[发明专利]用于内燃机的控制装置和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于安装在车辆等上的内燃机的控制装置和控制方法，更具体地，涉及用于包括能够改变进气门的操作正时的可变气门机构的内燃机的控制装置和控制方法。

背景技术

安装在车辆等上的内燃机日渐采用允许进气门的操作正时可变的可变气门正时(VVT)机构。例如，日本专利申请公布No.2006-214386(JP2006-214386A)描述了如下配置，电动机的输出轴耦接到致动进气门的凸轮轴并且随后通过对电动机的旋转速度的控制连续地使进气侧凸轮相位提前或拖后。

在JP 2006-214386 A中，旋转传感器设置在电动机中，并且通过来自旋转传感器的信号检测电动机的旋转速度或旋转位置。当在凸轮位置传感器中发生故障时，执行所谓的故障保护控制。在故障保护控制中，通过利用来自电动机的旋转传感器的信号而非来自曲柄位置传感器的信号(曲柄信号)来控制内燃机的燃料喷射、点火正时等。

发明内容

如JP 2006-214386 A的情况，VVT机构的电动机的旋转传感器能够检测凸轮轴的旋转相位，并且凸轮轴的该旋转相位可以不同于曲柄轴的旋转相位。通常，基于来自曲柄位置传感器的信号和来自凸轮位置传感器的信号计算相对于曲柄相位的凸轮相位。然而，如果由于断线等不再从曲柄位置传感器输出信号，则即使在凸轮相位变化时，仍可能不能区别凸轮相位的变化。

因此，如果VVT机构的位置例如因进气门在发生上述故障的情况下被致动时的反作用而移位，并且结果，凸轮相位已变化，则即使如JP 2006-214386 A的情况，在来自VVT机构的旋转传感器的信号替代曲柄信号时，仍可能不能执行准确控制。这同样适用于来自凸轮位置传感器的信号(凸轮信号)替代曲柄信号的情况。

本发明提供了用于包括进气侧可变气门正时机构的内燃机的控制装置和控制方法，其实现了在曲柄位置传感器故障的情况下在凸轮信号替代曲柄信号时的准确的故障保护控制。

本发明的第一方面提供了一种用于内燃机的控制装置。该控制装置包括进气侧可变气门正时(VVT)机构和控制器。进气侧VVT机构被配置成连续地使致动进气门的凸轮的相位提前或拖后。控制器被配置成，当确定在内燃机的曲柄位置传感器中存在故障时，朝向拖后侧致动进气侧VVT机构并且将进气侧VVT机构定位在规定位置，并且基于来自凸轮位置传感器的信号(凸轮信号)而非来自曲柄位置传感器的信号(曲柄信号)来执行故障保护控制。

利用以上控制装置，当在内燃机的操作期间在曲柄位置传感器中发生故障时，控制器朝向拖后侧致动进气侧VVT机构并且将进气侧VVT机构定位在规定位置，并且例如，基于凸轮信号而非曲柄信号执行对燃料喷射、点火等的故障保护控制。

此时，进气侧VVT机构被定位在规定位置并且凸轮相位不变，因此即使在使用凸轮信号而非曲柄信号时，仍可以准确地控制燃料喷射、点火等的正时。然而，通过朝向拖后侧致动进气侧VVT机构，较之朝向提前侧致动进气侧VVT机构，可以快速地将VVT机构致动到规定位置。因此，可以快速地开始故障保护控制。

在以上控制装置中，进气侧VVT机构可以被配置成被电动机驱动。

在以上控制装置中，进气侧VVT机构可以被配置成能够在预定相位角范围内操作，并且规定位置可以是在相位角范围内的最拖后的位置。利用以上配置，通过电动机的力将进气侧VVT机构压到机械上最拖后的位置，因此易于防止由于致动进气门的反作用引起的进气侧VVT机构的移位。

在以上控制装置中，控制器可以被配置成，在进气侧VVT机构被定位在最拖后的位置之后，停止电动机的通电。利用以上配置，可以有利于减少故障保护控制期间的电力消耗。当引擎旋转速度低时，反作用的波动由于进气门的操作而趋于变大，因此进气侧VVT机构可能移位。

在以上控制装置中，控制器可以被配置成，在进气侧VVT机构被定位在最拖后的位置之后，当引擎旋转速度高于或等于预定值时，停止电动机的通电，以及控制器可以被配置成，在进气侧VVT机构被定位在最拖后的位置之后，当引擎旋转速度低于预定值时，继续电动机的通电。

在以上控制装置中，控制器可以被配置成，当确定在曲柄位置传感器中存在故障并且朝向拖后侧致动进气侧VVT机构时，停止向内燃机供给燃料，直到进气侧VVT机构达到规定位置为止。在进气侧VVT机构操作的同时，凸轮相位变化，因此基于凸轮信号的控制可能不准确。利用以上配置，可以抑制对内燃机的驱动操作的影响。

在以上控制装置中，内燃机可以安装在车辆上，以及故障保护控制可以是用于允许车辆退避的控制。