專利名稱：可變氣門正時(shí)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變氣門正時(shí)設(shè)備，具體而言，本發(fā)明涉及具有改變多個(gè) 氣缸組(多個(gè)氣缸列)中的每個(gè)氣缸組的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開 啟/關(guān)閉相位的改變機(jī)構(gòu)的可變氣門正時(shí)設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已知VVT (可變氣門正時(shí))設(shè)備根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況來(lái)改變進(jìn)氣門或 排氣門開啟/關(guān)閉的正時(shí)，即，開啟/關(guān)閉相位(曲軸轉(zhuǎn)角)。通常，在可 變氣門正時(shí)設(shè)備中，通過使凸輪軸相對(duì)于鏈輪等旋轉(zhuǎn)來(lái)改變相位，所述凸 輪軸使進(jìn)氣門或排氣門開啟/關(guān)閉。由例如液壓機(jī)構(gòu)或電動(dòng)機(jī)之類的致動(dòng)器 來(lái)使凸輪軸旋轉(zhuǎn)。
在具有多個(gè)氣缸組(列)的構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)中，VVT機(jī)構(gòu)設(shè)置在每個(gè)氣 缸列中。因而，當(dāng)在這種發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造中引入到氣缸的空氣量隨著氣缸列的 不同而不同時(shí)，趨于產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的變動(dòng)(在曲軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)轉(zhuǎn)速變 動(dòng))，這會(huì)導(dǎo)致較大的發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。因而，需要調(diào)節(jié)氣缸組(列)中氣門 正時(shí)的設(shè)定。
在此方面，日本專利早期公開No. 2003-172160 (專利文獻(xiàn)1)公開了 一種內(nèi)燃機(jī)的可變氣門正時(shí)控制裝置，即使由于附件類型的差異使得多個(gè) 氣缸之間凸輪軸負(fù)荷轉(zhuǎn)矩不平衡，其也能使多個(gè)氣缸之間氣門正時(shí)控制的 響應(yīng)性相匹配。具體地，專利文獻(xiàn)1針對(duì)其中諸如燃料泵(尤其是向缸內(nèi) 直接噴射器供應(yīng)燃料的高壓泵)和真空泵之類的附件僅由一側(cè)的氣缸組 (一側(cè)的氣缸列)上凸輪軸驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。具體地，考慮到由于附件負(fù)荷引 起的特定氣缸組的氣門正時(shí)控制的延遲，對(duì)用于特定氣缸組和/或其它氣缸 組的氣門正時(shí)調(diào)節(jié)部分的控制量進(jìn)行校正，使得對(duì)特定氣缸組的氣門正時(shí) 控制的響應(yīng)性與對(duì)其它氣缸組的氣門正時(shí)控制的響應(yīng)性相匹配。為了使用可變氣門正時(shí)設(shè)備來(lái)精確地控制氣門開啟/關(guān)閉相位(氣門正 時(shí))，需要防止檢測(cè)氣門開啟/關(guān)閉的實(shí)際相位的誤差。為了減小檢測(cè)誤 差，已經(jīng)有通用的實(shí)踐方法來(lái)將氣門開啟/關(guān)閉相位設(shè)定在以機(jī)械的方式受 到限制的預(yù)定基準(zhǔn)位置處，并將此時(shí)的氣門開啟/關(guān)閉相位的檢測(cè)值的誤差
學(xué)習(xí)為偏移量(例如，參見日本專利早期公開No.2004-156461)。
在專利文獻(xiàn)2 (日本專利早期公開No.2004-156461)所公開的可變氣 門正時(shí)設(shè)備中，在預(yù)定學(xué)習(xí)條件下(例如，每次發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí))學(xué)習(xí) 氣門正時(shí)的基準(zhǔn)位置，以確保實(shí)際氣門正時(shí)的檢測(cè)精度。此外，根據(jù)該公 開，當(dāng)學(xué)位未完成時(shí)，判定檢測(cè)精度較低，并限制氣門正時(shí)的改變率。因 此，可以防止由可動(dòng)部分撞擊止擋件等引起的對(duì)設(shè)備的損傷。
如上所述，在具有多個(gè)氣缸組(列)構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在如在專利文 獻(xiàn)2中所描述的這種基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)過程中也需要考慮在氣門正時(shí)控制時(shí)使 氣缸組(列)之間的氣門正時(shí)設(shè)定相匹配。然而，專利文獻(xiàn)2并未提及如 何執(zhí)行用于設(shè)置在這種構(gòu)造的發(fā)動(dòng)機(jī)中的可變氣門正時(shí)設(shè)定設(shè)備的基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在具有設(shè)置在多個(gè)氣缸組(列)的每個(gè)中的VVT機(jī) 構(gòu)的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，執(zhí)行合適的氣門正時(shí)的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，使得在 氣門正時(shí)控制時(shí)抑制引入到氣缸的空氣量在氣缸組(列)之間的變動(dòng)，以 維持良好的燃燒特性。
本發(fā)明提供一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其設(shè)置在具有多個(gè)氣缸組的發(fā)動(dòng) 機(jī)中，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括改變機(jī)構(gòu)、基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)部分、學(xué)習(xí)完 成確認(rèn)部分和控制開始限制部分。改變機(jī)構(gòu)與所述多個(gè)氣缸組的每個(gè)氣缸 組相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)被配置為用于改變?cè)谙鄬?duì)應(yīng)的氣缸組 中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)。基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)部分與每 個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并被構(gòu)造為當(dāng)指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向相 對(duì)應(yīng)的所述改變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)被改變到預(yù)定 正時(shí)的操作指令，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的基準(zhǔn)。學(xué)習(xí)完成確認(rèn)部分確認(rèn)是否在所有所述改變機(jī) 構(gòu)中均已經(jīng)完成由所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)部分進(jìn)行的所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)?？刂?開始限制部分在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo)值來(lái)改 變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān)閉正時(shí)控制的開始，直到由所述學(xué)習(xí)完成 確認(rèn)部分確認(rèn)在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
可選地，本發(fā)明提供一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其設(shè)置在具有多個(gè)氣缸 組的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括改變機(jī)構(gòu)和用于控制改變機(jī)構(gòu) 的操作的控制單元。改變機(jī)構(gòu)與所述多個(gè)氣缸組的每個(gè)氣缸組相對(duì)應(yīng)地設(shè) 置，每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)被配置為改變?cè)谙鄬?duì)應(yīng)的氣缸組中的進(jìn)氣門和排氣 門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)。所述控制單元被構(gòu)造為在每個(gè)所述改變機(jī) 構(gòu)中獨(dú)立地執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，并還被構(gòu)造為在指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向 相對(duì)應(yīng)的所述改變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變到預(yù)定 正時(shí)的操作指令，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí) 所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的基準(zhǔn)。所述控制單元還被構(gòu)造為確認(rèn)是否在所有所述 改變機(jī)構(gòu)中已經(jīng)完成由所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)， 并在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo)值來(lái)改變所述開啟/ 關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān)閉正時(shí)控制的開始，直到確認(rèn)在所有所述改變機(jī)構(gòu)中已 經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
本發(fā)明提供了一種控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法，所述可變氣門正時(shí) 設(shè)備具有針對(duì)每個(gè)氣缸組的改變機(jī)構(gòu)，所述改變機(jī)構(gòu)用于改變?cè)O(shè)置在發(fā)動(dòng) 機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述方法包括基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)步驟、學(xué)習(xí)完成確認(rèn)步驟和控制開始限制步驟。在為每個(gè)所述改變 機(jī)構(gòu)執(zhí)行的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟，當(dāng)指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向相應(yīng)的所述改 變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變到預(yù)定正時(shí)的操作指 令，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí)所述開啟/關(guān) 閉正時(shí)的基準(zhǔn)。在學(xué)習(xí)完成確認(rèn)步驟，確認(rèn)是否在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均 已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟的所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。在控制開始限制步 驟，在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo)值來(lái)改變所述開 啟/關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān)閉正時(shí)控制的開始，直到確認(rèn)在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均己經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
根據(jù)可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方法，在確認(rèn)在所有氣缸組(列)的 改變機(jī)構(gòu)中均已經(jīng)完成基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)之前，在每個(gè)氣缸列中禁止跟隨目標(biāo) 值的氣門正時(shí)控制的開始。因而，在氣門正時(shí)控制時(shí)能抑制引入到氣缸中 的空氣量在各氣缸列之間的變動(dòng)，由此能維持令人滿意的燃燒特性。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，每個(gè)改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造 為將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量，并還被構(gòu) 造為使得至少在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，在所述預(yù)定正時(shí)以機(jī)械的方式限 制所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變。當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，所述基準(zhǔn)位置 學(xué)習(xí)部分產(chǎn)生每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中的所述致動(dòng)器的操作指令，使得所述開 啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)的正時(shí)根據(jù)不同的所述改變機(jī)構(gòu)而各不相 同?？蛇x地，當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，所述控制單元產(chǎn)生每個(gè)所述改 變機(jī)構(gòu)中的致動(dòng)器操作指令，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)的 正時(shí)根據(jù)不同的所述改變機(jī)構(gòu)而各不相同。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法中，每個(gè)所述 改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改 變量，并還被構(gòu)造為使得至少在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，在所述預(yù)定正時(shí) 以機(jī)械的方式限制所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變。在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟， 當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，產(chǎn)生每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中的致動(dòng)器操作指 令，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)的正時(shí)根據(jù)不同的所述改變 機(jī)構(gòu)而各不相同。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備或者其控制方法，在其中在基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)以機(jī)械的方式限制開啟/關(guān)閉正時(shí)(氣門正時(shí))的改變并且致 動(dòng)器的電力消耗增大的構(gòu)造中，執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的正時(shí)在各氣缸組 (列)之間切換，使得能避免由于電力消耗的集中而引起的電力負(fù)荷的增 大。因而，基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成的正時(shí)也隨著氣缸列的不同而不同。因 而，禁止氣門正時(shí)控制的開始，直到確認(rèn)在所有氣缸列中已經(jīng)完成基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)，由此在控制氣門正時(shí)的同時(shí)能抑制引入到氣缸的空氣量在各氣缸 列之間的變動(dòng)。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備還包括增大部分。當(dāng)在所述 發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，增大部分將引入 到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量增大為比在相同的狀況下不執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時(shí)更大。可選地，所述控制單元還被構(gòu)造為當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn) 的情況下執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，產(chǎn)生用于將引入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣 量增大為比在相同的狀況下不執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大的控制指令。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法中，還包括增 大步驟。在增大步驟，當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下執(zhí)行所述基 準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，將引入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量增大為比在相同的狀況下不 執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方法，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠 速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，能相對(duì)地增大引入到發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣 量。因而，無(wú)需考慮燃燒特性就可以將開啟/關(guān)閉正時(shí)(氣門正時(shí))設(shè)定為 用于基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的預(yù)定正時(shí)，因而，能防止由于惡化的燃燒特性而引起
的發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)(engine stall)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方法中，在每個(gè)改 變機(jī)構(gòu)中，將預(yù)定正時(shí)設(shè)置為開啟/關(guān)閉正時(shí)的可變范圍的機(jī)械方式的限制 位置。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方法，不用增加任何特定 的機(jī)構(gòu)，通過使用開啟/關(guān)閉正時(shí)(氣門正時(shí))的可變范圍的限制位置(諸 如，最大延遲角的相位)就可以執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
可選地，或更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方 法中，所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/ 關(guān)閉正時(shí)改變與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差相對(duì)應(yīng)的改變 量，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)其開啟/關(guān)閉正時(shí)被改變的所述氣門。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備或其控制方法，在其中電動(dòng)機(jī)用作 致動(dòng)器并且致動(dòng)器的操作量是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)于凸輪軸(凸輪軸的旋轉(zhuǎn) 隨著發(fā)動(dòng)機(jī)停止而停止)的轉(zhuǎn)速的差的構(gòu)造中，在氣門正時(shí)控制時(shí)能抑制 引入到氣缸的空氣量在各氣缸組(列)之間的變動(dòng)，并能維持令人滿意的燃燒特性。
因而，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于，在具有設(shè)置在多個(gè)氣缸組(列)的每 個(gè)中的VVT機(jī)構(gòu)的構(gòu)造中，能適當(dāng)?shù)貓?zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)以抑制在氣門正 時(shí)控制時(shí)引入到氣缸的空氣量在各氣缸組(列)之間的變動(dòng)，并維持令人 滿意的燃燒特性。


圖1的示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備安裝于其 上的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。
圖2示出了對(duì)進(jìn)氣門的相位進(jìn)行界定的對(duì)照?qǐng)D。
圖3是示出進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)的橫截面。
圖4是沿圖3中的A-A的橫截面。
圖5是沿圖3中的B-B的(第一)橫截面。
圖6是沿圖3中的B-B的(第二)橫截面。
圖7是沿圖3中的C-C的橫截面。
圖8是沿圖3中的D-D的橫截面。
圖9示出了進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)整體的減速比。
圖10示出了引導(dǎo)板相對(duì)于鏈輪的相位與進(jìn)氣凸輪軸的相位之間的關(guān)系。
圖11的示意性框示了由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備 執(zhí)行的進(jìn)氣門相位的控制結(jié)構(gòu)。
圖12的框示了作為根據(jù)本實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備的致動(dòng)器 的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
圖13圖示了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
圖14的流程圖表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中的基準(zhǔn) 位置學(xué)習(xí)。
圖15是在圖14所示的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)的波形圖。 圖16的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中對(duì)可 變氣門正時(shí)控制是否可以開始的判定。圖17是表示執(zhí)行與發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的正時(shí)的波形圖。
圖18的流程圖表示在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)的方式。
具體實(shí)施例方式
參考附圖，以下將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。在以下說明中，相似 的部件由相似的標(biāo)記表示。其名稱和功能也相同。因此將不再重復(fù)其詳細(xì) 說明。
參考圖1，給出對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的說明，在該車輛上安裝有根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備。
發(fā)動(dòng)機(jī)IOOO是V型8缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有第一氣缸列1010和第二氣缸 列1012，每個(gè)氣缸列包括一組四個(gè)氣缸。這里，本發(fā)明的應(yīng)用不限于任何 發(fā)動(dòng)機(jī)類型，將在下文描述的可變氣門正時(shí)設(shè)備也可以應(yīng)用至與V型8缸 發(fā)動(dòng)機(jī)不同類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。
空氣從空氣濾清器1020吸入發(fā)動(dòng)機(jī)1000中。所吸入的空氣量由節(jié)氣 門1030調(diào)節(jié)。節(jié)氣門1030是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電子節(jié)氣門。
空氣經(jīng)過進(jìn)氣歧管1032供應(yīng)到氣缸1040中。空氣與燃料在氣缸1040 (燃燒室)中混合。燃料從噴射器1050直接噴射到氣缸1040中。換言 之，噴射器1050的噴射孔設(shè)置在氣缸1040內(nèi)。
在進(jìn)氣沖程中噴射燃料。燃料噴射正時(shí)不限于進(jìn)氣沖程。此外，在本 實(shí)施例中，將發(fā)動(dòng)機(jī)1000描述為直噴式發(fā)動(dòng)機(jī)，其所具有的噴射器1050 的噴射孔設(shè)置在氣缸1040內(nèi)。但是，除了直噴(缸內(nèi))噴射器1050外， 還可以設(shè)置進(jìn)氣口噴射器。而且，可以只設(shè)置進(jìn)氣口噴射器。
氣缸1040中的空氣燃料混合物由火花塞1060點(diǎn)燃，并因而燃燒。燃 燒之后的空氣燃料混合物(即排氣)由三元催化劑1070凈化，隨后被排 放到車輛外部?？諝馊剂匣旌衔锶紵詫?duì)活塞1080下壓，從而使曲軸 1090旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)氣門1100和排氣門1110設(shè)置在氣缸1040的頂部。進(jìn)氣門1100由 進(jìn)氣凸輪軸1120驅(qū)動(dòng)。排氣門1110由排氣凸輪軸1130驅(qū)動(dòng)。進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130通過例如鏈條和齒輪之類的零件連接，從而以相 同的轉(zhuǎn)速(曲軸1090轉(zhuǎn)速的一半)旋轉(zhuǎn)。諸如軸之類的旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速通 常由每單位時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)表示(通常為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)rpm)
進(jìn)氣門1100的相位(開啟/關(guān)閉正時(shí))由設(shè)置于進(jìn)氣凸輪軸1120的進(jìn) 氣VVT機(jī)構(gòu)2000控制。排氣門1110的相位(開啟/關(guān)閉正時(shí))由設(shè)置于 排氣凸輪軸1130的排氣VVT機(jī)構(gòu)3000控制。
在本實(shí)施例中，由VVT機(jī)構(gòu)使進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130 旋轉(zhuǎn)，以控制進(jìn)氣門1100和排氣門1110各自的相位。這里，相位控制方 法不限于前述的這一種方法。如圖所示，為各氣缸列設(shè)置VVT機(jī)構(gòu)。
進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000由電動(dòng)機(jī)2060 (圖3中示出)操作。電動(dòng)機(jī) 2060由電子控制單元(ECU) 4000控制。電動(dòng)機(jī)2060的電流和電壓由安 培表(未示出)和伏特表(未示出)檢測(cè)，測(cè)量結(jié)果被輸入到ECU 4000。
排氣VVT機(jī)構(gòu)3000以液壓方式操作。這里，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000也 可以以液壓方式操作，而排氣VVT機(jī)構(gòu)3000可以由電動(dòng)機(jī)操作。
表示曲軸1090的轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角的信號(hào)從曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000輸入 到ECU 4000。此外，表示進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130各自的相 位(相位在旋轉(zhuǎn)方向上的凸輪軸位置)的信號(hào)從凸輪位置傳感器5010 輸入到ECU 4000。
此外，來(lái)自冷卻劑溫度傳感器5020的表示發(fā)動(dòng)機(jī)1000的水溫(冷卻 劑溫度)的信號(hào)以及來(lái)自氣流計(jì)5030的表示發(fā)動(dòng)機(jī)1000的進(jìn)氣量(吸入 或取入發(fā)動(dòng)機(jī)1000的空氣的量)的信號(hào)輸入到ECU 4000。
根據(jù)從傳感器輸入的這些信號(hào)以及儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器(未示出)中的對(duì)照 圖和程序，ECU 4000控制例如節(jié)氣門開度、點(diǎn)火正時(shí)、燃料噴射正時(shí)、 噴射燃料量、進(jìn)氣門1100的相位和排氣門1110的相位，從而使發(fā)動(dòng)機(jī) 1000以所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)運(yùn)行。
在本實(shí)施例中，ECU 4000根據(jù)圖2所示的對(duì)照?qǐng)D來(lái)確定進(jìn)氣門1100 的相位，該對(duì)照?qǐng)D使用發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和進(jìn)氣量KL作為參數(shù)。儲(chǔ)存了針 對(duì)各個(gè)冷卻劑溫度的多個(gè)對(duì)照?qǐng)D來(lái)確定進(jìn)氣門1100的相位。以下，將給出進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的進(jìn)一步說明。這里，排氣VVT 機(jī)構(gòu)3000可以具有與如下所述的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000相同的構(gòu)造，艮卩， 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000和排氣VVT機(jī)構(gòu)3000每個(gè)都可以具有與如下所述的 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000相同的構(gòu)造。
如圖3所示，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000包括鏈輪2010、凸輪板2020、連 桿機(jī)構(gòu)2030、引導(dǎo)板2040、減速齒輪2050和電動(dòng)機(jī)2060。
鏈輪2010經(jīng)過鏈條等連接到曲軸1090。如同進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣 凸輪軸1130的情況，鏈輪2010的轉(zhuǎn)速是曲軸1090的轉(zhuǎn)速的一半。進(jìn)氣凸 輪軸1120設(shè)置成與鏈輪2010的旋轉(zhuǎn)軸線同心，并可相對(duì)于鏈輪2010旋 轉(zhuǎn)。
凸輪板2020用銷(1) 2070連接到進(jìn)氣凸輪軸1120。凸輪板2020在 鏈輪2010內(nèi)與進(jìn)氣凸輪軸1120—起旋轉(zhuǎn)。這里，凸輪板2020和進(jìn)氣凸輪 軸1120可以集成為一個(gè)單元。
連桿機(jī)構(gòu)2030由臂(1) 2031和臂(2) 2032構(gòu)成。圖4是沿圖3中 的A-A的橫截面，如圖4所示， 一對(duì)臂(1) 2031設(shè)置在鏈輪2010內(nèi)，使 得這些臂關(guān)于進(jìn)氣凸輪軸1120的旋轉(zhuǎn)軸線彼此點(diǎn)對(duì)稱。每個(gè)臂(1) 2031 連接到鏈輪2010，使得該臂能夠繞銷(2) 2072擺動(dòng)。
圖5是沿圖3中的B-B的橫截面，圖6示出了進(jìn)氣門1100的相位相 對(duì)于圖5中的狀態(tài)提前的狀態(tài)，如圖5和圖6所示，臂(1) 2031和凸輪 板2020通過臂(2) 2032連接。
臂(2) 2032被支撐為使得該臂能夠繞銷(3) 2074相對(duì)于臂(1) 2031擺動(dòng)。此外，臂(2) 2032還被支撐為使得該臂能夠繞銷(4) 2076 相對(duì)于凸輪板2020擺動(dòng)。
一對(duì)連桿機(jī)構(gòu)2030使進(jìn)氣凸輪軸1120相對(duì)于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)，并從而 改變進(jìn)氣門1100的相位。因此，即使這對(duì)連桿機(jī)構(gòu)2030中的一個(gè)連桿機(jī) 構(gòu)損壞或斷裂，也可以用另一個(gè)連桿機(jī)構(gòu)來(lái)改變進(jìn)氣門1100的相位。
再參考圖3，控制銷2034設(shè)置在每個(gè)連桿機(jī)構(gòu)2030 (臂(2) 2032) 的表面處，所述表面是面向引導(dǎo)板2040的表面。控制銷2034被設(shè)置為與 銷(3) 2074同心。每個(gè)控制銷2034在設(shè)置于引導(dǎo)板2040中的引導(dǎo)槽2042中滑動(dòng)。
每個(gè)控制銷2034在引導(dǎo)板2040的引導(dǎo)槽2042中滑動(dòng)以沿徑向偏移。 每個(gè)控制銷2034的徑向偏移使進(jìn)氣凸輪軸1120相對(duì)于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)。
圖7是沿圖3中的C-C的橫截面，如圖7所示，引導(dǎo)槽2042被形成 為螺旋形狀，由此引導(dǎo)板2040的旋轉(zhuǎn)使每個(gè)控制銷2034沿徑向偏移。這 里，引導(dǎo)槽2042的形狀不限于此。
控制銷2034從引導(dǎo)板2040的軸心沿徑向偏移越大，進(jìn)氣門1100的相 位就被延遲到更大的程度。換言之，相位的改變量具有與由控制銷2034 的徑向偏移所產(chǎn)生的連桿機(jī)構(gòu)2030的操作量相對(duì)應(yīng)的值?；蛘?，也可以 是控制銷2034從引導(dǎo)板2040的軸心沿徑向偏移越大，進(jìn)氣門1100的相位 就被提前到更大的程度。
如圖7所示，在控制銷2034抵靠引導(dǎo)槽2042的端部時(shí)，連桿機(jī)構(gòu) 2030的操作受到限制。因此，控制銷2034抵靠引導(dǎo)槽2042的端部時(shí)的相 位是最大延遲角或最大提前角的相位。
再參考圖3，在引導(dǎo)板2040中，在其面向減速齒輪2050的表面中設(shè) 有多個(gè)凹入部分2044，用于使引導(dǎo)板2040和減速齒輪2050彼此連接。
減速齒輪2050由外齒輪2052和內(nèi)齒輪2054組成。外齒輪2052相對(duì) 于鏈輪2010固定，使得該齒輪與鏈輪2010—起旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)齒輪2054在其上具有多個(gè)突起部分2056，這些突起部分被接納在 引導(dǎo)板2040的凹入部分2044中。內(nèi)齒輪2054被支撐為可繞聯(lián)軸器2062 的偏心軸線2066旋轉(zhuǎn)，所述聯(lián)軸器2062被形成為相對(duì)于電動(dòng)機(jī)2060的輸 出軸的軸心2064偏心。
圖8示出了沿圖3中的D-D的橫截面。內(nèi)齒輪2054被設(shè)置為使其齒 的一部分與外齒輪2052嚙合。在電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速與鏈輪2010 的轉(zhuǎn)速相同時(shí)，聯(lián)軸器2062和內(nèi)齒輪2054以與外齒輪2052 (鏈輪 2010)相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在此情況下，引導(dǎo)板2040以與鏈輪2010相同的
轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因而進(jìn)氣門iioo的相位得以保持。
在電動(dòng)機(jī)2060使聯(lián)軸器2062繞軸心2064相對(duì)于外齒輪2052旋轉(zhuǎn) 時(shí)，在內(nèi)齒輪2054繞偏心軸線2066旋轉(zhuǎn)的同時(shí)內(nèi)齒輪2054作為整體相應(yīng)地繞軸心2064公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒輪2054的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使引導(dǎo)板2040相對(duì)于鏈輪 2010旋轉(zhuǎn)，從而改變進(jìn)氣門IIOO的相位。通過減速齒輪2050、引導(dǎo)板2040和連桿機(jī)構(gòu)2030使電動(dòng)機(jī)2060的 輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速(電動(dòng)機(jī)2060的操作量)減 小，來(lái)改變進(jìn)氣門1100的相位。這里，也可以增大電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸 與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變進(jìn)氣門1100的相位。在電動(dòng)機(jī) 2060的輸出軸上設(shè)置了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050，其輸出表示該輸出軸的 轉(zhuǎn)角(輸出軸在旋轉(zhuǎn)方向上的位置)的信號(hào)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050通 常被構(gòu)造為每次電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)過預(yù)定角時(shí)就產(chǎn)生脈沖信號(hào)?；陔妱?dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050的輸出，可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速(此后 也簡(jiǎn)稱為電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速)。如圖9所示，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000整體的減速比R(。，即電動(dòng)機(jī)2060 的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速對(duì)于相位改變量的比率，可 以具有基于進(jìn)氣門1100的相位的值。在本實(shí)施例中，減速比R(0)越高， 相位改變量相對(duì)于電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 速就越小。在進(jìn)氣門1100的相位處于從最大延遲角至CA(1)的第一區(qū)域中時(shí)，進(jìn) 氣VVT機(jī)構(gòu)2000整體的減速比為R(l)。在進(jìn)氣門1100的相位處于從 CA(2) (CA(2)相比CA(1)提前)至最大提前角的第二區(qū)域中時(shí)，進(jìn)氣VVT 機(jī)構(gòu)2000整體的減速比為R(2) (R(1)>R(2))。在進(jìn)氣門1100的相位處于從CA(1)至CA(2)的第三區(qū)域中時(shí)，進(jìn)氣 VVT機(jī)構(gòu)2000整體的減速比以預(yù)定改變率((R(2)-R(1))/(CA(2)-CA(1))) 改變?；谏鲜鰳?gòu)造，以下將說明本實(shí)施的可變氣門正時(shí)設(shè)備的進(jìn)氣VVT 機(jī)構(gòu)2000的功能。在要使進(jìn)氣門1100 (進(jìn)氣凸輪軸1120)的相位提前的情況下，操作 電動(dòng)機(jī)2060使引導(dǎo)板2040相對(duì)于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)，從而如圖10所示使進(jìn) 氣門IIOO的相位提前。在進(jìn)氣門IIOO的相位處于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域中時(shí)，以減速比R(l)降低電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 速，以使進(jìn)氣門1100的相位提前。
在進(jìn)氣門1100的相位處于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域中的情 況下，以減速比R(2)降低電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋
轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，以使進(jìn)氣門iioo的相位提前。
在要使進(jìn)氣門1100的相位延遲的情況下，使電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸相 對(duì)于鏈輪2010沿與要使其相位提前的情況下的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。與 要使相位提前的情況類似，在要使該相位延遲并且進(jìn)氣門1100的相位處 于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域中時(shí)，以減速比R(l)降低電動(dòng)機(jī) 2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，以使該相位延遲。此 外，在進(jìn)氣門1100的相位處于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域中時(shí)， 以減速比R(2)降低電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn) 速，以使該相位延遲。
因此，只要電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的方向 相同，則對(duì)于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域以及CA(2)與最大提前 角之間的第二區(qū)域兩者都可以使進(jìn)氣門1100的相位提前或延遲。這里， 對(duì)于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域，可以使該相位提前更多或延遲 更多。這樣，可以在較寬的范圍內(nèi)改變相位。
此外，由于對(duì)于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域的減速比較高， 所以為了由隨著發(fā)動(dòng)機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn)而作用在進(jìn)氣凸輪軸1120上的轉(zhuǎn)矩使 電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸旋轉(zhuǎn)，需要較大的轉(zhuǎn)矩。因此，即使在例如電動(dòng)機(jī) 2060停機(jī)的情況下電動(dòng)機(jī)2060不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，也可以防止由作用在進(jìn)氣凸 輪軸1120上的轉(zhuǎn)矩引起的電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸的旋轉(zhuǎn)。因此，可以抑制 實(shí)際相位從根據(jù)控制確定的相位發(fā)生改變。
如上所述，在進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000中，由于存在減速比R(0)，所以在 停止向作為致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)2060供應(yīng)電力時(shí)，不容易產(chǎn)生不期望的相位 改變。
在進(jìn)氣門1100的相位處于CA(1)與CA(2)之間的第三區(qū)域中時(shí)，電動(dòng) 機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以根據(jù)預(yù)定改變率改變的減速比進(jìn)行減速，這可以造成進(jìn)氣門iioo的相位提前或延遲。因此，在該相位從第一區(qū)域改變到第二區(qū)域或從第二區(qū)域改變到第一區(qū)域的情況下，相位改變量相對(duì)于電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間 的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可以逐漸增大或減小。以此方式，可以對(duì)相位改變量的 突然階躍式的改變進(jìn)行抑制，從而抑制相位的突然改變。因此，可以改善 控制相位的能力。如上所述，在用于本實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu) 中，在進(jìn)氣門的相位處于從最大延遲角至CA(1)的區(qū)域中時(shí)，VVT機(jī)構(gòu) 2000整體的減速比是R(l)。在進(jìn)氣門的相位處于從CA(2)至最大提前角的 區(qū)域中時(shí)，VVT機(jī)構(gòu)2000整體的減速比是小于R(l)的R(2)。因此，只要 電動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速相同，就可以對(duì)于這兩個(gè)區(qū)域(即，最大延遲角和 CA(1)之間的第一區(qū)域以及CA(2)和最大提前角之間的第二區(qū)域)提前或延 遲進(jìn)氣門的相位。這里，對(duì)于CA(2)和最大提前角之間的第二區(qū)域，可以 將相位提前或延遲到更大程度。因此，可以在較寬范圍內(nèi)改變相位。此 外，對(duì)于最大延遲角和CA(1)之間的第一區(qū)域，減速比較高，因此可以防 止由隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而作用在進(jìn)氣凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩引起的電動(dòng)機(jī)的輸出 軸的旋轉(zhuǎn)。因此，可以抑制實(shí)際相位從根據(jù)控制確定的相位發(fā)生改變。因 此，可以在較寬范圍內(nèi)改變相位，并可以精確地控制相位。接著，將詳細(xì)說明用于控制進(jìn)氣門1100的相位(此后也簡(jiǎn)稱為進(jìn)氣 門相位)的結(jié)構(gòu)。參考圖11,如已經(jīng)參考圖l所述，發(fā)動(dòng)機(jī)IOOO被構(gòu)造為使得來(lái)自曲 軸1090的動(dòng)力借助于正時(shí)鏈條1200 (或正時(shí)帶)分別通過鏈輪2010和 2012傳遞到進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130。此外，凸輪位置傳感器 5010安裝在進(jìn)氣凸輪軸1120的外周側(cè)上，用于在每個(gè)預(yù)定凸輪轉(zhuǎn)角時(shí)輸 出凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000安裝在曲軸1090的外周側(cè) 上，用于在每個(gè)預(yù)定曲軸轉(zhuǎn)角時(shí)輸出曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)Pca。此外，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 角傳感器5050安裝在電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)子(未示出)上，用于在每個(gè)預(yù)定 轉(zhuǎn)角時(shí)輸出電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)Pmt。凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv、曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)Pca和 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)Pmt被輸入到ECU 4000。此外，基于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)1000的狀態(tài)的傳感器的輸出并基于運(yùn)轉(zhuǎn)狀況 (駕駛員的踏板操作、當(dāng)前車速等)，ECU 4000控制發(fā)動(dòng)機(jī)1000的運(yùn) 轉(zhuǎn)，使得能夠獲得發(fā)動(dòng)機(jī)1000的要求輸出。作為發(fā)動(dòng)機(jī)控制的一部分， ECU 4000基于如圖基層ECU 2所示的對(duì)照?qǐng)D來(lái)設(shè)定進(jìn)氣門1100和排氣門 1110的相位目標(biāo)值。此外，ECU 4000產(chǎn)生作為進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī) 2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref，使得進(jìn)氣門1100的相位達(dá)到目標(biāo)相位。如下 文將說明的，與電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸相對(duì)于鏈輪2010 (進(jìn)氣凸輪軸 1120)的轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)地確定轉(zhuǎn)速指令值Nmref。電動(dòng)機(jī)2060相對(duì)于進(jìn)氣凸 輪軸1120的轉(zhuǎn)速差對(duì)應(yīng)于致動(dòng)器的操作量。電動(dòng)機(jī)EDU (電子驅(qū)動(dòng)單 元)4100根據(jù)來(lái)自ECU 4000的轉(zhuǎn)速指令值Nmref來(lái)控制電動(dòng)機(jī)2060的 轉(zhuǎn)速。圖12是圖示作為根據(jù)本實(shí)施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的致動(dòng)器的電 動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速控制的框圖。參考圖12，致動(dòng)器操作量設(shè)定部分6000包括氣門相位檢測(cè)部分 6010、凸輪軸相位改變量計(jì)算部分6020、相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030、凸輪 軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分6040、轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050和切換部分6150。致動(dòng) 器操作量產(chǎn)生部分6000執(zhí)行氣門正時(shí)控制，通過該控制進(jìn)氣門1100的相 位被改變以跟隨根據(jù)圖2的對(duì)照?qǐng)D依次設(shè)定的目標(biāo)值IV("。此外，設(shè)置學(xué)習(xí)控制部分6100，用于學(xué)習(xí)進(jìn)氣門相位的基準(zhǔn)位置。通 過在每個(gè)預(yù)定控制周期根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 4000中的預(yù)定程序執(zhí)行控制 處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器操作量設(shè)定部分6000和學(xué)習(xí)控制部分6100的操作。氣門相位檢測(cè)部分6010基于來(lái)自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000的曲軸轉(zhuǎn)角信 號(hào)Pca、來(lái)自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv和來(lái)自電動(dòng)機(jī)2060 的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)Pmt，來(lái)計(jì)算進(jìn)氣門相位 IV(0)(此后也表示為相位檢測(cè)值IV(。)。氣門相位檢測(cè)部分6010可以基于曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)Pca和凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào) Piv來(lái)計(jì)算相位檢測(cè)值IV(。。例如，在產(chǎn)生凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv時(shí)，將凸輪 轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv與產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)Pca的時(shí)間差轉(zhuǎn)換為曲軸1090和進(jìn)氣凸輪軸1120之間的相位差，從而可以計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前相位檢測(cè) 值IV(0)(第一相位計(jì)算方法)?；蛘?，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000中，可以基于作 為致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)2060的操作量(相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm)來(lái)精確地追蹤進(jìn)氣門 的相位改變量。具體而言，基于各種傳感器的輸出，計(jì)算實(shí)際的相對(duì)轉(zhuǎn)速 ANm，并基于計(jì)算得到的實(shí)際相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm根據(jù)后述表達(dá)式(1)的運(yùn) 算，可以計(jì)算每單位時(shí)間(控制周期)進(jìn)氣門相位的改變量dIV(。。因 此，通過對(duì)相位改變量dlV(0)進(jìn)行累計(jì)，氣門相位檢測(cè)部分6010可以依 次計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前相位檢測(cè)值IV(。(第二相位計(jì)算方法)。 氣門相位檢測(cè)部分6010可以考慮運(yùn)算負(fù)荷或發(fā)動(dòng)機(jī)速度的穩(wěn)定性通過適 當(dāng)?shù)厥褂玫谝缓偷诙辔挥?jì)算方法來(lái)計(jì)算相位檢測(cè)值IV("。凸輪軸相位改變量計(jì)算部分6020具有計(jì)算部分6022和需求相位改變 量計(jì)算部分6025。計(jì)算部分6022計(jì)算相位與目標(biāo)相位IV(。r的偏差 △IV(0) (AIV(0)=IV(。一IV(0)r)。需求相位改變量計(jì)算部分6025根據(jù)由 計(jì)算部分6022計(jì)算的偏差A(yù)IV(。，來(lái)計(jì)算此控制周期的進(jìn)氣凸輪軸1120 的需要改變量A0。例如，預(yù)先設(shè)定在單個(gè)控制周期中相位改變量Ae的最大值A(chǔ)9max， 并且需求相位改變量計(jì)算部分6025在上至最大值A(chǔ)0max的范圍內(nèi)根據(jù)相 位偏差A(yù)IV(。來(lái)確定相位改變量Ae。這里，最大值A(chǔ)emax可以是預(yù)定固 定值，或者可以由需求相位改變量計(jì)算部分6025根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)(轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等)或相位偏差A(yù)IV(0)的大小來(lái)可變地設(shè)定。相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030計(jì)算為了產(chǎn)生由需求相位改變量計(jì)算部分 6025計(jì)算的需求相位改變量A9所需要的、電動(dòng)機(jī)2060相對(duì)于鏈輪2010 的轉(zhuǎn)速的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm。例如，相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm在要使進(jìn)氣門相位提前時(shí) 被設(shè)定為正值(ANm〉0)，在要使進(jìn)氣門相位延遲時(shí)被設(shè)定為負(fù)值 (△Nm<0)，而在要保持進(jìn)氣門相位時(shí)被設(shè)定為大約零(A0=O)。這里，與控制周期相對(duì)應(yīng)的每單位時(shí)間的相位改變量Ae與相對(duì)轉(zhuǎn)速 △Nm之間的關(guān)系由以下表達(dá)式(1)表示。在表達(dá)式(1)中，R(0)表示根 據(jù)進(jìn)氣門相位改變的減速比，如圖9所示?！鱡^ANm* 360° (l,)) AT …(l)因此，相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030可以根據(jù)表達(dá)式(1)的運(yùn)算來(lái)計(jì)算電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm，以用于產(chǎn)生在控制周期AT所需的凸輪軸相位改變量A0。凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分6040將鏈輪2010的轉(zhuǎn)速(即，進(jìn)氣凸輪軸1120 的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN)計(jì)算為曲軸1090的轉(zhuǎn)速的一半。凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分 6040可以被構(gòu)造為基于來(lái)自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)Piv來(lái) 計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN。但是，通常進(jìn)氣凸輪軸1120的每 一圈旋轉(zhuǎn)輸出的凸輪轉(zhuǎn)角信號(hào)的次數(shù)小于曲軸1090的每一圈旋轉(zhuǎn)輸出的 曲軸轉(zhuǎn)角信號(hào)的次數(shù)。因此，通過基于曲軸1090的轉(zhuǎn)速來(lái)檢測(cè)凸輪軸轉(zhuǎn) 速IVN，可以提高檢測(cè)精度。切換部分6150布置在轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050與相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分 6030和學(xué)習(xí)控制部分6100之間。除了在正由學(xué)習(xí)控制部分6100執(zhí)行基準(zhǔn) 位置學(xué)習(xí)時(shí)之外，切換部分6150將由相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030設(shè)定的相對(duì) 轉(zhuǎn)速ANm輸入到轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050。下文將詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)施 例的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050將由凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測(cè)部分6040檢測(cè)到的進(jìn) 氣凸輪軸1120的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN和從切換部分6150輸入的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm 相加以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。因此，除了在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時(shí)之外，在包括正常操作在內(nèi)的操作期間，基于由相對(duì)轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030 設(shè)定的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm來(lái)產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。在基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)時(shí)，基于由學(xué)習(xí)控制部分6100設(shè)定的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO來(lái)產(chǎn)生電動(dòng) 機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。由轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速指 令值Nmref被傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)EDU 4100。電動(dòng)機(jī)EDU 4100通過中繼電路4250連接到電源4200。由控制信號(hào) SRL來(lái)控制中繼電路4250的接通/關(guān)斷。通常，由能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)充 電的二次電池來(lái)形成電源4200。因此，通過使中繼電路關(guān)斷，可以停止對(duì) 電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)。電動(dòng)機(jī)EDU 4100執(zhí)行轉(zhuǎn)速控制，使得電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指令值Nmref相符。例如，電動(dòng)機(jī)EDU 4100控制功率半導(dǎo)體器件(例如晶體 管)的開關(guān)，使得根據(jù)電動(dòng)機(jī)2060的實(shí)際轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指令值Nmref的轉(zhuǎn) 速偏差(Nref-Nm)來(lái)控制從電源4200向電動(dòng)機(jī)2060供應(yīng)的電力(由電 動(dòng)機(jī)電流Imt表示)。具體而言，控制這種功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)操作的 占空比。尤其是，為了提高電動(dòng)機(jī)可控性，電動(dòng)機(jī)EDU 4100根據(jù)以下等式 (2)來(lái)控制作為轉(zhuǎn)速控制中的調(diào)節(jié)量的占空比DTY。DTY=DTY(ST)+DTY(FB) …(2)在等式(2)中，DTY(FB)是基于上述轉(zhuǎn)速偏差和具有預(yù)定控制增益 的控制操作(例如，通用P控制、PI控制等)的反饋?lái)?xiàng)。在等式(2)中，DTY(ST)是基于電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值和所設(shè)定 的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm設(shè)定的預(yù)設(shè)項(xiàng)。參考圖13，與在相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm二O時(shí)(即，在電動(dòng)機(jī)2060要針對(duì)轉(zhuǎn) 速指令值Nmref以與電動(dòng)機(jī)2060相同的轉(zhuǎn)速(ANm=0)旋轉(zhuǎn)時(shí))需要的 電動(dòng)機(jī)電流值相對(duì)應(yīng)的占空比特性6060被預(yù)先設(shè)定為表。然后，通過將 與相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm相對(duì)應(yīng)的電流值加上根據(jù)占空比特性6060的基準(zhǔn)值/從根 據(jù)占空比特性6060的基準(zhǔn)值減去與相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm相對(duì)應(yīng)的電流值，來(lái)設(shè) 定等式(2)中的DTY(ST)。通過由預(yù)設(shè)項(xiàng)和反饋?lái)?xiàng)的組合來(lái)控制向電動(dòng) 機(jī)2060的電力供應(yīng)的這種轉(zhuǎn)速控制，與簡(jiǎn)單的反饋控制(即，簡(jiǎn)單地通 過等式(2)的項(xiàng)DTY(FB)進(jìn)行的轉(zhuǎn)速控制)相比，電動(dòng)機(jī)EDU4100使 得電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速迅速地跟隨轉(zhuǎn)速指令值Nmref的任何改變。 (根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí))為了提高檢測(cè)進(jìn)氣凸輪軸1120的相位時(shí)的精度，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000 在滿足指示學(xué)習(xí)的預(yù)定條件時(shí)使用學(xué)習(xí)控制部分6100執(zhí)行進(jìn)氣門相位的 基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，在減速比R(。較大的區(qū)域中進(jìn)行基 準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。具體地，通過使進(jìn)氣門相位達(dá)到最大延遲角來(lái)進(jìn)行基準(zhǔn)位置 學(xué)習(xí)。參考圖12，響應(yīng)于當(dāng)滿足指令學(xué)習(xí)的預(yù)定條件時(shí)接通的學(xué)習(xí)指示信 號(hào)，學(xué)習(xí)控制部分6100將電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO設(shè)定為用于執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的致動(dòng)器操作量。在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，開關(guān)部分6150將學(xué) 習(xí)控制部分6100的輸出向轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050輸入，因而基于由學(xué) 習(xí)控制部分6100設(shè)定的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO，產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值 Nmref。在其中電動(dòng)機(jī)2060根據(jù)相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO運(yùn)轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間， 學(xué)習(xí)控制部分6100基于由氣門相位檢測(cè)部分6100檢測(cè)到的相位檢測(cè)值 IV(。判定進(jìn)氣門相位是否已經(jīng)達(dá)到作為基準(zhǔn)相位的最大延遲角(例如，0 ) Q當(dāng)檢測(cè)到進(jìn)氣門相位已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)相位時(shí)，學(xué)習(xí)控制部分6100結(jié)束 基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，并將此時(shí)的相位檢測(cè)值IV(0)設(shè)定為相位學(xué)習(xí)值仍n。以此方式計(jì)算的相位學(xué)習(xí)值01n反映在此后的氣門正時(shí)控制中對(duì)氣門 相位的檢測(cè)上。例如，將由氣門相位檢測(cè)部分6010獲得的相位檢測(cè)值 IV(0)和以上所述的相位學(xué)習(xí)值之間的相對(duì)差視為實(shí)際進(jìn)氣門相位和基準(zhǔn)泣 置學(xué)習(xí)時(shí)的基準(zhǔn)相位(即，0° )之間的差來(lái)控制氣門正時(shí)。具體地，相 位學(xué)習(xí)值Wn反映在計(jì)算部分6022處對(duì)相位偏差A(yù)IV("的計(jì)算上。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的流程圖，圖15示出 了在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)的操作波形。由ECU 4000以預(yù)定周期執(zhí)行根據(jù)圖14 的流程圖的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)例程。參照?qǐng)D14，在步驟S100， ECU 4000判定是否滿足預(yù)定的學(xué)習(xí)執(zhí)行條 件。如參照?qǐng)D9所述的那樣，在根據(jù)本實(shí)施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000中， 由于減速比R(0)，當(dāng)向作為致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)停止時(shí)，不 期望的相位變化的可能性較低。因而，通過將在ECU 4000中相繼檢測(cè)到 的相位檢測(cè)值IV(。存儲(chǔ)在即使當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)關(guān)斷時(shí)(當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí))仍保 留所存儲(chǔ)內(nèi)容的存儲(chǔ)區(qū)域(諸如SRAM:靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)中，可以 不需要在每次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。當(dāng)采用這種配置時(shí)，可以 在存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的內(nèi)容被清除時(shí)(例如，在電池更換等時(shí))，滿足用于 執(zhí)行步驟S100的學(xué)習(xí)的條件。可選地，為了提高檢測(cè)進(jìn)氣門相位的精度，可以在每次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí) 滿足用于執(zhí)行步驟S100的學(xué)習(xí)的條件。當(dāng)不滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件(步驟S100中的"否")，由于不指 示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，所以ECU4000結(jié)束處理。相反，當(dāng)滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件(在步驟S100中的"是")時(shí)， ECU 4000將輸入到學(xué)習(xí)控制部分6100 (圖12)的學(xué)習(xí)指示信號(hào)轉(zhuǎn)為"接 通"，并通過步驟S110以后的處理執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。在步驟SI 10， ECU 4000將電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO設(shè)定為用于 執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的致動(dòng)器操作量。相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO被設(shè)定為用于將進(jìn)氣 門相位改變?yōu)樽鳛榛鶞?zhǔn)相位的最大延遲角(0° )的值。具體地，在本實(shí) 施例中，相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO被設(shè)定為預(yù)定負(fù)值。這與響應(yīng)于圖12的學(xué)習(xí)指 示信號(hào)轉(zhuǎn)為"接通"而進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制部分6100的操作相對(duì)應(yīng)。參考圖15，當(dāng)滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件并且在時(shí)間點(diǎn)t0學(xué)習(xí)指示信 號(hào)轉(zhuǎn)為"接通"時(shí)，電動(dòng)機(jī)2060根據(jù)相對(duì)轉(zhuǎn)速命令值A(chǔ)NmO (<0)運(yùn) 轉(zhuǎn)，由此以恒定速率來(lái)延遲相位檢測(cè)值IV("。當(dāng)實(shí)際進(jìn)氣門相位在時(shí)間點(diǎn)tl達(dá)到最大延遲角(0° )時(shí)，連桿機(jī)構(gòu) 2030的操作被鎖止，并且進(jìn)氣門相位的改變量變得大致為零。此時(shí)，電動(dòng) 機(jī)2060的相對(duì)轉(zhuǎn)速也變成大約為零。當(dāng)在相位檢測(cè)值IV(0)中存在偏離誤差時(shí)，實(shí)際進(jìn)氣門相位在IV(。= O之前達(dá)到最大延遲角，并且電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)轉(zhuǎn)速達(dá)到零，相位檢測(cè)值 IV(。的變化停止。因而，可以根據(jù)相位檢測(cè)值IV(。的改變量或者根據(jù)基 于實(shí)際相對(duì)轉(zhuǎn)速ANm的改變量dIV("(即，值dlV(。達(dá)到dlV(。"0)來(lái) 檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位是否已經(jīng)到達(dá)作為基準(zhǔn)相位的最大延遲角。響應(yīng)于此，基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)完成，并且學(xué)習(xí)完成標(biāo)記轉(zhuǎn)為"接通"。此 時(shí)的相位檢測(cè)值IV(0)存儲(chǔ)為相位學(xué)習(xí)值Wn，并反映于此后的氣門正時(shí)控 制。再次參照?qǐng)D14，為了實(shí)現(xiàn)圖15的時(shí)間點(diǎn)t0之后的操作，ECU4000執(zhí) 行下述步驟S120至S160。在步驟S120， ECU 4000檢測(cè)通過電動(dòng)機(jī)2060根據(jù)相對(duì)轉(zhuǎn)速ANmO進(jìn) 行的操作而產(chǎn)生的進(jìn)氣門相位的變化。這對(duì)應(yīng)于由氣門相位檢測(cè)部分6010 對(duì)相位檢測(cè)值IV(0)的計(jì)算。此外，在步驟S130， ECU 4000基于在步驟S120對(duì)進(jìn)氣門相位的檢測(cè) 來(lái)計(jì)算相位改變量。如上所述這相當(dāng)于對(duì)相位改變量dlV(0)的計(jì)算。
在步驟S140， ECU 4000將在步驟S130計(jì)算出的相位改變量與判定值 M進(jìn)行比較。判定值卵被設(shè)定為零附近的預(yù)定值，以能夠?qū)ο辔桓淖兞?幾乎到達(dá)零進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)相位改變量》6K)(步驟S140中的"否")時(shí)，ECU 4000判定實(shí)際 進(jìn)氣門相位尚未達(dá)到基準(zhǔn)相位(最大延遲角)，并且在步驟S150，繼續(xù)對(duì) 電動(dòng)機(jī)2060進(jìn)行電力供應(yīng)，由此繼續(xù)基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。具體地，在圖15的 時(shí)間點(diǎn)tO和tl之間，執(zhí)行步驟S150。
當(dāng)相位改變量<00 (步驟S140中的"是")，ECU 4000判定實(shí)際進(jìn) 氣門相位已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)相位(最大延遲角)，并完成基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，獲得 相位學(xué)習(xí)值Wn。具體地，在圖15的時(shí)間點(diǎn)tl，執(zhí)行步驟S160。
此外，在進(jìn)氣門相位的改變量近似為零的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成時(shí)，其 處于鎖止?fàn)顟B(tài)，因而預(yù)期電動(dòng)機(jī)電流增大。因而，當(dāng)在學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)各氣缸 列之間電動(dòng)機(jī)電流增大的正時(shí)重疊的情況下，電源負(fù)荷瞬間增大。因而， 優(yōu)選地，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)完成的正時(shí)(圖15的時(shí)間點(diǎn)tl)在多個(gè)氣缸列 之間不同的情況下執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。例如，通過使開始基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的 正時(shí)(圖15的時(shí)間點(diǎn)t0)在多個(gè)氣缸列之間不同，能夠避免以上所述的 電源負(fù)荷的增大。
在根據(jù)本實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，在構(gòu)造有多個(gè)氣缸列的發(fā)動(dòng) 機(jī)中，執(zhí)行諸如圖16所示對(duì)是否可以開始?xì)忾T正時(shí)控制的判定，以防止 在各氣缸列之間氣門正時(shí)設(shè)定的偏差所引起的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變動(dòng)。
參照?qǐng)D16，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，ECU 4000通過下述的步驟S170 至S195判定在每個(gè)氣缸列中是否可以開始?xì)忾T正時(shí)控制。
在步驟S170， ECU 4000確認(rèn)在相應(yīng)的氣缸列中學(xué)習(xí)完成標(biāo)記是否為 "接通"，學(xué)習(xí)是否已經(jīng)完成。此外，當(dāng)在相應(yīng)的氣缸列中學(xué)習(xí)己經(jīng)完成 時(shí)(步驟S170中的"是")，在步驟S180， ECU 4000確認(rèn)在其它氣缸 列中的學(xué)習(xí)完成標(biāo)記是否為"接通"，學(xué)習(xí)是否已經(jīng)完成。
當(dāng)在相應(yīng)氣缸列和其它氣缸列中基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)已經(jīng)完成時(shí)(即，當(dāng)在所有的氣缸列中基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)已經(jīng)完成時(shí))(在步驟S170和S180中均為 "是")，在步驟S190， ECU 4000允許相應(yīng)氣缸列的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu) 2000開始?xì)忾T正時(shí)控制。結(jié)果，通過反映了基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)結(jié)果的氣門正時(shí) 控制，進(jìn)氣門1100的相位以跟隨根據(jù)圖2的對(duì)照?qǐng)D依次設(shè)定的目標(biāo)值 IV("r的方式被改變。
當(dāng)在步驟S170或S180任一者為"否"時(shí)(即，當(dāng)在任一氣缸列中基 準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)完成時(shí))，在步驟S195， ECU 4000禁止相應(yīng)氣缸列的VVT機(jī) 構(gòu)2000進(jìn)行的氣門正時(shí)控制的開始。具體地，在確認(rèn)在所有氣缸列中均 完成基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)之前，即使在某一氣缸列中基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)已經(jīng)完成，也 限制每個(gè)氣缸列中氣門正時(shí)控制的開始。
因?yàn)檫@樣的構(gòu)造，在根據(jù)本實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，可以使多 個(gè)氣缸列之間氣門正時(shí)設(shè)定相符，以防止引入到氣缸的空氣量在各氣缸列 之間變動(dòng)。因而，能防止發(fā)動(dòng)機(jī)速度等的波動(dòng)，并維持令人滿意的發(fā)動(dòng)機(jī) 燃燒特性。
尤其是在有意使基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成正時(shí)(圖15的時(shí)間點(diǎn)tl)在多 個(gè)氣缸列之間不同的情況下執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，通過如圖16所示判定 是否可以開始?xì)忾T控制，在正時(shí)控制時(shí)使在多個(gè)氣缸列中氣門正時(shí)設(shè)定相 符，這是有利的。
當(dāng)每次發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，優(yōu)選地，如圖17所示， 在時(shí)間點(diǎn)ta的起動(dòng)之后通過發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒使得發(fā)動(dòng)機(jī)速度已經(jīng)增大之后 一旦發(fā)動(dòng)機(jī)速度沉降穩(wěn)定時(shí)的時(shí)間點(diǎn)tb之后，盡快開始基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
然而，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，不用考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性就可以均一地 設(shè)定進(jìn)氣門相位。因而，當(dāng)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃燒特性趨于惡化，在最差的情況下可能導(dǎo)致在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)(engine stall)。
此外， 一般地，在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了將發(fā)動(dòng)機(jī)速度維持在預(yù)定的怠速 速度，執(zhí)行怠速速度控制(ISC)以調(diào)節(jié)引入到氣缸的空氣量。在怠速速 度控制中，在發(fā)動(dòng)機(jī)較熱的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下(在熱狀況下)維持目標(biāo)怠速 速度所需的基本空氣量被校正(增大或者減小)，以反映穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和當(dāng)前狀態(tài)之間狀況的差異(諸如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度和附件的工作狀態(tài))。通常，通過控制節(jié)氣門1030的開度來(lái)調(diào)節(jié)在怠速速度控制下要引入的空氣量。在本實(shí)施例中，當(dāng)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，通過根據(jù)圖18的流程圖的控制結(jié)構(gòu)來(lái)防止燃燒特性的惡化。參照?qǐng)D18，在步驟S200， ECU 4000確認(rèn)是否正在執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué) 習(xí)，在步驟S210確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)中。當(dāng)在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)(在步驟S200和S210中均為 "是")，ECU 4000在步驟S220增大在怠速速度控制下引入的空氣量以 防止發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。具體地，假定其它狀況相同，當(dāng)執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)， 以比當(dāng)沒有執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大的引入空氣量來(lái)進(jìn)行怠速控制比增 大。結(jié)果，當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)能防止導(dǎo)致發(fā)動(dòng) 機(jī)停機(jī)的燃燒特性的惡化。在根據(jù)本實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，當(dāng)設(shè)置諸如鎖止銷之類的機(jī) 構(gòu)用于在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)在基準(zhǔn)相位以機(jī)械的方式限制進(jìn)氣門相位的變化 時(shí)，基準(zhǔn)位置可以不是最大延遲角。然而，如在本實(shí)施例中那樣通過將基 準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)中的基準(zhǔn)相位設(shè)定為與可變氣門相位的可變范圍的限制位置相 對(duì)應(yīng)的相位(最大延遲角/最大提前角)，不用增加諸如鎖止銷之類的任何 特定機(jī)構(gòu)就可以執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。在以上所述的實(shí)施例中，圖12的學(xué)習(xí)控制部分6100或者圖14的步驟 S110至S160對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置(步驟)"，圖16的步 驟S160和S170對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"學(xué)習(xí)完成確認(rèn)裝置(步驟)"，步驟 S195對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"控制開始限制裝置(步驟)"。此外，圖18的步 驟S220對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"增大裝置(步驟)"。應(yīng)該理解，本文公開的實(shí)施例是在每個(gè)方面都是圖示性而非限制性 的。本發(fā)明的精神和范圍僅僅由各項(xiàng)權(quán)利要求限制，而不是以上的描述限 制，并意在包括落在與各項(xiàng)權(quán)利要求等同的范圍和含義內(nèi)的任何修改。
權(quán)利要求
1.一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其設(shè)置在具有多個(gè)氣缸組的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括改變機(jī)構(gòu)，其與所述多個(gè)氣缸組中的每個(gè)氣缸組相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)用于改變?cè)谙鄬?duì)應(yīng)的所述氣缸組中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)；基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置，其與每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，并用于當(dāng)指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向相對(duì)應(yīng)的所述改變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn)生操作指令使得將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變到預(yù)定正時(shí)，并且用于響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的基準(zhǔn)；學(xué)習(xí)完成確認(rèn)裝置，其用于確認(rèn)是否在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均已經(jīng)完成由所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行的所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)；以及控制開始限制裝置，其用于在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo)值來(lái)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān)閉正時(shí)控制的開始，直到由所述學(xué)習(xí)完成確認(rèn)裝置確認(rèn)在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中， 每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量，并還被構(gòu)造為使得至少在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，在 所述預(yù)定正時(shí)以機(jī)械的方式限制所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變；并且當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置產(chǎn)生每個(gè)所述改 變機(jī)構(gòu)中的所述致動(dòng)器的操作指令，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定 正時(shí)的正時(shí)根據(jù)不同的所述改變機(jī)構(gòu)而各不相同。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，還包括，增大裝置，其用于當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下執(zhí)行所述基 準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，將引入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量增大為比在相同條件下不執(zhí) 行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大。
4. 一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其設(shè)置在具有多個(gè)氣缸組的發(fā)動(dòng)機(jī)中，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括改變機(jī)構(gòu)，其與所述多個(gè)氣缸組中的每個(gè)氣缸組相對(duì)應(yīng)地設(shè)置，每個(gè) 所述改變機(jī)構(gòu)用于改變?cè)谙鄬?duì)應(yīng)的所述氣缸組中的進(jìn)氣門和排氣門中至少 一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)；以及控制單元，其用于控制所述改變機(jī)構(gòu)的操作，其中所述控制單元被構(gòu)造為在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中獨(dú)立地執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué) 習(xí)，以在指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向相對(duì)應(yīng)的所述改變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn) 生操作指令使得將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變到預(yù)定正時(shí)，并且用于響應(yīng)于所 述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的基準(zhǔn)；并 且所述控制單元還被構(gòu)造為確認(rèn)是否在所有所述改變機(jī)構(gòu)中已經(jīng)完成所 述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，并在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo) 值來(lái)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān)閉正時(shí)控制的開始，直到確認(rèn)在所 有所述改變機(jī)構(gòu)中已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中， 每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量，并還被構(gòu)造為使得至少在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，在 所述預(yù)定正時(shí)以機(jī)械的方式限制所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變；并且當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，所述控制單元產(chǎn)生每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中 的所述致動(dòng)器的操作指令，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)的正 時(shí)根據(jù)不同的所述改變機(jī)構(gòu)而各不相同。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中， 所述控制單元還產(chǎn)生控制指令，使得當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，將引入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量增大為比 在相同條件下不執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中， 在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中，所述預(yù)定正時(shí)與所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的可變范圍的機(jī)械方式的限制相對(duì)應(yīng)地設(shè)置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中，所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān) 閉正時(shí)改變與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差相對(duì)應(yīng)的改變 量，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)其開啟/關(guān)閉正時(shí)被改變的所述氣門。
9. 一種控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備具有針對(duì)每個(gè)氣缸組的改變機(jī)構(gòu)，所述改變機(jī)構(gòu)用于改變?cè)O(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述方法包括為每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)執(zhí)行的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟，所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步 驟如下當(dāng)指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，向相對(duì)應(yīng)的所述改變機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器產(chǎn)生 操作指令使得將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變到預(yù)定正時(shí)，并且響應(yīng)于所述開啟 /關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述預(yù)定正時(shí)而學(xué)習(xí)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的基準(zhǔn)；學(xué)習(xí)完成確認(rèn)步驟，所述學(xué)習(xí)完成確認(rèn)步驟如下確認(rèn)是否在所有所 述改變機(jī)構(gòu)中均在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)；以 及控制開始限制步驟，所述控制開始限制步驟如下在每個(gè)所述改變機(jī) 構(gòu)中禁止用于跟隨依次設(shè)定的目標(biāo)值來(lái)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的開啟/關(guān) 閉正時(shí)控制的開始，直到確認(rèn)在所有所述改變機(jī)構(gòu)中均在所述基準(zhǔn)位置學(xué) 習(xí)步驟已經(jīng)完成所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法，其中， 每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān)閉正時(shí)改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量，并還被構(gòu)造為使得至少在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，在 所述預(yù)定正時(shí)以機(jī)械的方式限制所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變；并且在所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟，當(dāng)指示所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，產(chǎn)生每個(gè)所 述改變機(jī)構(gòu)中的所述致動(dòng)器的操作指令，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)達(dá)到所述 預(yù)定正時(shí)的正時(shí)根據(jù)不同的所述改變機(jī)構(gòu)而各不相同。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法，還包括增大步驟，所述增大步驟如下當(dāng)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況 下執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)，將引入到所述發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量增大為比在相 同條件下不執(zhí)行所述基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時(shí)更大。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方法，其中，在每個(gè)所述改變機(jī)構(gòu)中，所述預(yù)定正時(shí)與所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的可變范 圍的機(jī)械方式的限制相對(duì)應(yīng)地設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的控制可變氣門正時(shí)設(shè)備的方 法，其中，所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，并且所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為將所述開啟/關(guān) 閉正時(shí)改變與所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差相對(duì)應(yīng)的改變 量，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)其開啟/關(guān)閉正時(shí)被改變的所述氣門。
全文摘要
在多個(gè)氣缸列的每個(gè)中具有VVT機(jī)構(gòu)的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，不允許氣門正時(shí)控制的開始(S190)，直到在相應(yīng)氣缸列和在其它氣缸列中氣門正時(shí)的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)完成(S170、S180)。因而，在氣門正時(shí)控制時(shí)，多個(gè)氣缸列的氣門正時(shí)相符，由此能抑制引入到氣缸的空氣量的變動(dòng)，并能維持令人滿意的燃燒特性。
文檔編號(hào)F02D13/02GK101410608SQ200780011448
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者井上靖通, 漆畑晴行, 益城善一郎, 野村光宏 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社