轉(zhuǎn)動(dòng)的內(nèi)殼，一個(gè)和凸輪皮帶輪(pulley)一起轉(zhuǎn)動(dòng)的外殼以及一個(gè)設(shè)置在該內(nèi)、外殼之間的相對(duì)相位改變機(jī)構(gòu)，其中，通過一個(gè)定時(shí)帶從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸向該凸輪皮帶輪傳送轉(zhuǎn)矩。取決于施加到VTC機(jī)構(gòu)17的液壓的壓力值，可以改變?cè)搩?nèi)殼相對(duì)于該外殼的相位角。換言之，取決于施加到VTC機(jī)構(gòu)17的液壓的壓力值，通過改變和進(jìn)氣閥15的最大閥提升點(diǎn)對(duì)應(yīng)的中心角的角相位，可以連續(xù)地改變所安裝的每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥定時(shí)。
通過VVL液壓控制閥11控制或調(diào)節(jié)施加到VVL機(jī)構(gòu)13上的液壓，而施加到VTC17上的液壓是通過VTC液壓控制閥18控制或調(diào)節(jié)的。在該實(shí)施例的系統(tǒng)中，每個(gè)壓力控制閥11和18包括一個(gè)電磁操縱的螺線管閥。壓力控制閥11和18的操作分別響應(yīng)由電子控制單元(ECU)1生成的VTC控制信號(hào)SVTC和VVL控制信號(hào)SVVL來控制。ECU1通常包括一個(gè)微計(jì)算機(jī)。ECU1包括輸入/輸出接口(I/O)、存儲(chǔ)器(RAM、ROM)和微處理器或中央處理器(CPU)。ECU1的輸入/輸出接口(I/O)接收來自各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器的輸入信息，這些傳感器為發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器(發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度傳感器)2，進(jìn)氣量傳感器(氣流計(jì))3，節(jié)流閥開度傳感器(節(jié)流閥位置傳感器)4，空氣/燃料比(AFR)傳感器(O2傳感器)5，由軸角傳感器6，凸輪軸位置傳感器(凸輪角傳感器)20，VVL壓力傳感器21，液壓傳感器36(見圖2)以及油溫傳感器37。設(shè)置發(fā)動(dòng)機(jī)溫度傳感器2以便檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(冷卻劑溫度)TW。設(shè)置進(jìn)氣量傳感器3以檢測(cè)吸入發(fā)動(dòng)機(jī)中的氣量Qa。設(shè)置節(jié)流閥位置傳感器4以檢測(cè)節(jié)流閥開度TVO。設(shè)置AFR傳感器5以便當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)始終檢測(cè)或監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中包含的氧氣的百分比。設(shè)置曲軸角傳感器6以對(duì)ECU1通知發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的相對(duì)位置。設(shè)置凸輪角傳感器20以對(duì)ECU1通知凸輪角并且每當(dāng)發(fā)出發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火命令時(shí)啟動(dòng)正確的點(diǎn)火時(shí)間順序以及燃料噴射定時(shí)。設(shè)置VVL壓力傳感器21以對(duì)ECU1通知來自VVL液壓控制閥11的輸出壓力PVVL。設(shè)置液壓傳感器36(見圖2)以便檢測(cè)或監(jiān)視來自油泵31的加壓油的液壓PL(后面參照?qǐng)D7的流程圖加以說明)。設(shè)置油溫傳感器37以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫Toil。在ECU1內(nèi)，中央處理單元(CPU)允許通過I/O接口訪問來自上面討論的發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器2、3、4、5、6、20、21和37的輸入信息數(shù)據(jù)信號(hào)。ECU1的CPU負(fù)責(zé)傳送存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)器里的空氣/燃料比控制程序、電子點(diǎn)火控制程序以及VTC/VVL控制程序，并且能夠進(jìn)行必要的至少包含著圖4中所示的失效保險(xiǎn)例程(VTC/VVL控制例程)(后面討論)或者圖7中所示的改進(jìn)型失效保險(xiǎn)例程(修改型VTC/VVL控制例程)(后面討論)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。計(jì)算結(jié)果(算術(shù)計(jì)算結(jié)果)，即計(jì)算出的輸出信號(hào)，通過ECU的輸出接口電路中繼到各輸出級(jí)。具體地，把空氣/燃料比控制信號(hào)SAFR從該輸出接口輸出到A/F控制致動(dòng)器，例如電子控制節(jié)流閥致動(dòng)器。從該輸出接口向電子點(diǎn)火系統(tǒng)輸出點(diǎn)火定時(shí)控制信號(hào)Sig。從該輸出接口向VTC液壓控制閥18的電磁螺絲管輸出VTC控制信號(hào)SVTC，并從該輸出接口向VVT液壓控制閥11的電磁螺絲管輸出VVL控制信號(hào)SVVL。
現(xiàn)參照?qǐng)D2，圖中示出用于液壓操作VTC和VVL機(jī)構(gòu)17和13的液壓線路。油泵31充當(dāng)對(duì)VTC機(jī)構(gòu)17和VVL機(jī)構(gòu)13公用的液壓源。油泵31由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)以向發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體41中形成的主油管32傳送加壓油(加壓工作流體)。油泵31的輸出端口經(jīng)VVL螺線管供油線路34和VVL液壓控制閥11連接。VVL液壓控制閥11經(jīng)VVL供油管12和公用于第一汽缸排中安裝的進(jìn)氣閥15以及第二汽缸排中安裝的進(jìn)氣閥15的VVL機(jī)構(gòu)13連接。即，VVL液壓控制閥11以流體方式大致設(shè)置在VVL螺線管供油線路34和VVL供油管12的中間，其把油泵31和VVL機(jī)構(gòu)13互連起來。油泵31的輸出端口還經(jīng)VTC螺線管供油線路33和液壓控制閥18連接。VTC液壓控制閥18也經(jīng)VTC供油管19和VTC機(jī)構(gòu)17連接。即，VTC液壓控制閥18按流體方式大致設(shè)置在VTC螺線管供油線路33和VTC供油管19的中間，其把油泵31和VTC機(jī)構(gòu)17互連起來。液壓傳感器36位于VTC螺線管供油線路33和VVL螺線管供油線路34的上游匯合點(diǎn)處，從而檢測(cè)或監(jiān)視從油泵31排出和生成的加壓油的液壓PL。設(shè)置旁路管35以互連油泵31和VVL機(jī)構(gòu)13，以便旁路VVL液壓控制閥11。旁路管35的功能是促進(jìn)傳送到VVL機(jī)構(gòu)13的液壓的快速升壓。在該示出的實(shí)施例中，還在旁路管35中設(shè)置一個(gè)孔口(液流收斂裝置(fluid-flowconstriction means))，用于防止VVL機(jī)構(gòu)13中的誤動(dòng)作，當(dāng)VVL液壓控制閥11的電磁螺線管去激勵(lì)(切換到斷開)從而完全關(guān)閉的情況下，因?yàn)榻?jīng)旁路管35向VVL機(jī)構(gòu)13發(fā)送液壓，可能出現(xiàn)這種誤動(dòng)作。
圖3示出從采用該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)的V型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的前端看過去的視圖。如圖3中所示，第一可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)17A安裝在設(shè)于二個(gè)汽缸排的第一排中的第一凸輪軸14A上，而第二可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)17B安裝在設(shè)于第二汽缸排中的第二凸輪軸14B上。發(fā)送到第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B的液壓彼此獨(dú)立地分別通過VTC液壓控制閥18A、18B控制，這二個(gè)閥集體地稱為“VTC液壓控制閥18”。集體地稱為“凸輪軸傳感器20”的第一和第二凸輪角傳感器20A和20B安裝在各凸輪軸14A和14B附近，用于彼此獨(dú)立地產(chǎn)生關(guān)于第一凸輪軸14A的凸輪角的凸輪角傳感器信號(hào)和關(guān)于第二凸輪軸14B的凸輪角的凸輪角傳感器信號(hào)。
現(xiàn)參照?qǐng)D4，圖中示出由該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)中所包含的ECU1執(zhí)行的失效保險(xiǎn)例程(VTC/VVL控制例程)。圖4的例程是作為一個(gè)時(shí)間觸發(fā)中斷例程執(zhí)行的，每隔預(yù)定的時(shí)間間隔例如10毫秒觸發(fā)該中斷例程一次。
在步驟S1，進(jìn)行檢查以判定第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中任一個(gè)是否發(fā)生失靈(或故障)。步驟S1用作為VTC故障檢測(cè)裝置。當(dāng)對(duì)步驟S1的回答為肯定的(YES)，從而第一、第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B都正確工作時(shí)，該例程從步驟S1轉(zhuǎn)到步驟S2。當(dāng)對(duì)步驟S1的回答為否定的(NO)時(shí)，該例程返回步驟S1。
在步驟S2，把正確工作的另一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)(未出故障的VTC機(jī)構(gòu))的所需閥定時(shí)調(diào)整到該不正確工作的VTC機(jī)構(gòu)(出故障的VTC機(jī)構(gòu))的實(shí)際閥定時(shí)。對(duì)于避免可能由于各個(gè)汽缸排的不平衡閥定時(shí)而發(fā)生的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，例如發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩下降和燃料穩(wěn)定性下降，這種不正確工作的出故障VTC機(jī)構(gòu)和正確工作的未出故障VTC機(jī)構(gòu)之間的閥定時(shí)協(xié)調(diào)是有效的。下面參照?qǐng)D5A-5E的時(shí)間圖詳細(xì)說明VTC失效檢測(cè)步驟S1以及VTC機(jī)構(gòu)閥定時(shí)調(diào)整步驟S2。
第一VTC機(jī)構(gòu)17A設(shè)計(jì)成借助第一凸輪軸14A相對(duì)于曲軸角(發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的角位置)的相位改變來改變第一汽缸排的發(fā)動(dòng)機(jī)閥定時(shí)，而第二VTC機(jī)構(gòu)17B設(shè)計(jì)成借助第二凸輪軸14B相對(duì)于曲軸角的相位改變來改變第二汽缸排的發(fā)動(dòng)機(jī)閥定時(shí)。具體地，如可以從圖5A-5C的時(shí)間圖中看出那樣，在其中VTC機(jī)構(gòu)17A、17B都正確和常規(guī)地工作的第一、第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B的常規(guī)狀態(tài)下，曲軸角傳感器信號(hào)的每個(gè)脈沖的時(shí)刻和與第一VTC機(jī)構(gòu)17A關(guān)聯(lián)的第一凸輪角傳感器信號(hào)的每個(gè)脈沖的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，即第一凸輪角傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位，受到反饋控制并且使其更接近所要求的時(shí)間間隔T24。在常規(guī)狀態(tài)(其中第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B都不出錯(cuò))下，曲軸角傳感器信號(hào)的每個(gè)脈沖的時(shí)刻和與第二VTC機(jī)構(gòu)17B關(guān)聯(lián)的第二凸輪角傳感器信號(hào)的每個(gè)脈沖的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，即第二凸輪角傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位，也受到反饋控制并且使其更接近相同的所要求的時(shí)間間隔T24。相反，在其中第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中的一個(gè)出故障的異常狀態(tài)下，如可從圖5D和5E的時(shí)間圖看出那樣，例如，第二凸輪角傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位延遲被不正確地調(diào)整成與該要求的時(shí)間間隔T24不同的時(shí)間間隔T25(見圖5E)，而第一凸輪角傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位延遲被正確地調(diào)整成所要求的時(shí)間間隔T24(見圖5D)。當(dāng)圖5D和5E中所示的二個(gè)相鄰?fù)馆喗莻鞲衅髅}沖信號(hào)輸出的后沿之間的相位差T26超過預(yù)定的基準(zhǔn)值時(shí)，ECU1的處理器判定第二凸輪軸14B上安裝的第二VTC機(jī)構(gòu)17B出于各種因素，例如第二VTC機(jī)構(gòu)17B的至少一個(gè)零部件卡住或者用于第二VTC機(jī)構(gòu)17B的VTC控制信號(hào)線路中出故障而不正確工作，從而在第二VTC機(jī)構(gòu)17B中存在失靈(見步驟S1)。如前面討論那樣，當(dāng)檢測(cè)到第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中的任一個(gè)出故障時(shí)，ECU1補(bǔ)償正確工作的第一VTC機(jī)構(gòu)17A的實(shí)際閥定時(shí)，從而對(duì)第一凸輪角傳感器20A(其和正確工作的第一VTC機(jī)構(gòu)17A關(guān)聯(lián))的傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位進(jìn)行反饋控制并且使它更接近第二凸輪角傳感器20B(其和不正確工作的第二VTC機(jī)構(gòu)17B關(guān)聯(lián))的傳感器信號(hào)輸出相對(duì)于曲軸角傳感器信號(hào)輸出的相位，從而可消除前面提到的相位差T26(見步驟S2)。
回到圖4，通過一系列步驟S3-S6，利用VVL機(jī)構(gòu)13把閥提升和工作角調(diào)整到或保持在大的閥提升和大工作角狀態(tài)。
具體地，在步驟S3，檢測(cè)有關(guān)進(jìn)氣閥15的實(shí)際閥提升的最新信息。
在步驟S4，進(jìn)行檢查以判斷通過步驟S3檢測(cè)到的當(dāng)前閥提升是否是小的閥提升，即，是否使用帶有預(yù)定的小閥提升小工作角特性的低速凸輪14b。當(dāng)對(duì)步驟S4的回答是肯定的(YES)，從而使用低速凸輪14b時(shí)，該例程從步驟S4轉(zhuǎn)到步驟S5。相反，當(dāng)對(duì)步驟S4的回簽是否定的(NO)，從而使用高速凸輪14a時(shí)，該例程從步驟S4轉(zhuǎn)到步驟S6。
在步驟S5，出現(xiàn)從具有預(yù)定的小閥提升和小工作角特性的低速凸輪14b到具有預(yù)定的大閥提升和大工作角特性的高速凸輪14a的切換，從而增大對(duì)進(jìn)氣閥15的閥提升和工作角的補(bǔ)償。
在步驟S6，因?yàn)橐呀?jīng)切換到高速凸輪14a，繼續(xù)高速凸輪操作模式以便保持大閥提升和大工作角狀態(tài)。在步驟S2-S6之后，出現(xiàn)步驟S7。
在步驟S7，ECU1禁止對(duì)正常工作的第一VTC機(jī)構(gòu)17A的閥定時(shí)的進(jìn)一步調(diào)整，并且還禁止VVL機(jī)構(gòu)13的高速凸輪14a和低速凸輪14b之間的切換。
為了簡(jiǎn)化圖4中示出的控制例程，可以消除步驟S3和S4。在此情況下，當(dāng)?shù)谝缓偷诙TC機(jī)構(gòu)17A、17B中的一個(gè)出現(xiàn)故障(或失靈)時(shí)，響應(yīng)從ECU1至VVL機(jī)構(gòu)13的VVL液壓控制閥11的命令信號(hào)，通過步驟S5啟動(dòng)向高速凸輪14a的強(qiáng)制切換。如上面討論，根據(jù)圖4的失效保險(xiǎn)例程(VTC/VVL控制例程)，當(dāng)存在第一和第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中的一個(gè)的失靈時(shí)，作為失效保險(xiǎn)操作，該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)用于通過VVL機(jī)構(gòu)13增大對(duì)每個(gè)進(jìn)氣閥的閥提升和工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。下面參照?qǐng)D6A-6C中示出的特性曲線圖詳細(xì)說明這樣做的原因。
現(xiàn)參照?qǐng)D6A-6C，圖中示出發(fā)動(dòng)機(jī)速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和進(jìn)氣閥15的閥提升的關(guān)系。如圖6A中所示，基本上，發(fā)動(dòng)機(jī)速度或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(或發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩)越低，把進(jìn)氣閥15的閥提升(和/或工作角)調(diào)整成越小。相反，發(fā)動(dòng)機(jī)速度或發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載(或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)越大，把進(jìn)氣閥15的閥提升(和/或工作角)調(diào)整成越大。如可從圖6B的發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性圖中示出的小閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1理解的那樣，在該操作區(qū)R1內(nèi)使用具有預(yù)定的小閥提升和小工作角特性的低速凸輪14b。在該小閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1之外的操作區(qū)中，使用具有預(yù)定大閥提升和大工作角特性的高速凸輪14a。低速凸輪14b有助于在小閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1中減少泵送損失。假定在高速度高負(fù)載區(qū)中使用低速凸輪14b，不能產(chǎn)生所要求的發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出(發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)。換言之，實(shí)際上不能把低速凸輪14b用于除了小提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1之外的發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)。另一方面，具有預(yù)定大閥提升和大工作角特性的高速凸輪14a趨于在小閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1中增加泵送損失。但是，如可從圖6C的發(fā)動(dòng)機(jī)速度-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性圖中未出的大閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R2理解的那樣，高速凸輪14a可用于大閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R2，即，貫穿所有的發(fā)動(dòng)機(jī)操作區(qū)。如前面說明那樣，當(dāng)?shù)谝缓偷诙TC機(jī)構(gòu)17A、17B之一出故障時(shí)，和該不正常工作的出故障的VTC機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)的每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥定時(shí)偏離它要求的閥定時(shí)，從而即使發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件是低速度低負(fù)載區(qū)，發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)不穩(wěn)定燃燒的趨勢(shì)仍會(huì)增加，因此在小閥提升期發(fā)動(dòng)機(jī)操作使能區(qū)R1中選擇和使用低速凸輪14b。依據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，當(dāng)VTC機(jī)構(gòu)發(fā)生這樣的故障時(shí)，選擇具有預(yù)定大閥提升和大工作角特性的高速凸輪14a，從而可確實(shí)地避免由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不希望的不足而導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定性下降。
現(xiàn)參照?qǐng)D7和8，其中示出通過執(zhí)行改進(jìn)型控制例程的可變閥操作系統(tǒng)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的失效保險(xiǎn)操作。如通常所知那樣，從油泵31排出的加壓液壓流體的液壓PL取決于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)油溫Toil)等，趨于波動(dòng)。假定在同時(shí)進(jìn)行第一、第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中的每個(gè)機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)調(diào)整以及VVL機(jī)構(gòu)13中包含的高速凸輪14a和低速凸輪14b之間的切換操作，而且第一、第二VTC機(jī)構(gòu)17A、17B中的一個(gè)還出現(xiàn)故障的情況下，從油泵31排出的加壓流體的液壓PL為低。由于這種低的液壓水平，存在另一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)中失靈(或出故障)，或者VVL機(jī)構(gòu)13失靈(或出故障)的可能性。從而，如下面詳細(xì)說明那樣，本實(shí)施例的執(zhí)行圖7的改進(jìn)型控制例程的系統(tǒng)根據(jù)估計(jì)的或檢測(cè)的液壓PL的壓力值限制或禁止該正確工作未出故障的VTC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)調(diào)整操作和/或高速凸輪14a和低速凸輪14b之間的切換操作。
具體地，如圖8中所示，通過預(yù)先確定三個(gè)閾值A(chǔ)、B和C把供油范圍(或液壓供給范圍)劃分成四個(gè)供油區(qū)(或四個(gè)液壓供給區(qū))，即，第一、第二、第三和第四情況①、②、③和④。第一閾值A(chǔ)被確定或設(shè)定到VVL+VTC操作模式低穩(wěn)定性界限，在該界限之上，當(dāng)對(duì)VVL機(jī)構(gòu)以及未出故障的VTC機(jī)構(gòu)兩者供油(液壓)的同時(shí)可以確保對(duì)其它運(yùn)動(dòng)的發(fā)動(dòng)件零件的穩(wěn)定供油。第二閾值B(小于第一閾值A(chǔ))被確定或設(shè)定到僅VVL操作模式低穩(wěn)定性界限，在該界限之上，當(dāng)在不對(duì)未出故障的VTC機(jī)構(gòu)供油時(shí)可保證對(duì)VVL機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定供油(穩(wěn)定液壓供給)。第三閾值C(小于第二閾值B)被確定或設(shè)定到對(duì)僅VTC操作模式低穩(wěn)定界限，在該界限之上，當(dāng)不對(duì)VVL機(jī)構(gòu)供油時(shí)可保證對(duì)未出故障VTC機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定供油(穩(wěn)定液壓供給)。
下面參照?qǐng)D7中示出的流程圖討論還考慮到液壓PL隨發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度(發(fā)動(dòng)機(jī)油溫Toi1)而變化的改進(jìn)型失效保險(xiǎn)例程。圖7中示出的改進(jìn)型例程也是作為一個(gè)時(shí)間觸發(fā)中斷例程執(zhí)行的，每隔預(yù)定的時(shí)間間隔例如10毫秒觸發(fā)該例程一次。除了進(jìn)一步添加步驟S12-S15和S21-S26之外，圖7的改進(jìn)型例程和圖4的例程相似。從而，把和圖4示出的例程中相同的用來表示各步驟的步驟編號(hào)應(yīng)用到圖7示出的改進(jìn)型例程的對(duì)應(yīng)步驟編號(hào)上，以便對(duì)比二個(gè)不同的中斷例程。下面參照各附圖詳細(xì)說明步驟S12-S15和S21-S26，而省略掉對(duì)步驟S1到S7的詳細(xì)說明，因?yàn)榍懊娴恼f明對(duì)此已作出解釋。
在圖7的VTC故障檢測(cè)步驟S1后，出現(xiàn)步驟S12。
在步驟S12，通過液壓傳感器36(見圖2)檢測(cè)來自油泵31的加壓油的液壓PL。代替使用液壓傳感器36，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne和/或發(fā)動(dòng)機(jī)油溫Toi1估計(jì)來自油泵31的加壓油的液壓PL。
在步驟S13，進(jìn)行檢查以判斷液壓PL是否小于第一閾值A(chǔ)。當(dāng)對(duì)步驟S13的回答是肯定的(YES)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S14。相反，當(dāng)對(duì)步驟S13的回答是否定的(NO)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S2。
在步驟S14，進(jìn)行檢查以判斷液壓PL是否小于第二閾值B(＜A)。當(dāng)對(duì)步驟S14的回答是肯定的(YES)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S15。相反，當(dāng)對(duì)步驟S14的回簽是否定的(NO)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S21。
在步驟S15，進(jìn)行檢查以判斷液壓PL是否小于第三閾值C(＜B)。當(dāng)對(duì)步驟S15的回答是肯定的(YES)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S25。相反，當(dāng)對(duì)步驟S15的回答是否定的(NO)時(shí)，該例程轉(zhuǎn)到步驟S23。
當(dāng)液壓PL大于或等于第一閾值A(chǔ)時(shí)，即在PL≥A(見圖8中的第一情況①)的情況下，并且從而對(duì)步驟S13的回答是否定的(NO)時(shí)，通過一系列步驟S2-S6把正常工作未出故障的VTC機(jī)構(gòu)的所需閥定時(shí)調(diào)整到工作不正常出故障的VTC機(jī)構(gòu)的實(shí)際閥定時(shí)上(見步驟S2)，另外，如果使用低速凸輪14b，則啟動(dòng)對(duì)具有大閥提升和大工作角特性的高速凸輪14a的切換(見步驟S5)，或者，如果已經(jīng)使用高速凸輪14a，則繼續(xù)高速凸輪操作模式(見步驟S6)。
當(dāng)液壓PL小于第一閥值A(chǔ)但大于或等于第二閥值B時(shí)，即在B≤PL＜A的情況下(見圖8中的第二情況②)，該例程從步驟S13經(jīng)步驟S14轉(zhuǎn)到步驟S21和S22。完全關(guān)掉VTC液壓控制閥18并從而停止或禁止對(duì)該未出故障VTC機(jī)構(gòu)的供油(供液壓)(見步驟S21)。然后，完全打開VVL液壓控制閥11從而允許向VVL機(jī)構(gòu)13供油(供液壓)，由此啟動(dòng)對(duì)高速凸輪14a的切換或者保持高壓凸輪操作模式(見步驟S22)。結(jié)果，可以增大對(duì)每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥提升和工作角的補(bǔ)償或者可以保持大閥提升和大工作角狀態(tài)。也就是說，在第二情況②(B≤PL＜A)下，不存在把正常工作未出故障的VTC機(jī)構(gòu)的所需閥定時(shí)調(diào)整成或變成更接近于不正常工作出故障的VTC機(jī)構(gòu)的實(shí)際閥定時(shí)的閥定時(shí)調(diào)整，而是通過VVL機(jī)構(gòu)13可以增大對(duì)每個(gè)進(jìn)氣閥15的閥提升和工作角的補(bǔ)償或者可以保持大閥提升和大工作角狀態(tài)，從而避免發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不足的問題，這種問題可能會(huì)由于使用低速凸輪操作模式(即，由于使用小閥提升和小工作角特性)而出現(xiàn)。
當(dāng)液壓PL小于第二閾值B但大小或等于第三閾值C時(shí)，即C≤PL＜B(見圖8中的第三情況③)時(shí)，該例程從步驟S13經(jīng)步驟S14和S15轉(zhuǎn)到步驟S23和S24。完全關(guān)閉VVL液壓控制閥11，從而停止或禁止對(duì)VVL機(jī)構(gòu)的供油(供液壓)。然后，把正常工作未出故障的VTC機(jī)構(gòu)迅速地調(diào)整到或回到或變成更接近它的最大定時(shí)延遲位置，即預(yù)定的初始位置(見步驟S24)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)停止后短時(shí)間重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，對(duì)于增加發(fā)動(dòng)機(jī)的再啟動(dòng)穩(wěn)定性而言，使正常工作未出故障VTC機(jī)構(gòu)迅速回到它的初始位置(最大定時(shí)延遲位置)是非常有效的。
當(dāng)液壓PL小于第三閾值C時(shí)，即在PL＜C的情況(見圖8中的第四情況④)時(shí)，該例程從步驟S13經(jīng)步驟S14和S15轉(zhuǎn)到步驟S25和S26。完全關(guān)掉VVL液壓控制閥11，從而停止或禁止對(duì)VVL機(jī)構(gòu)的供油(供液壓)(見步驟S25)。同時(shí)，完全關(guān)掉VTC液壓控制閥18以停止或禁止對(duì)正常工作未出故障的VTC機(jī)構(gòu)的供油(供液壓)(見步驟S26)，從而不存在把正常工作未出故障VTC機(jī)構(gòu)的所需閥定時(shí)調(diào)整到或變成更接近于不正常工作出故障的VTC機(jī)構(gòu)的實(shí)際閥定時(shí)的閥定時(shí)調(diào)整。在上面討論的四種不同的控制流程，即分別和圖8中的情況①、②、③和④對(duì)應(yīng)的由S1→S12→S13→S2→S3→S4→S5(或S6)定義的流程、由S1→S12→S21→S22定義的流程、由S1-→S12→S13→S14→S15→S23→S24定義的流程以及由S1→S12→S13→S14-→S15→S25→S26定義的流程之后，發(fā)生步驟S7，以進(jìn)一步禁止正常工作未出故障VTC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)調(diào)整，并且還禁止VVL機(jī)構(gòu)13的高速凸輪14a和低速凸輪14b之間的切換。
如上面敘述那樣，根據(jù)圖7和8中示出的改進(jìn)型失效保險(xiǎn)例程，當(dāng)存在VTC機(jī)構(gòu)失靈時(shí)，根據(jù)從油泵31排出的液壓PL的壓力水平適當(dāng)?shù)叵拗苹蚪箤?duì)用于VVL機(jī)構(gòu)13的VVL液壓控制閥11的供油(供液壓)以及對(duì)用于工作正常未出故障VTC機(jī)構(gòu)的VTC液壓控制閥18的供油(供液壓)。從而，不存在VVL機(jī)構(gòu)和/或正常工作未出故障VTC機(jī)構(gòu)由于液壓不足開始不正常工作的風(fēng)險(xiǎn)，由此增強(qiáng)失效保險(xiǎn)性能。在該改進(jìn)型控制例程中，步驟S1和S3-S6充當(dāng)?shù)谝皇ПｋU(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)出故障時(shí)它能執(zhí)行通過VVL機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)的補(bǔ)償?shù)牡谝皇ПｋU(xiǎn)操作模式。步驟S1和S2充當(dāng)?shù)诙ПｋU(xiǎn)部分，它能執(zhí)行把VTC機(jī)構(gòu)中未出故障VTC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)補(bǔ)償?shù)交蜃兂筛咏龉收蟅TC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)的第二失效保險(xiǎn)操作模式。步驟S1、S12、S13、S14、S21和S22充當(dāng)?shù)谌ПｋU(xiǎn)部分，在一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源排出的液壓PL的水平小于第一閾值A(chǔ)但大于或等于第二閾值B的條件下，它能執(zhí)行禁止對(duì)未出故障的VTC機(jī)構(gòu)提供液壓的第三失效保險(xiǎn)操作模式。步驟S1、S12、S13、S14、S15、S23和S24充當(dāng)?shù)谒氖ПｋU(xiǎn)部分，在一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源排出的液壓PL的水平小于第二閾值B且大于或等于第三閾值C的條件下，它能執(zhí)行禁止對(duì)VVL機(jī)構(gòu)提供液壓和把未出故障的VTC機(jī)構(gòu)調(diào)整到最大定時(shí)延遲位置的第四失效保險(xiǎn)操作模式。步驟S1、S12、S13、S14、S15、S25和S26充當(dāng)?shù)谖迨ПｋU(xiǎn)部分，在一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源(油泵31)排出的液壓PL的水平小于第三閾值C的條件下，它能執(zhí)行對(duì)VVL機(jī)構(gòu)和未出故障的VTC機(jī)構(gòu)都禁止供給液壓的第五失效保險(xiǎn)操作模式。
在該示出的實(shí)施例中，本發(fā)明的可變閥操作系統(tǒng)安裝在每個(gè)汽缸排帶有二個(gè)凸輪軸的V型、頂置雙凸輪軸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥一側(cè)，并且二個(gè)VTC機(jī)構(gòu)中的第一個(gè)和安裝在第一汽缸排中的進(jìn)氣閥關(guān)聯(lián)，而第二個(gè)VTC機(jī)構(gòu)和安裝在第二汽缸排中的進(jìn)氣閥關(guān)聯(lián)。應(yīng)理解，通過本發(fā)明的可變閥操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的失效保險(xiǎn)操作的基本概念可應(yīng)用于采用與第一汽缸排中安裝的排氣閥相關(guān)聯(lián)的第一VTC機(jī)構(gòu)、與第二汽缸排中安裝的排氣閥相關(guān)聯(lián)的第二VTC機(jī)構(gòu)、以及與安裝在二個(gè)汽缸排中的排氣閥相關(guān)聯(lián)的VVL機(jī)構(gòu)的雙排內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上。在此情況下。為了避免不穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，ECU必須執(zhí)行通過該VVL機(jī)構(gòu)適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償每個(gè)排氣閥的閥提升和工作角中至少一個(gè)的失效保險(xiǎn)操作模式。而且，為了避免由于二個(gè)汽缸排中的排氣閥的失衡閥定時(shí)而出現(xiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，ECU必須執(zhí)行把未出故障VTC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)補(bǔ)償?shù)交蜃兂筛咏龉收蟅TC機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)的失效保險(xiǎn)操作模式。
在該示出的實(shí)施例中，當(dāng)多個(gè)VTC機(jī)構(gòu)中的某一個(gè)VTC機(jī)構(gòu)出錯(cuò)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的失效保險(xiǎn)操作，同時(shí)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角的補(bǔ)償。替代地，在發(fā)生這種出錯(cuò)時(shí)，可以增大對(duì)閥提升和工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
該實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)是在V型、每個(gè)汽缸排帶有二個(gè)凸輪軸的頂置雙凸輪軸內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)中舉例的。應(yīng)理解，本發(fā)明的基本概念可以應(yīng)用于通常稱為“扁平型發(fā)動(dòng)機(jī)”或帶有四排汽缸的W型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的水平對(duì)置式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。
日本專利申請(qǐng)2003-52332號(hào)(2003年2月28日提交)的全部?jī)?nèi)容收錄作為參考資料。
盡管上面對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種優(yōu)選實(shí)施例做出了說明，應(yīng)理解本發(fā)明不受本文所示出和說明的各特定實(shí)施例的限制，而是在不背離下述權(quán)利要求書定義的本發(fā)明的范圍或精神下可做出各種改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種用于至少帶有二個(gè)汽缸排的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，包括一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其配置成電子地和該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，用于出于失效保險(xiǎn)目的而響應(yīng)這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)所發(fā)生的故障；該控制單元包括一個(gè)能執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式的第一失效保險(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該第一失效保險(xiǎn)操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求1所述的可變閥操作系統(tǒng)，其中所述控制單元還包括一個(gè)能執(zhí)行第二失效保險(xiǎn)操作模式的第二失效保險(xiǎn)部分，在該第二失效保險(xiǎn)操作模式下，把所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)補(bǔ)償成和更接近于出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)更接近。
3.如權(quán)利要求1或2所述的可變閥操作系統(tǒng)，其中所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)包括裝備有一個(gè)具有預(yù)定的大閥提升和大工作角特性的高速凸輪以及一個(gè)具有預(yù)定的小閥提升和小工作角特性的低速凸輪的高速凸輪和低速凸輪切換系統(tǒng)，用于通過從高速凸輪和低速凸輪中的一個(gè)切換到另一個(gè)來改變閥提升以及工作角兩者；該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障的啟動(dòng)從低速凸輪到高速凸輪的切換，以及當(dāng)已完成至高速凸輪的切換時(shí)保持高速凸輪操作模式。
4.如權(quán)利要求2所述的可變閥操作系統(tǒng)，還包括一個(gè)液壓源，其對(duì)于所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)是公用的，該液壓源用于液壓地操作該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)；以及其中，在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從該液壓源排出的液壓的壓力水平大于或等于第一閾值的條件下，執(zhí)行所述第一以及第二失效保險(xiǎn)操作模式。
5.如權(quán)利要求4所述的可變閥操作系統(tǒng)，其中所述控制單元還包括一個(gè)能執(zhí)行第三失效保險(xiǎn)操作模式的第三失效保險(xiǎn)部分，在該第三失效保險(xiǎn)操作模式中，在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第一閾值且大于或等于第二閾值的條件下，禁止對(duì)未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)提供液壓。
6.如權(quán)利要求5所述的可變閥操作系統(tǒng)，其中所述控制單元還包括一個(gè)能執(zhí)行第四失效保險(xiǎn)操作模式的第四失效保險(xiǎn)部分，在該第四失效保險(xiǎn)操作模式中，在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第二閾值且大于或等于第三閾值的條件下，禁止對(duì)所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)提供液壓并把未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)整到最大定時(shí)延遲位置。
7.如權(quán)利要求6所述的可變閥操作系統(tǒng)，其中所述控制單元還包括一個(gè)能執(zhí)行第五失效保險(xiǎn)操作模式的第五失效保險(xiǎn)部分，在該第五失效保險(xiǎn)操作模式中，在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第三閾值的條件下，禁止向所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及向未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)兩者提供液壓。
8.一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其包括，一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其被配置成電子地與該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，用于出于失效保險(xiǎn)目的而對(duì)這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)發(fā)生的故障做出響應(yīng)；該控制單元包括一個(gè)能執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式的第一失效保險(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該操作模式下通過所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
9.一種用于至少帶有二個(gè)汽缸排的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，其包括一個(gè)可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，用于改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)；至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)；以及一個(gè)控制單元，其被配置成電子地與該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)連接，用于出于失效保險(xiǎn)目的而對(duì)這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)發(fā)生的故障做出響應(yīng)；該控制單元包括用于檢測(cè)所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)是否出故障的故障檢測(cè)裝置；以及用于執(zhí)行失效保險(xiǎn)操作模式的失效保險(xiǎn)裝置，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該失效保險(xiǎn)操作模式下通過所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
10.一種對(duì)用于多汽缸排內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行失效保險(xiǎn)功能的方法，該可變閥操作系統(tǒng)使用一個(gè)改變每個(gè)汽缸排中安裝的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，并且使用至少二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的用于彼此獨(dú)立地改變安裝在一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)和改變安裝在另一個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥定時(shí)的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，該方法包括檢測(cè)是否可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)出故障；以及當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式，在該失效保險(xiǎn)操作模式下通過所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中的至少一個(gè)的補(bǔ)償。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括步驟檢測(cè)所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的與出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)的凸輪角傳感器信號(hào)輸出的第一相位，以及與未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)的凸輪角傳感器信號(hào)輸出的第二相位；當(dāng)該第一和第二相位之間的相位差超過預(yù)定基準(zhǔn)值時(shí)，判定一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障，當(dāng)該一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，執(zhí)行第二失效保險(xiǎn)操作模式，在該第二失效保險(xiǎn)操作模式下把未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)補(bǔ)償?shù)胶妥兂筛咏诔龉收系目勺冮y定時(shí)控制機(jī)構(gòu)的閥定時(shí)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括通過一個(gè)公用液壓源液壓地操作所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及所述可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，其中所述第一和第二失效保險(xiǎn)操作模式都是在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從該液壓源排出的液壓的壓力水平大于或等于第一閾值的條件下執(zhí)行的。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從所述液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第一閾值且大于或等于第二閾值的條件下，執(zhí)行禁止對(duì)未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)提供液壓的第三失效保險(xiǎn)操作模式。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從所述液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第二閾值且大于或等于第三閾值的條件下，執(zhí)行禁止對(duì)所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)提供液壓并把未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)調(diào)整到最大定時(shí)延遲位置的第四失效保險(xiǎn)操作模式。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障并且從所述液壓源排出的液壓的壓力水平小于所述第三閾值的條件下，執(zhí)行禁止向所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)以及向未出故障的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)兩者提供液壓的第五失效保險(xiǎn)操作模式。
16.一種對(duì)用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)執(zhí)行失效保險(xiǎn)功能的方法，該可變閥操作系統(tǒng)使用一個(gè)用來改變每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中的至少一個(gè)的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，并且使用至少二個(gè)彼此獨(dú)立地改變閥定時(shí)的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)，該方法包括檢測(cè)是否可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)出故障；以及當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)機(jī)構(gòu)出故障時(shí)執(zhí)行第一失效保險(xiǎn)操作模式，在該失效保險(xiǎn)操作模式下，通過所述可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中的至少一個(gè)的補(bǔ)償。
全文摘要
一種用于雙排發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，包括一個(gè)改變安裝在每個(gè)汽缸排中的每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升和工作角中至少一個(gè)的可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)，以及二個(gè)為每個(gè)汽缸排設(shè)置的用于彼此獨(dú)立地改變閥定時(shí)的可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)。一個(gè)控制單元出于失效保險(xiǎn)目的對(duì)這些可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)的故障做出響應(yīng)。該控制單元包括一個(gè)能執(zhí)行失效保險(xiǎn)操作模式的失效保險(xiǎn)部分，當(dāng)一個(gè)可變閥定時(shí)控制機(jī)構(gòu)出故障時(shí)，在該操作模式下通過該可變閥提升和工作角控制機(jī)構(gòu)增大對(duì)每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥提升以及工作角中至少一個(gè)的補(bǔ)償。
文檔編號(hào)F01L13/00GK1534170SQ200410007290
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者新藤茂輝, 鳥海真樹, 高木裕介, 介, 樹 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社