專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其具有可變氣門升程機(jī)構(gòu)和改變吸入空氣量的可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)，該可變氣門升程機(jī)構(gòu)限制并改變作為進(jìn)氣門的升程的氣門升程使其不超過預(yù)定的臨界升程。
背景技術(shù)：
以往，作為這種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，例如已知專利文獻(xiàn)1所公開的裝置。該內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)的可變氣門升程機(jī)構(gòu)設(shè)在每個(gè)氣缸上，使氣門升程在預(yù)定的最小值與最大值之間連續(xù)地變化，該可變氣門升程機(jī)構(gòu)具有與曲軸連接的驅(qū)動(dòng)軸和控制軸。在該驅(qū)動(dòng)軸上設(shè)有連桿臂和驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門的擺動(dòng)凸輪，這些連桿臂和擺動(dòng)凸輪與設(shè)在控制軸上的搖臂連接。
控制軸與驅(qū)動(dòng)軸平行，且在預(yù)定的角度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)自如地支承于軸承。另外，控制軸具有沿其徑向突出的銷，并且與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，在上述軸承上形成有突起。當(dāng)通過該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使控制軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制軸的搖臂與上述擺動(dòng)凸輪和連桿臂的相對(duì)角度變化，由此改變氣門升程。另外，當(dāng)控制軸向預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，控制軸的銷與軸承的突起抵接，從而阻止控制軸的旋轉(zhuǎn)。此外，在內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣管上設(shè)有節(jié)氣門。
在上述現(xiàn)有的控制系統(tǒng)中，通常將節(jié)氣門控制為全開，并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過可變氣門升程機(jī)構(gòu)來控制氣門升程，從而控制吸入空氣量。另外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，使控制軸旋轉(zhuǎn)至銷與軸承的突起抵接，通過保持在銷與突起抵接的狀態(tài)，將氣門升程保持為預(yù)定的最小值，在該狀態(tài)下通過控制節(jié)氣門的開度，控制吸入空氣量。
上述現(xiàn)有的控制系統(tǒng)，在氣門升程的控制中，由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)成為低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，使控制軸旋轉(zhuǎn)至銷與軸承的突起抵接，所以有可能由于該抵接時(shí)的沖擊力使銷或突起變形。為了避免這個(gè)問題，考慮降低控制軸的旋轉(zhuǎn)速度以減小沖擊力，或者在銷或突起上設(shè)置緩沖材料以抑制沖擊力的影響。但是，在前者的情況下，使控制軸旋轉(zhuǎn)至銷與突起抵接所需要的時(shí)間、即將氣門升程控制為最小值所需要的時(shí)間變長，其結(jié)果是，為了將吸入空氣量收斂為適當(dāng)值要耗費(fèi)時(shí)間，這期間，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有可能變得不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致操縱性能惡化。另一方面，在銷或突起上設(shè)置緩沖材料的情況下，在兩者抵接的狀態(tài)下得到的氣門升程的最小值容易出現(xiàn)偏差，因此不能高精度地進(jìn)行吸入空氣量的控制。另外，添加緩沖材料相應(yīng)地導(dǎo)致制造成本上升，并且為此需要確保空間，因此導(dǎo)致設(shè)計(jì)的自由度降低。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-254100號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決以上的問題而完成的，其目的在于提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)能夠在確保良好的操縱性能的同時(shí)減小可變氣門升程機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)的沖擊力。
為了達(dá)成上述目的，技術(shù)方案1的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1的特征在于，該控制系統(tǒng)1具有可變氣門升程機(jī)構(gòu)50，其通過驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部(實(shí)施方式中“以下與在本技術(shù)方案中相同”的短臂65)來改變作為內(nèi)燃機(jī)3的進(jìn)氣門4的升程的氣門升程Liftin，并且具有限制部(最小升程止擋件67a)，該限制部通過與可動(dòng)部抵接來限制氣門升程Liftin使其不超過預(yù)定的臨界升程(最小值Liftin_L)；可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)(節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11)，其改變內(nèi)燃機(jī)3的吸入空氣量；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置(曲柄轉(zhuǎn)角傳感器20、水溫傳感器21、油門開度傳感器27和ECU 2)，其檢測內(nèi)燃機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；抵接判斷裝置(ECU 2、圖16中的步驟71、74)，其判斷可動(dòng)部是否與限制部抵接；控制裝置(ECU 2、圖10中的步驟31、32、37～40、圖11～13、圖21中的步驟80、86～90和84)，當(dāng)該抵接判斷裝置判斷為可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，該控制裝置根據(jù)所檢測到的內(nèi)燃機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)；氣門升程檢測裝置(轉(zhuǎn)角傳感器26和ECU 2)，其檢測氣門升程Liftin；目標(biāo)氣門升程確定裝置(ECU 2、圖14中的步驟50和圖15)，其確定目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd；和控制輸入計(jì)算裝置(ECU 2和圖14中的步驟54)，其根據(jù)預(yù)定的控制算法來計(jì)算用于控制可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的控制輸入(升程控制輸入U(xiǎn)liftin)，以使檢測到的氣門升程Liftin追隨所確定的目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，預(yù)定的控制算法包含用于抑制施加給可變升程機(jī)構(gòu)50的干擾的影響的干擾抑制參數(shù)(切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf)，控制輸入計(jì)算裝置具有干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置(ECU 2和圖16中的步驟73)，當(dāng)判斷為可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，該干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為，與該判斷前相比，該干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度變小。
根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，通過目標(biāo)氣門升程確定裝置來確定目標(biāo)氣門升程，并且通過控制輸入計(jì)算裝置并根據(jù)預(yù)定的控制算法來計(jì)算用于控制可變氣門升程機(jī)構(gòu)的控制輸入，以使氣門升程追隨目標(biāo)氣門升程。另外，通過可動(dòng)部與限制部抵接來限制氣門升程不超過預(yù)定的臨界升程。由此，當(dāng)目標(biāo)氣門升程超過臨界升程時(shí)，將氣門升程限制為不超過臨界升程。進(jìn)而，利用抵接判斷裝置來判斷可動(dòng)部是否與限制部抵接，并且當(dāng)判斷為可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，控制裝置根據(jù)所檢測到的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)。如上所述，在通過可動(dòng)部與限制部的抵接來使氣門升程成為臨界升程的狀態(tài)下，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，通過控制可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)來控制吸入空氣量。
另外，上述預(yù)定的控制算法包含用于抑制施加給可變升程機(jī)構(gòu)的干擾的影響的干擾抑制參數(shù)，并且當(dāng)判斷為可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為，與該判斷前相比，使該干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度變小。
在按照預(yù)定的控制算法來計(jì)算控制輸入以使氣門升程追隨目標(biāo)氣門升程的情況下，當(dāng)控制算法包含上述的干擾抑制參數(shù)時(shí)，根據(jù)干擾抑制參數(shù)如下所示地計(jì)算控制輸入。即，當(dāng)將干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度設(shè)定得大時(shí)，控制輸入被計(jì)算成使可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力更大，以便在更有效地抑制干擾的影響的同時(shí)確保氣門升程對(duì)目標(biāo)氣門升程的追隨性。另一方面，當(dāng)將干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度設(shè)定得小時(shí)，控制輸入被計(jì)算成將用于使氣門升程追隨目標(biāo)氣門升程的可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力更小。
因此，如上所述，當(dāng)可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為其對(duì)干擾的影響的抑制程度變小，由此，當(dāng)可動(dòng)部開始與限制部抵接時(shí)，減小了可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力，所以能夠減小可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)的沖擊力。由此，能夠避免可動(dòng)部或限制部變形，因此能夠延長可變氣門升程機(jī)構(gòu)的壽命。另外，在可動(dòng)部與限制部抵接之前的期間，確保了可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力，因此不會(huì)減小可動(dòng)部的移動(dòng)速度，能夠使吸入空氣量迅速地收斂為所希望的值。其結(jié)果是，通過使內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)穩(wěn)定，能夠確保良好的操縱性能。進(jìn)而，由于不必須添加緩沖材料，所以與設(shè)置緩沖材料的情況不同，能夠避免因臨界升程中的氣門升程的偏差導(dǎo)致吸入空氣量的不均。另外，能夠避免因添加緩沖材料導(dǎo)致制造成本的上升和設(shè)計(jì)自由度的下降。
技術(shù)方案2的發(fā)明是在技術(shù)方案1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1中，在判斷為可動(dòng)部與限制部抵接后，控制裝置立即開始可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的控制(圖21中的步驟80、86～90和84)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在判斷為可動(dòng)部與限制部抵接后，立即開始可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的控制。由此，在氣門升程達(dá)到臨界升程的同時(shí)可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)開始對(duì)吸入空氣量進(jìn)行控制，由此能夠不伴有吸入空氣量的控制中斷而平穩(wěn)地進(jìn)行從以可變氣門升程機(jī)構(gòu)為主體的吸入空氣量的控制轉(zhuǎn)移到以可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)為主體的吸入空氣量的控制。
技術(shù)方案3的發(fā)明是在技術(shù)方案1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1中，當(dāng)判斷為可動(dòng)部未與限制部抵接時(shí)，控制裝置根據(jù)檢測到的氣門升程Liftin控制可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)(圖21中的步驟80～82、84和圖22)。
根據(jù)該構(gòu)成，不僅在可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)，與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)地控制可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)，而且在可動(dòng)部不與限制部抵接時(shí)，執(zhí)行與氣門升程對(duì)應(yīng)的可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的控制。由此，在氣門升程達(dá)到臨界升程的時(shí)刻，已經(jīng)將可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的操作量控制為適于氣門升程的值，所以在伴隨氣門升程達(dá)到臨界升程，使與內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對(duì)應(yīng)的可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的控制開始時(shí)，能夠使可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的操作量迅速地變化為其適當(dāng)值而不會(huì)出現(xiàn)急劇的大的變化。由此，能夠使吸入空氣量平穩(wěn)地變化，因此能夠使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速無級(jí)地平穩(wěn)變化。
技術(shù)方案4的發(fā)明是在技術(shù)方案1至3中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1中，預(yù)定的控制算法包含預(yù)定的二自由度控制算法(圖14中的步驟54)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，利用包含預(yù)定的二自由度控制算法的控制算法來計(jì)算出控制輸入。因此，例如在使用目標(biāo)值濾波型二自由度控制算法作為二自由度控制算法的情況下，根據(jù)目標(biāo)值濾波算法能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門升程對(duì)目標(biāo)氣門升程的追隨速度，并且根據(jù)反饋控制算法能夠適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門升程對(duì)目標(biāo)氣門升程的追隨動(dòng)作。由此，能夠在避免發(fā)生過沖的同時(shí)使氣門升程高精度地追隨目標(biāo)氣門升程。其結(jié)果是，能夠可靠地減小可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)的沖擊力。
技術(shù)方案5的發(fā)明是在技術(shù)方案1至4中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1中，該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1還包括保持判斷裝置(ECU 2和圖16中的步驟74)，在判斷為可動(dòng)部與限制部抵接后，該保持判斷裝置對(duì)氣門升程Liftin是否保持于預(yù)定的臨界升程進(jìn)行判斷，當(dāng)保持判斷為裝置判斷為氣門升程Liftin保持于預(yù)定的臨界升程時(shí)，干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度增大(圖16中的步驟66)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在可動(dòng)部與限制部抵接后，由保持判斷裝置判斷為氣門升程保持于臨界升程時(shí)，將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為該干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度增大。由此，在可動(dòng)部與限制部抵接后，用于使上述氣門升程追隨目標(biāo)氣門升程的可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力、即將氣門升程保持于臨界升程的力增大。其結(jié)果是，在可動(dòng)部與限制部抵接后，不會(huì)因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的振動(dòng)等而使可動(dòng)部遠(yuǎn)離限制部，從而能夠?qū)⒖蓜?dòng)部可靠地保持為與限制部抵接的狀態(tài)。因此，能夠在防止可動(dòng)部的遠(yuǎn)離導(dǎo)致吸入空氣量變動(dòng)的同時(shí)，能夠高精度地進(jìn)行可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)對(duì)吸入空氣量的控制。
技術(shù)方案6的發(fā)明是在技術(shù)方案1至5中的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)1中，在判斷為可動(dòng)部與限制部抵接后，當(dāng)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd和氣門升程Liftin中的至少一方處在預(yù)定的臨界升程所限定的預(yù)定范圍內(nèi)并且是預(yù)定的臨界升程以外的值時(shí)，上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為干擾抑制參數(shù)對(duì)干擾的影響的抑制程度增大(圖16中的步驟61和66)。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在可動(dòng)部與限制部抵接后，當(dāng)目標(biāo)氣門升程和/或氣門升程處在上述的預(yù)定的范圍內(nèi)并且是預(yù)定的臨界升程以外的值時(shí)，將干擾抑制參數(shù)設(shè)定為對(duì)干擾的影響的抑制程度增大。由此，在伴隨可動(dòng)部與限制部的抵接的可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的控制的執(zhí)行過程中，當(dāng)通過與此并行執(zhí)行的氣門升程的控制使目標(biāo)氣門升程和/或氣門升程變成上述那樣的值時(shí)，即，一旦對(duì)氣門升程向使抵接的可動(dòng)部從限制部離開的方向進(jìn)行控制時(shí)，和/或氣門升程實(shí)際上按照那樣被控制時(shí)，能夠用于使氣門升程追隨目標(biāo)氣門升程的可動(dòng)部的驅(qū)動(dòng)力增大，因此能夠提高氣門升程對(duì)目標(biāo)氣門升程的追隨性。
因此，例如在可動(dòng)部與限制部抵接，氣門升程成為臨界升程的狀態(tài)下，在吸入空氣量向使可動(dòng)部從限制部離開的方向迅速變化的過渡時(shí)，能夠使吸入空氣量迅速地收斂為所希望的值，因此能夠確保良好的操縱性能。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的控制系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2是表示控制系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3是表示內(nèi)燃機(jī)的可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和排氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖4是表示可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可變氣門升程機(jī)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖5(a)是表示提升致動(dòng)器(lift actuator)的短臂與最大升程止擋件抵接的狀態(tài)的圖，圖5(b)是表示提升致動(dòng)器的短臂與最小升程止擋件抵接的狀態(tài)的圖。
圖6中，(a)是表示可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最大升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的氣門打開狀態(tài)的圖，(b)是表示可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最小升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的氣門打開狀態(tài)的圖。
圖7是表示可變氣門升程機(jī)構(gòu)的下連桿處于最大升程位置時(shí)的進(jìn)氣門的氣門升程曲線(實(shí)線)、和處于最小升程位置時(shí)的氣門升程曲線(雙點(diǎn)劃線)的圖。
圖8是表示由控制系統(tǒng)的ECU進(jìn)行的包括吸入空氣量控制處理在內(nèi)的處理的流程圖。
圖9是表示圖8的過電流判斷處理的流程圖。
圖10是表示圖8的吸入空氣量控制處理的流程圖。
圖11是表示用于計(jì)算在圖10的處理中使用的目標(biāo)吸入空氣量的起動(dòng)時(shí)用值Gcyl_cmd_crk的圖表的一例的圖。
圖12是表示用于計(jì)算在圖10的處理中使用的目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast的映射圖的一例的圖。
圖13是表示用于計(jì)算在圖10的處理中使用的目標(biāo)吸入空氣量的通常運(yùn)轉(zhuǎn)用值Gcyl_cmd_drv的映射圖的一例的圖。
圖14是表示圖10中的氣門升程控制處理的流程圖。
圖15是表示用于計(jì)算在圖14的處理中使用的目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的映射圖的一例的圖。
圖16是表示圖14中的抵接判斷處理的流程圖。
圖17是表示判斷參數(shù)計(jì)算部的方框圖。
圖18是表示第一濾波器的增益特性和相位特性的圖。
圖19是概略地表示升程偏差DL(k)、第一濾波值DLf(m)和判斷參數(shù)WVliftin(k)的功率譜的圖。
圖20是表示抵接判斷處理的動(dòng)作示例的圖。
圖21是表示圖10的節(jié)流控制處理的流程圖。
圖22是表示用于計(jì)算在圖21的處理中使用的目標(biāo)節(jié)氣門開度的通常時(shí)用值TH_cmd_op的映射圖的一例的圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1表示應(yīng)用本發(fā)明的控制系統(tǒng)1的內(nèi)燃機(jī)(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)”)3的概略結(jié)構(gòu)。如圖1和圖3所示，發(fā)動(dòng)機(jī)3是直列四缸DOHC型汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，其裝載在車輛(未圖示)中且具有四個(gè)氣缸3a和活塞3b(在圖中都只表示一個(gè))。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)3包括分別開閉各氣缸3a的進(jìn)氣口和排氣口的進(jìn)氣門4和排氣門7；用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門4且具有進(jìn)氣凸輪軸5和進(jìn)氣凸輪6的可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40；和用于驅(qū)動(dòng)排氣門7且具有排氣凸輪軸8和排氣凸輪9的排氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30。
進(jìn)氣門4的氣門桿4a滑動(dòng)自如地與導(dǎo)向件4b配合，該導(dǎo)向件4b固定在氣缸蓋3c上。在進(jìn)氣門4上設(shè)有上下的彈簧座4c、4d和配置在它們之間的氣門彈簧4e(參照?qǐng)D4)，通過該氣門彈簧4e對(duì)進(jìn)氣門4向氣門閉合方向施力。
進(jìn)氣凸輪軸5和排氣凸輪軸8分別通過未圖示的保持器旋轉(zhuǎn)自如地安裝在氣缸蓋3c上。另外，在進(jìn)氣凸輪軸5的一端部上同軸地固定有進(jìn)氣鏈輪，進(jìn)氣凸輪軸5通過該進(jìn)氣鏈輪和正時(shí)帶(都未作圖示)與曲軸3d連接。由此，曲軸3d每旋轉(zhuǎn)兩周，進(jìn)氣凸輪軸5旋轉(zhuǎn)一周。進(jìn)氣凸輪6與進(jìn)氣凸輪軸5一體地設(shè)置于每個(gè)氣缸3a內(nèi)。
可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40伴隨進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)而開閉各氣缸3a的進(jìn)氣門4，并且使進(jìn)氣門4的升程無級(jí)地變化。關(guān)于其詳細(xì)情況將在后面進(jìn)行敘述。此外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)氣門4的升程(以下稱為“氣門升程”)Liftin表示進(jìn)氣門4的最大行程。
排氣門7的氣門桿7a滑動(dòng)自如地與導(dǎo)向件7b配合，該導(dǎo)向件7b固定在氣缸蓋3c上。此外，在排氣門7上設(shè)有上下的彈簧座7c、7d和配置在它們之間的氣門彈簧7e。利用該氣門彈簧7e對(duì)排氣門7向氣門閉合方向施力。
在排氣凸輪軸8的一端部同軸固定有排氣鏈輪(未圖示)，排氣凸輪軸8通過該排氣鏈輪和上述正時(shí)帶與曲軸3d連接，由此，曲軸3d每旋轉(zhuǎn)兩周，排氣凸輪軸8旋轉(zhuǎn)一周。排氣凸輪9與排氣凸輪軸8一體地設(shè)在每個(gè)氣缸3a上。
排氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30具有搖臂31，通過使該搖臂31伴隨排氣凸輪9的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)，排氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)30一邊克服氣門彈簧7e的作用力，一邊開閉排氣門7。
在發(fā)動(dòng)機(jī)3上設(shè)有曲柄轉(zhuǎn)角傳感器20(運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置)和水溫傳感器21(運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置)。該曲柄轉(zhuǎn)角傳感器20由磁轉(zhuǎn)子和MRE(magnet resistance element磁阻元件)傳感器構(gòu)成，伴隨曲軸3d的旋轉(zhuǎn)，作為脈沖信號(hào)的CRK信號(hào)和TDC信號(hào)都輸出到控制系統(tǒng)1的后述的ECU 2中。
CRK信號(hào)每隔預(yù)定的曲柄轉(zhuǎn)角(例如10°)輸出，ECU 2根據(jù)該CRK信號(hào)來計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速(以下稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速”)NE。TDC信號(hào)是表示各氣缸3a的活塞3b位于比進(jìn)氣行程開始時(shí)的TDC位置略微處于近前的預(yù)定曲柄轉(zhuǎn)角位置的信號(hào)，在四缸類型的本例中，每隔曲柄轉(zhuǎn)角180°輸出TDC信號(hào)。
水溫傳感器21例如由熱敏電阻等構(gòu)成，并將表示發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW的檢測信號(hào)輸出給ECU 2。該發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW表示在發(fā)動(dòng)機(jī)3的氣缸體3e內(nèi)循環(huán)的冷卻水的溫度。
另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)3的進(jìn)氣管10中，從上游側(cè)依次設(shè)有空氣流量傳感器22、節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11(可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu))、節(jié)氣門開度傳感器23、進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓傳感器24、進(jìn)氣溫度傳感器25和燃料噴射閥12。
空氣流量傳感器22由熱線式氣流計(jì)構(gòu)成，檢測通過節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11的節(jié)氣門11a的吸入空氣量(以下稱為“TH通過吸入空氣量”)Gth，并將表示該吸入空氣量的檢測信號(hào)輸出給ECU 2。
節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11具有節(jié)氣門11a和使該節(jié)氣門11a開閉的TH致動(dòng)器11b。節(jié)氣門11a轉(zhuǎn)動(dòng)自如地設(shè)在進(jìn)氣管10上，并根據(jù)該轉(zhuǎn)動(dòng)的變化來改變吸入空氣量。TH致動(dòng)器11b是通過在電動(dòng)機(jī)上組合齒輪機(jī)構(gòu)(都未作圖示)而形成的，通過從ECU 2輸入與后述的節(jié)流控制輸入U(xiǎn)th對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)TH致動(dòng)器11b，由此控制節(jié)氣門11a的開度(以下稱為“節(jié)氣門開度”)TH。節(jié)氣門開度傳感器23檢測節(jié)氣門開度TH，并將表示該節(jié)氣門開度TH的檢測信號(hào)輸出給ECU 2。
另外，在節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)(未圖示)，在節(jié)流控制輸入U(xiǎn)th設(shè)定為后述的故障時(shí)用值Uth_fs時(shí)和因?yàn)閿嗑€等不能輸入給節(jié)流致動(dòng)器11b時(shí)，利用該鎖定機(jī)構(gòu)將節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11的動(dòng)作鎖定。即，禁止節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11改變節(jié)氣門開度TH，將節(jié)氣門開度TH保持為最小值TH_L。此外，該最小值TH_L設(shè)定為，在氣門升程Liftin保持為后述的最小值Liftin_L(預(yù)定的臨界升程)的情況下，確保預(yù)定的故障時(shí)用吸入空氣量。該故障時(shí)用吸入空氣量被設(shè)定為在車停止時(shí)能夠適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、同時(shí)在行駛過程中能夠維持低速行駛狀態(tài)。
進(jìn)氣管10的比節(jié)氣門11a下游側(cè)的部分為穩(wěn)壓罐(surge tank)10a，在該穩(wěn)壓罐10a上設(shè)有進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓傳感器24和進(jìn)氣溫度傳感器25。進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓傳感器24例如由半導(dǎo)體壓力傳感器等構(gòu)成，其檢測進(jìn)氣管10內(nèi)的絕對(duì)壓(以下稱為“進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓”)PBA，并將表示該進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓的檢測信號(hào)輸出給ECU 2。進(jìn)氣溫度傳感器25由熱敏電阻構(gòu)成，其檢測進(jìn)氣管10內(nèi)的溫度(以下稱為“進(jìn)氣溫度”)TA，并將其檢測信號(hào)輸出給ECU 2。
燃料噴射閥12把燃料噴射到進(jìn)氣管10內(nèi)，其燃料噴射正時(shí)和噴射量通過來自ECU2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行控制。
另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)3的氣缸蓋3c上安裝有火花塞13，該火花塞13的點(diǎn)火正時(shí)也通過ECU 2進(jìn)行控制(參照?qǐng)D2)。
接下來參照?qǐng)D4～圖7說明上述的可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40。該可變式進(jìn)氣門傳動(dòng)機(jī)構(gòu)40由進(jìn)氣凸輪軸5、進(jìn)氣凸輪6、可變氣門升程機(jī)構(gòu)50等構(gòu)成。
該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50伴隨進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)來開閉進(jìn)氣門4，并且使氣門升程Liftin在預(yù)定的最大值Liftin_H與最小值Liftin_L之間無級(jí)變化，該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50具有設(shè)在每個(gè)氣缸3a上的四節(jié)連桿式搖臂機(jī)構(gòu)51，和同時(shí)驅(qū)動(dòng)這些搖臂機(jī)構(gòu)51的提升致動(dòng)器60。
各搖臂機(jī)構(gòu)51由搖臂52和上下連桿53、54等構(gòu)成。該上連桿53的一端部轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝于固定在氣缸蓋3c上的搖臂軸56上，并且另一端部通過上銷55轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝在搖臂52的上端部。
另外，在搖臂52的上銷55上轉(zhuǎn)動(dòng)自如地設(shè)有輥57。該輥57與進(jìn)氣凸輪6的凸輪面抵接，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，該輥57被其凸輪面引導(dǎo)著在進(jìn)氣凸輪6上滾動(dòng)。由此，搖臂52沿上下方向被驅(qū)動(dòng)，并且上連桿53以搖臂軸56為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)而，在搖臂52的進(jìn)氣門4側(cè)的端部上安裝有調(diào)節(jié)螺栓52a。該調(diào)節(jié)螺栓52a與進(jìn)氣門4的氣門桿4a抵接，當(dāng)搖臂52伴隨進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)沿上下方向移動(dòng)時(shí)，一邊克服氣門彈簧4e的作用力一邊沿上下方向驅(qū)動(dòng)氣門桿4a，從而開閉進(jìn)氣門4。
另外，下連桿54的一端部通過下銷58轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝在搖臂52的下端部，在下連桿54的另一端部轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝有連接軸59。下連桿54通過該連接軸59與提升致動(dòng)器60的后述的短臂65(可動(dòng)部)連接。
提升致動(dòng)器60通過ECU 2被驅(qū)動(dòng)，如圖5所示，提升致動(dòng)器60具有電動(dòng)機(jī)61、螺母62、連桿63、長臂64和短臂65。該電動(dòng)機(jī)61與ECU2連接，并配置在發(fā)動(dòng)機(jī)3的氣缸蓋罩3f的外側(cè)。電動(dòng)機(jī)61的旋轉(zhuǎn)軸成為形成有外螺紋的螺紋軸61a，螺母62旋合在該螺紋軸61a上。連桿63的一端部通過銷63a轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝在螺母62上，另一端部通過銷63b轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝在長臂64的一端部。另外，長臂64的另一端部通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸66固定在短臂65的一端部。該轉(zhuǎn)動(dòng)軸66截面形成為圓形并轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支承于發(fā)動(dòng)機(jī)3的氣缸蓋罩3f上。長臂64和短臂65以轉(zhuǎn)動(dòng)軸66為中心而與轉(zhuǎn)動(dòng)軸66一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
進(jìn)而，在短臂65的與旋轉(zhuǎn)軸66相反側(cè)的端部上轉(zhuǎn)動(dòng)自如地安裝有上述的連接軸59，由此，短臂65通過連接軸59與下連桿54連接。另外，在短臂65的附近彼此隔開間隔地設(shè)有最小升程止擋件67a(限制部)和最大升程止擋件67b，通過這兩個(gè)止擋件67a、67b而如后所述那樣限制短臂65的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍。
接下來說明如上所述那樣構(gòu)成的可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的動(dòng)作。在該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中，當(dāng)將來自ECU 2的后述的升程控制輸入U(xiǎn)liftin(控制輸入)輸入提升致動(dòng)器60時(shí)，電動(dòng)機(jī)61的絲杠軸61a旋轉(zhuǎn)，螺母62隨之移動(dòng)，由此長臂64和短臂65以轉(zhuǎn)動(dòng)軸66為中心轉(zhuǎn)動(dòng)，并且連接軸59伴隨該短臂65的轉(zhuǎn)動(dòng)而移動(dòng)，由此使搖臂機(jī)構(gòu)51的下連桿54以下銷58為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。即，利用升程驅(qū)動(dòng)器60驅(qū)動(dòng)下連桿54。
如圖5(a)所示，當(dāng)短臂65向該圖中的逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，短臂65與最大升程止擋件67b抵接并被卡定。由此，下連桿54也被卡定在圖4中的實(shí)線所示的最大升程位置。另一方面，如圖5(b)所示，當(dāng)短臂65向該圖中的順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，短臂65與最小升程止擋件67a抵接并被卡定。由此，下連桿54也被卡定在圖4中的雙點(diǎn)劃線所示的最小升程位置。
如上所述，短臂65的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍被兩個(gè)止擋件67a、67b限制在圖5(a)所示的最大升程位置與圖5(b)所示的最小升程位置之間，由此，下連桿54的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍也被限制在圖4中的實(shí)線所示的最大升程位置與雙點(diǎn)劃線所示的最小升程位置之間。
在下連桿54位于最大升程位置的情況下，搖臂機(jī)構(gòu)51構(gòu)成為上銷55與下銷58的中心間的距離比搖臂軸56與連接軸59的中心間的距離長，由此，如圖6(a)所示，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，其與輥57抵接的抵接點(diǎn)的移動(dòng)量小于調(diào)節(jié)螺栓52a的移動(dòng)量。
另一方面，在下連桿54位于最小升程位置的情況下，搖臂機(jī)構(gòu)51構(gòu)成為上銷55與下銷58的中心間的距離比搖臂軸56與連接軸59的中心間的距離短，由此，如圖6(b)所示，當(dāng)進(jìn)氣凸輪6旋轉(zhuǎn)時(shí)，其與輥57的抵接點(diǎn)的移動(dòng)量大于調(diào)節(jié)螺栓52a的移動(dòng)量。
由此，當(dāng)下連桿54位于最大升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4以大于下連桿54處于最小升程位置時(shí)的氣門升程Liftin打開。具體來講，在進(jìn)氣凸輪6的旋轉(zhuǎn)過程中，當(dāng)下連桿54處于最大升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4按照?qǐng)D7中的實(shí)線所示的氣門升程曲線打開，氣門升程Liftin表示為最大值Liftin_H。另一方面，當(dāng)下連桿54處于最小升程位置時(shí)，進(jìn)氣門4按照?qǐng)D7中的雙點(diǎn)劃線所示的氣門升程曲線打開，氣門升程Liftin表示為最小值Liftin_L。
如上所述，在該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中，通過致動(dòng)器60使下連桿54在最大升程位置與最小升程位置之間轉(zhuǎn)動(dòng)，由此能夠在最大值Liftin_H與最小值Liftin_L之間無級(jí)地改變氣門升程Liftin。
另外，在該可變氣門升程機(jī)構(gòu)50上設(shè)有鎖定機(jī)構(gòu)(未圖示)，當(dāng)升程控制輸入U(xiǎn)liftin設(shè)定為后述的故障時(shí)用值Uliftin_fs，或者由于斷線等而未輸入到提升致動(dòng)器60中時(shí)，利用該鎖定機(jī)構(gòu)將可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的動(dòng)作鎖定。即，禁止可變氣門升程機(jī)構(gòu)50改變氣門升程Liftin，將氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L。此外，在節(jié)氣門開度TH保持為上述的最小值TH_L的情況下，該最小值Liftin_L設(shè)定為確保上述的故障時(shí)用吸入空氣量。
進(jìn)而，在發(fā)動(dòng)機(jī)3上設(shè)有轉(zhuǎn)角傳感器26(氣門升程檢測裝置)(參照?qǐng)D2)，該轉(zhuǎn)角傳感器26檢測短臂65的轉(zhuǎn)角θlift，并將表示該轉(zhuǎn)角θlift的檢測信號(hào)輸出至ECU 2。該短臂65的轉(zhuǎn)角θlift表示短臂65處于最大升程位置與最小升程位置之間的某個(gè)位置，ECU 2根據(jù)轉(zhuǎn)角θlift計(jì)算氣門升程Liftin。
另外，如圖2所示，將表示油門踏板(未圖示)的踏下量(以下稱為“油門開度”)AP的檢測信號(hào)從油門開度傳感器27(運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置)輸出至ECU 2，將表示實(shí)際上流過提升致動(dòng)器60的電動(dòng)機(jī)61的電流的值(以下稱為“電流值”)Imot的檢測信號(hào)從電流傳感器28輸出至ECU 2。
進(jìn)而，在車輛上設(shè)有點(diǎn)火開關(guān)(以下稱為“IG·SW”)29。該IG·SW29根據(jù)點(diǎn)火鑰匙(未圖示)的操作而向ECU 2輸出表示其接通/斷開狀態(tài)的信號(hào)。
ECU 2由微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該微型計(jì)算機(jī)由CPU、RAM、ROM和I/O接口(都未圖示)等構(gòu)成，該RAM通過備用電源在IG·SW 29處于OFF時(shí)也保持著已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。另外，ECU 2根據(jù)上述的各種傳感器和開關(guān)20～29的檢測信號(hào)等來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并控制氣門升程Liftin和節(jié)氣門開度TH，由此控制吸入空氣量。此外，在本實(shí)施方式中，利用ECU 2構(gòu)成運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置、抵接判斷裝置、控制裝置、氣門升程檢測裝置、目標(biāo)氣門升程確定裝置、控制輸入計(jì)算裝置、干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置和保持判斷裝置。
此外，上述的吸入空氣量的控制在發(fā)動(dòng)機(jī)3的低～高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)主要通過氣門升程Liftin進(jìn)行。另外，在極低～低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于吸入空氣量本來就小，要求細(xì)微地控制該吸入空氣量，所以通過在氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L的狀態(tài)下控制節(jié)氣門開度TH，來進(jìn)行吸入空氣量的控制。
接下來，參照?qǐng)D8說明由ECU 2進(jìn)行的包括上述的吸入空氣量控制在內(nèi)的處理。本處理每隔預(yù)定的控制周期ΔT(例如5msec)執(zhí)行。首先，在步驟1中執(zhí)行過電流判斷處理。本處理判斷是否因可變氣門升程機(jī)構(gòu)50中的可動(dòng)部件的固接或故障等引起提升致動(dòng)器60的電動(dòng)機(jī)61處于過電流狀態(tài)、即過負(fù)荷狀態(tài)。然后根據(jù)過電流判斷處理的結(jié)果來執(zhí)行吸入空氣量控制處理(步驟2)，結(jié)束本處理。
接下來，參照?qǐng)D9說明上述過電流判斷處理。首先，在步驟10中判斷第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2是否為“1”。當(dāng)該回答是NO時(shí)，判斷電流值Imot是否為預(yù)定的上限值Imot_max以上(步驟11)。
當(dāng)該回答是NO，并且Imot＜Imot_max時(shí)，判斷提升致動(dòng)器60不處在過電流、過負(fù)荷狀態(tài)，將累計(jì)值SImot設(shè)定為值0(步驟12)，然后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟11的回答是YES，并且Imot≥Imot_max時(shí)，通過下式(1)計(jì)算累計(jì)值SImot(步驟13)，并存儲(chǔ)在RAM內(nèi)。
SImot(k)＝SImot(k-1)+Imot(k)·Stime ……(1)在上述式(1)中，Stime是抽樣周期，在該情況下，Stime等于上述的控制周期ΔT。另外，帶記號(hào)(k)的數(shù)據(jù)表示與控制周期ΔT同步抽樣(或者計(jì)算)的離散數(shù)據(jù)，記號(hào)k表示各離散數(shù)據(jù)的抽樣循環(huán)的順序。例如，記號(hào)k表示在這次的控制正時(shí)所抽樣的值，記號(hào)k-1表示在上次的控制正時(shí)所抽樣的值。這點(diǎn)在以下的離散數(shù)據(jù)中也相同。此外，在以下的說明中，適當(dāng)?shù)厥÷愿麟x散數(shù)據(jù)中的記號(hào)(k)等。
如上述式(1)所示，累計(jì)值SImot通過將電流值Imot與抽樣周期Stime的積進(jìn)行累計(jì)而算出。在該情況下，由于電流值Imot與提升致動(dòng)器60的電動(dòng)機(jī)61的扭矩、即負(fù)荷成比例關(guān)系，所以累計(jì)值SImot表示提升致動(dòng)器60中的負(fù)荷的大小及其持續(xù)時(shí)間。
接下來判斷累計(jì)值SImot是否為預(yù)定的第一判斷值SImot_J1以上(步驟14)。該第一判斷值SImot_J1是用于判斷提升致動(dòng)器60是否處在過電流/過負(fù)荷狀態(tài)附近的狀況的閾值。當(dāng)該回答是NO時(shí)，結(jié)束本處理。另一方面，當(dāng)步驟14的回答是YES并且SImot≥SImot_J1時(shí)，判斷為提升致動(dòng)器60處在過電流、過負(fù)荷狀態(tài)附近的狀況，為了表示這一事實(shí)，將第一過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg1設(shè)置為“1”(步驟15)，并存儲(chǔ)在RAM內(nèi)。
接下來，判斷累計(jì)值SImot是否是預(yù)定的第二判斷值SImot_J2以上(步驟16)。該第二判斷值SImot_J2是用于判斷提升致動(dòng)器60是否處在過電流/過負(fù)荷狀態(tài)的、即可變氣門升程機(jī)構(gòu)50是否發(fā)生故障的閾值，將其設(shè)定為大于上述第一判斷值SImot_J1的值。
當(dāng)上述步驟16的回答是NO時(shí)，結(jié)束本處理。另一方面，當(dāng)上述步驟16的回答是YES并且SImot≥SImot_J2時(shí)，判斷為提升致動(dòng)器60處在過電流、過負(fù)荷狀態(tài)，可變氣門升程機(jī)構(gòu)50發(fā)生了故障，為了表示這一事實(shí)，將第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2設(shè)置為“1”(步驟17)，并存儲(chǔ)在RAM內(nèi)。接下來結(jié)束本處理。
如上所述，當(dāng)在步驟S17中將第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2設(shè)置為“1”時(shí)，上述步驟10的回答是YES，在該情況下，判斷重置標(biāo)識(shí)F_RESET是否為“1”(步驟18)。在預(yù)定的判斷處理中，該重置標(biāo)識(shí)F_RESET在預(yù)定的重置條件成立時(shí)設(shè)置為“1”。更具體地講，在維修時(shí)，當(dāng)執(zhí)行由外部診斷器進(jìn)行的重置動(dòng)作時(shí)，或者當(dāng)執(zhí)行電池撤除動(dòng)作時(shí)，判斷為預(yù)定的重置條件成立，并將重置標(biāo)識(shí)F_RESET設(shè)置為“1”。
當(dāng)該步驟18的回答是NO時(shí)，直接結(jié)束本處理。另一方面，當(dāng)步驟18的回答是YES時(shí)，將累計(jì)值SImot重置為值0，并將兩個(gè)標(biāo)識(shí)F_Imot_emg1和F_Imot_emg2都重置為“0”(步驟19)，然后執(zhí)行上述步驟11以后的步驟。
接下來，參照?qǐng)D10說明圖8中的步驟2的吸入空氣量控制處理。本處理計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin和節(jié)流控制輸入U(xiǎn)th，以便控制吸入空氣量。首先，在步驟30中判斷發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)標(biāo)識(shí)F_ENGSTART是否為“1”。該發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)標(biāo)識(shí)F_ENGSTART在未圖示的判斷處理中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和IG·SW29的輸出狀態(tài)，當(dāng)判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)正在起動(dòng)中即曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)設(shè)置為“1”。
當(dāng)上述步驟30的回答是YES，發(fā)動(dòng)機(jī)處在起動(dòng)中時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW檢索圖11所示的圖表，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的起動(dòng)時(shí)用值Gcyl_cmd_crk(步驟31)。如該圖所示，在該圖表中，目標(biāo)吸入空氣量的起動(dòng)時(shí)用值Gcyl_cmd_crk被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW越低則越大的值。這是因?yàn)?，發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW越低，發(fā)動(dòng)機(jī)3的摩擦越大，該起動(dòng)越困難，因此需要增大吸入空氣量。
然后，將目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述起動(dòng)時(shí)用值Gcyl_cmd_crk(步驟32)。接下來，如后所述，執(zhí)行氣門升程控制處理(步驟33)，并且執(zhí)行節(jié)流控制處理(步驟34)，然后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)上述步驟30的回答是NO，發(fā)動(dòng)機(jī)不處在起動(dòng)中時(shí)，判斷油門開度AP是否小于預(yù)定值A(chǔ)PREF(步驟35)。當(dāng)該回答是YES而未踏下油門踏板時(shí)，判斷催化劑暖機(jī)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tcat是否小于預(yù)定值Tcatlmt(步驟36)。該催化劑暖機(jī)計(jì)時(shí)器對(duì)催化劑暖機(jī)控制處理的執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，并由升計(jì)數(shù)器式計(jì)時(shí)器構(gòu)成。此外，進(jìn)行催化劑暖機(jī)控制處理，以便使設(shè)在發(fā)動(dòng)機(jī)3的排氣管中的排氣凈化用催化劑(都未圖示)活化。
當(dāng)該步驟36的回答是YES而Tcat＜Tcatlmt時(shí)，即在催化劑暖機(jī)控制的執(zhí)行中時(shí)，根據(jù)催化劑暖機(jī)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值Tcat和發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW檢索圖12所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast(步驟37)。在該圖中，TW1～TW3是發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW的第一～第三預(yù)定值(TW1＜TW2＜TW3)。此外，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫T是第一～第三預(yù)定值TW1～TW3以外的值時(shí)，通過內(nèi)插運(yùn)算來計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast。
另外，目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW越低則越大的值。這是因?yàn)椋l(fā)動(dòng)機(jī)水溫TW越低，催化劑的活性化所需的時(shí)間從根本上變長，所以通過增大排氣體積，進(jìn)一步縮短催化劑活化所需的時(shí)間。進(jìn)而，在該映射圖中，目標(biāo)吸入空氣量的催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast被設(shè)定為在催化劑暖機(jī)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值Teat小的區(qū)域中計(jì)時(shí)值Tcat越大則越大的值，在計(jì)時(shí)值Tcat大的區(qū)域中計(jì)時(shí)值Tcat越大則越小的值。這是因?yàn)?，伴隨催化劑暖機(jī)控制的執(zhí)行時(shí)間增長，發(fā)動(dòng)機(jī)3的暖機(jī)繼續(xù)，由此使摩擦減小，所以在該情況下，如果目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd不減少，則為了把發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE維持在目標(biāo)值而使點(diǎn)火時(shí)間成為被過剩地滯后控制狀態(tài)，從而導(dǎo)致燃燒狀態(tài)不穩(wěn)定。
接下來，將目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述催化劑暖機(jī)用值Gcyl_cmd_ast(步驟38)，然后執(zhí)行上述步驟33以后的步驟。
另一方面，當(dāng)上述步驟35或36的回答是NO時(shí)，即踏下油門踏板時(shí)或者當(dāng)Tcat≥Tcatlmt時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP檢索圖13所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)吸入空氣量的通常運(yùn)轉(zhuǎn)用值Gcyl_cmd_drv(步驟39)。在該圖中，AP1～AP3是油門開度AP的第一～第三預(yù)定值(AP1＞AP2＞AP3)。此外，在油門開度AP是第一～第三預(yù)定值A(chǔ)P1～AP3以外的值時(shí)，則通過內(nèi)插運(yùn)算而進(jìn)行計(jì)算。
在該映射圖中，目標(biāo)吸入空氣量的通常運(yùn)轉(zhuǎn)用值Gcyl_cmd_drv被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE越高或者油門開度AP越大則越大的值。這是因?yàn)?，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE越高，或者油門開度AP越大，則發(fā)動(dòng)機(jī)3的負(fù)荷高，由此要求更大的吸入空氣量。
接下來，將目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd設(shè)定為上述通常運(yùn)轉(zhuǎn)用值Gcyl_cmd_drv(步驟40)，然后執(zhí)行上述步驟33以后的步驟。
接下來，參照?qǐng)D14說明圖10中的步驟33的氣門升程控制處理。本處理對(duì)用于控制可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的上述的升程控制輸入U(xiǎn)liftin進(jìn)行計(jì)算。首先，在步驟50中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE和在上述步驟32、38或40中設(shè)定的目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd檢索圖15所示的映射圖，由此計(jì)算作為氣門升程Liftin的目標(biāo)值的目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。在該映射圖中，Gcyl_cmd1～Gcyl_cmd3是目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的第一～第三預(yù)定值(Gcyl_cmd1＜Gcyl_cmd2＜Gcyl_cmd3)。此外，當(dāng)目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd是第一～第三預(yù)定值Gcyl_cmd1～Gcyl_cmd3以外的值時(shí)，則通過內(nèi)插運(yùn)算求得。
另外，在上述映射圖中，目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd被設(shè)定為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE越高或者目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd越大則越大的值。這是因?yàn)?，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE越高，或者目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd越大，則對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)3所要求的輸出就越大，由此要求更大的吸入空氣量。進(jìn)而，當(dāng)目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd是第一預(yù)定值Gcyl_cmd1，并且發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速NE是預(yù)定值NEREF(例如1100rpm)時(shí)，目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd被設(shè)定為比上述氣門升程Liftin的最小值Liftin_L略大的預(yù)定值Liftin_stb。進(jìn)而，當(dāng)Gcyl_cmd＝Gcyl_cmd1且NE＜NEREF時(shí)，即發(fā)動(dòng)機(jī)3處在極低～低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd被設(shè)定為小于最小值Liftin_L的值。這是因?yàn)椋徽摱瘫?5或最小升程止擋件67a的批量生產(chǎn)所帶來的個(gè)體差異或時(shí)效變化，當(dāng)處在如上所述的極低～低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，通過使短臂65與最小升程止擋件67a可靠地抵接，都將氣門升程Liftin可靠地保持為最小值Liftin_L。
接下來，判斷前面敘述的第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2是否為“1”(步驟51)。當(dāng)該回答是YES，可變氣門升程機(jī)構(gòu)50發(fā)生了故障時(shí)，將升程控制輸入U(xiǎn)_Liftin設(shè)定為預(yù)定的故障時(shí)用值U_Liftin_fs(步驟52)，然后結(jié)束本處理。由此，如上所述，將氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L，從而在駐車時(shí)能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，同時(shí)能夠在行駛過程中維持低速行駛狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)步驟51的回答是NO，F(xiàn)_Imot_emg2＝0，即可變氣門升程機(jī)構(gòu)50正常時(shí)，執(zhí)行后述的抵接判斷處理(步驟53)，并且計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin(步驟54)，然后結(jié)束本處理。
該升程控制輸入U(xiǎn)liftin的計(jì)算是根據(jù)氣門升程Liftin和在上述步驟50中算出的目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，按照下面的式子(2)～(8)所示的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式(sliding mode)控制算法進(jìn)行的。即，升程控制輸入U(xiǎn)liftin作為用于使氣門升程Liftin追隨并收斂于目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的值進(jìn)行計(jì)算。
數(shù)1Liftin_cmd_f(k)＝-POLE_f_lf·Liftin_cmd_f(k-1)+(1+POLE_f_lf)·Liftin_cmd(k) .....(2)Uliftin(k)＝Ueq_lf(k)+Urch_lf(k)+Uadp_lf(k) .....(3)Ueq_lf(k)=1b1_lf{(1-a1_lf-POLE_lf)·Liftin(k)]]>+(POLE_lf-a2_lf)·Liftin(k-1)-b2_lf·Uliftin(k-1)]]>+Liftin_cmd_f(k)+(POLE_lf-1)·Liftin_cmd_f(k-1)]]>-POLE_lf·Liftin_cmd_f(k-2)}---(4)]]>Urch_lf(k)=-Krch_lfb1_lf·σ_lf(k)---(5)]]>σ_lf(k)＝E_lf(k)+POLE_lf·E_lf(k-1) .....(6)E_lf(k)＝Liftin(k)-Liftin_cmd_f(k-1) .....(7)Uadp_lf(k)=-Kadp_lfb1_lf·Σl=0kσ_lf(1)---(8)]]>在該控制算法中，首先按照式(2)所示的目標(biāo)值濾波算法即一次延遲濾波算法，算出目標(biāo)氣門升程的濾波值Liftin_cmd_f。在該式(2)中，POLE_f_lf是目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)，在上述步驟53的抵接判斷處理中，POLE_f_lf被設(shè)定為使-1＜POLE_f_lf＜0的關(guān)系成立的值。
接下來按照式(3)～(8)所示的滑動(dòng)模式控制算法來計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin。即，如式(3)所示，將升程控制輸入U(xiǎn)liftin計(jì)算作為等價(jià)控制輸入U(xiǎn)eq_lf、趨近律輸入U(xiǎn)rch_lf和自適應(yīng)律輸入U(xiǎn)adp_lf的總和。
等價(jià)控制輸入U(xiǎn)eq_lf使用式(4)算出。在該式(4)中，a1_lf、a2_lf、b1_lf、b2_lf表示后述的式(9)的設(shè)備模型(plant model)的模型參數(shù)，并分別設(shè)定為預(yù)定值。另外，POLE_lf是切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)(干擾抑制參數(shù))，在抵接判斷處理中，其設(shè)定為使-1＜POLE_lf＜0的關(guān)系成立的值。
另外，趨近律輸入U(xiǎn)rch_lf使用式(5)算出。在該式(5)中，Krch_lf表示預(yù)定的趨近律增益，σ_lf是按照式(6)所示定義的切換函數(shù)。該式(6)的E_lf是利用式(7)算出的追隨誤差。進(jìn)而，自適應(yīng)律輸入U(xiǎn)adp_lf由式(8)算出。在該式中，Kadp_lf表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益。
以上的式(2)～(8)如以下那樣導(dǎo)出。即，如果將設(shè)備定義為升程控制輸入U(xiǎn)liftin作為輸入、氣門升程Liftin作為控制量的系統(tǒng)，并且將設(shè)備作為離散時(shí)間系統(tǒng)模型進(jìn)行模型化，則得到下式(9)。根據(jù)該式(9)的模型，應(yīng)用目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制理論，使氣門升程Liftin追隨并收斂于目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd，則導(dǎo)出上述式(2)～(8)。
數(shù)2Liftin(k+1)＝al_lf·Liftin(k)+a2_lf·Liftin(k-1)+b1_lf·Uliftin(k)+b2_lf·Uliftin(k-1).....(9)以上的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法具有以下的特性。即，通過在-1＜POLE_f_lf＜0的范圍內(nèi)改變目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf，使目標(biāo)氣門升程的濾波值Liftin_cmd_f對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨速度、即氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨速度變化。具體來講，目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf的值越接近-1，該追隨速度越低。因此，把目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf設(shè)定為更接近值-1的值，從而使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd時(shí)的升程控制輸入U(xiǎn)liftin變小，其結(jié)果是，電流值Imot變得更小，并且用于使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的短臂65的驅(qū)動(dòng)力變得更小。
另外，通過在-1＜POLE_lf＜0的范圍內(nèi)改變切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf，使追隨誤差E_lf向值0的收斂速度和收斂動(dòng)作、即氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨速度和追隨動(dòng)作變化。換言之，施加于提升致動(dòng)器60的干擾的影響的抑制程度(以下簡稱為“干擾抑制程度”)變化。具體來講，切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf越接近值-1，越允許產(chǎn)生更大的追隨誤差E_lf，干擾抑制程度越低。因此，通過把切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf設(shè)定為更接近值-1的值，產(chǎn)生追隨誤差E_lf時(shí)的升程控制輸入U(xiǎn)liftin變小，其結(jié)果是，電流值Imot變得更小，并且用于使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的短臂65的驅(qū)動(dòng)力變得更小。
接下來，參照?qǐng)D16說明圖14的上述步驟53的抵接判斷處理。本處理對(duì)可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的短臂65是否與最小升程止擋件67a抵接進(jìn)行判斷，并且根據(jù)該判斷結(jié)果來設(shè)定切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf。
首先，在步驟60中計(jì)算判斷參數(shù)WVliftin。該判斷參數(shù)WVliftin用于判斷短臂65是否與最小升程止擋件67a抵接，根據(jù)升程偏差DL(k)，利用圖17所示的判斷參數(shù)計(jì)算部70來計(jì)算該判斷參數(shù)WVliftin。該升程偏差DL(k)是氣門升程本次值Liftin(k)與上次值Liftin(k-1)的偏差(＝Liftin(k)-Liftin(k-1))。此外，上述判斷參數(shù)計(jì)算部70由ECU 2構(gòu)成。
判斷參數(shù)計(jì)算部70具有第一濾波器71、第一采樣器72、第二濾波器73和第二采樣器74。
第一濾波器71是低通濾波器，具有圖18所示的增益特性和相位特性，每隔上述的控制周期ΔT，對(duì)上述的升程偏差DL(k)進(jìn)行抽樣并進(jìn)行濾波，由此生成第一濾波值DLf(k)，并輸出給第一采樣器72。具體來講，在升程偏差DL(k)中，除去相當(dāng)于升程偏差DL(k)的抽樣頻率的1/2頻率的預(yù)定的第一頻率ω以上的頻域的成分。另外，相對(duì)于升程偏差DL(k)中的低于第一頻率ω的預(yù)定頻率ωref以下的低頻域LωA的成分的增益被設(shè)定為大于值1的預(yù)定值GREF，由此，該低頻域LωA的成分被放大。此外，第一濾波值DLf(k)由下式(10)算出(生成)。
DLf(k)＝α·DL(k)+α·DL(k-1) ......(10)式中，α是預(yù)定值(例如0.7071)。
第一采樣器72對(duì)每控制周期ΔT輸入的第一濾波值DLf(k)每隔一個(gè)進(jìn)行抽樣從而間隔取樣，然后把進(jìn)行抽樣的第一濾波值DLf(m)輸出到第二濾波器73。
第二濾波器73與第一濾波器70大致同樣地構(gòu)成，通過對(duì)所輸入的第一濾波值DLf(m)進(jìn)行濾波，生成第二濾波值DLf’(m)，并輸出給第二采樣器74。具體來講，第二濾波器73除去第一濾波值DLf(m)中的、與第一濾波值DLf(m)的輸入周期對(duì)應(yīng)的頻率的1/2的頻率，即作為上述第一頻率ω的1/2頻率的預(yù)定的第二頻率ω/2以上的頻域的成分。另外，相對(duì)于第一濾波值DLf(m)中的、低于第二頻率ω/2的預(yù)定頻率以下的低頻域的增益設(shè)定為大于值1的預(yù)定值，由此，該低頻域的成分放大。此外，第二濾波值DLf’(m)由下式(11)算出(生成)。
DLf’(m)＝α·DLf(m)+α·DLf(m-1) ......(11)第二采樣器74對(duì)所輸入的第二濾波值DLf’(m)每隔一個(gè)進(jìn)行抽樣從而間隔取樣，作為判斷參數(shù)WVliftin(k)進(jìn)行輸出。
如上所述，通過對(duì)升程偏差DL反復(fù)施行上述的濾波處理和間隔取樣處理，算出(生成)判斷參數(shù)WVliftin。由此，如圖19所示，算出判斷參數(shù)WVliftin，以便除去高頻域的成分所含有的噪聲并且使升程偏差DL的低頻域的成分放大，由此，得到升程偏差DL的SN比作為改善后的值。另外，由于上述的濾波處理具有微分的功能，所以如上所述那樣算出的判斷參數(shù)WVliftin表示氣門升程Liftin的變化率的微分值、即進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的短臂65的加速度。
回到圖16，在上述步驟60接下來的步驟61中，判斷氣門升程Liftin和在圖14的上述步驟50中算出的目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd是否都是上述的預(yù)定值Liftin_stb以下。
當(dāng)該回答是NO時(shí)，在步驟62、63和64中，將低升程標(biāo)識(shí)F_lowlift、保持標(biāo)識(shí)F_pressmod和抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod分別重置為“0”。然后判斷在圖9的上述步驟15中設(shè)置的第一過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg1是否為“1”(步驟65)。
當(dāng)該回答是NO時(shí)，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為預(yù)定的通常時(shí)用值POLE_base和POLE_f_base(例如分別是-0.4，-0.9)(步驟66)，然后結(jié)束本處理。
另一方面，當(dāng)步驟65的回答是YES且F_Imot_emg1＝1、即升程驅(qū)動(dòng)器60處在接近過電流/過負(fù)荷狀態(tài)的狀況時(shí)，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為預(yù)定的過電流時(shí)用值POLE_imot和POLE_f_imot(步驟67)，然后結(jié)束本處理。
該過電流時(shí)用值POLE_imot設(shè)定為比上述的通常時(shí)用值POLE_base更接近值-1的值(-1＜POLE_imot＜POLE_base)，例如設(shè)定為-0.8。另外，目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)的過電流時(shí)用值POLE_f_imot設(shè)定為比上述的通常時(shí)用值POLE_f_base更接近值-1的值(-1＜POLE_f_imot＜POLE_f_base)，例如設(shè)定為-0.95。這樣設(shè)定是因?yàn)?，如上所述，切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf越接近值-1，電流值Imot越小，利用這一點(diǎn)，避免提升致動(dòng)器60達(dá)到過電流/過負(fù)荷狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)上述步驟61的回答是YES并且氣門升程Liftin和目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd都在預(yù)定值Liftin_stb以下且非常小時(shí)，在接下來的步驟68以后的步驟中判斷短臂65是否與最小升程止擋件67a抵接。首先在步驟68中，采取將氣門升程Liftin控制在低升程側(cè)，為了表示這一點(diǎn)，將低升程標(biāo)識(shí)F_lowlift設(shè)置為“1”。
接下來，在步驟69和70中，分別判斷保持標(biāo)識(shí)F_pressmod和抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod是否為“1”。當(dāng)這些回答都是NO時(shí)，判斷在上述步驟60中算出的判斷參數(shù)WVliftin是否在預(yù)定的第一判斷值WVcol1(例如-3)以下(步驟71)。≤當(dāng)該回答是NO時(shí)，執(zhí)行上述步驟63以后的步驟。另一方面，當(dāng)步驟71的回答是YES，判斷參數(shù)WVliftin是第一判斷值WVcol1以下時(shí)，判斷為短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接。這樣判斷是因?yàn)椋缟纤?，判斷參?shù)WVliftin標(biāo)識(shí)表示轉(zhuǎn)動(dòng)的短臂65的加速度，所以由于WVliftin≤WVcol1的成立，短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接，由此能夠推斷短臂65的加速度開始減小。接下來，為了表示短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接，將抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod設(shè)置為“1”(步驟72)。接下來，接受該判斷，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為預(yù)定的抵接開始時(shí)用值POLE_low和POLE_f_low(步驟73)，然后結(jié)束本處理。
該抵接開始時(shí)用值POLE_low設(shè)定為比上述的過電流時(shí)用值POLE_imot更接近值-1的值(-1＜POLE_low＜POLE_imot＜POLE_base)，例如設(shè)定為-0.99。另外，目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)的抵接開始時(shí)用值POLE_f_low設(shè)定為比上述的過電流時(shí)用值POLE_f_imot更接近值-1的值(-1＜POLE_f_low＜POLE_f_imot＜POLE_f_base)，例如是-0.97。
當(dāng)由上述步驟72將抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod設(shè)置為“1”時(shí)，上述步驟70的回答是YES，在該情況下，對(duì)判斷參數(shù)WVliftin是否是第二判斷值WVcol2(例如-3)以上進(jìn)行判斷(步驟74)。
當(dāng)該回答是NO時(shí)，執(zhí)行上述步驟72以后的步驟。另一方面，當(dāng)該回答是YES且判斷參數(shù)WVliftin是第二判斷值WVcol2以上時(shí)、即當(dāng)?shù)椭恋谝慌袛嘀礧Vcol1以下的判斷參數(shù)WVliftin增加到第二判斷值WVcol2以上時(shí)，判斷為短臂65的加速度超過減小的頂點(diǎn)，結(jié)束短臂65與最小升程止擋件67a的抵接，將氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L。接下來，為了表示這一點(diǎn)，將保持標(biāo)識(shí)F_pressmod設(shè)置為“1”(步驟75)。然后執(zhí)行上述步驟64以后的步驟。另外，當(dāng)在該步驟75中將保持標(biāo)識(shí)F_pressmod設(shè)置為“1”時(shí)，上述步驟69的回答成為YES，在該情況下，執(zhí)行上述步驟64以后的步驟。
圖20表示進(jìn)行上述的抵接判斷處理的情況下的動(dòng)作例。此外，該動(dòng)作例表示從上述的第一判斷值WVcol1和第二判斷值WVcol2設(shè)定為相同的值，并且氣門升程Liftin從收斂于目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的狀態(tài)，伴隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的減小直到最小值Liftin_L，對(duì)氣門升程Liftin進(jìn)行控制的情況下的動(dòng)作。
如該圖所示，當(dāng)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd開始減小時(shí)(時(shí)刻t1)，氣門升程Liftin減小以使收斂于目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。然后，當(dāng)氣門升程Liftin接近最小值Liftin_L時(shí)，判斷參數(shù)WVliftin開始急劇減小。進(jìn)而，當(dāng)氣門升程Liftin減小到最小值Liftin_L，短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接時(shí)，判斷參數(shù)WVliftin低于第一判斷值WVcol1(時(shí)刻t2)。因此，當(dāng)WVliftin≤WVcol1時(shí)(步驟71YES)能夠判斷為短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接。另外，伴隨于此，至此將設(shè)定為通常時(shí)用值POLE_base的切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf設(shè)定為更接近值-1的抵接開始時(shí)用值POLE_low(步驟73)。
進(jìn)而，然后當(dāng)短臂65對(duì)最小升程止擋件67a的抵接結(jié)束，升程Liftin保持在最小值Liftin_L時(shí)，判斷參數(shù)WVliftin從減小的狀態(tài)增加，并超過第二判斷值WVcol2(時(shí)刻t3)。因此，在判斷參數(shù)WVliftin成為第一判斷值WVcol1以下之后且成為第二判斷值WVcol2以上時(shí)(步驟74YES)，能夠判斷為氣門升程Liftin被保持在最小值Liftin_L。另外，伴隨于此，已設(shè)定為抵接開始時(shí)用值POLE_low的切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf被設(shè)定為通常時(shí)用值POLE_base(步驟66)。
如上所述，根據(jù)上述的抵接判斷處理，當(dāng)氣門升程Liftin大于預(yù)定值Liftin_stb時(shí)(步驟61NO)，即在氣門升程Liftin未保持在最小值Liftin_L而以氣門升程Liftin為主體控制吸入空氣量的情況下，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為接近值0的通常時(shí)用值POLE_base和POLE_f_base(步驟66)。由此確保氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的良好的追隨性。
另外，當(dāng)判斷為短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接時(shí)(步驟71YES)，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為抵接開始時(shí)用值POLE_low和POLE_f_low(步驟73)。
如上所述，這些抵接開始時(shí)用值POLE_low和POLE_f_low分別設(shè)定為比通常時(shí)用值POLE_base和POLE_f_base更接近于值-1的值。由此，當(dāng)短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接時(shí)，從上述的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法的特性可知，能夠減小用于使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的短臂65的驅(qū)動(dòng)力。其結(jié)果是，能夠減小短臂65與最小升程止擋件67a抵接時(shí)的沖擊力，因此能夠避免短臂或最小升程止擋件67a的變形，所以能夠延長可變氣門升程機(jī)構(gòu)50的使用壽命。
另外，在短臂65與最小升程止擋件67a抵接之前的期間，由于確保了短臂65的驅(qū)動(dòng)力，所以氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨速度不會(huì)降低，能夠迅速地將吸入空氣量控制為適當(dāng)值。其結(jié)果是，能夠確保穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，由此能夠確保良好的操縱性能。進(jìn)而，由于不需要在短臂65和最小升程止擋件67a上添加緩沖材料，所以與設(shè)置緩沖材料的情況不同，能夠避免因最小值Liftin_L中的氣門升程Liftin的不均導(dǎo)致吸入空氣量的不均，并且能夠避免因添加緩沖材料導(dǎo)致制造成本的上升和設(shè)計(jì)的自由度的降低。
另外，在判斷為短臂65和最小升程止擋件67a抵接后，在判斷為氣門升程Liftin保持在最小值Liftin_L時(shí)(步驟74YES)，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為通常時(shí)用值POLE_base和POLE_f_base(步驟66)。由此，用于使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的短臂65的驅(qū)動(dòng)力，即將氣門升程Liftin保持在最小值Liftin_L的力增大。其結(jié)果是，在使短臂65與最小升程止擋件67a抵接后，短臂65不會(huì)因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)3的振動(dòng)等而遠(yuǎn)離最小升程止擋件67a，從而能夠?qū)⒍瘫?5可靠地保持在與最小升程止擋件67a抵接的狀態(tài)。
進(jìn)而，在短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接后，在抵接結(jié)束之前的期間，當(dāng)將目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd設(shè)定為大于預(yù)定值Liftin_stb的值，以增大氣門升程Liftin的方式進(jìn)行控制時(shí)，上述步驟61的回答變成NO，執(zhí)行上述步驟66。其結(jié)果是，將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf和目標(biāo)值濾波設(shè)定參數(shù)POLE_f_lf分別設(shè)定為通常時(shí)用值POLE_base和POLE_f_base。
由此，如上所述，在短臂65剛剛開始與最小升程止擋件67a抵接后，在根據(jù)駕駛者的加速要求等而增加氣門升程Liftin的情況下，能夠使短臂65的驅(qū)動(dòng)力從至此之前的降低的狀態(tài)立即增大。其結(jié)果是，能夠提高氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨性，因此能夠使吸入空氣量迅速地增加至適當(dāng)值，因而能夠確保良好的操縱性能。
另外，判斷參數(shù)WVliftin表示根據(jù)短臂65與最小升程止擋件67a的實(shí)際的抵接狀況變化的短臂65的加速度，由于使用該判斷參數(shù)WVliftin進(jìn)行抵接判斷，所以與根據(jù)由傳感器等直接檢測到的短臂65的位置進(jìn)行該判斷的情況不同，不會(huì)受到因短臂65或最小升程止擋件67a的批量生產(chǎn)帶來的個(gè)體差或時(shí)效變化導(dǎo)致的磨損的影響，能夠高精度地進(jìn)行。而且，如上所述，判斷參數(shù)WVliftin是作為將升程偏差DL的SN比進(jìn)行了改善的值而得到的，所以能夠在抑制升程偏差DL所含有的噪聲的影響的同時(shí)，更高精度地進(jìn)行抵接判斷。
接下來，參照?qǐng)D21說明圖10中的上述步驟34的節(jié)流控制處理。首先，在步驟80中判斷上述的抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod、保持標(biāo)識(shí)F_pressmod和第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2中的任一個(gè)是否為“1”。
當(dāng)該回答是NO，抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod、保持標(biāo)識(shí)F_pressmod和第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2都是“0”時(shí)，即短臂65未與最小升程止擋件67a抵接，在執(zhí)行以氣門升程Liftin為主體的吸入空氣量控制時(shí)，根據(jù)氣門升程Liftin和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE檢索圖22所示的映射圖，由此計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度的通常時(shí)用值TH_cmd_op(步驟81)。在該圖中，NE1～NE3是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE的第一～第三預(yù)定值(NE1＞NE2＞NE3)。此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE是第一～第三預(yù)定值NE1～NE3以外的值時(shí)，通過內(nèi)插運(yùn)算來計(jì)算通常時(shí)用值TH_cmd_op。
另外，在上述映射圖中，氣門升程Liftin越大或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高，則通常時(shí)用值TH_cmd_op被設(shè)定為更大的值。這是因?yàn)椋瑲忾T升程Liftin越大，或者發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE越高，發(fā)動(dòng)機(jī)3的負(fù)荷就越高，由此要求更大的吸入空氣量。
接下來，將目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd設(shè)定為上述通常時(shí)用值TH_cmd_op(步驟82)。然后判斷節(jié)流故障標(biāo)識(shí)F_THNG是否為“1”(步驟83)。當(dāng)在故障判斷處理(未圖示)中判斷為節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11發(fā)生了故障時(shí)，該節(jié)流故障標(biāo)識(shí)F_THNG被設(shè)置為“1”。
當(dāng)該步驟83的回答是NO，節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11為正常時(shí)，按照下式(12)～(15)所示的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法來計(jì)算節(jié)流控制輸入U(xiǎn)th，以使節(jié)氣門開度TH追隨并收斂于目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd(步驟84)，然后結(jié)束本處理。
數(shù)3

Uth(k)=-Krch_th·σ_th(k)-Kadp_th·Σi=0kσ_th(i)---(12)]]>σ_th(k)＝E_th(k)+pole_th·E_th(k-1).....(13)E_th(k)＝TH(k)-TH_cmd_f(k) .....(14)TH_cmd_f(k)＝-pole_f_th·TH_cmd_f(k-1)+(1+pole_f_th)·TH_cmd(k).....(15)在該式(12)中，Krch_th表示預(yù)定的趨近律增益，Kadp_th表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益，σ_th是如式(13)所示定義的切換函數(shù)。另外，在式(13)中，E_th是由式(14)算出的追隨誤差。而且，在式(14)中，TH_cmd_f是目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd的濾波值，通過式(15)所示的目標(biāo)值濾波算法(一次延遲濾波算法)進(jìn)行計(jì)算。
另一方面，當(dāng)上述步驟83的回答是YES且F_THNG＝1時(shí)，即節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11發(fā)生了故障時(shí)，將節(jié)流控制輸入U(xiǎn)th設(shè)定為上述的故障時(shí)用值Uth_fs(步驟85)，然后結(jié)束本處理。由此，如上所述，將節(jié)氣門開度TH保持為最小值TH_L，由此在駐車中能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行怠速運(yùn)轉(zhuǎn)或發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)，同時(shí)在行駛中能夠維持低速行駛狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)上述步驟80的回答是YES且抵接開始標(biāo)識(shí)F_contmod、保持標(biāo)識(shí)F_pressmod和第二過電流判斷標(biāo)識(shí)F_Imot_emg2中的任一個(gè)是“1”時(shí)，即短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接時(shí)，或者氣門升程Liftin保持在最小值Liftin_L時(shí)，判斷油門開度AP和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE是否分別小于停機(jī)判斷用的預(yù)定值A(chǔ)P_IDLE和預(yù)定值NE_IDLE(步驟86)。
當(dāng)該回答是NO，發(fā)動(dòng)機(jī)3處于停機(jī)以外的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，按照下式(16)～(19)所示的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法來計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度的升程保持時(shí)用值TH_cmd_gc，以使實(shí)際的吸入空氣量Gcyl追隨并收斂于由圖10中的上述步驟32、38或40所設(shè)定的目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd(步驟87)。然后將目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd設(shè)定為該升程保持時(shí)用值TH_cmd_gc(步驟88)，然后執(zhí)行上述步驟83以后的步驟。此外，使用上述的TH通過吸入空氣量Gth、進(jìn)氣管內(nèi)絕對(duì)壓PBA和進(jìn)氣溫度TA，按照下式(20)計(jì)算實(shí)際的吸入空氣量Gcyl。
數(shù)4TH_cmd_gc(k)=-Krch_gc·σ_gc(k)-Kadp_gc·Σi=0kσ_gc(i)---(16)]]>σ_gc(k)＝E_gc(k)+pole_gc·E_gc(k-1) .....(17)E_gc(k)＝Gcyl(k)-Gcyl_cmd_f(k).....(18)Gcyl_cmd_f(k)＝-pole_f_gc·Gcyl_cmd_f(k-1)+(1+pole_f_gc)·Gcyl_cmd(k).....(19)數(shù)5Gcyl(k)=Gth(k)-VB·[PBA(k)-PBA(k-1)]P·TA---(20)]]>在該式(20)中，VB表示進(jìn)氣管內(nèi)體積，R表示預(yù)定的氣體常數(shù)。另外，在上述式(16)中，Krch_gc表示預(yù)定的趨近律增益，Kadp_gc表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益，σ_gc是如式(17)所示定義的切換函數(shù)。另外，在式(17)中，E_gc是由式(18)算出的追隨誤差。進(jìn)而，在式(18)中，Gcyl_cmd_f是目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd的濾波值，按照式(19)所示的目標(biāo)值濾波算法(一次延遲濾波算法)進(jìn)行計(jì)算。
另一方面，當(dāng)上述步驟86的回答是YES，發(fā)動(dòng)機(jī)3處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，按照下式(21)～(24)所示的目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法來計(jì)算目標(biāo)節(jié)氣門開度的停機(jī)時(shí)用值TH_cmd_ne，以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE追隨并收斂于預(yù)定的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE_cmd(例如650rpm)(步驟89)。接下來，將目標(biāo)節(jié)氣門開度TH_cmd設(shè)定為該停機(jī)時(shí)用值TH_cmd_ne(步驟90)，然后執(zhí)行上述步驟83以后的步驟。
數(shù)6TH_cmd_ne(k)=-Krch_ne·σ_ne(k)-Kadp_ne·Σi=0σ_ne(i)---(21)]]>σ_ne(k)＝E_ne(k)+pole_ne·E_ne(k-1).....(22)E_ne(k)＝NE(k)-NE_cmd_f(k) .....(23)NE_cmd_f(k)＝-pole_f_ne·NE_cmd_f(k-1)+(1+pole_f_ne)·NE_cmd(k).....(24)在該式(21)中，Krch_ne表示預(yù)定的趨近律增益，Kadp_ne表示預(yù)定的自適應(yīng)律增益，σ_ne是如式(22)所示定義的切換函數(shù)。另外，在式(22)中，E_ne是由式(23)算出的追隨誤差。進(jìn)而，在式(23)中，NE_cmd_f是目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE_cmd的濾波值，是按照式(24)所示的目標(biāo)值濾波算法(一次延遲濾波算法)進(jìn)行計(jì)算的。
如上所述，當(dāng)氣門升程Liftin是最小值Liftin_L時(shí)(步驟80YES)，對(duì)應(yīng)于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和油門開度AP所代表的發(fā)動(dòng)機(jī)3的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)算出的目標(biāo)吸入空氣量Gcyl_cmd，控制節(jié)氣門開度TH(步驟87、88和84)，并執(zhí)行以節(jié)氣門開度TH為主體的吸入空氣量的控制。另外，該吸入空氣量的控制在剛剛判斷為短臂65開始與最小升程止擋件67a抵接后(步驟80YES)就開始。因此，能夠不伴有控制的中斷而平穩(wěn)地從以氣門升程Liftin為主體的吸入空氣量的控制轉(zhuǎn)移到以節(jié)氣門開度TH為主體的吸入空氣量的控制。
而且，在以氣門升程Liftin為主體的吸入空氣量的控制的執(zhí)行中(步驟80NO)與此并行地根據(jù)氣門升程Liftin控制節(jié)氣門開度TH(步驟81、82和84)。這樣，在以節(jié)氣門開度TH為主體的吸入空氣量的控制開始的時(shí)刻，節(jié)氣門開度TH已經(jīng)被控制為適于氣門升程Liftin的值，所以在該開始時(shí)，節(jié)氣門開度TH不會(huì)急劇變化，能夠使其迅速地變?yōu)檫m當(dāng)值。由此，能夠使吸入空氣量平穩(wěn)地變化，因此能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速NE和發(fā)動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)矩?zé)o級(jí)地平穩(wěn)變化。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，由于按照目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin，所以能夠根據(jù)目標(biāo)值濾波算法適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨速度，并且能夠根據(jù)反饋控制算法適當(dāng)?shù)卦O(shè)定氣門升程Liftin對(duì)目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的追隨動(dòng)作。由此，能夠避免氣門升程Liftin發(fā)生過沖，同時(shí)使氣門升程Liftin高精度地追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd。其結(jié)果是，能夠可靠地減小短臂65與最小升程止擋件67a抵接時(shí)的沖擊力。
此外，本發(fā)明不限于所說明的實(shí)施方式，可以以各種方式實(shí)施。例如，雖然實(shí)施方式是將本發(fā)明應(yīng)用于最小升程止擋件67a的示例，但是也可以應(yīng)用于最大升程止擋件67b。另外，也可以將本發(fā)明應(yīng)用于限制部在最大側(cè)或最小側(cè)具有一個(gè)或三個(gè)以上的類型的可變氣門升程機(jī)構(gòu)，例如也可以在短臂65的移動(dòng)范圍中的最小升程止擋件67a與最大升程止擋件67b的中間位置設(shè)置可進(jìn)出的止擋件。
進(jìn)而，在實(shí)施方式中，作為可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)使用了節(jié)氣門機(jī)構(gòu)11，但是只要能夠改變吸入空氣量，使用其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，雖然實(shí)施方式是使用目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法作為計(jì)算升程控制輸入U(xiǎn)liftin的預(yù)定的控制算法，以使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd的示例，但是預(yù)定的控制算法不限于此，只要能夠算出升程控制輸入U(xiǎn)liftin并使氣門升程Liftin追隨目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd即可。例如，也可以使用PID控制算法等一般的反饋控制算法。
而且，雖然實(shí)施方式是使用目標(biāo)值濾波型二自由度滑動(dòng)模式控制算法作為二自由度控制算法的示例，但是二自由度控制算法當(dāng)然不限于此。例如，作為二自由度控制算法，也可以使用將PID控制算法等反饋控制算法與一次延遲濾波算法等目標(biāo)值濾波算法組合的算法。
另外，在實(shí)施方式中，在判斷為氣門升程Liftin保持在最小值Liftin_L的情況下、和氣門升程Liftin或目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd大于預(yù)定值Liftin_stb的情況下，都將切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf設(shè)定為通常時(shí)用值POLE_base，但是取而代之也可以將其設(shè)定為不同的值。例如，在前者的情況下，由于用于將氣門升程Liftin保持為最小值Liftin_L的驅(qū)動(dòng)力不需要那么大，所以與后者的情況相比，可以把切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf設(shè)定成干擾抑制程度變小。
進(jìn)而，在判斷為短臂65與最小升程止擋件67a抵接后，為了以增大干擾抑制程度的方式設(shè)定切換函數(shù)設(shè)定參數(shù)POLE_lf，使用預(yù)定值Liftin_stb作為與氣門升程Liftin或目標(biāo)氣門升程Liftin_cmd比較的判斷值，但是也可以使用最小值Liftin_L來代替它們。另外，可以在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)馗淖兗?xì)節(jié)部分的構(gòu)成。
本發(fā)明的控制系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)中，在確保良好的操縱性能的同時(shí)減小可變氣門升程機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)的沖擊力方面非常有用。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)具有可變氣門升程機(jī)構(gòu)，其通過驅(qū)動(dòng)可動(dòng)部來改變作為內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門的升程的氣門升程，并且具有限制部，該限制部通過與上述可動(dòng)部抵接來限制上述氣門升程使其不超過預(yù)定的臨界升程；可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)，其改變上述內(nèi)燃機(jī)的吸入空氣量；運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)檢測裝置，其檢測上述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)；抵接判斷裝置，其判斷上述可動(dòng)部是否與上述限制部抵接；控制裝置，當(dāng)該抵接判斷裝置判斷為上述可動(dòng)部與上述限制部抵接時(shí)，該控制裝置根據(jù)上述所檢測到的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來控制上述可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)；氣門升程檢測裝置，其檢測上述氣門升程；目標(biāo)氣門升程確定裝置，其確定目標(biāo)氣門升程；和控制輸入計(jì)算裝置，其根據(jù)預(yù)定的控制算法來計(jì)算用于控制上述可變氣門升程機(jī)構(gòu)的控制輸入，以使上述檢測到的氣門升程追隨上述所確定的目標(biāo)氣門升程，上述預(yù)定的控制算法包含干擾抑制參數(shù)，該干擾抑制參數(shù)用于抑制施加給上述可變升程機(jī)構(gòu)的干擾的影響，上述控制輸入計(jì)算裝置具有干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置，當(dāng)判斷為上述可動(dòng)部與上述限制部抵接時(shí)，該干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定為，與該判斷前相比，使上述干擾抑制參數(shù)對(duì)上述干擾的影響的抑制程度變小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，在判斷為上述可動(dòng)部與上述限制部抵接后，上述控制裝置立即開始上述可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)判斷為上述可動(dòng)部未與上述限制部抵接時(shí)，上述控制裝置根據(jù)上述所檢測到的氣門升程來控制上述可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述預(yù)定的控制算法包含預(yù)定的二自由度控制算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，上述內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)還包括保持判斷裝置，在判斷為上述可動(dòng)部與上述限制部抵接后，該保持判斷裝置對(duì)上述氣門升程是否保持于上述預(yù)定的臨界升程進(jìn)行判斷，當(dāng)上述保持判斷裝置判斷為上述氣門升程保持于上述預(yù)定的臨界升程時(shí)，上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定為該干擾抑制參數(shù)對(duì)上述干擾的影響的抑制程度增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其特征在于，在判斷為上述可動(dòng)部與上述限制部抵接后，當(dāng)上述目標(biāo)氣門升程和上述氣門升程中的至少一方處在上述預(yù)定的臨界升程所限定的預(yù)定范圍內(nèi)并且是上述預(yù)定的臨界升程以外的值時(shí)，上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定裝置將上述干擾抑制參數(shù)設(shè)定為該干擾抑制參數(shù)對(duì)上述干擾的影響的抑制程度增大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。該內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)能夠在確保良好的操縱性能的同時(shí)減小可動(dòng)部與限制部抵接時(shí)的沖擊力?？刂葡到y(tǒng)(1)具有可變氣門升程機(jī)構(gòu)(50)，其改變氣門升程(Liftin)并具有限制部(67a)，該限制部(67a)通過與可動(dòng)部(65)抵接來限制氣門升程(Liftin)不超過預(yù)定的臨界升程(Liftin_L)；和改變吸入空氣量的可變進(jìn)氣量機(jī)構(gòu)(11)，控制系統(tǒng)(1)根據(jù)包含干擾抑制參數(shù)(POLE_1f)的預(yù)定的控制算法來計(jì)算可變氣門升程機(jī)構(gòu)(50)的控制用的控制輸入(Uliftin)(步驟54)，以使氣門升程(Liftin)追隨目標(biāo)氣門升程(Liftin_cmd)，當(dāng)判斷為可動(dòng)部(65)與限制部(67a)抵接時(shí)，控制系統(tǒng)(1)將干擾抑制參數(shù)(POLE_1f)設(shè)定為，與判斷前相比，使該干擾抑制參數(shù)(POLE_1f)對(duì)干擾的影響的抑制程度變小(步驟73)。
文檔編號(hào)F02D41/04GK101044307SQ20058003599
公開日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月21日
發(fā)明者下城孝名子, 安井裕司 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社