專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，用于改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的氣門正時。

背景技術(shù)：
近年來，在安裝在機(jī)動車輛中的內(nèi)燃機(jī)中，越來越多數(shù)量的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)采用可變氣門正時設(shè)備，用于改變進(jìn)氣門和排氣門的氣門正時，實(shí)現(xiàn)增加輸出，減少燃料消耗和降低廢氣排放的目的。目前使用的大多數(shù)可變氣門正時設(shè)備通過液壓驅(qū)動相位改變機(jī)構(gòu)以便相對于曲柄軸改變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位，改變所驅(qū)動的進(jìn)氣門和/或排氣門的氣門正時以便通過凸輪軸打開和關(guān)閉。然而，在類似此的液壓驅(qū)動可變氣門正時設(shè)備中，存在在寒冷條件中以及在啟動發(fā)動機(jī)時，液壓不足、液壓控制的響應(yīng)性下降以及氣門正時控制的精確度下降的缺陷。
在此方面，例如在JP-A-6-213021中所公開的，已經(jīng)開發(fā)了電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備，其中用來自電動機(jī)的驅(qū)動功率，驅(qū)動相位改變機(jī)構(gòu)以便相對于曲柄軸，改變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位，從而改變氣門正時。
然而，在現(xiàn)有技術(shù)的電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備中，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)為電動機(jī)作為一個整體與由曲柄軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的皮帶輪整體旋轉(zhuǎn)，存在可變氣門正時設(shè)備的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量很重，以及可變氣門正時設(shè)備的耐久性很差的缺陷。此外，必須使用使用電刷等的滑動接觸配置以便連接旋轉(zhuǎn)電動機(jī)和外部電線，而這還會致降低耐久性。同時，現(xiàn)有技術(shù)的電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備具有它們的整體結(jié)構(gòu)很復(fù)雜以及成本高的缺陷。
鑒于這些情況，做出了本發(fā)明的，以及本發(fā)明的目的是提供內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，通過該設(shè)備，在實(shí)現(xiàn)可變氣門正時設(shè)備的增加的耐久性和降低成本的要求的同時，可以通過電動機(jī)驅(qū)動控制氣門正時，且可以提高氣門正時控制的精確度。


發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備具有第一旋轉(zhuǎn)部件，與凸輪軸同心放置并通過來自曲柄軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動功率被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；第二旋轉(zhuǎn)部件，與凸輪軸整體旋轉(zhuǎn)；相位改變部件，將旋轉(zhuǎn)功率從第一旋轉(zhuǎn)部件傳送到第二旋轉(zhuǎn)部件以及相對于第一旋轉(zhuǎn)部件，改變第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)相位；以及電動機(jī)，與凸輪軸同心放置以便控制該相位改變部件的旋轉(zhuǎn)相位，并構(gòu)造成當(dāng)氣門正時不改變時，使電動機(jī)的速度與凸輪軸的速度匹配以便使相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度與凸輪軸的速度匹配，從而使第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值保持穩(wěn)定，從而使凸輪軸相位保持穩(wěn)定，以及當(dāng)氣門正時改變時，相對于凸輪軸的速度，改變電動機(jī)的速度以便相對于凸輪軸的速度，改變相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值，從而改變凸輪軸相位。
在該結(jié)構(gòu)中，因?yàn)椴槐匦D(zhuǎn)整個電動機(jī)，能減輕可變氣門正時設(shè)備的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量以及通過固定連接裝置，能將電動機(jī)直接連接到外部電線上，以及能增加可變氣門正時設(shè)備的耐久性。此外，可變氣門正時設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對簡單，以及能滿足成本最小化的需求。
同時，在本發(fā)明中，在目標(biāo)氣門正時和實(shí)際氣門正時之間的偏差的基礎(chǔ)上，計(jì)算所需氣門正時改變速率(rate)，在所需氣門正時改變率的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)和凸輪軸間的所需速度差，以及計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差。如果這樣做，可以良好精確度前饋控制電動機(jī)的速度以便使電動機(jī)和凸輪軸間的速度差與所需速度差匹配，通過電動機(jī)驅(qū)動，能將實(shí)際氣門正時控制到目標(biāo)氣門正時，以及能提高氣門正時控制精確度。
在這種情況下，作為用于計(jì)算用于將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差所需的電動機(jī)控制值的具體方法，例如，可以在凸輪軸速度和所需速度差的基礎(chǔ)上，計(jì)算所需電動機(jī)速度，然后，計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)速度控制到所需電動機(jī)速度?；蛘?，可以計(jì)算用于將電動機(jī)速度控制到與凸輪軸速度相同的基本電動機(jī)速度的基本控制值，然后計(jì)算用于相對于基本電動機(jī)速度，將電動機(jī)速度改變所需速度差的改變控制值，以及在基本控制值和改變控制值的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)控制值。通過使用這些方法的任何一個，可以精確地計(jì)算將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差所需的電動機(jī)控制值。
同時，當(dāng)目標(biāo)氣門正時和實(shí)際氣門正時間的偏差低于預(yù)定值時，可以計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)速度控制到與凸輪軸速度相同的速度。如果這樣做，當(dāng)實(shí)際氣門正時為或接近目標(biāo)氣門正時時，原樣穩(wěn)定地保持該實(shí)際氣門正時。
現(xiàn)在，因?yàn)殡妱訖C(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩還消耗為由可變氣門正時設(shè)備中的摩擦損失和凸輪軸端(side)的驅(qū)動損失引起的損耗轉(zhuǎn)矩，將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差所需的電動機(jī)控制值(施加電壓值、占空值等等)隨可變氣門正時設(shè)備中和凸輪軸端上的驅(qū)動損失改變。以及因?yàn)楫?dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，在電動機(jī)中生成反電動勢，將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差所需的電動機(jī)控制值也隨電動機(jī)的反電動勢改變。
鑒于這些情形，最好，使用可變氣門正時設(shè)備的摩擦損失或與其有關(guān)的參數(shù)、凸輪軸端上的驅(qū)動損失或與其有關(guān)的參數(shù)以及電動機(jī)的反電動勢或其與有關(guān)的參數(shù)中的至少一個，計(jì)算電動機(jī)控制值。當(dāng)這樣做時，因?yàn)榭紤]到可變氣門正時設(shè)備中和凸輪軸端上的的驅(qū)動損失的變化及電動機(jī)的反電動勢的變化，能計(jì)算電動機(jī)控制值，能以良好精確度，計(jì)算將電動機(jī)和凸輪軸間的速度差控制到所需速度差所需的電動機(jī)控制值，而不受正經(jīng)受的摩擦損失和反電動勢影響。
在本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備中，因?yàn)闅忾T正時改變率與電動機(jī)和凸輪軸間的速度差相一致(in correspondence with)地改變，可變氣門正時設(shè)備中的磨摩損失也與電動機(jī)和凸輪軸間的速度差相一致地改變。因此，當(dāng)使用可變氣門正時設(shè)備中的摩擦損失的參數(shù)(摩擦損失或與此有關(guān)的參數(shù))時，盡管計(jì)算與電動機(jī)和凸輪軸間的實(shí)際速度差相一致的可變氣門正時設(shè)備中的摩擦損失的參數(shù)，另外，也可以計(jì)算與電動機(jī)和凸輪軸間的所需速度差相一致的可變氣門正時設(shè)備中的摩擦損失的參數(shù)。用這種方式，可以前饋計(jì)算將用在計(jì)算電動機(jī)控制值中的可變氣門正時設(shè)備中的摩擦損失的參數(shù)，以及能增加電動機(jī)旋轉(zhuǎn)控制的響應(yīng)度。因此，即使在忽然改變電動機(jī)速度(凸輪軸速度)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，諸如在空轉(zhuǎn)(發(fā)動機(jī)空轉(zhuǎn))期間，能使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)速度以良好響應(yīng)度跟隨凸輪軸的速度改變，以及能確保氣門正時控制的精確度。
同時，因?yàn)殡妱訖C(jī)的反電動勢與電動機(jī)速度相一致地改變，當(dāng)使用電動機(jī)反電動勢參數(shù)(反電動勢或與此有關(guān)的參數(shù))時，盡管可以與電動機(jī)的實(shí)際速度相一致地計(jì)算電動機(jī)反電動勢參數(shù)，也可以與基于凸輪軸速度和所需速度差而計(jì)算的所需電動機(jī)速度相一致地，計(jì)算電動機(jī)反電動勢。如果這樣做，可以前饋計(jì)算用在計(jì)算電動機(jī)控制值中的電動機(jī)反電動勢參數(shù)，以及能獲得與上述相同的效果。
現(xiàn)在，如圖12所示，當(dāng)電動機(jī)速度改變時，電動機(jī)的反電動勢改變以及有效電壓(電池電壓和反電動勢間的差值)改變。以及當(dāng)電動機(jī)速度增加時，隨電動機(jī)速度增加，有效電壓減小，相反，當(dāng)電動機(jī)速度增加時，隨電動機(jī)速度增加，有效電壓增加。
因此，最好，根據(jù)電動機(jī)速度和/或其是否正增加或減小，校正電動機(jī)控制值。如果這樣做，即使當(dāng)有效電壓隨電動機(jī)速度以及其是否正增加或減小而改變時，可與此相一致地校正電動機(jī)控制值。因此，可以計(jì)算適當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)控制值，而不受正經(jīng)受的有效電壓的變化的影響。該電動機(jī)控制值的校正可以應(yīng)用在一系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，將用于占空控制提供到電動機(jī)的功率的占空值(激勵速率)計(jì)算為電動機(jī)控制值。在占空控制中，通過調(diào)節(jié)用于供給電壓的占空值，調(diào)節(jié)供給電壓的脈沖寬度，以及調(diào)節(jié)提供到電動機(jī)的功率。然而，即使在相同的占空值，當(dāng)有效電壓(電池電壓和反電動勢間的差值)改變時，因?yàn)楣┙o電壓脈沖的振幅改變，提供到電動機(jī)的功率也相應(yīng)地改變。因此，如果基于電動機(jī)速度和其是否正增加或減小校正占空值，能校正供給電壓的占空值和脈沖寬度用于隨電動機(jī)速度和其是否正增加或減小的有效電壓改變和供給電壓脈沖振幅改變。因此，可以通過校正供給電壓脈沖寬度，補(bǔ)償由供給電壓脈沖的振幅變化引起的供給功率的改變。
以及可以在氣門正時改變率、電動機(jī)和凸輪軸間的速度差和電動機(jī)速度中的至少一個上設(shè)置極限值。如果這樣做，因?yàn)槟苡靡粯O限值來限制氣門正時改變率、電動機(jī)和凸輪軸間的差值和電動機(jī)速度，可以避免由超出可變氣門正時設(shè)備的保證極限的作動引起的故障和損失。
從使用下面的附圖的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他特征和效果將變得顯而易見。



圖1是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中的整體控制系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)圖； 圖2是可變氣門正時設(shè)備的示意結(jié)構(gòu)圖； 圖3是第一實(shí)施例的可變氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖4是表示第一實(shí)施例的電動機(jī)控制值計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖5是原理地表示所需轉(zhuǎn)矩TAreq的圖的示意圖； 圖6是原理地表示凸輪軸端損耗轉(zhuǎn)矩TB的圖的示意圖； 圖7是原理地表示在可變氣門正時設(shè)備中，損耗轉(zhuǎn)矩TC的圖的示意圖； 圖8是原理地表示電動機(jī)的反電動勢E的圖的示意圖； 圖9是表示第二實(shí)施例的電動機(jī)控制值計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖10是表示第三實(shí)施例的電動機(jī)控制值計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖11A是原理地表示用于當(dāng)增加電動機(jī)速度時，有效電壓校正系數(shù)K的圖的示意圖； 圖11B是原理地表示用于當(dāng)減小電動機(jī)速度時，有效電壓校正系數(shù)K的圖的示意圖； 圖12是表示有效電壓和電動機(jī)速度的關(guān)系以及其增加還是減小的示意圖； 圖13是表示第四實(shí)施例的電動機(jī)控制值計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖14是表示第五實(shí)施例的電動機(jī)控制值計(jì)算程序的處理的流程的一部分的流程圖； 圖15至17是表示在第六實(shí)施例中，實(shí)際氣門正時計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖18和圖19是示例說明在第七實(shí)施例中，實(shí)際氣門正時計(jì)算程序的流程圖； 圖20是表示在第七實(shí)施例中，實(shí)際氣門正時計(jì)算的例子的時序圖； 圖21是示例說明在本發(fā)明的第八實(shí)施例中，氣門正時的可變范圍和比率限定區(qū)的視圖； 圖22是表示發(fā)動機(jī)速度和實(shí)際氣門正時間的關(guān)系的示意圖； 圖23是表示氣門正時改變率和減速變化間的關(guān)系的示意圖； 圖24是表示第八實(shí)施例的氣門正時改變率極限控制程序的處理的流程的流程圖； 圖25是表示第九實(shí)施例的氣門正時改變率極限控制程序的處理的流程的流程圖； 圖26是表示第九實(shí)施例的目標(biāo)氣門正時計(jì)算程序的處理的流程的流程圖； 圖27是表示第十實(shí)施例的氣門正時改變率極限控制程序的處理的流程的流程圖； 圖28是表示第十一實(shí)施例的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)先控制程序的處理的流程的流程圖； 圖29是表示第十二實(shí)施例的參考位置學(xué)習(xí)異常確定程序的處理的流程的流程圖； 圖30是表示第十二實(shí)施例的氣門正時改變率極限控制程序的處理的流程的流程圖； 圖31是表示第十三實(shí)施例的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)先控制程序的處理的流程的流程圖； 圖32是表示第十四實(shí)施例的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序的處理的流程的流程圖； 圖33是表示第十五實(shí)施例的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序的處理的流程的流程圖； 圖34是表示第十六實(shí)施例的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序的處理的流程的流程圖； 圖35是表示第十七實(shí)施例的主氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖36是表示第十七實(shí)施例的發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖37是表示在第十七實(shí)施例中，用于向前發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖38是表示在第十七實(shí)施例中，用于停止發(fā)動機(jī)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖39是表示在第十七實(shí)施例中，用于向后發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖40是表示第十七實(shí)施例的參考位置到達(dá)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖41是表示在第十七實(shí)施例中，可變氣門正時控制的例子的時序圖； 圖42是表示第十八實(shí)施例的發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖43是表示第十九實(shí)施例的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖44是表示第二十實(shí)施例中，用于停止發(fā)動機(jī)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖45是表示在第二十一實(shí)施例中，用于停止發(fā)動機(jī)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖46是表示在第二十二實(shí)施例中，停止發(fā)動機(jī)的氣門正時控制程序的處理的流程的流程圖； 圖47是表示在第二十三實(shí)施例中，參考位置到達(dá)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖48是表示在第二十四實(shí)施例中，參考位置到達(dá)確定程序的處理的流程的流程圖； 圖49是表示在第二十五實(shí)施例中，參考位置到達(dá)確定程序的處理的流程的流程圖；以及 圖50是表示第二十六實(shí)施例的可變氣門正時設(shè)備操作條件改變程序的處理的流程的流程圖。

具體實(shí)施例方式 (第一實(shí)施例) 現(xiàn)在，在圖1至圖8的基礎(chǔ)上，描述應(yīng)用于進(jìn)氣門的可變氣門正時控制設(shè)備的本發(fā)明的第一實(shí)施例。首先根據(jù)圖1，描述整個系統(tǒng)的外形構(gòu)造。經(jīng)鏈輪14，15，通過正時鏈13(或正時皮帶)，將來自內(nèi)燃機(jī)11的曲柄軸12的功率傳送到進(jìn)氣端凸輪軸16和排氣端凸輪軸17。在進(jìn)氣端凸輪軸16端設(shè)置電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備18。該可變氣門正時設(shè)備18相對于曲柄軸12，改變進(jìn)氣端凸輪軸16的旋轉(zhuǎn)相位(凸輪軸相位)，從而，改變所驅(qū)動的進(jìn)氣門(未示出)的氣門正時以便通過進(jìn)氣端凸輪軸16打開和關(guān)閉。
用于以預(yù)定凸輪角間隔輸出凸輪角信號的凸輪角傳感器19安裝在進(jìn)氣端凸輪軸16旁邊。以及用于以預(yù)定曲柄角間隔輸出曲柄角信號的曲柄角傳感器20安裝在曲柄軸12旁邊。
接著，在圖2的基礎(chǔ)上，將描述可變氣門正時設(shè)備18的外形結(jié)構(gòu)?？勺儦忾T正時設(shè)備18的相位改變機(jī)構(gòu)21由與進(jìn)氣端凸輪軸16同心放置、具有內(nèi)齒的外齒輪22(第一旋轉(zhuǎn)部件)，位于該外齒輪22內(nèi)部并與其同心、具有外齒的內(nèi)齒輪23(第二旋轉(zhuǎn)部件)，以及位于外齒輪22和內(nèi)齒輪23間并與它們嚙合的行星齒輪(相位改變部件)組成。提供外齒輪22以便與鏈輪14整體旋轉(zhuǎn)，鏈輪14與曲柄軸12同步旋轉(zhuǎn)。提供內(nèi)齒輪23以便與進(jìn)氣端凸輪軸16整體旋轉(zhuǎn)。通過旋轉(zhuǎn)以便描述有關(guān)內(nèi)齒輪22的圓形軌道同時與外齒輪22和內(nèi)齒輪23嚙合的行星齒輪24執(zhí)行將外齒輪22的旋轉(zhuǎn)功率傳送到內(nèi)齒輪23的任務(wù)，以及通過相對于正改變的內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)速度的行星齒輪24的旋轉(zhuǎn)速度(回轉(zhuǎn)速度)，相對于外齒輪22，調(diào)整內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)相位(凸輪軸相位)。
在發(fā)動機(jī)11上設(shè)置用于改變行星齒輪24的旋轉(zhuǎn)速度的電動機(jī)26。該電動機(jī)的輸出軸27與進(jìn)氣端凸輪軸16、外齒輪22和內(nèi)齒輪23同軸放置，以及通過在徑向上延伸的連接部件28，連接該電動機(jī)26的輸出軸27和支撐行星齒輪24的支撐軸25。因此，隨著電動機(jī)26旋轉(zhuǎn)，行星齒輪24能沿繞內(nèi)齒輪23的其圓形軌道旋轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn))，同時繞支撐軸25旋轉(zhuǎn)(自動旋轉(zhuǎn))。在電動機(jī)26上安裝用于檢測電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)速度RM(輸出軸27的速度)的電動機(jī)速度傳感器29(見圖1)。
在該可變氣門正時設(shè)備18中，當(dāng)電動機(jī)26的速度RM與進(jìn)氣端凸輪軸16的速度RC匹配，以便行星齒輪24的回轉(zhuǎn)速度與內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)速度(以及外齒輪2的旋轉(zhuǎn)速度)匹配時，外齒輪22和內(nèi)齒輪23間的旋轉(zhuǎn)相位差保持穩(wěn)定，因此，氣門正時(凸輪軸相位)保持穩(wěn)定。
當(dāng)進(jìn)氣門的氣門正時提前時，使電動機(jī)26的速度RM快于進(jìn)氣端凸輪軸16的速度RC，以致使行星齒輪24的回轉(zhuǎn)速度快于內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)速度。通過這種方式，提前相對于外齒輪22的內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)相位，以及提前氣門正時(凸輪軸相位)。
當(dāng)另一方面，進(jìn)氣門的氣門正時延后時，使電動機(jī)26的速度RM慢于進(jìn)氣端凸輪軸16的速度RC，以便使行星齒輪的回轉(zhuǎn)速度24慢于內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)速度。通過這種方式，延后相對于外齒輪22的內(nèi)齒輪23的旋轉(zhuǎn)相位，因此，延后氣門正時。
將如上所述的可變傳感器的輸出輸入到發(fā)動機(jī)控制單元(在下文中，稱為“ECU”)30。在微型計(jì)算機(jī)處構(gòu)成該ECU30，以及通過執(zhí)行存儲在其ROM(存儲介質(zhì))中的可變發(fā)動機(jī)控制程序，根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，控制燃料噴射閥(未示出)的燃料噴射量以及火花塞(未示出)的點(diǎn)火定時。
ECU30還執(zhí)行圖3所示的可變氣門正時控制程序以及圖4所示的發(fā)動機(jī)控制值計(jì)算程序，這將在下文進(jìn)一步描述。通過執(zhí)行這些程序，首先，計(jì)算所需氣門正時改變速率Vreq以便最小化進(jìn)氣門的目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D。在該所需氣門正時改變速率Vreq的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)26和凸輪軸16間的所需速度差DMCreq。以及計(jì)算電動機(jī)控制值(例如電動機(jī)施加電壓值)以便將電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC控制到所需速度差DMCreq。通過這種方式，控制電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)以便將電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC控制到所需速度差DMCreq，因此，將進(jìn)氣門的實(shí)際氣門正時VT控制到目標(biāo)氣門正時VTtg。下面，將描述這些程序的詳細(xì)處理內(nèi)容。
在接通點(diǎn)火開關(guān)(未示出)后，例如以預(yù)定周期間隔，執(zhí)行圖3所示的可變氣門正時控制程序。當(dāng)該程序開始時，首先，在步驟101，在發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，計(jì)算目標(biāo)氣門正時VTtg。然后處理進(jìn)入步驟102，以及在從曲柄角傳感器20輸出的曲柄角信號和從凸輪角傳感器19輸出的凸輪角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算實(shí)際氣門正時VT。還如在稍后所述的第六實(shí)施例中所述，執(zhí)行實(shí)際氣門正時VT的計(jì)算。
在計(jì)算實(shí)際氣門正時VT后，處理進(jìn)入步驟103，并計(jì)算目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D。然后，在步驟104，與該偏差D對應(yīng)，計(jì)算所需氣門正時改變速率Vreq以便使用圖等等，最小化該偏差。例如，當(dāng)氣門正時中的改變方向是向提前角度端，該所需氣門正時改變速率Vreq，假定為正值，以及當(dāng)是向滯后角度端時，為負(fù)值。該步驟104的處理執(zhí)行氣門正時改變速率計(jì)算裝置的任務(wù)。
在此之后，處理進(jìn)入步驟105并確定是否相對于氣門正時改變速率，設(shè)置極限速率Vs。該極限速率Vs是相對慢的氣門正時改變速率，用該速率，例如即使用于限制相位改變機(jī)構(gòu)21的運(yùn)動范圍的運(yùn)動部撞擊止動部，也不會發(fā)生齒輪機(jī)構(gòu)(齒輪22至24)的齒磨光和損壞。在諸如[1]當(dāng)實(shí)際氣門正時VT在最延后角位置附近或最大提前角位置附近設(shè)置的速率限制區(qū)內(nèi)時；[2]當(dāng)還沒有完成氣門正時參考位置學(xué)習(xí)時；以及[3]當(dāng)確定存在參考學(xué)習(xí)異常(錯誤的參考位置學(xué)習(xí))時的時間，設(shè)置極限速率Vs。在稍后所述的第七實(shí)施例中詳細(xì)地描述相對于氣門正時改變速率的極限速率Vs的設(shè)定值。
當(dāng)在該步驟105中，確定已經(jīng)設(shè)置極限速度Vs時，處理進(jìn)入步驟106，以及確定所需氣門正時改變速率Vreq的絕對值是否大于極限速率Vs。如果作為該結(jié)果，確定所需氣門正時改變速率Vreq的絕對值大于極限速率Vs，處理進(jìn)入步驟107以及通過極限速率Vs，保護(hù)處理需氣門正時改變速率Vreq的絕對值。然后，處理進(jìn)到步驟108。
當(dāng)另一方面，在步驟105中，確定還沒有設(shè)置極限速率Vs時，或當(dāng)在步驟106中，已經(jīng)確定所需氣門正時改變速率Vreq的絕對值不大于極限速率Vs，處理進(jìn)入步驟108，而不改變與目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D相一致的計(jì)算的所需氣門正時改變速率Vreq。
在該步驟108中，使用所需氣門正時改變速率Vreq[℃A/S]，通過方程式(1)，計(jì)算電動機(jī)26和凸輪軸16間的所需速度差DMCreq[rpm]。
DMCreq＝Vreq×60×G/720℃A...(1) 其中，G是相位改變機(jī)構(gòu)21的減速比，且是相對于凸輪軸16的電動機(jī)26的相對轉(zhuǎn)數(shù)與氣門正時變量(凸輪軸相位變量)的比率。該步驟108的處理執(zhí)行速度差計(jì)算裝置的任務(wù)。
在計(jì)算所需速度差DMCreq后，處理進(jìn)入步驟109以及執(zhí)行圖4中所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序，以及計(jì)算電動機(jī)控制值。圖4中所示的該電動機(jī)控制值計(jì)算程序執(zhí)行電動機(jī)控制值計(jì)算裝置的任務(wù)。
當(dāng)開始該程序時，首先，在步驟201中，確定目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D是否低于預(yù)定值。如果該偏差D低于預(yù)定值，處理進(jìn)入步驟202以及將所需電動機(jī)速率RMreq設(shè)置成凸輪角速度RC，如方程式(2)所示。
RMreq＝RC...(2). 如果另一方面，在步驟201中，確定偏差D大于預(yù)定值，處理進(jìn)入步驟203以及將所需電動機(jī)速度RMreq設(shè)置成通過將所需速度差DMCreq加到凸輪軸速度RC上獲得的值，如方程式(3)所示。
RMreq＝RC+DMCreq...(3) 在如上所述的步驟202或步驟203中設(shè)置所需電動機(jī)速度RMreq后，處理進(jìn)入步驟204。在步驟204中，使用圖5所示的所需轉(zhuǎn)矩TAreq的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于所需電動機(jī)速度RMreq和凸輪軸速度RC間的差值的所需轉(zhuǎn)矩TAreq。該所需轉(zhuǎn)矩TAreq是以所需發(fā)動機(jī)速度RMreq，旋轉(zhuǎn)行星齒輪24所需的凈轉(zhuǎn)矩(不包括可變氣門正時設(shè)備18內(nèi)的任何損耗轉(zhuǎn)矩或凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩)。在相對于所需電動機(jī)速度RMreq和凸輪軸速度RC間的差值，所需轉(zhuǎn)矩TAreq的改變特性的基礎(chǔ)上，設(shè)置圖5所示的所需轉(zhuǎn)矩TAreq的圖。
在此之后，處理進(jìn)入步驟205以及使用圖6所示的凸輪軸16端損耗轉(zhuǎn)矩TB的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于凸輪軸速度RC的凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB。該凸輪軸16端損耗轉(zhuǎn)矩TB是作為凸輪軸16端上的驅(qū)動損耗的結(jié)果所消耗的轉(zhuǎn)矩。在相對于凸輪軸速度RC的凸輪軸16端損耗轉(zhuǎn)矩TB的改變特性的基礎(chǔ)上，設(shè)置圖6所示的凸輪軸16端損耗轉(zhuǎn)矩TB的圖。
在下述步驟206中，使用在圖7所示的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC(電動機(jī)速度RM和凸輪軸速度RC間的差值)的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC?？勺儦忾T正時設(shè)備18中的該損耗轉(zhuǎn)矩TC是作為可變氣門正時設(shè)備18中的摩擦損耗的結(jié)果所消耗的轉(zhuǎn)矩。在相對于電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC的變化特性的基礎(chǔ)上，設(shè)置圖7中所示的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC的圖。
在此之后，處理進(jìn)入步驟207，以及將凸輪軸16端上的損耗轉(zhuǎn)矩TB和可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC加到所需轉(zhuǎn)矩TAreq上以便獲得將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq，如方程式(4)所示。
TMreq＝TAreq+TB+TC...(4) 在此之后，處理進(jìn)入步驟208，以及通過圖等等，將所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq轉(zhuǎn)換成所需電動機(jī)電壓VD。在此之后，處理進(jìn)入步驟209，以及利用圖8中所示的電動機(jī)26的反電動勢E的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于電動機(jī)速度RM的電動機(jī)26的反電動勢E。在相對于電動機(jī)速度RM的電動機(jī)26的反電動勢E的變化特性的基礎(chǔ)上，設(shè)置圖8所示的電動機(jī)26的反電動勢E的圖。
然后，在下述步驟210中，將反電動勢E加到所需電動機(jī)電壓VD上以便獲得將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的電動機(jī)施加電壓VM，如方程式(5)所示。
VM＝VD+E...(5) 通過上述處理，當(dāng)目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D大于預(yù)定值時，將所需電動機(jī)速度RMreq設(shè)置成通過將所需速度差DMCreq加到凸輪軸速度RC獲得的值，以及計(jì)算將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq(＝凸輪軸速度RC+所需速度差DMCreq)所需的電動機(jī)施加電壓VM。通過該方式，前饋控制電動機(jī)26的速度以便使電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC與所需速度差DMCreq匹配，以及以良好的響應(yīng)性，使實(shí)際氣門正時VT在目標(biāo)氣門正時VTtg的方向上改變。
以及當(dāng)目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D落在低于預(yù)定值時，將所需電動機(jī)速度RMreq設(shè)置成凸輪軸速度RC以及計(jì)算將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq(＝凸輪軸速度RC)所需的電動機(jī)施加電壓VM。通過這種方式，控制電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)以便使電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC為0，以及使實(shí)際氣門正時VT穩(wěn)定地保持在或接近目標(biāo)氣門正時VTtg。用這種方式，可以良好精確度的電動機(jī)驅(qū)動，將實(shí)際氣門正時控制到目標(biāo)氣門正時，以及能提高氣門正時控制精確度。
同時，該第一實(shí)施例的可變氣門正時設(shè)備18用與凸輪軸16同心放置并由曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動功率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的外齒輪22、與凸輪軸16整體旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪23、將外齒輪22的旋轉(zhuǎn)功率傳送到內(nèi)齒輪23以及改變齒輪22、23間的相對旋轉(zhuǎn)相位的行星齒輪24以及沿與凸輪軸16同心的圓形軌道旋轉(zhuǎn)該行星齒輪24的電動機(jī)26構(gòu)成。因此，不必電動機(jī)26作為一個整體旋轉(zhuǎn)，以及能使可變氣門正時設(shè)備18的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量變輕以及通過固定連接裝置，能使電動機(jī)26直接連接到外部電線上，總的來說，可以提高可變氣門正時設(shè)備18的耐久性。此外，可變氣門正時設(shè)備18的結(jié)構(gòu)相對簡單，以及能滿足成本最小化的需求。
現(xiàn)在，電動機(jī)26的輸出消耗為可變氣門正時設(shè)備18中的摩擦損失以及凸輪軸16端的驅(qū)動損失。由于此，將電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC控制到所需速度差DMCreq所需的電動機(jī)控制值(例如電動機(jī)施加電壓)隨可變氣門正時設(shè)備18中以及凸輪軸16端上的驅(qū)動損失而變化。同時，因?yàn)楫?dāng)電動機(jī)26旋轉(zhuǎn)時，電動機(jī)26中的反電動勢提高，將電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC控制到所需速度差DMCreq所需的電動機(jī)控制值也隨電動機(jī)26的反電動勢而改變。
根據(jù)這些情況，在第一實(shí)施例中，使用由可變氣門正時設(shè)備18中的摩擦損失消耗的損耗轉(zhuǎn)決TC、由凸輪軸16端中的驅(qū)動損失消耗的損耗轉(zhuǎn)矩TB，以及電動機(jī)26的反電動勢E，計(jì)算電動機(jī)控制值。以及因?yàn)樵陬愃朴诖说碾妱訖C(jī)控制值的計(jì)算中，考慮到可變氣門正時設(shè)備18中和凸輪軸16端上的驅(qū)動損失的改變以及電動機(jī)26的反電動勢的改變，能以良好精確度計(jì)算將電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC控制到所需速度差DMCreq所需的電動機(jī)控制值，而不影響由此遭受的摩擦損失和反電動勢等。
同時，在第一實(shí)施例中，因?yàn)橥ㄟ^極限速率Vs，限制所需氣門正時改變速率Vreq，能防止由突然操作引起的可變氣門正時設(shè)備18的故障和損失。
(第二實(shí)施例) 在本發(fā)明的第二實(shí)施例中執(zhí)行的圖9所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序是通過將在第一實(shí)施例中所述的圖4的步驟206和步驟209的處理分別改變成步驟206a和209a的處理所獲得的程序，而其他步驟的處理與圖4相同。
在如上所述的第一實(shí)施例中，在圖4的步驟206中，計(jì)算與電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC(電動機(jī)速度RM和凸輪軸速度RC間的差值)相一致的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC，以及在步驟209中，計(jì)算與電動機(jī)速度M相一致的電動機(jī)26的反電動勢E。然而，在該第二實(shí)施例中，在圖9的步驟206a中，計(jì)算與電動機(jī)26和凸輪軸16間的所需速度差DMCreq(所需電動機(jī)速度RMreq和凸輪軸速度RC間的差值)相一致的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC，以及在步驟209a中，計(jì)算與所需電動機(jī)速度Rmreq相一致的電動機(jī)26的反電動勢E。
在這種情況下，因?yàn)槟芮梆伒赜?jì)算用于計(jì)算電動機(jī)控制值的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC和電動機(jī)26的反電動勢E，能提高電動機(jī)旋轉(zhuǎn)控制的響應(yīng)度。通過這種方式，即使在突然改變發(fā)動機(jī)速度(凸輪軸速度RC)的操作條件下，諸如競賽，可以良好響應(yīng)度，使電動機(jī)速度RM跟隨凸輪軸速度RC的改變。
(第三實(shí)施列) 接著，將描述本發(fā)明的第三實(shí)施例。使用圖10至圖12，如圖12所示，當(dāng)電動機(jī)速度RM改變時，電動機(jī)26的反電動勢E改變以及有效電壓(電池電壓和反電動勢間的差值)改變。以及當(dāng)電動機(jī)速度RM正增加時的有效電壓不同于電動機(jī)速度RM正減小時的有效電壓。
在該第三實(shí)施例中，通過正執(zhí)行的圖10中所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序，將用于執(zhí)行對電動機(jī)26的供電的占空控制的占空值計(jì)算為電動機(jī)控制值。在該占空控制中，通過調(diào)節(jié)電源電壓的占空值(激勵速率)，調(diào)節(jié)電源電壓的脈沖寬度以及調(diào)整到電動機(jī)26的功率的供給。在這種情況下，即使當(dāng)占空值相同時，當(dāng)有效電壓(電池電壓和反電動勢E間的差值)改變，電源電壓脈沖的振幅改變，因此，相應(yīng)地改變到電動機(jī)26的供電。
因此，在該第三實(shí)施例中，通過正執(zhí)行的圖10中所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序，根據(jù)電動機(jī)速度RM和其是增加或減小，校正占空值。通過這種方式，可以校正占空值以便允許有效電壓隨電動機(jī)速度RM和其是正增加或減小而改變。
圖10所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序是通過將在第一實(shí)施例中所述的圖4的步驟208至210的處理改變成步驟208b至210b的處理，而其他步驟的處理與圖4相同所獲得的程序。
在該程序中，在步驟207中，計(jì)算將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq。在此之后，處理進(jìn)入步驟208b以及使用圖等等，將所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq轉(zhuǎn)換成所需占空值DDuty。
在此之后，處理進(jìn)入步驟209b，以及使用如圖11(a)和(b)所示的用于當(dāng)電動機(jī)速度增加時以及當(dāng)電動機(jī)速度減小的有效電壓校正系數(shù)K的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于電動機(jī)速度RM和其是正增加還是減少的有效電壓校正系數(shù)K。
如圖12所示，當(dāng)電動機(jī)速度正增加時，電動機(jī)速度RM越快，有效電壓(電池電壓和反電動勢間的差值)越小，以及當(dāng)電動機(jī)速度減小時，電動機(jī)速度RM越慢，有效電壓越小。因?yàn)榇?，設(shè)置如圖11(a)所示，用于當(dāng)電動機(jī)速度正增加時的有效電壓校正系數(shù)K的圖以便使有效電壓校正系數(shù)K變得更大，以及使最終占空值Duty更大，電動機(jī)速度RM更快。以及設(shè)置如圖11(b)所示，用于當(dāng)電動機(jī)速度減小時的有效電壓校正系數(shù)K的圖以便使有效電壓校正系數(shù)K更大以及使最終占空值Duty更大，電動機(jī)速度RM更慢。
在計(jì)算有效電壓校正系數(shù)K后，處理進(jìn)入步驟210b，以及通過有效電壓校正系數(shù)K，校正所需占空值DDuty，如方程式(6)所示以便獲得將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的最終占空值Duty。
Duty＝DDuty×K...(6) 在上述第三實(shí)施例中，與電動機(jī)速度RM和其是正增加還是減小相一致地，校正占空值。因此，占空值能校正以及電源電壓的脈沖寬度校正到允許隨電動機(jī)速度RM和其是增加還是減小，有效電壓改變和電源電壓脈沖的振幅改變。因此，通過校正電源電壓的脈沖寬度，可補(bǔ)償由電源電壓脈沖的振幅變化引起的供電的變化。通過這種方式，可以執(zhí)行穩(wěn)定的電動機(jī)旋轉(zhuǎn)控制，不遭受隨電動機(jī)速度RM和其是正增加還是減少的有效電壓變化的任何影響。
(第四實(shí)施例) 在上述第一實(shí)施例中，將所需速度差DMCreq加到凸輪軸速度RC上以便獲得所需電動機(jī)速度RMreq，以及計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq。關(guān)于此，在圖13所示的本發(fā)明的第四實(shí)施例中，計(jì)算用于將電動機(jī)速度RM控制到與凸輪軸速度RC相同的基本電動機(jī)速度RMbase的基本控制值，計(jì)算相對于基本電動機(jī)速度RMbase，將電動機(jī)速度RM改變所需速度差DMCreq的變化控制值，以及在基本控制值和變化控制值的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)控制值。
在該第四實(shí)施例中執(zhí)行的圖13所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序中，首先，在步驟301，確定目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D是否等于或低于預(yù)定值。如果該偏差D等于或低于預(yù)定值，處理進(jìn)入步驟302以及重置所需轉(zhuǎn)矩TAreq、損耗轉(zhuǎn)矩差ΔTB、損耗轉(zhuǎn)矩TC和反電動勢差ΔE，將這在下面進(jìn)一步描述，在進(jìn)入步驟307前，均為0。
另一方面，當(dāng)在步驟301中，確定目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D大于預(yù)定值時，處理進(jìn)入步驟303。在步驟303，使用圖5所示的所需轉(zhuǎn)矩TAreq的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于所需速度差DMCreq(所需電動機(jī)速度RMreq和凸輪軸速度RC間的差值)的所需轉(zhuǎn)矩TAreq。在此之后，處理進(jìn)入步驟304，以及如果其是轉(zhuǎn)變時間(當(dāng)凸輪軸速度RC正改變時的時間)，使用圖6所示的凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于凸輪軸速度差ΔRC的凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩差ΔTB。
在此之后，處理進(jìn)入步驟305，以及使用圖7所示的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC(電動機(jī)速度RM和凸輪軸速度RC間的差DMC)的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC。接著，在步驟306，使用圖8所示的電動機(jī)26的反電動勢E的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于電動機(jī)速度差ΔRM(電動機(jī)速度RM-基本電動機(jī)速度RMbase)的電動機(jī)26的反電動勢差ΔE。
所需轉(zhuǎn)矩TAreq、凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩差ΔTB、可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC以及電動機(jī)26的反電動勢差ΔE構(gòu)成用于相對于基本電動機(jī)速度RMbase(＝凸輪軸速度RC)，通過將電動機(jī)速度RM改變所需速度差DMCreq的變化控制值。
在此之后，處理進(jìn)入步驟307，以及使用圖6所示的凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于凸輪軸速度RC的凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB。在步驟308中，使用圖8所示的電動機(jī)26的反電動勢E的圖或數(shù)字公式，計(jì)算對應(yīng)于基本電動機(jī)速度RMbase(＝凸輪軸速度RC)的電動機(jī)26的基本反電動勢Ebase。凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB和電動機(jī)26的基本反電動勢Ebase構(gòu)成用于將電動機(jī)速度RM控制到基本電動機(jī)速度RMbase(＝凸輪軸速度RC)的基本控制值。
在下述步驟309中，如在方程式(7)中所述，將凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB和損耗轉(zhuǎn)矩差ΔTB和可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC加到所需轉(zhuǎn)矩TAreq以獲得將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq。
TMreq＝TAreq+TB+ΔTB+TC...(7) 在此之后，處理進(jìn)入步驟310以及使用將所需電動機(jī)轉(zhuǎn)矩TMreq轉(zhuǎn)換成所需電動機(jī)電壓VD的圖等等。在步驟311中，如方程式(8)所示，將基本反電動勢Ebase和反電動勢差ΔE加到所需電動機(jī)電壓VD以便獲得將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度RMreq所需的電動機(jī)施加電壓VM。
VM＝VD+Ebase+ΔE...(8) 通過上述處理，當(dāng)目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D變得大于預(yù)定值時，在基本控制值(TAreq、ΔTB、TC和ΔE)的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)施加電壓VM，用于將電動機(jī)速度RM控制到基本電動機(jī)速度RMbase(＝凸輪軸速度RC)以及相對于基本電動機(jī)速度RMbase，將電動機(jī)速度RM改變所需速度差DMCreq的變化控制值(TB、Ebase)。通過這種方式，可以前饋控制電動機(jī)26的速度以便使電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC與所需速度差DMCreq匹配，因此，以良好響應(yīng)度，在目標(biāo)氣門正時VTtg的方向上，改變實(shí)際氣門正時VT。
以及當(dāng)目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D下降到低于預(yù)定值時，計(jì)算用于將電動機(jī)速度RM控制到基本電動機(jī)速度RMbase(＝凸輪軸速度RC)所需的電動機(jī)施加電壓VM。通過這種方式，控制電動機(jī)26的速度以便使電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC為0以及使實(shí)際氣門正時VT穩(wěn)定保持在目標(biāo)氣門正時VTtg處或左右。用這種方式，可以良好精確度，通過電動機(jī)驅(qū)動，將實(shí)際氣門正時控制到目標(biāo)氣門正時，以及提高氣門正時控制精確度。
(第五實(shí)施例) 在本發(fā)明的第五實(shí)施例中執(zhí)行的圖14所示的電動機(jī)控制值計(jì)算程序是通過將在上述第四實(shí)施例中所述的圖13的步驟305和步驟306的處理分別改變成步驟305a和306a的處理，而其他步驟的處理與圖13相同所獲得的程序。
在上述第四實(shí)施例中，在圖13的步驟305中，計(jì)算與電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差DMC(電動機(jī)速度RM和凸輪軸速度RC間的差值)相一致的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC，以及在下述步驟306中，計(jì)算與電動機(jī)速度差ΔRM(電動機(jī)速度RM-基本電動機(jī)速度RMbase)，相一致的電動機(jī)26的反電動勢差ΔE。關(guān)于此，在該第五實(shí)施例中，在圖14的步驟305a中，計(jì)算與電動機(jī)26和凸輪軸16間的所需速度差DMCreq(所需電動機(jī)速度RMreq和凸輪軸速度RC間的差值)相一致的可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC。以及在下述步驟306a中，計(jì)算與所需電動機(jī)速度差ΔRMreq(所需電動機(jī)速度RMreq-基本電動機(jī)速度RMbase)相一致的電動機(jī)26的反電動勢差ΔE。
用這種方式，可以前饋計(jì)算可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC以及用在計(jì)算電動機(jī)控制值的計(jì)算中的電動機(jī)的反電動勢差ΔE。因此，能提高電動機(jī)旋轉(zhuǎn)控制的響應(yīng)度以及能獲得與前述第二實(shí)施例相同的效果。
現(xiàn)在，盡管在第四和第五實(shí)施例中，將電動機(jī)施加電壓計(jì)算作為電動機(jī)控制值，另外，可以將占空值計(jì)算作為電動機(jī)控制值。以及在這種情況下，如在第三實(shí)施例中，在電動機(jī)速度以及其是正增加還是減小的基礎(chǔ)上，校正占空值。
以及盡管在第一至第五實(shí)施例中，在氣門正時改變率上設(shè)置極限值(極限速度Vs)，另外，極限值可以位于電動機(jī)26和凸輪軸16間的速度差上或電動機(jī)速度上。此外，使這些極限值與發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(例如，發(fā)動機(jī)速度、冷卻水溫度、進(jìn)氣氣流、負(fù)載等等)相一致地改變。
同時，在相對于氣門正時的目標(biāo)值和氣門正時變化率收斂的狀態(tài)的基礎(chǔ)上，修正電動機(jī)控制值或用在計(jì)算電動機(jī)控制值中的控制參數(shù)(所需轉(zhuǎn)矩TAreq、凸輪軸16端的損耗轉(zhuǎn)矩TB、可變氣門正時設(shè)備18中的損耗轉(zhuǎn)矩TC、電動機(jī)26的反電動勢E、有效電壓校正系數(shù)K等等)，以及可以學(xué)習(xí)這些修正的結(jié)果。以及在這些修正結(jié)果的基礎(chǔ)上，可以修正用在計(jì)算控制參數(shù)中的圖和/或數(shù)字公式。
(第六實(shí)施例) 接著，將描述本發(fā)明的第六實(shí)施例。
目前使用的許多可變氣門正時設(shè)備通過改變相對于內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位(在下文中，稱為“凸輪軸相位”)，改變所驅(qū)動的進(jìn)氣門或排氣門的氣門正時以通過凸輪軸打開和關(guān)閉。此時，作為用于檢測實(shí)際氣門正時(實(shí)際凸輪軸相位)的方法，例如，如在JP-A-2001-355462中所公開的，存在在以預(yù)定曲柄角間隔，從曲柄角傳感器輸出的曲柄角信號和以預(yù)定凸輪角間隔，從凸輪角傳感器輸出的凸輪角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算實(shí)際氣門正時的一種方法。
然而，以現(xiàn)有技術(shù)的這種氣門正時計(jì)算方法，在從輸出一個凸輪角信號到輸出下一個凸輪角信號的間隔上(即，在不輸出凸輪角信號的間隔上)，不可能計(jì)算實(shí)際氣門正時。因此，存在盡管實(shí)際上，實(shí)際氣門正時連續(xù)地改變，僅可以按步驟更新實(shí)際氣門正時的計(jì)算值，以及使可變氣門正時控制的精確度降低相應(yīng)量的缺陷。
鑒于此，該第六實(shí)施例的目的是提供內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時設(shè)備，通過該設(shè)備，即使在不輸出凸輪角信號的間隔期間，也能計(jì)算實(shí)際氣門正時，以便能增加可變氣門正時控制精確度。
首先，略述根據(jù)該第六實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備。根據(jù)該第六實(shí)施例的可變氣門正時設(shè)備具有與凸輪軸同心放置并通過來自曲柄軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動功率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第一旋轉(zhuǎn)部件、與凸輪軸整體旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)部件、將旋轉(zhuǎn)功率從第一旋轉(zhuǎn)部件傳送到第二旋轉(zhuǎn)部件以及相對于第一旋轉(zhuǎn)部件，改變第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)相位的相位改變部件；以及與凸輪軸同心放置以便控制該相位改變部件的旋轉(zhuǎn)相位的電動機(jī)，以及構(gòu)造成當(dāng)不改變氣門正時時，使電動機(jī)的速度與凸輪軸的速度匹配以便使相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度與凸輪軸的速度匹配，因此保持第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值保持穩(wěn)定，因此，保持凸輪軸相位穩(wěn)定，以及當(dāng)改變氣門正時時，相對于凸輪軸的速度，改變電動機(jī)的速度以便相對于凸輪軸的速度，改變相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變第一旋轉(zhuǎn)部件和第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值，從而改變凸輪軸相位。在這種結(jié)構(gòu)中，因?yàn)閷﹄妱訖C(jī)來說，不必整體旋轉(zhuǎn)，使可變氣門正時設(shè)備的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量變輕以及通過固定連接裝置，使電動機(jī)直接連接到外部電線上，以及總的來說，可以提高可變氣門正時設(shè)備的耐久性。此外，可變氣門正時設(shè)備的結(jié)構(gòu)相對簡單，以及能滿足成本最小化的需求。
同時，在通過相對于凸輪軸的速度，改變電動機(jī)的速度，改變氣門正時的可變氣門正時設(shè)備中，如在第六實(shí)施例中，與電動機(jī)速度和凸輪軸速度間的差值相一致地，改變氣門正時變化(凸輪軸相位變化)。因?yàn)榇?，可以在電動機(jī)的速度和凸輪軸的速度的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化。
集中到這一點(diǎn)上，在第六實(shí)施例中，每次從凸輪角傳感器輸出凸輪角信號時，在凸輪角信號和從曲柄角傳感器輸出的曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時；以預(yù)定計(jì)算周期，在電動機(jī)速度和凸輪軸速度間的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化；以及以預(yù)定計(jì)算周期，在輸出凸輪角信號和氣門正時變化時，在實(shí)際氣門正時的基礎(chǔ)上，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
特別地，通過計(jì)算每計(jì)算周期的氣門正時變化以及累計(jì)該計(jì)算的值，每次輸出凸輪角信號時，復(fù)位氣門正時變化的累計(jì)值，以及在將緊隨其后的氣門正時變化的累計(jì)值加到最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，能獲得最后的實(shí)際定時。
因?yàn)榧词乖诋?dāng)未輸出凸輪角信號時的間隔，能計(jì)算在電動機(jī)速度和凸輪軸速度間的差值的基礎(chǔ)上計(jì)算的氣門正時變化，如果在未輸出凸輪角信號的間隔中，計(jì)算從最近輸出凸輪角信號以來的氣門正時變化，通過將緊隨其后的氣門正時變化加到在最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時上，能精確地獲得最終實(shí)際氣門正時。通過這種方式，即使在當(dāng)未輸出凸輪角信號時的間隔中，也可以良好精確度地連續(xù)計(jì)算實(shí)際氣門正時，以及能增加可變氣門正時控制的精確度。
現(xiàn)在，盡管可以想象在凸輪角信號的輸出周期的基礎(chǔ)上，計(jì)算在計(jì)算氣門正時變化中使用的凸輪軸速度，因?yàn)橥ǔＭ馆嗇S的每次回轉(zhuǎn)的凸輪角信號的輸出次數(shù)很小，難以從凸輪角信號的輸出周期檢測隨每個汽缸的燃燒沖程波動的凸輪軸速度的波動。另一方面，因?yàn)閺那莻鞲衅鬏敵龅那切盘柕臄?shù)量遠(yuǎn)大于凸輪角信號的數(shù)量，如果使用曲柄角信號，可以檢測隨每個汽缸的燃燒沖程波動的曲柄軸速度的波動。
因此，鑒于曲柄軸的每兩個回轉(zhuǎn)，凸輪軸旋轉(zhuǎn)一次的關(guān)系，能將在曲柄角傳感器的曲柄角信號的輸出周期的基礎(chǔ)上檢測的曲柄軸速度的1/2值用作為凸輪軸速度數(shù)據(jù)。如果這樣做，能使用比當(dāng)從更少數(shù)量凸輪角信號檢測的凸輪軸速度時的更加精確的凸輪軸速度，計(jì)算氣門正時變化，以及能提高實(shí)際氣門正時計(jì)算精確度。
當(dāng)停止內(nèi)燃機(jī)時，因?yàn)橥馆嗇S速度為0，通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，能獲得最后實(shí)際氣門正時，或通過來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，獲得最終實(shí)際氣門正時。通過這種方式，即使當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時，也能以良好精確度計(jì)算實(shí)際氣門正時，以及即使當(dāng)停止內(nèi)燃機(jī)時，能將實(shí)際氣門正時控制到一目標(biāo)值。且即使當(dāng)電動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時不清楚時，通過自機(jī)械參考位置(例如最大滯后的角位置)或由其他裝置檢測的參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，能計(jì)算實(shí)際氣門正時。
同時，考慮到當(dāng)凸輪角傳感器故障時，凸輪角信號停止輸出，當(dāng)凸輪角傳感器故障時，能通過將在故障前，最后一次輸出角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值與在此之后的氣門正時變化的累計(jì)值相加，獲得最終實(shí)際氣門正時，或通過來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，能獲得最后實(shí)際氣門正時。通過這種方式，即使當(dāng)凸輪角傳感器故障時，能以良好精確度地計(jì)算實(shí)際氣門正時，以及即使當(dāng)凸輪角傳感器故障時，也能將實(shí)際氣門正時控制到目標(biāo)值。同時，當(dāng)在凸輪角傳感器故障前的實(shí)際氣門正時不清楚時，通過自機(jī)械參考位置(例如最大滯后的角位置)或由其他裝置檢測的參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，能計(jì)算實(shí)際氣門正時。
現(xiàn)在，將在附圖的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地描述根據(jù)第六實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備。根據(jù)第六實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與圖1和2所示相同，因此將不再描述。
在第六實(shí)施例中的ECU30通過執(zhí)行可變氣門正時控制程序(未示出)，反饋控制可變氣門正時設(shè)備18以便使進(jìn)氣門的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
此時，通過執(zhí)行圖15至圖17所示的實(shí)際氣門正時計(jì)算程序，ECU30在從曲柄角傳感器20輸出的曲柄角信號和從凸輪角傳感器19輸出的凸輪角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算在傳感器輸出時的實(shí)際氣門正時VTC。同時，在電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM和進(jìn)氣端凸輪軸16的凸輪軸速度RC間的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化ΔVT。以及通過將隨后的氣門正時變化ΔVT加到在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最終實(shí)際氣門正時VT。
在接通點(diǎn)火開關(guān)(未示出)后，在預(yù)定周期間隔上執(zhí)行圖15至圖17所示的實(shí)際氣門正時計(jì)算程序。當(dāng)開始該程序時，首先，在401中，確定發(fā)動機(jī)是否正運(yùn)轉(zhuǎn)，例如，在從曲柄角傳感器20輸出的曲柄角信號的輸出周期起計(jì)算的發(fā)動機(jī)速度是否為0的基礎(chǔ)上。
如果確定發(fā)動機(jī)正運(yùn)轉(zhuǎn)，處理進(jìn)入步驟402，以及在凸輪角傳感器故障診斷程序(未示出)的故障診斷結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定凸輪角傳感器19是否正常。當(dāng)該結(jié)果是確定凸輪角傳感器19正常時(無故障)，處理進(jìn)入步驟403以及確定是否已經(jīng)輸入從凸輪角傳感器19輸出的凸輪角信號。
當(dāng)確定已經(jīng)輸入凸輪角信號時，處理進(jìn)入步驟404，以及將凸輪角信號的輸入時間Tcam存儲在ECU30的存儲器(未示出)中。在此之后，處理進(jìn)入步驟405，以及將在此之后，將從曲柄角傳感器20輸出的曲柄角信號的輸入時間Tcrk立即存儲在存儲器中。
在此之后，處理進(jìn)入步驟406以及使用方程式(9)，計(jì)算相對于曲柄角信號的凸輪角信號的時間差TVT。
TVT＝Tcrk-Tcam+K...(9) 其中，K是用于校正凸輪角傳感器19和曲柄角傳感器20間的響應(yīng)滯后差的校正量。
然后，在下述步驟407中，使用相對于曲柄角信號的凸輪角信號的時間差TVT，根據(jù)方程式(10)，計(jì)算相對于曲柄角信號的凸輪角信號的旋轉(zhuǎn)相位VTB。
VTB＝TVT/T120×120℃A...(10) 其中，T120是曲柄軸12旋轉(zhuǎn)過120℃A所需的時間，以及在曲柄角傳感器20的輸出信號的基礎(chǔ)上計(jì)算得出。
在此之后，處理進(jìn)入步驟408以及確定是否已經(jīng)將氣門正時控制到參考位置(例如，最大滯后的角位置)。如果氣門正時位于參考位置，處理進(jìn)入步驟409以及在進(jìn)入步驟410前，將相對于曲柄角信號的凸輪角信號的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)相位(凸輪軸相位)VTB學(xué)習(xí)為相對于曲柄軸12的進(jìn)氣端凸輪軸16的旋轉(zhuǎn)相位的參考位置(參考凸輪軸相位)VTBK，如方程式(11)所示。
VTBK＝VTB...(11) 另一方面，當(dāng)在步驟408中，確定氣門正時不位于參考位置時，處理進(jìn)入步驟410，而不執(zhí)行步驟409的參考位置學(xué)習(xí)處理。在步驟410中，如方程式(12)，使用相對于曲柄角信號的凸輪角信號的當(dāng)前旋轉(zhuǎn)相位VTB和參考位置VTBK，計(jì)算基于參考位置VTBK的凸輪角信號的旋轉(zhuǎn)相位VTC。這成為在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC。
VTC＝VTB-VTBK...(12) 步驟403至410的處理執(zhí)行凸輪角信號輸出時間氣門正時計(jì)算裝置的任務(wù)，以及在凸輪角信號和每次輸入(輸出)凸輪角信號時的曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC。
在此之后，處理進(jìn)入步驟411，以及每次計(jì)算凸輪角信號輸出時的實(shí)際氣門正時VTC時，將稍后將進(jìn)一步描述的氣門正時變化ΔVTH、ΔVTS復(fù)位到0，在此之后，處理進(jìn)入步驟419以及使用方程式(13)，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時VT。
VT＝VTC+ΔVTH+ΔVTS ...(13) 因此，在輸入(輸出)凸輪角信號時，因?yàn)樽鳛椴襟E411的復(fù)位處理結(jié)果，ΔVTH＝0以及ΔVTS＝0，VT＝VTC。
當(dāng)另一方面，在步驟403中，確定未輸入凸輪角信號時，處理進(jìn)入圖16的步驟412，以及計(jì)算電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM[rpm]和進(jìn)氣端凸輪軸16的凸輪軸速度RC[rpm]間的速度差DMC[rpm]，如方程式(14)所示。
DMC＝RM-RC...(14) 在這種情況下，作為進(jìn)氣端凸輪軸16的凸輪軸速度RC，如方程式(15)所示，使用在從曲柄角傳感器20輸出的曲柄角信號的輸出周期的基礎(chǔ)上計(jì)算的曲柄軸12的速度(發(fā)動機(jī)速度)的1/2值。
凸輪軸速度RC＝曲柄軸速度×1/2...(15) 在此之后，處理進(jìn)入步驟413以及根據(jù)方程式(16)，將速度差DMC[rpm]轉(zhuǎn)換成每秒旋轉(zhuǎn)差[rev/s]。 RVT＝DMC/60...(16) 然后，在下述步驟414中，使用方程式(17)，計(jì)算每氣門正時變化ΔVTH的計(jì)算周期P[s](這一程序的執(zhí)行周期)的氣門正時變化dVTH。
dVTH＝RVT/G×720℃A×P...(17) 其中，G是相位改變機(jī)構(gòu)21的減速比，以及是相對于進(jìn)氣端凸輪軸16的電動機(jī)26的相對轉(zhuǎn)數(shù)與氣門正時變化(凸輪軸相位變化)的比率。
在此之后，處理進(jìn)入步驟415以及通過累計(jì)每計(jì)算周期P的氣門正時變化dVTH，計(jì)算氣門正時變化ΔVTH，如方程式(18)所示。
ΔVTH＝ΔΔVTH+dVTH...(18) 這些步驟412至415的處理執(zhí)行氣門正時變化計(jì)算裝置的任務(wù)，以及通過在不輸入凸輪角信號的間隔上，累計(jì)每計(jì)算周期的氣門正時變化dVTH，獲得在凸輪角信號的最近輸出后的氣門正時變化ΔVTH。
同時，即使在圖15的步驟402中，執(zhí)行這些步驟412至415的處理，確定凸輪角傳感器19已經(jīng)出故障。即，當(dāng)凸輪角傳感器19已經(jīng)故障時，累計(jì)每計(jì)算周期P的氣門正時變化dVTH，以便獲得從凸輪角傳感器19故障前的凸輪角信號的最后一次輸出到現(xiàn)在的氣門正時變化ΔVTH。
在計(jì)算氣門正時變化ΔVTH后，處理進(jìn)入圖15的步驟419，以及使用上述方程式(13)，計(jì)算最后實(shí)際氣門正時VT。當(dāng)凸輪角傳感器19出故障時，因?yàn)棣TS＝0，因此，VT＝VTC+ΔVTH。
另一方面，當(dāng)在步驟401中，確定停止發(fā)動機(jī)時，處理進(jìn)入圖17的步驟416。在步驟416中，僅使用電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM[rpm]，計(jì)算每秒旋轉(zhuǎn)差RVT[rev/s]，如方程式(19)所示。
RVT＝RM/60...(19) 在此之后，處理進(jìn)入步驟417以及根據(jù)方程式(20)，計(jì)算氣門正時變化ΔVTS的每個計(jì)算周期P[s](即這一程序的執(zhí)行周期)的氣門正時變化dVTS。
dVTS＝RVT/G×720℃A×P...(20) 其中，G是相位改變機(jī)構(gòu)21的減速比。
在此之后，處理進(jìn)入步驟418以及累計(jì)每計(jì)算周期P的氣門正時變化dVTS以便獲得從停止前的凸輪角信號的最后一次輸出到現(xiàn)在的氣門正時變化ΔVTS。
ΔVTS＝ΔVTS+dVTS...(21) 這些步驟416至418的處理還執(zhí)行氣門正時變化計(jì)算裝置的任務(wù)。
在計(jì)算氣門正時變化ΔVTS后，處理進(jìn)入圖15的步驟419以及使用上述方程式(13)，計(jì)算最后實(shí)際氣門正時VT。其中，因?yàn)楫?dāng)發(fā)動機(jī)停止時，ΔVTH＝0，因此VT＝VTC+ΔVTS。該步驟419的處理執(zhí)行最后氣門正時計(jì)算裝置的任務(wù)。
通過上述處理，每次在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，輸入凸輪角信號時，在凸輪角信號和曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC。以及當(dāng)輸入(輸出)凸輪角信號時，因?yàn)橥ㄟ^步驟411的復(fù)位處理，使氣門正時變化ΔVTH和ΔVTS復(fù)位為0，在輸出凸輪角信號本身時的實(shí)際氣門正時VTC變?yōu)樽詈髮?shí)際氣門正時VT。
另一方面，在不輸入凸輪角信號的間隔中，在電動機(jī)26和進(jìn)氣端凸輪軸16間的速度差DMC的基礎(chǔ)上，計(jì)算和累計(jì)每計(jì)算周期的氣門正時變化dVTH。以及通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTH(dVTH的累計(jì)值)加到在最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。通過這種方式，變得可以即使在當(dāng)不輸入凸輪角信號的間隔中，也可以良好精確度連續(xù)地計(jì)算實(shí)際氣門正時VT，以及能增加可變氣門正時控制的精確度。
以及當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTS加到在停止前，在最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，能以良好精確度地計(jì)算實(shí)際氣門正時VT以及能將實(shí)際氣門正時VT控制到目標(biāo)值。
以及當(dāng)凸輪角傳感器19出故障時，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTH加到在故障前，最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。因此，即使當(dāng)凸輪角傳感器19故障時，也能以良好精確度計(jì)算實(shí)際氣門正時VT以及能將實(shí)際氣門正時VT控制到目標(biāo)值。
可替換地，在發(fā)動機(jī)停止或凸輪角傳感器19故障時，可以通過來自機(jī)械參考位置(例如最大滯后的角位置)或來自由其他裝置檢測的參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算實(shí)際氣門正時。
(第七實(shí)施例) 接著，將描述第七實(shí)施例。在上述第六實(shí)施例中，在電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM和進(jìn)氣端凸輪軸16的凸輪軸速度RC的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化ΔVT，以及通過將在此之后的氣門正時變化ΔVT加到在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。
關(guān)于此，在第七實(shí)施例中，在電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)角中的變化和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度中的變化的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM和進(jìn)氣端凸輪軸16的凸輪軸速度RC間的差值(氣門正時變化ΔVT)，以及通過將在此之后的氣門正時變化ΔVT加到在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后氣門正時。
現(xiàn)在，使用圖18和圖19的流程圖，描述在電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)角的變化和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角的變化的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化ΔVT的第七實(shí)施例。圖18表示代替用于計(jì)算在第六實(shí)施例中所述的圖16的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，氣門正時變化ΔVTH的處理，所執(zhí)行的處理。以及圖19表示代替圖17的用于計(jì)算發(fā)動機(jī)停止期間的氣門正時變化ΔVTS的處理，所執(zhí)行的處理。在第七實(shí)施例中，用完全相同的方式執(zhí)行在第六實(shí)施例中的圖15的流程圖中所示的處理。
首先，描述圖18的流程圖。圖18是用于計(jì)算在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，輸入凸輪角信號后的實(shí)際氣門正時的處理。在該處理中，比較電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角變化以及凸輪軸旋轉(zhuǎn)角變化。為比較電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角變化以及凸輪軸旋轉(zhuǎn)角變化，在第七實(shí)施例中，在電動機(jī)角信號輸出計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值和曲柄軸角信號輸出計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)值間進(jìn)行比較。
其中，使用曲柄角信號而不是使用凸輪軸信號的原因在于以1/2的減速比連接曲柄軸和凸輪軸，以及除可以通過使用曲柄角信號推導(dǎo)凸輪角信號外，通常曲柄軸脈沖的數(shù)量大于凸輪軸脈沖的數(shù)量。因?yàn)榇?，通過使用曲柄角信號而不是使用凸輪角信號，可以更精確地獲得凸輪軸旋轉(zhuǎn)角中的變化。
在該實(shí)施例中，以10℃A的間隔，有36個曲柄軸脈沖，以及實(shí)際用在計(jì)算中的脈沖是以30℃A間隔的脈沖。即，使用12個脈沖。另一方面，對電動機(jī)26，使用以30℃A間隔的脈沖。
然而，在凸輪軸和曲柄軸間有1/2的減速。因此，首先，在步驟420中，例如，將曲柄角信號的計(jì)數(shù)值校正到1/2以便使電動機(jī)26的角的計(jì)數(shù)值和曲柄角信號的計(jì)數(shù)值的每一個計(jì)數(shù)的變化角相同。因此，可以通過加倍來校正電動機(jī)26的角度的計(jì)數(shù)值。用這種方式，使兩個計(jì)數(shù)器的一個計(jì)數(shù)值的角變化相同，以及處理進(jìn)入步驟421。
在步驟421中，計(jì)算曲柄角的變化。實(shí)際上，在從先前計(jì)算的時間到當(dāng)前計(jì)算的時間計(jì)數(shù)的曲柄角信號的計(jì)數(shù)值的基礎(chǔ)上，計(jì)算變化(曲柄角度計(jì)數(shù)器的變化＝在本次計(jì)算時的曲柄角度計(jì)數(shù)器-在最后一次計(jì)算時的曲柄角度計(jì)數(shù)器)。
然后，處理進(jìn)入步驟422以及計(jì)算電動機(jī)26中的角度的變化。實(shí)際上，在從先前計(jì)算的時間到當(dāng)前計(jì)算的時間計(jì)數(shù)的電動機(jī)26的角度信號的計(jì)數(shù)值的基礎(chǔ)上，計(jì)算變化(電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化＝本次計(jì)算時的電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器-最后一次計(jì)算時的電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器)。
然后，在下述步驟423中，計(jì)算在曲柄角度計(jì)數(shù)器的變化和電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化間的差值，以及在步驟424中，計(jì)算相對于凸輪軸的電動機(jī)角變化。特別地，在步驟424中，使用由“相對于凸輪軸的電動機(jī)角變化＝(電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化-曲柄角度計(jì)數(shù)器的變化)×每1計(jì)數(shù)的角度”表示的方程式，計(jì)算相對于凸輪軸的電動機(jī)角變化。
接著，在步驟425中，通過氣門正時改變部的減速比1/G，校正相對于凸輪軸的電動機(jī)角變化，以及計(jì)算每計(jì)算周期的氣門正時變化dVTH(氣門正時變化dVTH＝相對于凸輪軸的電動機(jī)角變化/G(減速比))。其中，G是可變氣門正時設(shè)備18的相位改變機(jī)構(gòu)21的減速比，以及是相對于進(jìn)氣端凸輪軸16的電動機(jī)26的相對轉(zhuǎn)數(shù)與氣門正時變化(凸輪軸相位變化)的比率。
在此之后，處理進(jìn)入步驟426，以及通過累計(jì)從最后一次計(jì)算到當(dāng)前計(jì)算改變的氣門正時的相位，即，氣門正時變化dVTH，及到前一次的氣門正時變化ΔVTH，計(jì)算最后氣門正時變化ΔVTH，如方程式(22)所示。
ΔVTH＝ΔVTH(i-1)+dVTH...(22) 這些步驟420至426的處理執(zhí)行氣門正時變化計(jì)算裝置的任務(wù)，以及計(jì)算在不輸入凸輪角信號的間隔的氣門正時變化ΔVTH。
同時，即使在圖15的步驟402中，確定凸輪角傳感器19故障時，也可以執(zhí)行圖18的處理以及累計(jì)凸輪角傳感器19故障時的氣門正時變化dVTH，從而獲得從凸輪角傳感器19故障前的凸輪角信號的最后一次輸出到現(xiàn)在的氣門正時變化ΔVTH。通過這種方式，即使當(dāng)凸輪角傳感器19故障時，也可以精確地計(jì)算實(shí)際氣門正時。
在計(jì)算氣門正時變化ΔVTH后，處理進(jìn)入圖15的步驟419以及使用上述方程式(13)，計(jì)算最后實(shí)際氣門正時VT。當(dāng)凸輪角傳感器19故障時，因?yàn)棣TS＝0，VT＝VTC+ΔVTH。
在圖20的時序圖中，描述了通過圖18的流程圖的處理，計(jì)算實(shí)際氣門正時的例子。在圖18的流程圖所示的處理中，在電動機(jī)26的角度變化和凸輪軸的角度變化差的基礎(chǔ)上，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTH加到在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。因此，如圖20的時序圖所示，即使在當(dāng)不輸入凸輪角信號的間隔中，也可以良好精確度，連續(xù)地計(jì)算實(shí)際氣門正時VT，以及能增加可變氣門正時控制精確度。
另一方面，當(dāng)在圖15的流程圖的步驟401中，確定發(fā)動機(jī)停止時，執(zhí)行圖19的處理。圖19的這一處理是用于計(jì)算當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時的氣門正時變化ΔVTS。
首先，在步驟427中，計(jì)算電動機(jī)26的角度變化。實(shí)際上，在從先前計(jì)算時至當(dāng)前計(jì)算時計(jì)數(shù)的電動機(jī)26的角度信號的計(jì)數(shù)值的基礎(chǔ)上，計(jì)算該變化(電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化＝在本次計(jì)算時的電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器-最后一次計(jì)算時的電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器)。然后，在步驟428中，僅通過電動機(jī)26的電動機(jī)角度的變化，計(jì)算相對于凸輪軸的電動機(jī)26的角度變化。特別地，使用方程式“相對于凸輪軸的電動機(jī)角度變化＝電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化×每1次計(jì)數(shù)的角度)計(jì)算。
接著，在步驟429中，通過氣門正時改變部的減速比1/G，校正相對于凸輪軸的電動機(jī)26的角度變化，以及計(jì)算氣門正時變化dVTS(氣門正時變化dVTS＝相對于凸輪軸的電動機(jī)角度變化/G(減速比))。
在此之后，處理進(jìn)入步驟430，以及通過累計(jì)從最后一次計(jì)算時間到當(dāng)前計(jì)算時間改變的氣門正時，即，氣門正時變化dVTS，及直到先前時間的氣門正時變化ΔVTS，計(jì)算最后氣門正時變化ΔVTS，如方程式(23)所示。
ΔVTS＝ΔVTS(i-1)+dVTS...(23) 因此，圖19的流程圖中所示的處理執(zhí)行氣門正時變化計(jì)算裝置的任務(wù)。
在計(jì)算氣門正時變化ΔVTS后，處理進(jìn)入圖15的步驟419，以及計(jì)算最后實(shí)際氣門正時VT(VT＝VTC+ΔVTH+ΔVTS)。其中，因?yàn)橥Ｖ拱l(fā)動機(jī)，因此，VTH＝0，以及VT＝VTC+ΔVTS。上述步驟419的處理執(zhí)行最后氣門正時計(jì)算裝置的任務(wù)。
如上所述，在圖18的處理中，盡管發(fā)動機(jī)正運(yùn)轉(zhuǎn)，在用與當(dāng)在電動機(jī)和進(jìn)氣端凸輪軸間的速度差的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化時相同的方式，從電動機(jī)角度變化和凸輪軸角度變化的比較，計(jì)算出氣門正時變化的情況下，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTH加到構(gòu)成引導(dǎo)、在輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。通過這種方式，即使在不輸出凸輪角信號的間隔中，也能以良好精確度連續(xù)地計(jì)算實(shí)際氣門正時VT，以及能增加可變氣門正時控制的精確度。
以及當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTS加到在停止前，在最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，也能以良好精確度計(jì)算實(shí)際氣門正時VT，以及即使發(fā)動機(jī)停止時，能將實(shí)際氣門正時VT控制到目標(biāo)值。
同時，當(dāng)凸輪角傳感器19故障時，通過將在此之后的氣門正時變化ΔVTH加到在故障前，在最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時VTC上，獲得最后實(shí)際氣門正時VT。因此，即使當(dāng)凸輪角傳感器19故障時，也能以良好精確度計(jì)算實(shí)際氣門正時VT以及能將實(shí)際氣門正時VT控制到目標(biāo)值。
可替換地，在發(fā)動機(jī)停止或凸輪角傳感器19故障時，可以通過來自機(jī)械參考位置(例如最大滯后角度位置)或來自由其他裝置檢測的參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算實(shí)際氣門正時。
而且，如上所述的第六和第七實(shí)施例的可變氣門正時設(shè)備18具有與凸輪軸16同心放置并通過來自曲柄軸12的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動功率旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的外齒輪22(第一旋轉(zhuǎn)部件)、與凸輪軸16整體旋轉(zhuǎn)的內(nèi)齒輪23(第二旋轉(zhuǎn)部件)、將來自外齒輪22的旋轉(zhuǎn)功率傳送到內(nèi)齒輪23以及改變齒輪22、23間的相對旋轉(zhuǎn)相位的行星齒輪24(相位改變部件)，以及繞與凸輪軸16同心的圓形軌道旋轉(zhuǎn)行星齒輪24的電動機(jī)26，且其被構(gòu)造成當(dāng)氣門正時不改變時，使電動機(jī)26的速度與凸輪軸16的速度匹配以便使行星齒輪24的旋轉(zhuǎn)速度與凸輪軸16的速度匹配，從而保持外齒輪22和內(nèi)齒輪23間的旋轉(zhuǎn)相位差穩(wěn)定以及保持凸輪軸相位穩(wěn)定，以及當(dāng)氣門正時改變時，相對于凸輪軸16的速度，改變電動機(jī)26的速度，以便相對于凸輪軸16的速度，改變行星齒輪24的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變外齒輪22和內(nèi)齒輪23間的旋轉(zhuǎn)相位差以及改變凸輪軸相位。在這一結(jié)構(gòu)中，因?yàn)殡妱訖C(jī)26不必整體旋轉(zhuǎn)，能減輕可變氣門正時設(shè)備18的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的慣性重量，以及通過固定連接裝置，能將電動機(jī)26直接連接到外部電線上，以及總的來說，可以提高可變氣門正時設(shè)備18的耐久性。此外，可變氣門正時設(shè)備18的結(jié)構(gòu)相對簡單，以及能滿足成本最小化的需求。
同時，盡管在前述第一實(shí)施例至第七實(shí)施例中，已經(jīng)描述了用于進(jìn)氣門的可變氣門正時控制設(shè)備，本發(fā)明不限于用于進(jìn)氣門的可變氣門正時控制設(shè)備，以及可替換地應(yīng)用于排氣門的可變氣門正時控制設(shè)備。同時，可變氣門正時設(shè)備18的相位改變機(jī)構(gòu)不限于如在上述實(shí)施例中的使用行星齒輪機(jī)構(gòu)，而可替換地，可以使用一些其他類型的相位改變機(jī)構(gòu)，以及簡單地說，可以是通過相對于凸輪軸的速度，改變電動機(jī)的速度，來改變氣門正時的任何電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備。
(第八實(shí)施例) 接著，將描述本發(fā)明的第八實(shí)施例。
通常，在可變氣門正時設(shè)備中，通過制成緊鄰止動部的相位改變機(jī)構(gòu)的移動部，機(jī)械地強(qiáng)制氣門正時的變化的范圍的極限位置(可變氣門正時可變范圍極限位置)。因?yàn)榇?，?dāng)將氣門正時控制到可變氣門正時設(shè)備的變化范圍極限位置(最大滯后的角度位置或最大提前角位置)或其附近，有時發(fā)生過沖或相位改變機(jī)構(gòu)的移動部減速不足以及撞擊止動部。由于該撞擊時的撞擊負(fù)載，大的負(fù)載作用在相位改變機(jī)構(gòu)的齒輪的嚙合部上，存在齒輪磨削和變成鎖定和齒輪機(jī)構(gòu)遭受損壞的風(fēng)險(xiǎn)，以及存在其變得不可能正常地控制氣門正時的可能性。
因?yàn)榇耍诎藢?shí)施例的目的是提供可變氣門正時控制設(shè)備，通過該設(shè)備，可以當(dāng)氣門正時控制到可變氣門正時設(shè)備的變化范圍極限位置或其附近時，防止磨削和損壞可變氣門正時設(shè)備的齒輪機(jī)構(gòu)，以及通過該設(shè)備，可以提高可變氣門正時設(shè)備的操作可靠性。
首先，現(xiàn)在概述根據(jù)第八實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備。當(dāng)實(shí)際氣門正時處于在可變氣門正時設(shè)備的變化范圍極限位置的附近中設(shè)置的預(yù)定速率受限區(qū)中時，根據(jù)第八實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備執(zhí)行用于將可變定時變化率限制到預(yù)定速率以下的速率限制控制。如果執(zhí)行此，當(dāng)實(shí)際氣門正時處于極限位置的附近中的速率受限區(qū)中時，能使氣門正時變化率減緩到低于預(yù)定值以便強(qiáng)迫減速相位改變機(jī)構(gòu)的移動部的運(yùn)動。因此，可以避免相位改變機(jī)構(gòu)的移動部不減速地撞擊止動部，以及能防止磨削和損壞齒輪機(jī)構(gòu)。
在這種情況下，即使當(dāng)實(shí)際氣門正時位于速率受限區(qū)中，當(dāng)從速率受限區(qū)的極限位置，在相反方向上改變實(shí)際氣門正時時(例如當(dāng)在從最大滯后的角度位置的附近，在提前角方向上改變實(shí)際氣門正時時)，即使氣門正時改變率大時，也沒有相位改變機(jī)構(gòu)的移動部和止動部的撞擊。因?yàn)榇?，即使?dāng)實(shí)際氣門正時位于速率受限區(qū)時，當(dāng)從速率受限區(qū)的極限位置，從相反方向上改變實(shí)際氣門正時時，不需要執(zhí)行速率限制控制。用這種方式，即使當(dāng)實(shí)際氣門正時位于速率受限區(qū)時，當(dāng)在一方向上改變實(shí)際氣門正時以使不發(fā)生相位改變機(jī)構(gòu)的移動部和止動部的撞擊時，不減緩氣門正時改變率。因此，能使實(shí)際氣門正時迅速地改變到目標(biāo)氣門正時，以及還確保可變氣門正時控制的響應(yīng)度。
現(xiàn)在，如果速率受限區(qū)的寬度窄，當(dāng)在進(jìn)入速率受限區(qū)時的氣門正時改變率快時，存在沒有充分地減速氣門正時改變率，相位改變機(jī)構(gòu)的移動部撞擊止動部的可能性。以及如果實(shí)際氣門正時的檢測誤差(離差)大時，存在沒有充分地減速氣門正時改變率，相位改變機(jī)構(gòu)的移動部撞擊止動部的可能性，因?yàn)闄z測實(shí)際氣門正時已經(jīng)進(jìn)入速率受限區(qū)的時間晚。根據(jù)這些情形，期望在將氣門正時改變率減緩到預(yù)定速率所需的氣門正時變化和/或?qū)嶋H氣門正時檢測誤差的基礎(chǔ)上，設(shè)置速率受限區(qū)。如果執(zhí)行此，能將速率受限區(qū)設(shè)置成具有鑒于實(shí)際氣門正時的檢測誤差和減緩速率所需的氣門正時變化，可以將氣門正時變化率減速到低于預(yù)定速率的寬度。通過這種方式，可以執(zhí)行不遭受實(shí)際氣門正時檢測誤差和氣門正時變化率的影響的穩(wěn)定的速率限制控制。在這種情況下，在可變氣門正時控制期間，可以計(jì)算氣門正時改變率(或?qū)嶋H氣門正時檢測誤差)，以及根據(jù)該計(jì)算值，或預(yù)先，例如在設(shè)計(jì)階段，設(shè)置速率受限區(qū)，技術(shù)人員可以測量或計(jì)算與該值相一致的最大氣門正時變化率(或最大實(shí)際氣門正時檢測誤差)以及設(shè)置固定速率受限區(qū)并將它存儲在存儲器中。
現(xiàn)在，在附圖的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地描述根據(jù)第八實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備。根據(jù)第八實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本上與圖1和圖2所示相同。
然而，在圖1和2所示的可變氣門正時設(shè)備18中，為限制氣門正時的變化范圍(相位改變機(jī)構(gòu)21的可移動范圍)，在相位改變機(jī)構(gòu)21上設(shè)置移動部和止動部(兩者均未示出)。同時，如圖21所示，使相位改變機(jī)構(gòu)21的可移動范圍限制到從移動部接觸滯后角端止動部的位置到其接觸提前角端止動部的位置的范圍，以便限制氣門正時的變化范圍。在這種情況下，相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部接觸滯后角端止動部的位置是相位改變機(jī)構(gòu)21的最大滯后的角位置(滯后角端極限位置)，即，氣門正時的最大滯后角位置，以及相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部接觸提前角端止動部的位置是相位改變機(jī)構(gòu)21的最大提前的角位置(提前角端極限位置)，即氣門正時的最大提前角位置。
根據(jù)第八實(shí)施例的作為可變氣門正時設(shè)備的控制目標(biāo)的可變氣門正時設(shè)備18不限于圖1和2所示的結(jié)構(gòu)。即，根據(jù)第八實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備能應(yīng)用于具有齒輪機(jī)構(gòu)的任何可變氣門正時設(shè)備，與其驅(qū)動源和相位改變機(jī)構(gòu)的類型無關(guān)。
ECU30執(zhí)行與第一實(shí)施例中相同的可變氣門正時控制程序，如圖3所示。因此，計(jì)算所需氣門正時改變率Vreq以便最小化進(jìn)氣門的目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D以及控制電動機(jī)26的電動機(jī)速度RM以便實(shí)現(xiàn)該所需氣門正時改變率Vreq。用這種方式，使進(jìn)氣門的實(shí)際氣門正時VT與目標(biāo)氣門正時VTtg匹配。
同時，ECU30執(zhí)行圖24中所示的氣門正時改變率極限控制程序，稍后將進(jìn)一步討論。通過這種方式，通過設(shè)置用于限制當(dāng)進(jìn)氣門的實(shí)際氣門正時VT位于在最大滯后角位置的附近設(shè)置的滯后角速率受限區(qū)，或在最大提前角位置的附近設(shè)置的提前角端速率受限區(qū)中時的所需氣門正時改變率Vreq的極限率Vs，執(zhí)行速率限制控制。
如圖21所示，將滯后角端速率受限區(qū)設(shè)置成在提前角方向上從最大滯后角位置的預(yù)定寬度α[℃A]的范圍，以及將提前角端速率受限區(qū)設(shè)置成在滯后角方向上，從最大提前角位置的預(yù)定寬度α[℃A]的范圍。將這些速率受限區(qū)的寬度α[℃A]設(shè)置成通過合計(jì)實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差C[℃A]和用于使氣門正時改變率V減速到極限率Vs所需的氣門正時變化D[℃A]獲得的值。
α＝C+D...(24) 因?yàn)?，如圖22所示，發(fā)動機(jī)速度NE變得越高，實(shí)際氣門正時VT檢測誤差C變得越大，在該實(shí)施例中，作為實(shí)際氣門正時VT檢測誤差C，使用其最大檢測誤差值Cmax(在最大發(fā)動機(jī)速度NEmax時的實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差Cmax)。
以及因?yàn)槿鐖D23所示，氣門正時改變率V變得越快，則用于將它減速到極限速率V所需的氣門正時偏差D越大，在該實(shí)施例中，作為用于減速所需的氣門正時偏差D，使用其最大值Dmax(用于將氣門正時變化率V從最大速率Vmax減速到極限速率Vs所需的氣門正時變化Dmax)。
現(xiàn)在，詳細(xì)地描述由ECU30執(zhí)行的、圖24所示的氣門正時改變率極限控制程序的處理內(nèi)容。通過在接通點(diǎn)火開關(guān)后的預(yù)定周期，執(zhí)行圖24所示的氣門正時改變率極限控制程序。
當(dāng)開始該程序時，首先在步驟501中，確定實(shí)際氣門正時VT是否在滯后角端速率受限區(qū)中(是否|最大滯后角位置-VT|≤滯后角端速率-受限區(qū)寬度α)。當(dāng)確定實(shí)際氣門正時VT在滯后角端速率受限區(qū)中時，處理進(jìn)入步驟502。在步驟502中，確定目標(biāo)氣門正時VTtg是否在實(shí)際氣門正時VT的滯后角端(是否VTtg-VT＜0)。
當(dāng)結(jié)果是確定目標(biāo)氣門正時VTtg在實(shí)際氣門正時VT的滯后角端時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT處于滯后角端速率受限區(qū)中以及正在作為那個區(qū)的極限位置的最大滯后角位置的方向上改變，確定存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞滯后角端止動部的可能性。在步驟505中，為防止齒輪機(jī)構(gòu)(齒輪22至24)的磨削和損壞，設(shè)置限制所需氣門正時改變率Vreq的極限率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
因此，當(dāng)在上述步驟502中，確定目標(biāo)氣門正時VTtg位于實(shí)際氣門正時VT的提前角端(VTtg-VT＞0)，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT位于滯后角端速率受限區(qū)中但從最大滯后角位置的相反方向上(在提前角方向上)改變，確定沒有相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞滯后角端止動部的可能性，以及處理進(jìn)入步驟506。在步驟506中，取消所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs。
當(dāng)另一方面，在上述步驟501中，確定實(shí)際氣門正時VT不位于滯后角端速率受限區(qū)中，處理進(jìn)入步驟503。在步驟503中，確定實(shí)際氣門正時VT位于提前角端速率受限區(qū)(最大提前角位置-VT≤提前角端速率受限區(qū)寬度α)。如果確定實(shí)際氣門正時VT位于提前角端速率受限區(qū)中，處理進(jìn)入步驟504，以及確定目標(biāo)氣門正時VTtg位于實(shí)際氣門正時VT的提前角端(是否VTtg-VT＜0)。
當(dāng)結(jié)果是確定目標(biāo)氣門正時VTtg位于實(shí)際氣門正時VT的提前角端上時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT位于提前角端速率受限區(qū)中，以及在作為那個區(qū)的極限位置的最大提前角位置的方向上改變，確定存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞提前角端止動部的可能性，以及處理進(jìn)入步驟505。在步驟505中，為防止齒輪機(jī)構(gòu)(齒輪22至24)的磨削和損壞，設(shè)置限制所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
因此，當(dāng)在上述步驟504中，確定目標(biāo)氣門正時VTtg位于實(shí)際氣門正時VT的滯后角端上時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT位于提前角端速率受限區(qū)，但在從最大提前角位置的相反方向上(在滯后角方向上)改變，確定不存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞提前角端止動部的可能性，以及處理進(jìn)入步驟506。在步驟506中，取消所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs。
通過上述處理，當(dāng)實(shí)際氣門正時VT位于滯后角端或提前角端速率受限區(qū)以及在其極限位置的方向上改變時，設(shè)置極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制以便將所需氣門正時改變率Vreq限制到低于極限率Vs。通過這種方式，在滯后角端或提前角端速率受限區(qū)中，能將氣門正時改變率V減速到極限速率Vs以便減緩相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部的運(yùn)動速度。因此，可以避免相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部高速碰撞止動部。因此，能防止齒輪機(jī)構(gòu)(齒輪22至24)磨削和損壞，以及能增加可變氣門正時設(shè)備18的工作可靠性。
另一方面，即使當(dāng)實(shí)際氣門正時VT位于滯后角端或提前角端速率受限區(qū)中時，當(dāng)其正在從那個區(qū)的極限位置的相反方向上改變時，取消極限速率Vs以及不執(zhí)行速率限制控制。通過這種方式，即使當(dāng)實(shí)際氣門正時VT位于滯后角端或提前角端速率受限區(qū)中時，當(dāng)實(shí)際氣門正時VT正在一方向上改變以使不會發(fā)生相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部和止動部間的碰撞時，能不執(zhí)行氣門正時改變率的減慢。因此，能使實(shí)際氣門正時VT快速地改變成目標(biāo)氣門正時VTtg，以及能確?？勺儦忾T正時控制的響應(yīng)度。
現(xiàn)在，如果滯后角端或提前角端速率受限區(qū)的寬度α窄，當(dāng)進(jìn)入滯后角端或提前角端速率受限區(qū)的氣門正時改變率快時，存在不充分地減慢氣門正時改變率，相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞止動部的可能性。以及如果實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差(離差)大，在未充分地減慢氣門正時改變率的情況下，存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部撞擊止動部的可能性，因?yàn)闄z測實(shí)際氣門正時VT已經(jīng)進(jìn)入滯后角端或提前角端速率受限區(qū)的時間晚。
由于此，在該實(shí)施例中，將滯后角端和提前角端速率受限區(qū)的寬度α設(shè)置成通過合計(jì)實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差C和充分減慢所需的氣門正時偏差D獲得的值。因此，能設(shè)置在沒有故障的情況下，具有能將氣門正時改變率減慢到低于預(yù)定極限率Vs的寬度的滯后角端和提前角端速率受限區(qū)。因此，可以執(zhí)行不遭受實(shí)際氣門VT定時檢測誤差和氣門正時改變率的影響的穩(wěn)定的速率限制控制。
在該實(shí)施例中，能在氣門正時變化范圍(相位改變機(jī)構(gòu)21的變化范圍)的最大滯后角端和最大提前角端上設(shè)置相同寬度的速率受限區(qū)。然而，可替換地，根據(jù)實(shí)際使用的氣門正時的范圍，能使滯后角端速率受限區(qū)的寬度和提前角端速率受限區(qū)的寬度不同，或能僅在滯后角端或提前角端上設(shè)置速率受限區(qū)。
(第九實(shí)施例) 接著，使用圖25和圖26，描述本發(fā)明的第九實(shí)施例。
如在第六實(shí)施例中的ECU30通過每次預(yù)定學(xué)習(xí)條件出現(xiàn)時(例如每次輸入凸輪角信號，或每次起動發(fā)動機(jī)時)，學(xué)習(xí)氣門正時的參考位置(例如最大滯后角位置)，維持實(shí)際氣門正時VT的檢測精確度。因此，當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT的檢測精確度下降(檢測誤差已經(jīng)增加)，如果將氣門正時控制到該狀態(tài)中的其變化范圍的極限位置或附近，存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部高速撞擊止動部的可能性。
為避免此，在該實(shí)施例中，ECU30通過以預(yù)定周期執(zhí)行圖25所示的氣門正時改變率極限控制程序，當(dāng)還沒有當(dāng)完成參考位置學(xué)習(xí)時，設(shè)置限制所需氣門正時改變率Vreq的極限率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
同時，ECU30通過以預(yù)定周期執(zhí)行如圖26所示的目標(biāo)氣門正時計(jì)算程序，當(dāng)在還沒有結(jié)束參考位置學(xué)習(xí)的狀態(tài)中執(zhí)行可變氣門正時控制時，根據(jù)通過速率限制控制，限制到低于極限速率Vs的所需氣門正時改變率Vreq，計(jì)算目標(biāo)氣門正時VTtg。下面將說明這些程序的處理內(nèi)容。
當(dāng)開始圖25所示的氣門正時改變率極限控制程序時，在步驟601中，確定是否未完成參考位置學(xué)習(xí)。當(dāng)確定未完成參考位置學(xué)習(xí)時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時VT的檢測精確度下降(增加檢測誤差)，存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部可能高速碰撞止動部的可能性。因?yàn)榇?，處理進(jìn)入步驟602以及設(shè)置限制所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
在此之后，開始該程序，以及在步驟601中確定已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)的階段，處理進(jìn)入步驟603以及取消所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs。
以及當(dāng)啟動圖26所示的目標(biāo)氣門正時計(jì)算程序時，首先，在步驟701中，確定是否正執(zhí)行基于參考位置學(xué)習(xí)未完成的速率限制控制。當(dāng)確定正執(zhí)行速度極限控制時，處理進(jìn)入步驟702，以及根據(jù)限制到低于極限速率Vs的所需氣門正時改變率Vreq，計(jì)算目標(biāo)氣門正時VTtg。將在該速率限制控制執(zhí)行中的目標(biāo)氣門正時VTtg設(shè)置成一目標(biāo)氣門正時以便諸如不點(diǎn)火的問題即使在減慢的氣門正時改變率的情況下也不會出現(xiàn)。
當(dāng)另一方面，確定未執(zhí)行速率限制控制時，處理進(jìn)入步驟703以及在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等等的基礎(chǔ)上，計(jì)算正常目標(biāo)氣門正時VTtg。
在如上所述的第九實(shí)施例中，當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，執(zhí)行將所需氣門正時變化率Vreq控制到低于極限速率Vs的速率限制控制。因此，當(dāng)在完成參考位置學(xué)習(xí)前，實(shí)際氣門正時VT的檢測精確度已經(jīng)下降時，即使當(dāng)將氣門正時控制到其變化范圍的極限位置或其附近時，也能避免相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部高速碰撞止動部，以及可以防止齒輪機(jī)構(gòu)的磨削和損壞。
同時，在第九實(shí)施例中，當(dāng)還未完成的參考位置學(xué)習(xí)，執(zhí)行可變氣門正時控制時，設(shè)置根據(jù)通過速率限制控制，限制到極限速率Vs以下的氣門正時改變率的目標(biāo)氣門正時VTtg。因此，即使當(dāng)以通過速率限制控制減緩的氣門正時改變率，執(zhí)行可變氣門正時控制時，也能設(shè)置目標(biāo)氣門正時VTtg以便以維持到某一程度的發(fā)動機(jī)的燃燒質(zhì)量等等，繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
(第十實(shí)施例) 而在上述第九實(shí)施例中，當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，在整個氣門正時區(qū)上執(zhí)行速率限制控制，在第十實(shí)施例中，當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，僅在實(shí)際氣門正時VT和極限位置間的差值(最大滯后角位置或最大提前角位置)位于預(yù)定值(預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū))中的區(qū)域上，執(zhí)行速率限制控制。
在該實(shí)施例中的氣門正時改變速率限制控制程序如圖27所示。通過在圖25的步驟601和步驟602的處理間增加步驟601a的處理，而其他步驟的處理與圖25相同，獲得圖27的氣門正時改變率極限控制程序。
在圖27所示的程序中，當(dāng)在步驟601中，確定還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，處理進(jìn)入步驟601a以及確定實(shí)際氣門正時VT是否在預(yù)定預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)中。該預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)是考慮到還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)，實(shí)際氣門正時VT檢測精確度的惡化(增加檢測誤差)，在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部和止動部間存在碰撞出現(xiàn)可能性的區(qū)域，并被設(shè)置成寬于在上述第七實(shí)施例中所述的速率受限區(qū)的區(qū)域(見圖21)。
當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)以及確定實(shí)際氣門正時VT位于預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)中時，能推斷在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部和止動部間出現(xiàn)碰撞的可能性。因此，處理進(jìn)入步驟602以及設(shè)置用于限制所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。即使當(dāng)實(shí)際氣門正時VT在預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)內(nèi)時，當(dāng)其正在從各個極限位置的相反方向上改變時，可以取消極限速率Vs以及可以不執(zhí)行速率限制控制。
另一方面，即使當(dāng)未完成參考位置學(xué)習(xí)時，當(dāng)確定實(shí)際氣門正時VT不在預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)內(nèi)時，能推斷在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部和止動部間出現(xiàn)碰撞的可能性很低。因此，處理進(jìn)入步驟603，以及取消所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs。
在如上所述的第十實(shí)施例中，當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，以及當(dāng)實(shí)際氣門正時VT在預(yù)學(xué)習(xí)速率受限區(qū)中時，執(zhí)行速率限制控制。因此，在參考位置學(xué)習(xí)時，在不會發(fā)生相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部和止動部間的碰撞的區(qū)域中，在不限制氣門正時改變率的情況下，能快速地改變實(shí)際氣門正時VT，以及能縮短用于參考位置學(xué)習(xí)所需的時間。
同樣在第十實(shí)施例中，可以執(zhí)行圖26的目標(biāo)氣門正時計(jì)算程序，以便當(dāng)在還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)的狀態(tài)中執(zhí)行可變氣門正時控制時，設(shè)置根據(jù)通過速率限制控制，限制到低于極限速率Vs的氣門正時改變率的目標(biāo)氣門正時VTtg。
(第十一實(shí)施例) 在本發(fā)明的第十一實(shí)施例中，通過在圖28中所示執(zhí)行的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)先控制程序，直到完成參考位置學(xué)習(xí)，才禁止正?？勺儦忾T正時控制以及能使參考位置學(xué)習(xí)可執(zhí)行。
在接通點(diǎn)火開關(guān)后，例如以預(yù)定周期間隔，執(zhí)行圖28所示的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)先控制程序。當(dāng)啟動這一程序時，首先，在步驟801中，確定是否未完成參考位置學(xué)習(xí)。當(dāng)確定參考位置學(xué)習(xí)未完成時，處理進(jìn)入步驟802以及禁止正?？勺儦忾T正時控制。在此之后，處理進(jìn)入步驟803以及設(shè)置所需氣門正時改變率Vreq上的極限速率Vs。
在此之后，處理進(jìn)入步驟804，以及執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。在該參考位置學(xué)習(xí)中，在已經(jīng)將氣門正時控制到參考位置的狀態(tài)(例如，當(dāng)將最大滯后角度位置用作參考位置時，與滯后角端止動部鄰接的相位改變機(jī)構(gòu)21的運(yùn)動部的狀態(tài))，以及計(jì)算實(shí)際氣門正時VT以及將這學(xué)習(xí)為參考位置。
在此之后，當(dāng)在步驟801中，確定已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)時，處理進(jìn)入步驟805以及允許正?？勺儦忾T正時控制。在此之后，處理進(jìn)入步驟806以及取消所需氣門正時改變率Vreq上的極限速率Vs。
在上述第十一實(shí)施例中，直到完成參考位置學(xué)習(xí)為止，禁止正常的可變氣門正時控制以及僅使得參考位置學(xué)習(xí)可執(zhí)行。因此，在處理轉(zhuǎn)移到正?？勺儦忾T正時控制前，能完成參考位置學(xué)習(xí)以及確保實(shí)際氣門正時VT的檢測精確度。
(第十二實(shí)施例) 即使當(dāng)已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)時，如果在參考位置學(xué)習(xí)中出現(xiàn)異常，以及錯誤學(xué)習(xí)參考位置，實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差變大。因此，當(dāng)將氣門正時控制到或接近其可變范圍的極限位置時，存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部高速撞擊止動部的可能性。
為避免此，在本發(fā)明的第十二實(shí)施例中，執(zhí)行圖29所示的參考位置學(xué)習(xí)異常確定程序和圖30所示的氣門正時變化率極限控制程序。通過這些程序，可以確定是否有參考位置位置學(xué)習(xí)的異常，以及當(dāng)確定在參考位置學(xué)習(xí)中存在異常時，在所需氣門正時改變率Vreq上設(shè)置極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
在接通點(diǎn)火開關(guān)后，例如以預(yù)定周期，執(zhí)行圖29所示的參考位置學(xué)習(xí)異常確定程序，并執(zhí)行學(xué)習(xí)異常確定裝置的任務(wù)。當(dāng)開始該程序時，首先，在步驟901，確定當(dāng)前參考位置學(xué)習(xí)值VT0是否低于上限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmax。在步驟902中，確定當(dāng)前參考位置學(xué)習(xí)值VT0是否高于下限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmin。其中，上限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmax和下限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmin是關(guān)于由系統(tǒng)間的各個差值產(chǎn)生的參考位置的離差的正常范圍而設(shè)置的值，隨時間改變等等。
如果參考位置學(xué)習(xí)值VT0在上限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmax和下限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmin間的正常范圍(VTGmin≤VT0≤VTGmax)中，處理進(jìn)入步驟903并確定沒有參考位置學(xué)習(xí)異常(它是正常的)。
相反，如果參考位置學(xué)習(xí)值VT0大于上限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmax或小于下限端學(xué)習(xí)保護(hù)值VTGmin，即，當(dāng)參考位置學(xué)習(xí)值VT0不包含在上限和下限端保護(hù)值VTGmax、VTGmin間的范圍中時，處理進(jìn)入步驟904。在步驟904，確定存在參考位置學(xué)習(xí)異常(參考位置錯誤學(xué)習(xí))。
以及當(dāng)開始圖30所示的氣門正時改變率極限控制程序時，首先，在步驟1001，在上述圖29的參考位置學(xué)習(xí)異常確定程序的異常確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定參考位置學(xué)習(xí)是否異常(是否錯誤學(xué)習(xí)參考位置)。
當(dāng)該結(jié)果是已經(jīng)確定參考位置學(xué)習(xí)異常(已經(jīng)錯誤學(xué)習(xí)參考位置)時，因?yàn)榻档蛯?shí)際氣門正時VT的檢測精確度(增加檢測誤差)，能推斷存在相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部高速撞擊止動部的可能性。因此，處理進(jìn)入步驟1002以及設(shè)置用于限制所需氣門正時改變率Vreq的極限速率Vs以及執(zhí)行速率限制控制。
另一方面，當(dāng)在步驟1001中，確定參考位置學(xué)習(xí)正常時，處理進(jìn)入步驟1003以及取消所需氣門正時改變速率Vreq的極限速率Vs。
在上述第十二實(shí)施例中，當(dāng)確定參考位置學(xué)習(xí)異常(已經(jīng)錯誤學(xué)習(xí)參考位置)時，執(zhí)行將所需氣門正時改變率Vreq限制到低于極限速率Vs的速率限制控制。因此，即使當(dāng)錯誤學(xué)習(xí)參考位置以及實(shí)際氣門正時VT的檢測誤差增加時，能避免相位改變機(jī)構(gòu)的移動部高速碰撞止動部，以及可以防止齒輪機(jī)構(gòu)的磨削和損壞。同樣在第十二實(shí)施例中，可以執(zhí)行圖26的目標(biāo)氣門正時計(jì)算程序，以便當(dāng)以參考位置學(xué)習(xí)異常，執(zhí)行可變氣門正時控制時，設(shè)置根據(jù)通過速率限制控制，根據(jù)限制到低于極限速率Vs的氣門正時改變率的目標(biāo)氣門正時VTtg。
(第十三實(shí)施例) 在本發(fā)明的第十三實(shí)施例中，通過執(zhí)行圖31所示的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)化控制程序，禁止正常可變氣門正時控制以及直到確定參考位置學(xué)習(xí)正常為止，才僅可執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。
圖31所示的參考位置學(xué)習(xí)優(yōu)化控制程序是通過將圖28的步驟801的處理改變成步驟801a的處理，而其他步驟的處理與圖28相同所獲得的程序。
在該程序中，首先，在步驟801a，在如上所述的圖29的參考位置學(xué)習(xí)異常確定程序的異常確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定參考位置學(xué)習(xí)是否異常(是否錯誤學(xué)習(xí)參考位置)。
當(dāng)該結(jié)果是已經(jīng)確定參考位置學(xué)習(xí)異常時，禁止正常的可變氣門正時控制以及在所需氣門正時改變率Vreq上設(shè)置極限速率Vs，然后，執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)(步驟802至804)。在此之后，當(dāng)在步驟801a中，確定參考位置學(xué)習(xí)正常時，允許正常的可變氣門正時控制以及取消所需氣門正時改變率Vreq上的極限速率Vs(步驟805，806)。
在上述第十三實(shí)施例中，禁止正常可變氣門正時控制以及僅確定參考位置學(xué)習(xí)正常時，才僅執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。因此，在處理轉(zhuǎn)向正?？勺儦忾T正時控制前，能正常地完成參考位置學(xué)習(xí)以及能確保實(shí)際氣門正時VT的檢測精確度。
(第十四實(shí)施例) 在起動發(fā)動機(jī)11前，能控制電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備18(見圖2)(同時停止發(fā)動機(jī))。因此，在第十四實(shí)施例中，通過預(yù)啟動所執(zhí)行的圖32中所示的參考位置學(xué)習(xí)控制程序，在起動發(fā)動機(jī)11前(在起動前)，執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。
以從正好接通到ECU30的電源后(正好點(diǎn)火開關(guān)從OFF位置轉(zhuǎn)向ACC位置或ON位置后)的預(yù)定周期，執(zhí)行圖32中的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序。當(dāng)啟動該程序時，首先，在步驟1101，確定點(diǎn)火開關(guān)是否已經(jīng)轉(zhuǎn)向ON位置。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)已經(jīng)轉(zhuǎn)向ON位置時，處理進(jìn)入步驟1102以及確定是否已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)。如果還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)，處理進(jìn)入步驟1103以及執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。
因?yàn)橥ㄟ^該處理，在發(fā)動機(jī)11起動前執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)，能從當(dāng)起動發(fā)動機(jī)11時精確地檢測實(shí)際氣門正時VT。因此，能將實(shí)際氣門正時VT精確地控制到適合于起動的目標(biāo)氣門正時VTtg，以及能提高發(fā)動機(jī)11的可起動性。
(第十五實(shí)施例) 在第十五實(shí)施例中，通過執(zhí)行圖33所示的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序，在起動發(fā)動機(jī)11前，執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)，以及禁止發(fā)動機(jī)11的起動控制(起動機(jī)操作)，直到完成參考位置學(xué)習(xí)為止。
當(dāng)開始圖33所示的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序時，首先，在步驟1201中，確定點(diǎn)火開關(guān)是否已經(jīng)轉(zhuǎn)向ON位置。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)已經(jīng)轉(zhuǎn)向ON位置時，處理進(jìn)入步驟1202，以及確定是否已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)。當(dāng)還沒有完成參考位置學(xué)習(xí)時，處理進(jìn)入步驟1203以及禁止發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)操作(起動)。在此之后，處理進(jìn)入步驟1204以及執(zhí)行參考位置學(xué)習(xí)。上述步驟1203的處理執(zhí)行起動禁止裝置的任務(wù)。
在此之后，當(dāng)在步驟1202中，確定已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)時，處理進(jìn)入步驟1205以及允許發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)的操作。在此之后，如果點(diǎn)火開關(guān)轉(zhuǎn)向START位置，起動機(jī)操作以及起動發(fā)動機(jī)11。
在上述第十五實(shí)施例中，因?yàn)榻蛊饎訖C(jī)操作直到完成參考位置學(xué)習(xí)為止，在完成參考位置學(xué)習(xí)前，能防止開始起動機(jī)的操作。換句話說，在開始起動機(jī)操作和起動發(fā)動機(jī)11前，肯定能完成參考位置學(xué)習(xí)。
(第十六實(shí)施例) 在第十六實(shí)施例中，通過執(zhí)行圖34所示的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序，將用于禁止發(fā)動機(jī)11的起動控制(起動機(jī)操作)的處理的執(zhí)行限制到從當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)時起的預(yù)定時間。
圖34所示的預(yù)啟動參考位置學(xué)習(xí)控制程序是通過在圖33的步驟1201的處理后增加步驟1201a的處理，而其他步驟的處理與圖33中相同所獲得的程序。
在該程序中，在步驟1201中確定已經(jīng)接通點(diǎn)火開關(guān)(操作到ON位置)后，處理進(jìn)入步驟1201a以及確定從接通點(diǎn)火開關(guān)起預(yù)定時間是否已過。如果從接通點(diǎn)火開關(guān)起的預(yù)定時間還沒有流逝，通過步驟1202和1203的處理，禁止發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)的操作。以及在已經(jīng)完成參考位置學(xué)習(xí)后，允許發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)操作(步驟1205)。
另一方面，當(dāng)在完成參考位置學(xué)習(xí)前，從接通點(diǎn)火開關(guān)起的預(yù)定時間已逝過時，處理從步驟1201a進(jìn)入步驟1205以及即使在完成參考位置學(xué)習(xí)前，也允許發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)操作。
在上述第十六實(shí)施例中，僅在從當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)起的預(yù)定周期內(nèi)，才執(zhí)行用于禁止發(fā)動機(jī)11的起動機(jī)的操作直到參考位置學(xué)習(xí)完成為止的處理。因此，即使為某些原因，在從接通點(diǎn)火開關(guān)起的預(yù)定周期內(nèi)，未完成參考位置學(xué)習(xí)，在此之后，能開始發(fā)動機(jī)11的起動控制(起動機(jī)操作)，以及能防止發(fā)動機(jī)11變得不能起動的問題。
盡管在上述第八至第十六實(shí)施例中，本發(fā)明應(yīng)用于用于進(jìn)氣門的可變氣門正時控制設(shè)備，本發(fā)明不限于此，可替換地，本發(fā)明也可以應(yīng)用于排氣門的可變氣門正時控制設(shè)備。同時，根據(jù)需要，可以改變可變氣門正時設(shè)備18的結(jié)構(gòu)，簡單地說，其可以是用于改變使用齒輪機(jī)構(gòu)的氣門正時的任何氣門正時控制設(shè)備。同時，可變氣門正時設(shè)備的驅(qū)動源不限于電動機(jī)，以及只要其使用齒輪機(jī)構(gòu)，本發(fā)明就能應(yīng)用于具有作為驅(qū)動源的液壓的可變氣門正時設(shè)備。
除此之外，本發(fā)明能通過各種其他改變的任何一種來實(shí)現(xiàn)，以及例如，可以通過上述第八至第第十六實(shí)施例的的任意組合來實(shí)現(xiàn)。
(第十七實(shí)施例) 現(xiàn)在，將描述本發(fā)明的第十七實(shí)施例。
電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備具有其能改變氣門正時，而與發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)無關(guān)的特性。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)正起動或停止時，也能執(zhí)行可變氣門正時控制。然而，當(dāng)發(fā)動機(jī)正起動或停止時，發(fā)動機(jī)的反轉(zhuǎn)有時發(fā)生。在起動或停止發(fā)動機(jī)時，當(dāng)正執(zhí)行可變氣門正時控制的同時，發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)下述問題。
在凸輪軸在正轉(zhuǎn)，即曲柄軸和凸輪軸在正轉(zhuǎn)的前提下，執(zhí)行基于曲柄角傳感器和凸輪角傳感器的輸出信號的實(shí)際氣門正時的計(jì)算。因?yàn)榇?，?dāng)發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時，錯誤計(jì)算實(shí)際氣門正時。因此，當(dāng)在發(fā)動機(jī)起動或停止時，可變氣門正時控制期間，發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時，在錯誤計(jì)算的實(shí)際氣門正時的基礎(chǔ)上，控制可變氣門正時設(shè)備。
因此，第十七實(shí)施例的目的是提供內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，預(yù)先能防止與由于內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)引起的可變氣門正時控制有關(guān)的問題，以及能提高在起動和停止時，內(nèi)燃機(jī)的可控性。
首先，將概述根據(jù)第十七實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備。根據(jù)第十七實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備是在通過氣門正時控制裝置，控制用于通過與內(nèi)燃機(jī)分開設(shè)置的驅(qū)動源，改變進(jìn)氣門或排氣門的氣門正時的可變氣門正時設(shè)備的系統(tǒng)中，通過旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定裝置，確定內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以及當(dāng)確定內(nèi)燃機(jī)正在正轉(zhuǎn)或停止時，執(zhí)行實(shí)際氣門正時計(jì)算和/或可變氣門正時控制的一種設(shè)備。
如果這樣做，能監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)以及能配置成僅當(dāng)內(nèi)燃機(jī)正轉(zhuǎn)或停止時，才執(zhí)行實(shí)際氣門正時計(jì)算和可變氣門正時控制。另一方面，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)發(fā)生時，能停止基于來自凸輪角傳感器和曲柄角傳感器的輸出信號的實(shí)際氣門正時計(jì)算和可變氣門正時控制。通過這種方式，即使當(dāng)在起動或停止內(nèi)燃機(jī)時，出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)的反轉(zhuǎn)時，也可以防止由反轉(zhuǎn)引起的可變氣門正時精確度的惡化，以及能增加在起動和停止內(nèi)燃機(jī)上的可變氣門正時控制的控制質(zhì)量。
在這種情況下，最好，在曲柄角傳感器和/或凸輪角傳感器的輸出信號的基礎(chǔ)上，確定內(nèi)燃機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。曲柄角傳感器以預(yù)定曲柄角的間隔輸出曲柄角信號，以及凸輪角傳感器以預(yù)定凸輪角間隔輸出凸輪角信號。因此，通過監(jiān)視曲柄角傳感器或凸輪角傳感器的輸出信號，可以區(qū)分內(nèi)燃機(jī)正旋轉(zhuǎn)或停止。
同時，最好，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)正旋轉(zhuǎn)以及確定在起動機(jī)正開啟或當(dāng)起動機(jī)斷開時的發(fā)動機(jī)速度高于預(yù)定值時，確定內(nèi)燃機(jī)在正轉(zhuǎn)。當(dāng)起動機(jī)開啟時，因?yàn)槠仁跪?qū)動內(nèi)燃機(jī)以便通過起動機(jī)的驅(qū)動功率正轉(zhuǎn)，能確定內(nèi)燃機(jī)在正轉(zhuǎn)。以及盡管如果當(dāng)發(fā)動機(jī)速度未足夠地提高時，斷開起動機(jī)，存在內(nèi)燃機(jī)反轉(zhuǎn)的可能性，當(dāng)在足夠地提高發(fā)動機(jī)速度后斷開起動機(jī)時，內(nèi)燃機(jī)的起動正常完成以及即使斷開起動機(jī)后，內(nèi)燃機(jī)仍繼續(xù)正轉(zhuǎn)。因此，如果內(nèi)燃機(jī)正旋轉(zhuǎn)以及確定在斷開起動機(jī)時，發(fā)動機(jī)速度高于預(yù)定值時，能確定內(nèi)燃機(jī)在正轉(zhuǎn)。
現(xiàn)在，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時，因?yàn)闆]有從曲柄角傳感器和凸輪角傳感器輸出的信號。不可能執(zhí)行基于曲柄角傳感器和凸輪角傳感器的輸出信號的實(shí)際氣門正時的計(jì)算。
因此，最好，當(dāng)在停止內(nèi)燃機(jī)的同時，將執(zhí)行可變氣門正時控制時，控制在發(fā)動機(jī)停止后的可變氣門正時設(shè)備的起動量以便使實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。在發(fā)動機(jī)停止后的可變氣門正時設(shè)備的起動量組成表示在發(fā)動機(jī)停止后的氣門正時變化的參數(shù)。因此，通過控制發(fā)動機(jī)停止后的可變氣門正時設(shè)備的起動量，可以控制自正好在發(fā)動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時的氣門正時變化。通過這種方式，不直接計(jì)算發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時，可以使發(fā)動機(jī)停止同時的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)間接與目標(biāo)氣門正時匹配，以及能精確地執(zhí)行可變氣門正時控制。
當(dāng)在內(nèi)燃機(jī)停止的同時，執(zhí)行可變氣門正時控制時，在電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備的情況下，最好，將電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)數(shù)，旋轉(zhuǎn)角，相位變化)控制為可變氣門正時設(shè)備的起動量。通過這種方式，可以在停止內(nèi)燃機(jī)的同時，高精確度地執(zhí)行可變氣門正時控制。
以及當(dāng)已經(jīng)確定內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)反轉(zhuǎn)時，最好，將實(shí)際氣門正時控制至一參考位置。用這種方式，可以快速地達(dá)到用于下一可變氣門正時控制的準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。
當(dāng)將參考位置設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備的變化范圍的極限位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)，在內(nèi)燃機(jī)正反轉(zhuǎn)的同時，或在已經(jīng)反轉(zhuǎn)后，停止內(nèi)燃機(jī)的同時，可以將實(shí)際氣門正時控制到該參考位置。當(dāng)將該參考位置設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備的變化范圍的極限位置時，即使實(shí)際氣門正時未知，可變氣門正時設(shè)備的相位改變機(jī)構(gòu)的移動部撞擊提前角端或滯后角端止動部的位置變?yōu)閰⒖嘉恢?最大提前角位置或最大滯后角位置)。因此，在內(nèi)燃機(jī)正反轉(zhuǎn)或停止的任何時間，能將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。
在這種情況下，最好，在對可變氣門正時設(shè)備的控制輸出的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備的變化范圍的極限位置的參考位置。即，能在對可變氣門正時設(shè)備的控制輸出是否超出使實(shí)際氣門正時達(dá)到參考位置(使相位改變機(jī)構(gòu)的移動部碰撞止動部)所需的預(yù)定值的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否達(dá)到參考位置。
另一方面，當(dāng)參考位置已經(jīng)設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備的變化范圍中的中間位置時，最好，在內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)反轉(zhuǎn)后停止的同時，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。當(dāng)參考位置已經(jīng)設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備的變化范圍的中間位置時，如果實(shí)際氣門正時未知，則不能將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。因此，期望等待內(nèi)燃機(jī)在反轉(zhuǎn)后停止，以及在已經(jīng)達(dá)到由例如從極限位置的氣門正時變化獲得實(shí)際氣門正時的狀態(tài)后，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。
現(xiàn)在，在附圖的基礎(chǔ)上，詳細(xì)地描述根據(jù)第十七實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備的具體例子。根據(jù)第十七實(shí)施例的可變氣門正時控制設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基本上與圖1和圖2所示相同，以下將不再描述。
第十七實(shí)施例中的ECU30通過執(zhí)行在圖35至圖40中所示的氣門正時控制程序，充當(dāng)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定裝置和氣門正時控制裝置，以及在監(jiān)視發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的同時，控制可變氣門正時設(shè)備18。
在第十七實(shí)施例中，如圖41所示，當(dāng)接通點(diǎn)火開關(guān)(在下文中稱為“IG開關(guān)”)時，將可變氣門正時設(shè)備驅(qū)動繼電器(在下文中稱為“VCT驅(qū)動繼電器”)接通，以及將電源電壓從電池(未示出)提供到ECU30和可變氣門正時設(shè)備18等等。即使在斷開IG開關(guān)后，維持VCT驅(qū)動繼電器的ON狀態(tài)直到預(yù)定時間已過為止，以及電源電壓繼續(xù)提供到ECU30和可變氣門正時設(shè)備18等等。以及當(dāng)從斷開IG開關(guān)起，預(yù)定時間已過時，斷開VCT驅(qū)動繼電器，以及停止向ECU30和可變氣門正時設(shè)備18等等提供電源電壓。結(jié)果，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，也能控制可變氣門正時設(shè)備18直到斷開VCT驅(qū)動繼電器為止。
ECU30在來自曲柄角傳感器20和凸輪角傳感器19的輸出信號和起動機(jī)(未示出)的開/關(guān)信號的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止)。當(dāng)確定發(fā)動機(jī)11在正轉(zhuǎn)或停止時，執(zhí)行實(shí)際氣門正時計(jì)算和可變氣門正時控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)11的反轉(zhuǎn)已經(jīng)發(fā)生時，停止實(shí)際氣門正時計(jì)算和可變氣門正時控制。
在發(fā)動機(jī)11的正轉(zhuǎn)期間，在發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)等等的基礎(chǔ)上，計(jì)算目標(biāo)氣門正時，以及在曲柄角傳感器20和凸輪角傳感器19的輸出信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算實(shí)際氣門正時。以及反饋控制可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26以便使實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
另一方面，在停止發(fā)動機(jī)11時，因?yàn)椴粡那莻鞲衅?0和凸輪角傳感器19輸出信號，不可能執(zhí)行基于曲柄角傳感器20和凸輪角傳感器19的輸出信號的實(shí)際氣門正時的計(jì)算。因此，當(dāng)停止發(fā)動機(jī)11時，控制發(fā)動機(jī)停止后的可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)角、相位改變)以便使實(shí)際氣門正時變?yōu)槟繕?biāo)氣門正時。即，因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)停止后的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量是表示從發(fā)動機(jī)停止以來的氣門正時變化的參數(shù)，通過控制發(fā)動機(jī)停止后的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量，可以由正好在發(fā)動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時，控制氣門正時變化。通過這種方式，可以使發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)間接成為目標(biāo)氣門正時，而不直接計(jì)算發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時。
同時，如果確定發(fā)動機(jī)11已經(jīng)反轉(zhuǎn)，與正常可變氣門正時控制不同，通過控制到參考位置，使實(shí)際氣門正時被快速帶至用于下一可變氣門正時控制的準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。該參考位置設(shè)置成例如可變氣門正時設(shè)備18的變化范圍的極限位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
現(xiàn)在，將描述由ECU30執(zhí)行的圖35至40所示的氣門正時控制程序的處理內(nèi)容。
(主氣門正時控制) 以從接通IG開關(guān)到斷開VCT驅(qū)動繼電器的預(yù)定周期，執(zhí)行圖35所示的主氣門正時控制程序。當(dāng)啟動該程序時，首先，在步驟1301，在曲柄角傳感器20的輸出信號的基礎(chǔ)上，執(zhí)行發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)/停止確定?？商鎿Q地，在凸輪角傳感器19的輸出信號的基礎(chǔ)上，執(zhí)行發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)/停止確定。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1302，以及在步驟1301的確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動機(jī)是否正旋轉(zhuǎn)。如果確定發(fā)動機(jī)未旋轉(zhuǎn)(發(fā)動機(jī)停止)，處理進(jìn)入步驟1305以及執(zhí)行如圖38所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制程序，稍后將進(jìn)一步描述，以及當(dāng)前程序結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟1302中，確定發(fā)動機(jī)正旋轉(zhuǎn)時，處理進(jìn)入步驟1303以及執(zhí)行圖33所示的發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定程序，稍后將進(jìn)一步描述，由此在來自起動機(jī)(未示出)的開/關(guān)信號的基礎(chǔ)上，執(zhí)行發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定。在此之后，處理進(jìn)入步驟1304以及在步驟1303的確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動機(jī)是否在正轉(zhuǎn)。如果確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，處理進(jìn)入步驟1306以及執(zhí)行如圖37所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制程序，稍后將進(jìn)一步描述，以及本程序結(jié)束。另一方面，當(dāng)在步驟1304中，確定發(fā)動機(jī)未正轉(zhuǎn)(即，發(fā)動機(jī)在反轉(zhuǎn))時，處理進(jìn)入步驟1307以及執(zhí)行如圖39所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時的氣門正時控制程序，稍后將進(jìn)一步描述，以及本程序結(jié)束。
[發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定] 當(dāng)在圖35的主氣門正時控制程序的步驟1303中，啟動圖36的發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)程序時，首先，在步驟1401中，確定起動機(jī)是否已經(jīng)開啟。如果確定已經(jīng)開啟起動機(jī)，確定正通過起動機(jī)的驅(qū)動功率迫使發(fā)動機(jī)11驅(qū)動以正轉(zhuǎn)，以及處理進(jìn)入1402。在步驟1402中，確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，以及當(dāng)前程序結(jié)束。
當(dāng)另一方面，在步驟1401中，確定未開啟起動機(jī)(即關(guān)閉起動機(jī))時，處理進(jìn)入步驟1403。在步驟1403中，確定在關(guān)閉起動機(jī)時的時間點(diǎn)的發(fā)動機(jī)速度是否高于預(yù)定速度以便維持正轉(zhuǎn)。當(dāng)確定在關(guān)閉起動機(jī)時的發(fā)動機(jī)速度高于預(yù)定速度時，因?yàn)樵陉P(guān)閉起動機(jī)前，發(fā)動機(jī)速度足夠提高，能推斷正常地完成發(fā)動機(jī)11的起動以及即使在關(guān)閉起動機(jī)后，發(fā)動機(jī)11也能繼續(xù)正轉(zhuǎn)。因此，處理進(jìn)入步驟1402，以及確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，由此本程序結(jié)束。
關(guān)于此，當(dāng)在步驟1403中，確定當(dāng)起動機(jī)關(guān)閉時的發(fā)動機(jī)速度低于預(yù)定速度時，因?yàn)樵诎l(fā)動機(jī)速度足夠提高前關(guān)閉起動機(jī)，存在由于起動機(jī)關(guān)閉，發(fā)動機(jī)11反轉(zhuǎn)的可能性。因此，處理進(jìn)入步驟1404，以及確定發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)，由此本程序結(jié)束。
[發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制] 當(dāng)在圖35的主氣門正時控制程序的步驟1306中，啟動圖37所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制程序時，首先，在步驟1501中，在發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等等的基礎(chǔ)上，計(jì)算目標(biāo)氣門正時。在此之后，處理進(jìn)入步驟1502以及由例如從曲柄角傳感器輸出的曲柄角信號和從凸輪角傳感器19輸出的凸輪角信號，計(jì)算實(shí)際氣門正時。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1503以及反饋控制可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26以便使實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
作為用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的這一氣門正時控制，可替換地，可以執(zhí)行如在上述第一實(shí)施例中相同的控制。
[當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制] 當(dāng)在圖35的主氣門正時控制程序的步驟1305中，啟動如圖38所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制程序時，首先，在步驟1601中，計(jì)算目標(biāo)氣門正時(例如，適合于下次發(fā)動機(jī)起動時的氣門正時)。在此之后，處理進(jìn)入步驟1602以及計(jì)算與正好在發(fā)動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時和目標(biāo)氣門正時間的差值(目標(biāo)氣門正時變化)相一致的電動機(jī)26的目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)(目標(biāo)旋轉(zhuǎn)量)。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1603，以及累計(jì)自電動機(jī)停止以來電動機(jī)26的轉(zhuǎn)數(shù)(旋轉(zhuǎn)量)以便獲得電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)(實(shí)際旋轉(zhuǎn)量)。假定在電動機(jī)的正轉(zhuǎn)方向上，電動機(jī)26的轉(zhuǎn)數(shù)給為正值，以及在電動機(jī)的反轉(zhuǎn)方向上給為負(fù)值。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1604以及確定自電動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)是否匹配。當(dāng)確定自發(fā)動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)不匹配時，處理進(jìn)入步驟1605以及確定自發(fā)動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的轉(zhuǎn)數(shù)是否低于目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)。如果電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)低于目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)，處理進(jìn)入步驟1606以及在返回到步驟1603前，控制電動機(jī)26正轉(zhuǎn)。另一方面，如果電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)大于目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)，處理進(jìn)入步驟1607以及在返回到步驟1603前，控制電動機(jī)26反轉(zhuǎn)。
在此之后，在步驟1604中，確定自發(fā)動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)匹配時，處理進(jìn)入步驟1608以及確定停止的發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)氣門正時。在此之后，處理進(jìn)入步驟1609以及停止電動機(jī)26，由此將實(shí)際氣門正時保持為那個時間的氣門正時，以及本程序結(jié)束。
[當(dāng)發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時的氣門正時控制] 當(dāng)圖35的主氣門正時控制程序的步驟1307中，啟動圖39的用于當(dāng)發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時的氣門正時控制程序，首先，在步驟1701中，將參考位置讀取為目標(biāo)氣門正時。如上所述，將該參考位置設(shè)置成例如構(gòu)成可變氣門正時設(shè)備18的變化范圍的極限位置的最大提前角位置或最大滯后角位置。
在此之后，在步驟1702中，確定目標(biāo)氣門正時(參考位置)是否是最大提前角位置或最大滯后角位置，以及如果確定目標(biāo)氣門正時(參考位置)是最大提前角位置或最大滯后角位置，執(zhí)行向前的步驟1703的處理以及在發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)的同時，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。當(dāng)參考位置設(shè)置成最大提前角位置或最大滯后角位置時，即使實(shí)際氣門正時未知，可變氣門正時設(shè)備18的相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞最大提前角端或最大滯后角端的位置變?yōu)閰⒖嘉恢?最大提前角位置或最大滯后角位置)。因此，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時，也能用下述方式，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。
首先，在步驟1703中，執(zhí)行圖40中所示的參考位置到達(dá)確定程序，稍后將進(jìn)一步描述，以及在到電動機(jī)26的控制輸出的基礎(chǔ)上，執(zhí)行實(shí)際氣門正時是否達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)的確定。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1704以及在步驟1703的確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。當(dāng)確定實(shí)際氣門正時還未到達(dá)參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)時，處理進(jìn)入步驟1705以及輸出電動機(jī)26的控制值以便實(shí)際氣門正時在參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)的方向上移動。
在此之后，當(dāng)在步驟1704中，確定實(shí)際氣門正時已經(jīng)到達(dá)參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)時，處理進(jìn)入步驟1706以及將實(shí)際氣門正時的存儲值更新為參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。在此之后，處理進(jìn)入步驟1707以及控制電動機(jī)26以便保持當(dāng)前氣門正時，以及本程序結(jié)束。
可替換地，當(dāng)發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)后停止的同時，可以執(zhí)行步驟1703至1707的處理，以及在發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)后停止的同時，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
另一方面，當(dāng)將參考位置設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備18的變化范圍中的中間位置時，在步驟1702中，確定為“否”，以及本程序結(jié)束，而不執(zhí)行步驟1703至1707的處理。在這種情況下，在發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)后停止的同時，最好將實(shí)際氣門正時控制到參考位置(中間位置)。當(dāng)參考位置設(shè)置成可變氣門正時設(shè)備18的變化范圍中的中間位置時，如果實(shí)際氣門正時未知，不可能將實(shí)際氣門正時控制到參考位置(中間位置)。因此，處理首先等待直到發(fā)動機(jī)在反轉(zhuǎn)后停止為止，以及在已經(jīng)達(dá)到從例如到極限位置的氣門正時變化，找出實(shí)際氣門正時的狀態(tài)后，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置。
[參考位置到達(dá)確定] 當(dāng)在圖39的用于當(dāng)發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時的氣門正時控制程序的步驟1703中，啟動圖40的參考位置到達(dá)確定程序時，首先，在步驟1801中，計(jì)算使實(shí)際氣門正時達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)(使相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞止動部)所需的到電動機(jī)26的控制輸出的目標(biāo)累計(jì)值。在此之后，處理進(jìn)入步驟1802以及通過累計(jì)從當(dāng)開始控制電動機(jī)26時到在參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)的方向上移動實(shí)際氣門正時的電動機(jī)控制值，獲得到電動機(jī)26的控制輸出的實(shí)際累計(jì)值。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1803以及確定到電動機(jī)26的控制輸出的實(shí)際累計(jì)值是否提高到高于控制輸出的目標(biāo)累計(jì)值。當(dāng)確定電動機(jī)26的實(shí)際控制輸出累計(jì)值升高到高于目標(biāo)控制輸出累計(jì)值時，處理進(jìn)入步驟1804以及推斷實(shí)際氣門正時已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)，以及本程序結(jié)束。
使用圖41的流程圖，說明上述第十七實(shí)施例的例子。當(dāng)起動發(fā)動機(jī)11時，在接通IG開關(guān)(由此接通VCT驅(qū)動繼電器)和開啟起動機(jī)間，發(fā)動機(jī)是靜態(tài)的，執(zhí)行用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制。即，將從發(fā)動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)控制到目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
在此之后，盡管起動器為開以及發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，執(zhí)行用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制。即，反饋控制可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26以便使在曲柄角傳感器20和凸輪角傳感器19的輸出信號的基礎(chǔ)上計(jì)算的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
然后，在關(guān)閉起動機(jī)后，如果確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，再次執(zhí)行用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制。然而，當(dāng)關(guān)閉起動器后，確定發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時，停止實(shí)際氣門正時計(jì)算以及可變氣門正時控制以及使實(shí)際氣門正時返回到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
在停止發(fā)動機(jī)11時，另一方面，當(dāng)正好在斷開IG開關(guān)前，發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，執(zhí)行用于當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)時的氣門正時控制。在此之后，如果確定發(fā)動機(jī)已經(jīng)停止，執(zhí)行用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制直到關(guān)閉VCT驅(qū)動繼電器為止。然而，當(dāng)確定發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)時，停止實(shí)際氣門正時計(jì)算以及可變氣門正時控制，以及使實(shí)際氣門正時返回到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
在上述第十七實(shí)施例中，監(jiān)視發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以及僅當(dāng)發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)或停止時，執(zhí)行實(shí)際氣門正時計(jì)算和可變氣門正時控制，以及當(dāng)已經(jīng)發(fā)生發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時，停止實(shí)際氣門正時計(jì)算以及可變氣門正時控制。因?yàn)榇?，即使在起動或停止發(fā)動機(jī)時，出現(xiàn)發(fā)動機(jī)的反轉(zhuǎn)時，也可以防止由反轉(zhuǎn)引起的氣門正時控制精確度的惡化，以及能增加在起動和停止發(fā)動機(jī)時的可變氣門正時控制的控制質(zhì)量。
然而，當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時，不可能基于來自曲柄角傳感器20和凸輪角傳感器19的輸出信號，執(zhí)行實(shí)際氣門正時的計(jì)算。因此，在該第十七實(shí)施例中，當(dāng)在發(fā)動機(jī)停止的同時，執(zhí)行可變氣門正時控制時，能將自發(fā)動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)控制成與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)匹配，以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)與目標(biāo)氣門正時匹配。通過這種方式，可以使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時間接成為目標(biāo)氣門正時，而不直接計(jì)算發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時，以及以良好精確度執(zhí)行可變氣門正時控制。
同時，在該第十七實(shí)施例中，當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)時，因?yàn)閷?shí)際氣門正時控制到參考位置，能快速達(dá)到用于下一可變氣門正時控制的準(zhǔn)備就緒狀態(tài)。
(第十八實(shí)施例) 接著，將描述本發(fā)明的第十八實(shí)施例。
在該實(shí)施例中的可變氣門正時設(shè)備18具有當(dāng)不驅(qū)動電動機(jī)26時，電動機(jī)26的輸出軸27與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。能在例如電動機(jī)速度傳感器29的輸出信號的基礎(chǔ)上，確定電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止)。因此，當(dāng)電動機(jī)26正與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)時，可以通過確定電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，確定發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
通過在參考第十七實(shí)施例所述的圖.36的步驟1403和步驟1404間增加兩個步驟1403a、1403b的處理，而其他步驟的處理與圖36中相同，獲得在該第十八實(shí)施例中執(zhí)行的圖42中所示的發(fā)動機(jī)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)確定程序。
在該程序中，當(dāng)在步驟1403中確定當(dāng)關(guān)閉起動機(jī)時的發(fā)動機(jī)速度低于能維持正轉(zhuǎn)的預(yù)定發(fā)動機(jī)速度時，處理進(jìn)入步驟1403a。在步驟1403a中，當(dāng)可變氣門正時設(shè)備18正保持實(shí)際氣門正時穩(wěn)定時，即，當(dāng)電動機(jī)26正與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)時，例如根據(jù)電動機(jī)速度傳感器29的輸出信號，確定電動機(jī)26正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。電動機(jī)26的這一正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)對應(yīng)于發(fā)動機(jī)11的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1403b以及確定根據(jù)關(guān)閉起動機(jī)后，電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的正轉(zhuǎn)狀態(tài)是否持續(xù)預(yù)定時間(或預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù))。當(dāng)確定根據(jù)電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的正轉(zhuǎn)的狀態(tài)已經(jīng)持續(xù)預(yù)定時間(或預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù))時，處理進(jìn)入步驟1402以及確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)。另一方面，當(dāng)根據(jù)電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定的正轉(zhuǎn)狀態(tài)未持續(xù)預(yù)定時間(或預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù))時，處理進(jìn)入步驟1404以及確定發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)。
用這種方式，能更精確地確定在關(guān)閉起動機(jī)后的發(fā)動機(jī)11的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)。
(第十九實(shí)施例) 同樣，在本發(fā)明的第十九實(shí)施例中，可變氣門正時設(shè)備18具有當(dāng)不驅(qū)動電動機(jī)26時，電動機(jī)26的輸出軸27與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。因?yàn)榇?，可以通過確定與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，確定發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
在本發(fā)明的該第十九實(shí)施例中，執(zhí)行圖43中所示的發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)確定程序。當(dāng)啟動該程序時，首先，在步驟1901中，將可變氣門正時設(shè)備18設(shè)置成使實(shí)際氣門正時保持穩(wěn)定的狀態(tài)，即電動機(jī)26與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在此之后，處理進(jìn)入步驟1902以及在例如電動機(jī)速度傳感器29的輸出信號的基礎(chǔ)上，確定電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止)。
在此之后，處理進(jìn)入步驟1903以及在步驟1902的確定結(jié)果的基礎(chǔ)上，確定電動機(jī)是否正旋轉(zhuǎn)。當(dāng)確定電動機(jī)未旋轉(zhuǎn)(即電動機(jī)停止)時，處理進(jìn)入步驟1905以及本程序結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟1903中，確定電動機(jī)正旋轉(zhuǎn)時，處理進(jìn)入步驟1904以及在步驟1902的確定基礎(chǔ)上，確定電動機(jī)是否在正轉(zhuǎn)。當(dāng)確定電動機(jī)在正轉(zhuǎn)時，處理進(jìn)入步驟1906以及確定發(fā)動機(jī)在正轉(zhuǎn)，以及本程序結(jié)束。
關(guān)于此，當(dāng)在步驟1904中，確定電動機(jī)未正轉(zhuǎn)(即電動機(jī)正反轉(zhuǎn))時，處理進(jìn)入步驟1907以及確定發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)，以及本程序結(jié)束。
在上述第十九實(shí)施例中，在設(shè)置電動機(jī)26與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)后，在與進(jìn)氣端凸輪軸16同步旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，確定發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)(正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)/停止)，因此，以良好精確度，能確定發(fā)動機(jī)11的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。
(第二十實(shí)施例) 在發(fā)動機(jī)停止的同時，執(zhí)行可變氣門正時控制中，在第十七實(shí)施例中，作為在發(fā)動機(jī)停止后的可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量，能控制電動機(jī)26的實(shí)際轉(zhuǎn)數(shù)與目標(biāo)轉(zhuǎn)數(shù)匹配以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。關(guān)于此，在第二十實(shí)施例中，作為電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量，使用相位變化。即，將發(fā)動機(jī)停止后的電動機(jī)26的實(shí)際相位變化(實(shí)際旋轉(zhuǎn)角)控制到與目標(biāo)相位變化(目標(biāo)旋轉(zhuǎn)角)匹配以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
通過每次電動機(jī)26旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度時，計(jì)算從電動機(jī)速度傳感器29輸出的脈沖信號，能檢測電動機(jī)26的相位改變(旋轉(zhuǎn)角)。
在第二十實(shí)施例中，執(zhí)行圖44所示，用于當(dāng)停止發(fā)動機(jī)時的氣門正時控制程序。當(dāng)啟動該程序時，首先，在步驟2001中，計(jì)算目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2002中，計(jì)算對應(yīng)于正好在電動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時間的差值(目標(biāo)氣門正時變化)的電動機(jī)26的目標(biāo)相位變化。以及在步驟2003中，合計(jì)自電動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的相位變化以便獲得電動機(jī)26的實(shí)際相位改變。電動機(jī)26的相位變化是例如在電動機(jī)的前向旋轉(zhuǎn)方向上給定為正值，以及在電動機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)方向上給定為負(fù)值。
因?yàn)榇?，在步驟2004和步驟2005中，將自電動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際相位變化與目標(biāo)相位變化進(jìn)行比較。如果電動機(jī)26的實(shí)際相位變化低于目標(biāo)相位變化，在步驟2006中，控制電動機(jī)26以便正轉(zhuǎn)，以及如果電動機(jī)26的實(shí)際相位變化大于目標(biāo)相位變化，控制電動機(jī)26以便在步驟2007中反轉(zhuǎn)。
在此之后，當(dāng)在步驟2004中，確定自電動機(jī)停止以來的電動機(jī)26的實(shí)際相位變化與目標(biāo)相位變化匹配，在步驟2008中，確定停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2009中，停止電動機(jī)26以及保持作為那個時間點(diǎn)的實(shí)際氣門正時。
同樣在第二十實(shí)施例中，可以間接地計(jì)算停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時以及使該實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配，以及可以良好精確度執(zhí)行可變氣門正時控制。
(第二十一實(shí)施例) 如在上述第十七實(shí)施例和第二十實(shí)施例中，通過控制在發(fā)動機(jī)停止后，表示可變氣門正時設(shè)備18的起動量的電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)角、相位變化)，可以使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。然而，上述可變氣門正時設(shè)備18的起動量(電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量)不是表示自發(fā)動機(jī)停止以來的氣門正時變化的唯一參數(shù)，例如，也可以采用施加到可變氣門正時設(shè)備上的驅(qū)動力的量。
在圖45所示的發(fā)明的第二十一實(shí)施例中，在停止發(fā)動機(jī)的同時，執(zhí)行可變氣門正時控制中，作為上述提供到可變氣門正時設(shè)備18上的驅(qū)動力的量，使用提供到可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26的電功率量。即，控制發(fā)動機(jī)停止后，提供到電動機(jī)26上的實(shí)際電功率量以便使其與提供的電功率目標(biāo)量匹配，使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
在第二十一實(shí)施例中，執(zhí)行如圖45所示的，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制程序。當(dāng)啟動該程序時，首先，在步驟2101中，計(jì)算目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2102中，計(jì)算對應(yīng)于正好在發(fā)動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時和目標(biāo)氣門正時間的差值(目標(biāo)氣門正時變化)、提供到電動機(jī)26的目標(biāo)電功率量。在此之后，在步驟2103中，合計(jì)自電動機(jī)停止后，提供到電動機(jī)26上的電功率量以便獲得提供到電動機(jī)26的實(shí)際電功率量。例如在電動機(jī)的前向旋轉(zhuǎn)方向上，提供到電動機(jī)26的電功率量給定為正值以及在電動機(jī)的反向旋轉(zhuǎn)方向上給定為負(fù)值。
在此之后，在步驟2104和步驟2105中，將自發(fā)動機(jī)停止以來，提供到電動機(jī)26的實(shí)際電功率量與供給電功率的目標(biāo)量進(jìn)行比較。如果提供到電動機(jī)26的實(shí)際電功率量小于供給電功率的目標(biāo)量，在步驟2106中，正轉(zhuǎn)方向上的電功率提供到電動機(jī)26。另一方面，如果提供到電動機(jī)26的實(shí)際電功率量大于供給電功率的目標(biāo)量，在步驟2107中，將反向旋轉(zhuǎn)方向上的電功率提供到電動機(jī)26。
在此之后，當(dāng)在步驟2104中，確定自電動機(jī)停止以來，提供到電動機(jī)26的實(shí)際電功率量與供給電功率的目標(biāo)量匹配，在步驟2108中，確定停止的發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2109中，停止電功率提供到電動機(jī)26以及保持在那個時間點(diǎn)的實(shí)際氣門正時。
通過如上所述的第二十一實(shí)施例，可以間接計(jì)算停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時以及使該實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配，以及可以良好精確度，執(zhí)行可變氣門正時控制。
(第二十二實(shí)施例) 在上述第二十一實(shí)施例中，因?yàn)殡妱訖C(jī)驅(qū)動可變氣門正時設(shè)備18，作為可變氣門正時設(shè)備18的驅(qū)動力量，使用提供到可變氣門正時設(shè)備18的電動機(jī)26的電功率量。
在第二十二實(shí)施例中，在使用液壓驅(qū)動的可變氣門正時設(shè)備的情況下，將從液壓驅(qū)動源提供的油量用作為提供到可變氣門正時設(shè)備的驅(qū)動力量。即，在圖46所示的本發(fā)明的第二十二實(shí)施例中，在由與發(fā)動機(jī)11分開設(shè)置的電子油泵或類似裝置提供的液壓驅(qū)動的液壓驅(qū)動可變氣門正時設(shè)備(在下文中，稱為“液壓VCT”)中，將從發(fā)動機(jī)停止以來提供到液壓VCT的實(shí)際油量控制到與供給目標(biāo)油量匹配以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
在該第二十二實(shí)施例中，執(zhí)行如圖46所示，用于當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時的氣門正時控制程序。當(dāng)開始該程序時，首先，在步驟2201中，計(jì)算目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2202，計(jì)算對應(yīng)于正好在發(fā)動機(jī)停止前計(jì)算的實(shí)際氣門正時和目標(biāo)氣門正時間的差值(目標(biāo)氣門正時變化)的、提供到液壓VCT的目標(biāo)油量。以及在步驟2203，合計(jì)從發(fā)動機(jī)停止以來，提供到液壓VCT的油量以便獲得提供到液壓VCT的實(shí)際油量。例如，在氣門正時提前方向上，提供到液壓VCT的油量給定為正值，以及在氣門正時滯后方向上，給定為負(fù)值。
在此之后，在步驟2204和步驟2205中，將自發(fā)動機(jī)停止以來提供到液壓VCT的實(shí)際油量與提供目標(biāo)油量進(jìn)行比較，以及如果提供到液壓VCT的實(shí)際油量小于提供目標(biāo)油量，在步驟2206中，將氣門正時提前方向上的液壓提供到液壓VCT。另一方面，如果提供到液壓VCT的實(shí)際油量大于供給目標(biāo)油量，在步驟2207中，將氣門定時滯后方向上的液壓提供到液壓VCT。
在此之后，當(dāng)在步驟2204中，確定提供到液壓VCT的實(shí)際油量與供給油目標(biāo)量匹配時，在步驟2208中，確定停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)氣門正時。然后，在步驟2209中，保持到液壓VCT的供油狀態(tài)以便保持那個時間點(diǎn)的實(shí)際氣門正時。
在上述第二十二實(shí)施例中，可以間接計(jì)算停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時以及使該實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配，以及以良好精確度，執(zhí)行可變氣門正時控制。
(第二十三實(shí)施例) 在當(dāng)發(fā)動機(jī)正反轉(zhuǎn)，或反轉(zhuǎn)后停止時，將實(shí)際氣門正時控制到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)，在上述第十七實(shí)施例中，在到電動機(jī)26的控制輸出的實(shí)際累計(jì)值是否已經(jīng)上升到高于控制輸出的目標(biāo)累計(jì)值的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。關(guān)于此，在第二十三實(shí)施例中，在電動機(jī)26的實(shí)際總控制時間值是否已經(jīng)高于目標(biāo)總控制時間值的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。即，在確定到可變氣門正時設(shè)備18的控制輸出中，除那個控制輸出的累計(jì)值外，還可以通過使用總的控制時間值，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。
在第二十三實(shí)施例中，執(zhí)行圖47中所示的參考位置到達(dá)確定程序。在該程序中，首先，在步驟2301中，計(jì)算使實(shí)際氣門正時成為參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)(使相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞止動部)所需的電動機(jī)26的目標(biāo)總控制時間值。在此之后，處理進(jìn)入步驟2302，以及合計(jì)從當(dāng)控制電動機(jī)26啟動時到在參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)的方向上移動實(shí)際氣門正時的電動機(jī)控制時間以便獲得實(shí)際總控制時間值。
在此之后，在步驟2303中，將電動機(jī)26的實(shí)際總控制時間值與目標(biāo)總控制時間值進(jìn)行比較。當(dāng)電動機(jī)26的實(shí)際總控制時間值上升到高于目標(biāo)總控制時間值時，在步驟2304中，推斷實(shí)際氣門正時已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
通過該第二十三實(shí)施例，可以精確地確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
(第二十四實(shí)施例) 在上述第十七實(shí)施例至第二十三實(shí)施例中，在到可變氣門正時設(shè)備18的控制輸出的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。然而，也能在可變氣門正時設(shè)備18的操作狀態(tài)的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。
圖48所示的第二十四實(shí)施例集中在當(dāng)實(shí)際氣門正時達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)以及相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞止動部時，電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)突然減速到與凸輪軸速度相同的速度或突然停止，以及電動機(jī)26的電流值或電壓值增加。即，在該實(shí)施例中，作為可變氣門正時設(shè)備18的操作狀態(tài)，監(jiān)視電動機(jī)26的實(shí)際電流值或?qū)嶋H電壓值，以及在實(shí)際電流值或?qū)嶋H電壓值是否已經(jīng)高于預(yù)定閾值的基礎(chǔ)上，確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置。
在第二十四實(shí)施例中，執(zhí)行圖48所示的參考位置到達(dá)確定程序。在該程序中，首先，在步驟2401中，計(jì)算用于確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)(即，是否正限制電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)，因此電動機(jī)26的電流值或電壓值增加)的電動機(jī)電流閾值或電動機(jī)電壓閾值。在此之后，在步驟2402中，檢測電動機(jī)26的實(shí)際電流值或?qū)嶋H電壓值。
在此之后，在步驟2403中，將電動機(jī)26的實(shí)際電流值(或?qū)嶋H電壓值)與電動機(jī)電流閾值(或電動機(jī)電壓閾值)進(jìn)行比較。當(dāng)電動機(jī)26的實(shí)際電流值(或?qū)嶋H電壓值)已經(jīng)高于電動機(jī)電流閾值(或電動機(jī)電壓閾值)時，在步驟2404中，推斷實(shí)際氣門正時已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
通過該第二十四實(shí)施例，可以精確地確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
(第二十五實(shí)施例) 第二十五實(shí)施例構(gòu)成如上所述的第二十四實(shí)施例的一變型。即，在該第二十五實(shí)施例中，當(dāng)實(shí)際氣門正時達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)以及相位改變機(jī)構(gòu)21的移動部碰撞止動部并且電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)突然減速到與凸輪軸速度相同的速度或突然停止時，這在電動機(jī)26的實(shí)際速度的基礎(chǔ)上被檢測到。具體地，當(dāng)電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)突然減速到與凸輪軸速度相同的速度或突然停止，以及電動機(jī)26的實(shí)際速度下降到低于預(yù)定閾值時，確定實(shí)際氣門正時已經(jīng)達(dá)到參考位置。
在該第二十五實(shí)施例中，執(zhí)行圖49所示的參考位到達(dá)確定程序。在該程序中，首先，在步驟2501中，計(jì)算用于確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)(即電動機(jī)26的速度是否突然下降)的電動機(jī)速度閾值。在此之后，在步驟2502中，檢測電動機(jī)26的實(shí)際速度。
在此之后，在步驟2503中，將電動機(jī)26的實(shí)際速度與電動機(jī)速度閾值進(jìn)行比較。當(dāng)電動機(jī)26的實(shí)際速度下降到低于電動機(jī)速度閾值時，在步驟2504中，推斷實(shí)際氣門正時已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
通過該第二十五實(shí)施例，可以精確地確定實(shí)際氣門正時是否已經(jīng)達(dá)到參考位置(最大提前角位置或最大滯后角位置)。
(第二十六實(shí)施例) 接著，使用圖50，描述本發(fā)明的第二十六實(shí)施例。
當(dāng)發(fā)動機(jī)速度低時，諸如在起動和停止發(fā)動機(jī)時，由發(fā)動機(jī)11驅(qū)動的同步發(fā)電機(jī)的生成功率(電池充電功率)下降，以及電池電壓傾向下降。當(dāng)在起動或停止發(fā)動機(jī)時的可變氣門正時控制期間，電池電壓變得太低時，存在提供到可變氣門正時設(shè)備18上的功率變得不足以及產(chǎn)生可變氣門正時設(shè)備18的不足操作或提供到起動機(jī)的功率變得不足以及發(fā)動機(jī)11的起動性下降的可能性。
作為對此的對策，在第二十六實(shí)施例中，通過執(zhí)行圖50所示的可變氣門正時設(shè)備的操作條件改變程序，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度低于預(yù)定值時，與電池電壓相一致地，改變可變氣門正時設(shè)備18的操作條件。通過這種方式，即使當(dāng)有時發(fā)動機(jī)速度下降，諸如起動和停止發(fā)動機(jī)時，電池電壓下降時，能改變可變氣門正時設(shè)備18的操作條件以便在電池電壓條件下，可變氣門正時設(shè)備18能正常操作，或能確保到起動機(jī)的電源電壓。
在從接通IG開關(guān)時到關(guān)閉VCT驅(qū)動繼電器時的時間上的預(yù)定周期，執(zhí)行圖50所示的可變氣門正時設(shè)備18的操作條件改變程序。當(dāng)起動該程序時，首先，在步驟2601中，檢測當(dāng)前電池電壓。在此之后，在步驟2602，檢測當(dāng)前發(fā)動機(jī)速度。然后，在步驟2603中，確定發(fā)動機(jī)速度是否高于預(yù)定值。將該預(yù)定值設(shè)置成發(fā)動機(jī)速度以便可以確保由發(fā)動機(jī)11驅(qū)動的同步發(fā)電機(jī)的足夠的生成功率(電池充電功率)。如果確定發(fā)動機(jī)速度高于預(yù)定值，推斷未出現(xiàn)由電池電壓下降引起的問題，以及本程序結(jié)束。
另一方面，當(dāng)在步驟2603中，確定發(fā)動機(jī)速度低于預(yù)定值時，處理進(jìn)入步驟2604以及確定電池電壓是否高于第一預(yù)定值V1。如果確定電池電壓高于第一預(yù)定值V1時，推斷未出現(xiàn)由電池電壓下降引起的問題，以及本程序結(jié)束。
當(dāng)在步驟2604中，確定電池電壓低于第一預(yù)定電壓V1時，處理進(jìn)入步驟2605以及確定電池電壓是否高于第二預(yù)定值V2。該第二預(yù)定值V2設(shè)置成比第一預(yù)定值V1更低的電壓值。當(dāng)確定電池電壓低于第一預(yù)定值V1，并且高于第二預(yù)定值V2時，處理進(jìn)入步驟2606以及將可變氣門正時設(shè)備18的起動速度限制到低于預(yù)定速度，從而降低可變氣門正時設(shè)備18的功耗。通過這種方式，在低功耗模式中，正常操作可變氣門正時設(shè)備18以及保證到起動機(jī)等的供電等等。
關(guān)于此，當(dāng)確定電池電壓低于第二預(yù)定值V1時，確定這不能通過可變氣門正時設(shè)備18上的操作速度限制來處理，以及處理進(jìn)入步驟2607以及禁止可變氣門正時設(shè)備18的操作。通過這種方式，確定能防止可變氣門正時設(shè)備18的缺陷操作以及到起動機(jī)的供電不足。
通過上述第二十六實(shí)施例，當(dāng)發(fā)動機(jī)速度低于預(yù)定值時，與電池電壓相一致地，限制可變氣門正時設(shè)備18的起動速度或禁止可變氣門正時設(shè)備18的操作。因此，即使當(dāng)在起動或停止發(fā)動機(jī)時，出現(xiàn)電池電壓下降，也能防止由該電壓下降引起的可變氣門正時設(shè)備18的缺陷操作以及發(fā)動機(jī)起動性惡化，以及能增加起動和停止發(fā)動機(jī)時的控制質(zhì)量。
根據(jù)發(fā)動機(jī)狀態(tài)(溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)載、電負(fù)載、油粘度等待)，可以改變第二十六實(shí)施例中的發(fā)動機(jī)速度的預(yù)定值(閾值)和電池電壓的預(yù)定值(閾值)。如果這樣做，當(dāng)電池負(fù)載很大，諸如例如冷起動時，能使發(fā)動機(jī)速度的預(yù)定值或電池電壓的預(yù)定值很大以便防止由電池電壓不足引起的問題。
同時，盡管在該第二十六實(shí)施例中，當(dāng)電池電壓很低時，限制可變氣門正時設(shè)備18的起動速度，可替換地，可以改變可變氣門正時設(shè)備18的一些其他操作條件(例如操作量)。
同時，盡管組合上述其他實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)第二十六實(shí)施例，也可以單獨(dú)地實(shí)施。
同時盡管在上述第十七實(shí)施例至第二十六實(shí)施例中，在氣門正時控制程序端上確定發(fā)動機(jī)的反轉(zhuǎn)，可替換地，也可以在發(fā)動機(jī)控制程序端確定發(fā)動機(jī)的反轉(zhuǎn)，以及該確定結(jié)果用在氣門正時控制程序中。以及在氣門正時控制程序端上執(zhí)行的發(fā)動機(jī)反轉(zhuǎn)的確定結(jié)果可以反映在發(fā)動機(jī)控制程序端上，以及例如可以執(zhí)行反轉(zhuǎn)確定的燃油切斷控制。
同時，在上述第十七實(shí)施例至第二十六實(shí)施例中，在發(fā)動機(jī)停止時執(zhí)行可變氣門正時控制中，通過將表示發(fā)動機(jī)停止以來的氣門正時變化，諸如電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)數(shù)，相位變化)的參數(shù)控制到目標(biāo)值，可以使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配，而不是直接計(jì)算發(fā)動機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時。然而，可替換地，可以在正好發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時和表示氣門正時變化的參數(shù)，諸如電動機(jī)26的旋轉(zhuǎn)量(轉(zhuǎn)數(shù)，相位變化)的基礎(chǔ)上，計(jì)算停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時(正好在發(fā)動機(jī)停止前的實(shí)際氣門正時+氣門正時變化)，以及可以反饋控制可變氣門正時設(shè)備18以便使停止發(fā)動機(jī)的實(shí)際氣門正時與目標(biāo)氣門正時匹配。
同時，本發(fā)明不限于如在上述第十七實(shí)施例和第二十六實(shí)施例中的用于進(jìn)氣門的可變氣門正時控制設(shè)備，以及可替換地可應(yīng)用于用于排氣門的可變氣門正時控制設(shè)備。同時，可以適當(dāng)?shù)馗淖兛勺儦忾T正時設(shè)備18的結(jié)構(gòu)，以及簡單地說，其可以是由驅(qū)動源，諸如與發(fā)動機(jī)分開設(shè)置的電動機(jī)或油泵驅(qū)動的任何可變氣門正時設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，用于控制可變氣門正時設(shè)備，所述可變氣門正時設(shè)備通過改變相對于內(nèi)燃機(jī)的曲柄軸的凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位(在下文中，稱為“凸輪軸相位)，改變通過凸輪軸驅(qū)動來打開和關(guān)閉的進(jìn)氣門或排氣門的氣門正時，
所述可變氣門正時設(shè)備包括
第一旋轉(zhuǎn)部件，與所述凸輪軸同心放置并通過來自所述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動功率被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；
第二旋轉(zhuǎn)部件，與所述凸輪軸整體旋轉(zhuǎn)；
相位改變部件，將旋轉(zhuǎn)功率從所述第一旋轉(zhuǎn)部件傳送到所述第二旋轉(zhuǎn)部件以及相對于所述第一旋轉(zhuǎn)部件，改變所述第二旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)相位；以及
電動機(jī)，與所述凸輪軸同心放置以便控制該相位改變部件的旋轉(zhuǎn)相位，
其特征在于，所述可變氣門正時設(shè)備構(gòu)造成當(dāng)所述氣門正時不改變時，使所述電動機(jī)的速度與所述凸輪軸的速度匹配以便使所述所述相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度與所述凸輪軸的速度匹配，從而使所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值保持穩(wěn)定，從而使所述凸輪軸相位保持穩(wěn)定，以及當(dāng)所述氣門正時改變時，相對于所述凸輪軸的速度，改變所述電動機(jī)的速度以便相對于所述凸輪軸的速度，改變所述相位改變部件的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變所述第一旋轉(zhuǎn)部件和所述第二旋轉(zhuǎn)部件間的旋轉(zhuǎn)相位的差值，從而改變所述凸輪軸相位，
所述可變氣門正時控制設(shè)備包括
曲柄角傳感器，用于以預(yù)定曲柄角間隔輸出曲柄角信號；
凸輪角傳感器，用于以預(yù)定凸輪角間隔輸出凸輪角信號；
凸輪角信號輸出時間氣門正時計(jì)算裝置，用于每次輸出所述凸輪角信號時，在凸輪角信號和曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時；
氣門正時變化計(jì)算裝置，用于在所述電動機(jī)的速度和所述凸輪軸的速度間的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算預(yù)定計(jì)算周期的氣門正時變化；
最終氣門正時計(jì)算裝置，用于在輸出所述凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值和氣門正時變化的計(jì)算值的基礎(chǔ)上，計(jì)算預(yù)定計(jì)算周期的最終實(shí)際氣門正時。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述氣門正時變化計(jì)算裝置具有用于計(jì)算每計(jì)算周期的氣門正時變化和累計(jì)這些計(jì)算值的裝置，以及用于每次輸出凸輪角信號時，復(fù)位氣門正時變化的累計(jì)值的裝置，以及其中，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述氣門正時變化計(jì)算裝置將在所述曲柄角傳感器的曲柄角信號的輸出周期的基礎(chǔ)上檢測的所述曲柄軸的速度的1/2值用作為所述凸輪軸的速度數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求3的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過內(nèi)燃機(jī)停止時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
5.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到在故障前，最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過當(dāng)所述凸輪角傳感器故障時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
6.一種內(nèi)燃機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時控制設(shè)備，通過相對于凸輪軸的速度，調(diào)整電動機(jī)的速度，改變凸輪軸相位，包括
曲柄角傳感器，用于以預(yù)定曲柄角間隔輸出曲柄角信號；
凸輪角傳感器，用于以預(yù)定曲柄角間隔輸出凸輪角信號；
凸輪角信號輸出時間氣門正時計(jì)算裝置，用于每次輸出所述凸輪角信號時，在凸輪角信號和曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時；
氣門正時變化計(jì)算裝置，用于在所述電動機(jī)的速度和所述凸輪軸的速度間的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算預(yù)定計(jì)算周期的氣門正時變化；
最終氣門正時計(jì)算裝置，用于在輸出所述凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值和氣門正時變化的計(jì)算值的基礎(chǔ)上，計(jì)算預(yù)定計(jì)算周期的最終實(shí)際氣門正時。
7.如權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述氣門正時變化計(jì)算裝置具有用于計(jì)算每計(jì)算周期的氣門正時變化和累計(jì)這些計(jì)算值的裝置，以及用于每次輸出凸輪角信號時，復(fù)位氣門正時變化的累計(jì)值的裝置，以及其中，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值加到隨后氣門正時變化的累計(jì)值上，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
8.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求7所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述氣門正時變化計(jì)算裝置將在所述曲柄角傳感器的曲柄角信號的輸出周期的基礎(chǔ)上檢測的所述曲柄軸的速度的1/2值用作為所述凸輪軸的速度數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求8的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過內(nèi)燃機(jī)停止時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
10.如權(quán)利要求6至權(quán)利要求9的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到在故障前的最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過當(dāng)所述凸輪角傳感器故障時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
11.一種內(nèi)燃機(jī)的電動機(jī)驅(qū)動的可變氣門正時控制設(shè)備，通過相對于凸輪軸的速度，調(diào)整電動機(jī)的速度，改變凸輪軸相位，包括
曲柄角傳感器，用于以預(yù)定曲柄角間隔輸出曲柄角信號；
凸輪角傳感器，用于以預(yù)定凸輪角間隔輸出凸輪角信號；
電動機(jī)角度傳感器，用于以預(yù)定電動機(jī)角度的間隔輸出電動機(jī)角度信號；
用于計(jì)算電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角的變化的裝置；
用于計(jì)算凸輪軸旋轉(zhuǎn)角的變化的裝置；
凸輪角信號輸出時間氣門正時計(jì)算裝置，用于每次輸出所述凸輪角信號時，在凸輪角信號和曲柄角信號的基礎(chǔ)上，計(jì)算輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時；
氣門正時變化計(jì)算裝置，用于在電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角的變化和凸輪軸旋轉(zhuǎn)角的變化間的差值的基礎(chǔ)上，計(jì)算氣門正時變化；
最終氣門正時計(jì)算裝置，用于在輸出所述凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值和氣門正時變化的計(jì)算值的基礎(chǔ)上，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
12.如權(quán)利要求11所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述氣門正時變化計(jì)算裝置具有用于計(jì)算每計(jì)算周期的氣門正時變化和累計(jì)這些計(jì)算值的裝置，以及用于每次輸出凸輪角信號時，復(fù)位氣門正時變化的累計(jì)值的裝置，以及其中，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將最近輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值加到隨后氣門正時變化的累計(jì)值上，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
13.如權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，由基于用于以預(yù)定電動機(jī)角度的間隔輸出電動機(jī)角度信號的電動機(jī)角度傳感器的輸出數(shù)，進(jìn)行計(jì)數(shù)的電動機(jī)角度計(jì)數(shù)器的變化，計(jì)算電動機(jī)旋轉(zhuǎn)角的變化。
14.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求13的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，凸輪軸旋轉(zhuǎn)角的變化是由基于用于以預(yù)定曲柄角的間隔輸出曲柄角信號的曲柄角傳感器的輸出數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的曲柄角計(jì)數(shù)器的變化計(jì)算的曲柄角變化的1/2值。
15.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求14的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過內(nèi)燃機(jī)停止時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
16.如權(quán)利要求11至權(quán)利要求15的任何一個所述的內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其特征在于，所述最終氣門正時計(jì)算裝置通過將隨后氣門正時變化的累計(jì)值加到在故障前的最后一次輸出凸輪角信號時的實(shí)際氣門正時的計(jì)算值上，或通過當(dāng)所述凸輪角傳感器故障時，來自參考位置的氣門正時變化的累計(jì)值，計(jì)算最終實(shí)際氣門正時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時控制設(shè)備，其計(jì)算所需氣門正時改變率Vreq以便使目標(biāo)氣門正時VTtg和實(shí)際氣門正時VT間的偏差D較小，然后，在所需氣門正時改變率Vreq的基礎(chǔ)上，計(jì)算電動機(jī)26和凸輪軸16間的所需速度差DMCRreq。當(dāng)偏差D大于預(yù)定值時，通過將所需速度差DMCRreq加到凸輪軸速度RC上，計(jì)算所需電動機(jī)速度Rmreq，以及計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)速度RM控制到所需電動機(jī)速度Rmreq。當(dāng)偏差D不大于預(yù)定值時，將凸輪軸速度RC設(shè)置成所需電動機(jī)速度Rmreq以及計(jì)算電動機(jī)控制值以便將電動機(jī)速度RM控制到凸輪軸速度RC。
文檔編號F02D13/02GK101178032SQ20071015479
公開日2008年5月14日 申請日期2003年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者漆畑晴行, 飯?zhí)飰?申請人:株式會社電裝