專利名稱：可變氣門正時(shí)設(shè)備以及檢測(cè)其氣門相位的方法
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)明涉及具有電動(dòng)機(jī)作 為致動(dòng)器(具有將氣門開啟/關(guān)閉的正時(shí)改變根據(jù)致動(dòng)器操作量的改變量的 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)行狀況來改變進(jìn)氣門或 排氣門開啟/關(guān)閉的相位(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)的致動(dòng)器來使凸輪軸旋轉(zhuǎn)。
為了使用這種可變氣門正時(shí)設(shè)備來精確地控制氣門正時(shí)，需要高精度 檢測(cè)現(xiàn)在的實(shí)際氣門正時(shí)(即，凸輪軸相位)。在這點(diǎn)上，專利文獻(xiàn)1 (PCT申請(qǐng)國際公報(bào)No. 04-506851)公開一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中通 過自動(dòng)校正傳感器測(cè)量偏差來反饋控制凸輪軸相位。
液壓可變氣門正時(shí)設(shè)備的問題是在寒冷的氣候或者在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)開 始時(shí)隨著液壓壓力下降或者液壓控制的響應(yīng)性降低，可變氣門正時(shí)的控制 精度惡化。因而，已經(jīng)提出一種使用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源的可變氣門正時(shí)設(shè) 備(例如，參見日本專利早期公開No. 2003-295953和日本專利早期公開 No. 2004-162706)。
專利文獻(xiàn)2 (日本專利文獻(xiàn)早期公開No. 2003-295953)針對(duì)使用DC 伺服電動(dòng)機(jī)作為致動(dòng)器的可變氣門正時(shí)設(shè)備公開了一種布置，其防止響應(yīng) 性能隨控制對(duì)象的旋轉(zhuǎn)位置而變化，并在每個(gè)控制旋轉(zhuǎn)位置確保均一的控 制響應(yīng)性。然而，至于對(duì)控制對(duì)象的旋轉(zhuǎn)角度(相位)的檢測(cè)，該文獻(xiàn)僅 僅描述了通過使用旋轉(zhuǎn)角度傳感器的輸出對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。并未討論用于提 高檢測(cè)精度的任何技術(shù)。
9專利文獻(xiàn)3 (日本專利早期公開No. 2004-162706)公開了一種可變氣 門正時(shí)設(shè)備，其通過相對(duì)于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度允許 可變氣門正時(shí)。根據(jù)專利文獻(xiàn)3，在這種可變氣門正時(shí)設(shè)備中，基于從曲 軸角度傳感器輸出的曲軸角度信號(hào)和從凸輪角度傳感器輸出的凸輪角度信 號(hào)，計(jì)算當(dāng)輸出凸輪角度信號(hào)時(shí)的實(shí)際氣門正時(shí)。此外，基于電動(dòng)機(jī)和凸 輪軸之間的旋轉(zhuǎn)速度差計(jì)算氣門正時(shí)從輸出凸輪角度信號(hào)時(shí)的實(shí)際氣門正 時(shí)的改變量，并使用輸出凸輪角度信號(hào)時(shí)的實(shí)際氣門正時(shí)和氣門正時(shí)的改 變量，計(jì)算最終的實(shí)際氣門正時(shí)。因而，即使在凸輪角度信號(hào)(每次凸輪 軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角度時(shí)輸出該信號(hào))產(chǎn)生的間隔中的時(shí)機(jī)，可以以插值的方 式檢測(cè)到氣門正時(shí)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度較高并且凸輪角度信號(hào)產(chǎn)生的間隔變短時(shí)，不太需要以 如專利文獻(xiàn)3所述的插值方式執(zhí)行對(duì)氣門正時(shí)的改變量的計(jì)算。相反，當(dāng) 發(fā)動(dòng)機(jī)速度較低時(shí)，尤其是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止或者發(fā)動(dòng)機(jī)處于發(fā)動(dòng)機(jī)速度不穩(wěn) 定的低旋轉(zhuǎn)范圍中時(shí)，難以基于曲軸角度信號(hào)和凸輪角度信號(hào)以高精度檢 測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)。即，發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍對(duì)檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的精度有影 響。
在根據(jù)專利文獻(xiàn)3的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，基于電動(dòng)機(jī)和凸輪軸之間 的旋轉(zhuǎn)速度差連續(xù)計(jì)算氣門正時(shí)的改變量。因而，用于計(jì)算氣門正時(shí)的運(yùn) 算負(fù)荷增大。這會(huì)例如因?yàn)閼?yīng)用能夠高速大容量進(jìn)行處理的處理器而導(dǎo)致 成本增大。專利文獻(xiàn)1和2并未提及需要考慮檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)所固有的 運(yùn)算負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可變氣門正時(shí)設(shè)備等，其響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速度 的變動(dòng)而不過度增大運(yùn)算負(fù)荷，來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的精度。
本發(fā)明提供一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其用于改變?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)，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括致 動(dòng)器、改變機(jī)構(gòu)、第一至第三檢測(cè)器和相位檢測(cè)部分。改變機(jī)構(gòu)構(gòu)造成通 過改變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差來將所述開啟/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，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被 改變的氣門。第一檢測(cè)器構(gòu)造成檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度。第二檢測(cè)器構(gòu) 造成檢測(cè)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度。第三檢測(cè)器構(gòu)造成檢測(cè)所述致動(dòng)器的所 述操作量。相位檢測(cè)部分基于所述第一檢測(cè)器至所述第三檢測(cè)器的輸出來 檢測(cè)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的所述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。此外，所 述相位檢測(cè)部分包括第一計(jì)算部分、第二計(jì)算部分和第一選擇部分。第一 計(jì)算部分基于所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)角度和所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間 的相對(duì)關(guān)系計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。第二計(jì)算部分基于所述凸輪軸的 旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)所述致動(dòng)器的所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所述實(shí)際 開啟/關(guān)閉正時(shí)。第一選擇部分依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度選擇所述第一和第二計(jì)算部 分中一者以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
可選地，本發(fā)明提供一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其用于改變?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)，所述可變氣門正時(shí)設(shè) 備包括致動(dòng)器、改變機(jī)構(gòu)、第一至第三檢測(cè)器和控制器。改變機(jī)構(gòu)通過改 變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差來將所述開啟/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，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變 的氣門。第一檢測(cè)器檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度。第二檢測(cè)器檢測(cè)所述凸輪 軸的旋轉(zhuǎn)角度。第三檢測(cè)器檢測(cè)所述致動(dòng)器的所述操作量?？刂破骰谒?述第一檢測(cè)器至所述第三檢測(cè)器的輸出來檢測(cè)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的所 述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。此外，所述控制器構(gòu)造成依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度選 擇用于基于所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)角度和所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間的 相對(duì)關(guān)系來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的第一計(jì)算運(yùn)算和用于基于所述凸 輪軸的旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)所述致動(dòng)器的所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所 述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的第二計(jì)算運(yùn)算中一者，以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉 正時(shí)。
本發(fā)明提供一種檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法，所述可變 氣門正時(shí)設(shè)備用于改變?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)，所述方法包括第一和第二計(jì)算步驟和第一選擇步驟。所述可 變氣門正時(shí)設(shè)備包括致動(dòng)器、改變機(jī)構(gòu)和第一至第三檢測(cè)器。改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成通過改變凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差來將所述開啟/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，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉 正時(shí)要被改變的氣門。第一檢測(cè)器檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度。第二檢測(cè)器 檢測(cè)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度。第三檢測(cè)器檢測(cè)所述致動(dòng)器的所述操作量。 在第一計(jì)算步驟，基于檢測(cè)到的所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)角度和檢測(cè)到的所述 凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間的相對(duì)關(guān)系來計(jì)算開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的所 述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。在第二計(jì)算步驟基于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相 位差根據(jù)所述致動(dòng)器的所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān) 閉正時(shí)。在第一選擇步驟，依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度選擇所述第一計(jì)算步驟和所述 第二計(jì)算步驟中一者以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
根據(jù)可變氣門正時(shí)設(shè)備或者其氣門相位檢測(cè)方法，可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速 度范圍適合地選擇其中檢測(cè)曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度并基于曲軸相對(duì)于凸 輪軸的旋轉(zhuǎn)相位關(guān)系確定實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)(實(shí)際氣門正時(shí))的第一計(jì)算 方法和其中基于由改變旋轉(zhuǎn)相位的改變機(jī)構(gòu)根據(jù)致動(dòng)器的操作量獲得的凸 輪軸的旋轉(zhuǎn)相位的累計(jì)的改變量計(jì)算實(shí)際氣門正時(shí)的第二計(jì)算方法，并且 由此能檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)。因而，能避免由于連續(xù)執(zhí)行第二計(jì)算方法而引 起的運(yùn)算負(fù)荷的過度增大，并且在任何發(fā)動(dòng)機(jī)范圍中能以足夠高的精度檢 測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，第一選擇部分在所述發(fā)動(dòng) 機(jī)速度高于規(guī)定值時(shí)選擇所述第一計(jì)算部分，并在所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于 所述規(guī)定值時(shí)選擇所述第二計(jì)算部分?？蛇x地，控制器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速 度高于規(guī)定值時(shí)基于第一計(jì)算部分來檢測(cè)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，并且在發(fā)動(dòng) 機(jī)速度不高于所述規(guī)定值時(shí)基于第二計(jì)算部分來檢測(cè)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
根據(jù)檢測(cè)用于本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法，在第一 選擇步驟，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定值時(shí)選擇第一計(jì)算步驟，并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 速度不高于所述規(guī)定值時(shí)選擇第二計(jì)算步驟。
在以上所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，即使在曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度 低且不穩(wěn)定的低旋轉(zhuǎn)速度的范圍中，基于由改變機(jī)構(gòu)根據(jù)致動(dòng)器操作量獲 得的凸輪軸旋轉(zhuǎn)相位的改變量的累計(jì)以足夠高的精度能檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)(第二計(jì)算方法)。此外，在曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度比較穩(wěn)定并且基于 曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度的檢測(cè)的氣門正時(shí)計(jì)算的頻率增大的高旋轉(zhuǎn)速度 的范圍中，不執(zhí)行由第二計(jì)算方法進(jìn)行的氣門正時(shí)檢測(cè)。因而，在以足夠 高的精度有效地檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的同時(shí)能避免運(yùn)算負(fù)荷的過度增大。
更優(yōu)選地，可變氣門正時(shí)設(shè)備還包括異常處理裝置。在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于 其中所述第一選擇部分選擇所述第二計(jì)算部分的范圍中的同時(shí)在所述第三 檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，異常處理部分停止對(duì)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的檢測(cè)，并 禁止致動(dòng)器改變開啟/關(guān)閉正時(shí)。具體地，在這構(gòu)造中，異常處理部分還包 括電力供應(yīng)停止裝置。在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于這范圍中的同時(shí)在第三檢測(cè)器中 發(fā)生異常時(shí)，電力供應(yīng)停止部分停止對(duì)致動(dòng)器的電力供應(yīng)。
可選地，控制器可以構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于其中實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí) 要由所述第二計(jì)算運(yùn)算檢測(cè)的范圍的同時(shí)在第三檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，停 止對(duì)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的檢測(cè)，并禁止致動(dòng)器改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)。 此外，控制器可以構(gòu)造成在此發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中在第三檢測(cè)器發(fā)生異常 時(shí)，停止對(duì)致動(dòng)器的電力供應(yīng)。
更優(yōu)選地，檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法還包括異常處理 步驟。在異常處理步驟，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于其中在第一選擇步驟選擇第二 計(jì)算步驟的范圍中的同時(shí)在第三檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，停止對(duì)實(shí)際開啟/關(guān)
閉正時(shí)的檢測(cè)，并禁止致動(dòng)器改變開啟/關(guān)閉正時(shí)?？蛇x地，該方法還包括 在異常處理步驟停止開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化時(shí)停止對(duì)致動(dòng)器的電力供應(yīng)的步驟。
通過這樣的構(gòu)造，在此基于致動(dòng)器操作量檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī) 速度范圍中，當(dāng)致動(dòng)器操作量的檢測(cè)出現(xiàn)故障時(shí)(通常，在傳感器出現(xiàn)故 障時(shí))，能防止基于對(duì)氣門正時(shí)的誤檢測(cè)對(duì)氣門正時(shí)的異?？刂?。
優(yōu)選地，在本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，相位檢測(cè)裝置還包括第二 選擇部分和第三選擇部分。第二選擇部分在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，選 擇第一計(jì)算部分和第二計(jì)算部分兩者以檢測(cè)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。第三計(jì)算 部分構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，通過用第二計(jì)算部分計(jì)算的值修 改由所述第一計(jì)算部分計(jì)算的值來計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)?？蛇x地，控制器還構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，執(zhí)行第一計(jì)算運(yùn)算和第二計(jì)算運(yùn) 算兩者，并通過用第二計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值修改由第一計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值來 計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
優(yōu)選地，檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法包括第二選擇步驟 和第三步驟。在第二選擇步驟，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，選擇第一計(jì) 算步驟和第二計(jì)算步驟兩者，以檢測(cè)實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。在第三計(jì)算步 驟，通過用在第二計(jì)算步驟計(jì)算的值修改在第一計(jì)算步驟計(jì)算的值來計(jì)算 實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
在可變氣門正時(shí)設(shè)備或者其檢測(cè)氣門相位的方法中，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的 規(guī)定范圍中，在通過基于凸輪軸旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)致動(dòng)器操作量的改變量的 累計(jì)的氣門正時(shí)計(jì)算(第二計(jì)算方法)對(duì)基于曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度的
檢測(cè)的氣門正時(shí)計(jì)算(第一計(jì)算方法)進(jìn)行備份(back-up)的同時(shí)能檢測(cè)
實(shí)際氣門正時(shí)。因而，能提高檢測(cè)在優(yōu)先應(yīng)用第一計(jì)算方法的范圍(高旋 轉(zhuǎn)速度的范圍)和優(yōu)先應(yīng)用第二計(jì)算方法的范圍(低旋轉(zhuǎn)速度的范圍)之 間的邊界處的實(shí)際氣門正時(shí)的精度。
更具體地，相位檢測(cè)部分還包括第四計(jì)算部分。第四計(jì)算部分構(gòu)造成 當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中在第三檢測(cè)部分裝置中發(fā)生異常時(shí)，不使用 由第二計(jì)算部分計(jì)算的值而是基于由第一計(jì)算部分計(jì)算的值來計(jì)算實(shí)際幵 啟/關(guān)閉正時(shí)?？蛇x地，控制器還構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中在第三 檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，不使用由第二計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值而是基于由第一計(jì) 算運(yùn)算計(jì)算的值來計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
更優(yōu)選地，檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法還包括第四步 驟。在第四計(jì)算步驟，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中當(dāng)所述第三檢測(cè)器中發(fā) 生異常時(shí)，不使用在第二計(jì)算步驟計(jì)算的值而是基于由第一計(jì)算步驟計(jì)算 的值來計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
因?yàn)檫@種構(gòu)造，當(dāng)檢測(cè)致動(dòng)器操作量出現(xiàn)故障時(shí)(通常，在傳感器出 現(xiàn)故障時(shí))，能防止由于異常檢測(cè)值造成的檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的誤差。
更優(yōu)選地，在可變氣門正時(shí)設(shè)備或者在檢測(cè)其氣門相位的方法中，致 動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且致動(dòng)器的操作量是電動(dòng)機(jī)相對(duì)于凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差。當(dāng)開啟/關(guān)閉正時(shí)處于第一區(qū)域中時(shí)和當(dāng)它處于第二區(qū)域中時(shí)，改變 機(jī)構(gòu)改變開啟/關(guān)閉正時(shí)，使得開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量對(duì)致動(dòng)器的操作量 的比率不同，并且開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化方向相同。
此外，第二計(jì)算部分基于幵啟/關(guān)閉正時(shí)和預(yù)先獲得的比率之間的對(duì)應(yīng) 關(guān)系并基于電動(dòng)機(jī)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量，并 且通過將所計(jì)算的改變量加上前次計(jì)算的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的 實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)?？蛇x地，控制器還構(gòu)造成基于開啟/關(guān)閉正時(shí)和預(yù)先 獲得的比率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并基于電動(dòng)機(jī)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差計(jì)算實(shí)際開啟/ 關(guān)閉正時(shí)的改變量，并通過將所計(jì)算的改變量加上前次計(jì)算的實(shí)際開啟/關(guān) 閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。此外，第二計(jì)算步驟具有基于開 啟/關(guān)閉正時(shí)和預(yù)先獲得的比率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并基于電動(dòng)機(jī)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速 度差計(jì)算實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量的子步驟和通過將所計(jì)算的改變量加 上前次計(jì)算的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的子歩 驟。
根據(jù)可變氣門正時(shí)設(shè)備或者檢測(cè)其氣門相位的方法，即使在其中氣門 正時(shí)的改變量相對(duì)于致動(dòng)器操作量的比率根據(jù)當(dāng)前氣門正時(shí)變化的構(gòu)造 中，能基于凸輪相位根據(jù)致動(dòng)器操作量的改變量的累計(jì)確保檢測(cè)氣門開啟/ 關(guān)閉正時(shí)的精度。
可選地或者更優(yōu)選地，在可變氣門正時(shí)設(shè)備或者在檢測(cè)其氣門相位的 方法中，致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且致動(dòng)器的操作量是電動(dòng)機(jī)相對(duì)于凸輪 軸的旋轉(zhuǎn)速度差?？勺儦忾T正時(shí)設(shè)備還包括指令值設(shè)定部分和電動(dòng)機(jī)控制 單元。指令值設(shè)定部分根據(jù)電動(dòng)機(jī)的與開啟/關(guān)閉正時(shí)的要求改變量對(duì)應(yīng)的 相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來設(shè)定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值。電動(dòng)機(jī)控制單元根據(jù)由 指令值設(shè)定部分設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度指令值來控制電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。電動(dòng)機(jī) 控制單元通過將基于由指令值設(shè)定部分設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度指令值和電動(dòng)機(jī)的 相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差的設(shè)定控制和基于實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)速度指令值的偏差 的反饋控制進(jìn)行組合來控制對(duì)電動(dòng)機(jī)的電力供應(yīng)。可選地，控制器還構(gòu)造 成根據(jù)電動(dòng)機(jī)的與開啟/關(guān)閉正時(shí)的要求改變量對(duì)應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來設(shè) 定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值。根據(jù)可變氣門正時(shí)設(shè)備或者在檢測(cè)其氣門相位的方法，與基于電動(dòng)機(jī) 控制量的偏差(諸如旋轉(zhuǎn)速度的偏差)的簡單反饋控制相比，可以調(diào)節(jié)致 動(dòng)器操作量(諸如電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度)以更快地跟隨與致動(dòng)器操作量(例 如，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值)有關(guān)的操作指令值的變動(dòng)。
因而，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是在可變氣門正時(shí)設(shè)備中，響應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)速
度的變動(dòng)而不會(huì)過度增大運(yùn)算負(fù)荷地確保檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的精度。


圖1的示意圖示出了其上安裝根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的可變氣門正時(shí) 設(shè)備的車輛的發(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所取的橫截面。 圖5是沿圖3中的B-B所取的(第一)橫截面。 圖6是沿圖3中的B-B所取的(第二)橫截面。 圖7是沿圖3中的C-C所取的橫截面。 圖8是沿圖3中的D-D所取的橫截面。 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)的旋轉(zhuǎn)速度控制。
圖13的示意圖表示電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度控制。
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)備中檢測(cè)實(shí)
際進(jìn)氣門相位的第一示例。
圖15是示出檢測(cè)所述的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度的方法的波形圖。
圖16的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備中檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位的第二示例。
圖17的流程圖表示檢測(cè)圖14中示出的進(jìn)氣門相位中的傳感器故障時(shí) 的處理。
圖18的流程圖表示檢測(cè)圖16中示出的進(jìn)氣門相位中的傳感器故障時(shí)
的處理。
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)號(hào)表示。它們也使用相同的名稱并起相同作用。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 組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?？諝馀c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夕卜，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。燃燒空氣燃料混合物以對(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 同的旋轉(zhuǎn)速度(曲軸1090旋轉(zhuǎn)速度的一半)旋轉(zhuǎn)。諸如軸之類的旋轉(zhuǎn)體 的旋轉(zhuǎn)速度通常由每單位時(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。
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的旋轉(zhuǎn)速度和曲軸角度的信號(hào)從曲軸角度傳感器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(相位凸輪軸在旋轉(zhuǎn)方向上的位置)的信號(hào)從凸輪位置傳感器 5010輸入到ECU 4000。
此外，來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)行狀態(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來確定進(jìn)氣門1100
18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，艮口，
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、減速器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U20和排氣
凸輪軸1130的情況，鏈輪2010的旋轉(zhuǎn)速度是曲軸1090的旋轉(zhuǎn)速度的一
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l 120—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所取的橫截面，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所取的橫截面，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所取的橫截面，如圖7所示，弓l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的操作量對(duì)應(yīng)的值?；蛘撸部梢允?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和減速器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的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度與鏈輪 2010的旋轉(zhuǎn)速度相同時(shí)，聯(lián)軸器2062和內(nèi)齒輪2054以與外齒輪2052 (鏈 輪2010)相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。在此情況下，引導(dǎo)板2040以與鏈輪2010 相同的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(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)的旋轉(zhuǎn)速度(電動(dòng)機(jī)2060的操作量) 減小，來改變進(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)的旋轉(zhuǎn)速度來改變進(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)旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050，其輸出表示 該輸出軸的旋轉(zhuǎn)角度(輸出軸在旋轉(zhuǎn)方向上的位置)的信號(hào)。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn) 角度傳感器5050通常被構(gòu)造為每次電動(dòng)機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)過規(guī)定角時(shí)就產(chǎn)生 脈沖信號(hào)?；陔妱?dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050的輸出，可以檢測(cè)電動(dòng)機(jī) 2060的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度(此后也簡稱為電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度)。
如圖9所示，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2OOO整體的減速比R(0)，即電動(dòng)機(jī)2060
的輸出軸與鏈輪2010之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度對(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(。 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)的旋轉(zhuǎn)速度就越小。
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)域中的情況
下，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)域中的情況
下，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)域中的情況下，
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(l)))改變。
基于上述構(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)的相位提前時(shí)，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1100的相位提前。
在進(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)的旋 轉(zhuǎn)速度，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)的旋轉(zhuǎn)速度，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)的旋轉(zhuǎn)速度，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)的旋轉(zhuǎn)速度，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)行而作用在進(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。此外，當(dāng)對(duì)作為致動(dòng)器的電動(dòng) 機(jī)2060的電力供應(yīng)停止時(shí)能防止不期望的相位變化。
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)的旋轉(zhuǎn)速度以減速比(該減速比以預(yù)定改變率改變)進(jìn)行減速，這可以造成進(jìn)氣門1100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)的旋轉(zhuǎn)速度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)的輸出軸的旋轉(zhuǎn)速度相同，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)行而作用在進(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。
圖11是圖示由根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時(shí)設(shè)備進(jìn)行的進(jìn)氣門相位的 控制結(jié)構(gòu)的示意框圖。
參考圖11，如已經(jīng)參考圖l所述，發(fā)動(dòng)機(jī)1000被構(gòu)造為使得來自曲 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)規(guī)定凸輪角度輸出 凸輪角度信號(hào)Piv。曲軸角度傳感器5000安裝在曲軸1090的外周側(cè)上， 用于在每個(gè)規(guī)定的曲軸角度輸出曲軸角度信號(hào)Pca。此外，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角 度傳感器5050安裝在電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)子(未示出)上，用于在每個(gè)規(guī)定 的旋轉(zhuǎn)角度輸出電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt。凸輪角度信號(hào)Piv、曲軸角度信號(hào)Pca和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(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)行狀況 (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) 行，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的旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref，使得進(jìn)氣門1100的相位達(dá)到目標(biāo)值(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)的旋轉(zhuǎn)速度相對(duì)應(yīng)地確定旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref。電 動(dòng)機(jī)2060相對(duì)于進(jìn)氣凸輪軸1120的旋轉(zhuǎn)速度差對(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)來自ECU 4000的旋轉(zhuǎn)速度指 令值Nmref來控制電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度。
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的旋轉(zhuǎn)速度控制的框圖。
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)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部分6030、 凸輪軸旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部分6040和旋轉(zhuǎn)速度指令產(chǎn)生部分6050。通過在每 個(gè)規(guī)定控制周期執(zhí)行根據(jù)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)在ECU 4000中的規(guī)定程序的控制處 理，來實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器操作量設(shè)定部分6000的操作。
氣門相位檢測(cè)部分6010基于來自曲軸角度傳感器5000的曲軸角度信 號(hào)Pca、來自凸輪位置傳感器5010的凸輪角度信號(hào)Piv和來自電動(dòng)機(jī)2060 的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt，來計(jì)算進(jìn)氣門 IIOO的當(dāng)前實(shí)際相位IV(。(此后也表示為實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。)。
具體地，本發(fā)明的曲軸角度傳感器5000對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一檢測(cè)裝 置"，凸輪位置傳感器5010對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第二檢測(cè)裝置"，并且電動(dòng)機(jī) 旋轉(zhuǎn)速度傳感器5050對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第三檢測(cè)裝置"。以下將更詳細(xì)地描 述由氣門相位檢測(cè)部分6010對(duì)進(jìn)氣門相位IV(0)的檢測(cè)。
凸輪軸相位改變量計(jì)算部分6020具有計(jì)算部分6022和需要相位改變量計(jì)算部分6025。計(jì)算部分6022計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。與目標(biāo)相位 IV(。r的偏差A(yù)IV(e) (AIV(e) = IV(。 — IV(。r)。需要相位改變量計(jì)算部 分6025根據(jù)由計(jì)算部分6022計(jì)算的偏差A(yù)IV(e)，來計(jì)算此控制方法的進(jìn) 氣凸輪軸1120的需求改變量A6。
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，并且需
要相位改變量計(jì)算部分6025在上至最大值的范圍內(nèi)根據(jù)相位偏差A(yù)IV(e)
來確定相位改變量Ae。這里，最大值可以是預(yù)定固定值，或者可以由需要
相位改變量計(jì)算部分6025根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)1000的運(yùn)行狀態(tài)(旋轉(zhuǎn)速度、進(jìn)氣
量等)或相位偏差A(yù)iv(e)的大小來可變地設(shè)定。
相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部分6030計(jì)算電動(dòng)機(jī)2060的輸出軸相對(duì)于鏈輪 2010 (進(jìn)氣凸輪軸1120)的旋轉(zhuǎn)速度的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm。例如，相對(duì) 旋轉(zhuǎn)速度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(ANm<0)，而在要保持進(jìn)氣門相位時(shí) 被設(shè)定為大約零(ANm=0)。
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A9與相對(duì)旋轉(zhuǎn) 速度ANm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。
AeaANm-360。-(l/R(e》.AT ... (1)
因此，相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部分6030可以根據(jù)表達(dá)式(1)的運(yùn)算來計(jì) 算電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm，以用于產(chǎn)生在控制周期AT所需的 凸輪軸相位改變量A6。
凸輪軸旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部分6040將鏈輪2010的旋轉(zhuǎn)速度(即，進(jìn)氣凸 輪軸1120的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度IVN)計(jì)算為曲軸1090的旋轉(zhuǎn)速度的一半。凸 輪軸旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部分6040可以被構(gòu)造為基于來自凸輪位置傳感器5010 的凸輪角度信號(hào)Piv來計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度IVN。但是， 通常，進(jìn)氣凸輪軸1120的每一圈旋轉(zhuǎn)輸出的凸輪角度信號(hào)的數(shù)目小于曲 軸1090的每一圈旋轉(zhuǎn)輸出的曲軸角度信號(hào)的數(shù)目。因此，通過基于曲軸 1090的旋轉(zhuǎn)速度來檢測(cè)凸輪軸旋轉(zhuǎn)速度IVN，可以提高檢測(cè)精度。
旋轉(zhuǎn)速度指令產(chǎn)生部分6050將由凸輪軸旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)部分6040檢測(cè)到的進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度IVN與由相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定部分
6030設(shè)定的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm相加以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度指令值 Nmref。由旋轉(zhuǎn)速度指令值產(chǎn)生部分6050產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref被 傳輸?shù)诫妱?dòng)機(jī)EDU4100。
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)行時(shí)充 電的二次電池來形成電源4200。因此，通過使中繼電路響應(yīng)于控制信號(hào) SRL關(guān)斷，可以停止對(duì)電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)。此外，可以由電動(dòng)機(jī) EDU4100執(zhí)行對(duì)電動(dòng)機(jī)2060停止電力供應(yīng)的控制。
電動(dòng)機(jī)EDU 4100控制電動(dòng)機(jī)2060，使得電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度與 旋轉(zhuǎn)速度指令值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)際旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn) 速度指令值Nmref的旋轉(zhuǎn)速度偏差(Nref-Nm)來控制向電動(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。即使當(dāng)中繼電路4250接通時(shí)，可以通過停止形成 電動(dòng)機(jī)EDU4100內(nèi)的逆變器、轉(zhuǎn)換器等的功率半導(dǎo)體器件的開關(guān)操作 (固定為關(guān))而由電動(dòng)機(jī)EDU4100的控制停止電力供應(yīng)。
例如，在其中旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref由頻率與到電動(dòng)機(jī)EDU4100的 旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref成比例的脈沖信號(hào)表示的構(gòu)造中，預(yù)先設(shè)定通常使 用的旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref的規(guī)定范圍，并且當(dāng)要向電動(dòng)機(jī)EDU給出指 示以停止對(duì)電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)時(shí)，脈沖信號(hào)的頻率可以設(shè)定在規(guī)定 范圍之外。通過這樣的方法，可以無需增大信號(hào)的數(shù)目就向電動(dòng)機(jī) EDU4100給出停止電力供應(yīng)的指示。
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)來控制作為旋轉(zhuǎn)速度控制中的調(diào)節(jié)量的占空比DTY。
DTY二DTY(ST) + DTY(FB) …(2)
在等式(2)中，DTY(FB)是基于上述旋轉(zhuǎn)速度偏差和具有規(guī)定控制 增益的控制操作(例如，通用P控制、液壓需求PI控制等)的反饋項(xiàng)。 在等式(2)中，DTY(ST)是基于電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度指令值和所設(shè)定的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm設(shè)定的預(yù)設(shè)項(xiàng)。
參考圖13，與在相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm=0時(shí)(即，在電動(dòng)機(jī)2060要針 對(duì)旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref以與電動(dòng)機(jī)2060相同的旋轉(zhuǎn)速度(ANm=0)旋 轉(zhuǎn)時(shí))需求的電動(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)旋轉(zhuǎn)速度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)旋轉(zhuǎn)速度ANm 相對(duì)應(yīng)的電流值，來設(shè)定等式(2)中的DTY(ST)。通過由預(yù)設(shè)項(xiàng)和反饋 項(xiàng)的組合來控制向電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)的這種旋轉(zhuǎn)速度控制，與簡單 地通過等式(2)的項(xiàng)DTY(FB)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)速度控制相比，電動(dòng)機(jī)EDU 4100使得電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度迅速地跟隨旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref的任 何改變。
此處，為了實(shí)現(xiàn)由進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000通過電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度 控制進(jìn)行的精確氣門正時(shí)控制，需要精確地檢測(cè)進(jìn)氣門的實(shí)際相位。
在這點(diǎn)上， 一般地，基于曲軸角度信號(hào)Pca和凸輪角度信號(hào)Piv檢測(cè) 實(shí)際進(jìn)氣門相位。具體地，在產(chǎn)生凸輪角度信號(hào)Piv時(shí)，凸輪角度信號(hào)Piv 與曲軸角度信號(hào)Pca的產(chǎn)生的時(shí)間差轉(zhuǎn)換成曲軸1090和進(jìn)氣凸輪軸1120 之間的旋轉(zhuǎn)相位差，由此計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前相位(即，實(shí)際進(jìn) 氣門)(第一相位計(jì)算方法)。
此處，根據(jù)第一相位計(jì)算方法，難以確保在發(fā)動(dòng)機(jī)速度(它對(duì)應(yīng)于曲 軸1090和進(jìn)氣凸輪軸1120的旋轉(zhuǎn)速度)不穩(wěn)定的范圍(具體地，比較低 的旋轉(zhuǎn)速度的范圍)中(例如，在旋轉(zhuǎn)速度低于1000rpm的范圍中)的相 位檢測(cè)的精度。
相反，通過根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000，可以基于作為 致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)2060的操作量(相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm)精確地跟蹤進(jìn)氣門 的相位改變量。具體地，基于各種傳感器的輸出，計(jì)算實(shí)際相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度 ANm，并通過根據(jù)公式(1)基于所計(jì)算出的實(shí)際相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm的 運(yùn)算，能計(jì)算每單位時(shí)間(控制周期)實(shí)際進(jìn)氣門相位的改變量dIV(。。 通過累計(jì)實(shí)際相位的改變量dlV(0)，能依次計(jì)算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前 相位(即，實(shí)際進(jìn)氣門相位)(第二相位計(jì)算方法)。然而，第二相位計(jì)算方法要求在每個(gè)控制周期執(zhí)行用于計(jì)算實(shí)際相對(duì)
旋轉(zhuǎn)速度ANm和實(shí)際進(jìn)氣門相位的改變量dlV(。的運(yùn)算，導(dǎo)致了增大的 運(yùn)算負(fù)荷。這可以例如由于應(yīng)用了能高速大容量處理的處理器而導(dǎo)致成本 增大。
此外，在低發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，凸輪角度信號(hào)產(chǎn)生的間隔變長，因 而，相位計(jì)算的頻率減小。因而，在第一相位計(jì)算方法中，難以確保相位 檢測(cè)精度。另一方面，在凸輪角度信號(hào)產(chǎn)生的間隔變短的高發(fā)動(dòng)機(jī)速度的 范圍中，可以通過第一相位計(jì)算方法進(jìn)行比較高精度的相位檢測(cè)。即，發(fā) 動(dòng)機(jī)速度的范圍對(duì)相位檢測(cè)精度有影響。
因而，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備中，根據(jù)圖14的 流程圖依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)速度切換相位計(jì)算方法以檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位。作為 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的可變氣門正時(shí)的一部分，在每個(gè)控制方法中由氣門 相位檢測(cè)部分6010 (圖12)執(zhí)行根據(jù)圖14的流程圖的進(jìn)氣門的相位檢
參照?qǐng)D14，在步驟S100，氣門相位檢測(cè)部分6010基于來自曲軸角度 傳感器5000的曲軸角度信號(hào)Pca判定發(fā)動(dòng)機(jī)的速度是否高于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速 度N1。例如將規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度N1設(shè)定為約1000 (rpm)。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定旋轉(zhuǎn)速度Nl (在步驟S100處判定為是)時(shí)， 在步驟S110氣門相位檢測(cè)部分6010基于凸輪角度信號(hào)和曲軸角度信號(hào)實(shí) 際發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣凸輪軸1120和曲軸1090之間的旋轉(zhuǎn)角度的相對(duì)關(guān)系，由此計(jì) 算與兩者之間的旋轉(zhuǎn)相位差對(duì)應(yīng)的實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。。此運(yùn)算對(duì)應(yīng)于 以上所述的第一相位計(jì)算方法。
相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于規(guī)定旋轉(zhuǎn)速度Nl (在歩驟S100判定為 否)時(shí)，在步驟S120和S130，氣門相位檢測(cè)部分6010基于致動(dòng)器(電動(dòng) 機(jī)2060)的操作量根據(jù)第二相位計(jì)算方法計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(0)。
在步驟S120，氣門相位檢測(cè)部分6010檢測(cè)電動(dòng)機(jī)2060相對(duì)于鏈輪 2010 (進(jìn)氣凸輪軸1120)的旋轉(zhuǎn)速度的實(shí)際相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm。例如， 如下文所述，可以基于曲軸角度信號(hào)的分頻信號(hào)和電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)計(jì) 算實(shí)際相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm。如在圖15所示，旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào) Pmt，使得每次電動(dòng)機(jī)2060的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)15°時(shí)發(fā)生從H水平到L水平或者 從L水平到H水平的水平轉(zhuǎn)換。此處，通過與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt相 對(duì)應(yīng)的曲軸角度信號(hào)Pca的分頻，產(chǎn)生曲軸角度頻率分頻信號(hào)Pca#，使得 每次曲軸1090旋轉(zhuǎn)30°時(shí)產(chǎn)生該信號(hào)。
通過提供每次電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)Pmt的水平轉(zhuǎn)換發(fā)生時(shí)計(jì)數(shù)值增大 (+1)并且每次曲軸角度頻率分頻信號(hào)Pca弁產(chǎn)生時(shí)計(jì)數(shù)值減小(一l)的 計(jì)數(shù)器(未示出)，能夠在每個(gè)控制周期中基于計(jì)數(shù)值計(jì)算實(shí)際校對(duì)旋轉(zhuǎn) 速度ANm。
此外，基于以上述方式獲得的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度ANm和通過參照預(yù)先存 儲(chǔ)如圖9所示的與進(jìn)氣門相位對(duì)應(yīng)的減速比R(。獲得的減速比R("，使用 當(dāng)前實(shí)際進(jìn)氣門相位作為增量，能夠計(jì)算在每個(gè)控制周期中的實(shí)際進(jìn)氣門 相位的改變量dIV(。。
在歩驟S130，氣門相位檢測(cè)部分6010通過將在步驟S120計(jì)算的改變 量dlV(0)加上前次控制周期的實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。來計(jì)算當(dāng)前實(shí)際進(jìn)氣 門相位IV(0)。
以此方式，即使在難以通過第一相位計(jì)算方法基于曲軸角度信號(hào)和凸 輪角度信號(hào)確保高相位檢測(cè)精度的低發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，能通過第二相 位計(jì)算方法使用依次累計(jì)根據(jù)VVT機(jī)構(gòu)2000中的致動(dòng)器操作量的相位改 變量來檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(0)。在通過以上所述的第一相位計(jì)算方法 能容易地獲得相位檢測(cè)精度的高發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，停止由第二相位計(jì) 算方法進(jìn)行的運(yùn)算，并通過第一相位計(jì)算方法檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位 IV(。。以此方式，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度的變動(dòng)，不會(huì)過度增大ECU4000的運(yùn) 算負(fù)荷就能精確地檢測(cè)到實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。，因而，實(shí)現(xiàn)對(duì)開啟/關(guān)閉 進(jìn)氣門IIOO的正時(shí)的精確的控制。
為了確保在切換相位計(jì)算方法的范圍處的相位檢測(cè)精度，可以根據(jù)圖 16所示的流程圖檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位。
參照?qǐng)D16，根據(jù)由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變氣門正時(shí)設(shè)備檢測(cè)實(shí)際進(jìn) 氣門相位的另一示例，在步驟S100弁，氣門相位檢測(cè)部分6010判定當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否高于規(guī)定旋轉(zhuǎn)速度N0。此處，規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速度No設(shè)定成低 于步驟S100處的規(guī)定旋轉(zhuǎn)速度N1，并且其設(shè)定為約400 (rpm)。
根據(jù)圖16所示的流程圖，氣門相位檢測(cè)部分6010判定當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度 <N0時(shí)它處于"低旋轉(zhuǎn)速度的范圍"(步驟S100弁判定為否)，并通過類似 于圖14的步驟S120和S130的處理依次累計(jì)根據(jù)進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的 致動(dòng)器操作量的相位改變量來計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。(第二相位計(jì)算 方法)。
相反，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度^0 (在步驟S100弁判定為是)時(shí)，進(jìn)氣門相位 檢測(cè)部分6010通過類似于圖14的步驟S110的處理基于曲軸角度信號(hào)和 凸輪角度信號(hào)計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(0)，并進(jìn)一步執(zhí)行步驟S200至S220 的處理。
在處理S200，氣門相位檢測(cè)部分6010判定發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否高于規(guī)定 的旋轉(zhuǎn)速度N1，該步驟與步驟S100相同。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定旋轉(zhuǎn)速 度Nl時(shí)(步驟S200判定為是)時(shí)，氣門相位檢測(cè)部分6010判定它處于 "高旋轉(zhuǎn)速度的范圍"中，并將在步驟S110計(jì)算的實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(0)確 定為最終檢測(cè)值(即，IV,關(guān)a)。
當(dāng)在步驟S200的判定為否時(shí)，即當(dāng)N(K發(fā)動(dòng)機(jī)速度^1時(shí)，氣門相 位檢測(cè)部分6010判定它在"中旋轉(zhuǎn)速度的范圍"中，并在步驟S210，通過 類似于步驟S120和S130的處理累計(jì)根據(jù)進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的致動(dòng)器操 作量的相位改變量來計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(0)b (第二相位計(jì)算方法)。
然后，使用在步驟S210獲得的值IV(。b，氣門相位檢測(cè)部分6010根 據(jù)需要修改在步驟S110處計(jì)算的值IV(。a以計(jì)算最終實(shí)際進(jìn)氣門相位 IV(。(步驟S220)。例如，根據(jù)以下等式計(jì)算在中旋轉(zhuǎn)速度范圍中的實(shí) 際進(jìn)氣門相位IV(0).
IV(。=(1 一k).IV(。a+k.IV(。b…(3)
其中，k是修改系數(shù)(k<1.0)，并且修改系數(shù)k可以固定值或者可以 是根據(jù)偏差I(lǐng)IV(。a—IV(。bl的變量值，該偏差是通過這兩個(gè)相位計(jì)算方法
獲得的計(jì)算值的偏差。
通過這種進(jìn)氣門1100的相位檢測(cè)，相位計(jì)算方法類似于圖14在高旋轉(zhuǎn)速度和低旋轉(zhuǎn)速度之間切換，并且能提高在這兩者之間更寬的范圍(中 旋轉(zhuǎn)速度的范圍)中的相位檢測(cè)精度。 (電動(dòng)機(jī)的傳感器故障的測(cè)量) 當(dāng)檢測(cè)致動(dòng)器操作量的傳感器(具體地，電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)角度傳
感器5050)出現(xiàn)故障時(shí)，氣門相位檢測(cè)部分6010不可能計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門 相位IV(0)。以下將描述用于這種傳感器故障的測(cè)量。
圖17示出了表示在圖14所示的實(shí)際進(jìn)氣門相位的檢測(cè)過程中用于傳 感器故障的車輛的流程圖。
與圖4的流程圖相比，圖17所示的實(shí)際進(jìn)氣門相位的檢測(cè)包括附加 的步驟S300至S320。
當(dāng)在S步驟00的判定為否時(shí)，即當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于規(guī)定的旋轉(zhuǎn)速 度Nl時(shí)，在通過步驟S120和S130根據(jù)以上所述的第二相位計(jì)算方法計(jì) 算實(shí)際進(jìn)氣門相位IV^)處理之前，進(jìn)氣門檢測(cè)部分6010執(zhí)行步驟S300。
在步驟S300，氣門相位檢測(cè)部分6010基于來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050 的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt是否異常來判定致動(dòng)器操作量的檢測(cè)是否異 常。如在圖15所示，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt在正常時(shí)是與電動(dòng)機(jī)2060 的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)。因而，通過檢測(cè)到其中信號(hào)水平保持不變 的時(shí)間段比根據(jù)電動(dòng)機(jī)2060的旋轉(zhuǎn)速度指令值Nmref的規(guī)定時(shí)間段長的 異常狀態(tài)(其中，不發(fā)生從L到H水平的轉(zhuǎn)換)可以進(jìn)行S300的判定。 這種異常狀態(tài)可以由電動(dòng)機(jī)EDU4100檢測(cè)，并且檢測(cè)結(jié)果可以傳輸?shù)?ECU4000 (氣門相位檢測(cè)部分6010)。可選地，警告旋轉(zhuǎn)角度傳感器 5050自身發(fā)生故障的故障信號(hào)可以被接收并反映在步驟S300的判定上。
僅僅當(dāng)步驟S300的判定為否(即，當(dāng)來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050的信 號(hào)正常時(shí))，氣門相位檢測(cè)部分6010根據(jù)第二相位計(jì)算方法基于致動(dòng)器 操作量執(zhí)行對(duì)實(shí)際進(jìn)氣門相位IV⑨的計(jì)算。
如果它在低發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中并且在步驟S300的判定為是(即， 當(dāng)來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050的信號(hào)異常時(shí))，不能獲得致動(dòng)器操作量， 因而，不能精確地知道實(shí)際進(jìn)氣門相位IV(。。因而，氣門相位檢測(cè)部分 6010在步驟S310停止對(duì)進(jìn)氣門相位的檢測(cè)，此后禁止控制進(jìn)氣門相位。此外，在步驟S320，停止對(duì)作為致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)。 如上所述，通過設(shè)定控制信號(hào)SRL以關(guān)斷中繼電路4250，或者通過控制 電動(dòng)機(jī)EDU4100以停止對(duì)電動(dòng)機(jī)2060的電力供應(yīng)，停止對(duì)電動(dòng)機(jī)2060 的電力供應(yīng)。結(jié)果，避免了在旋轉(zhuǎn)速度不知道的狀態(tài)操作電動(dòng)機(jī)2060，從 而保護(hù)了裝置。
當(dāng)停止電力供應(yīng)并因而電動(dòng)機(jī)2060停止其工作時(shí)，如果發(fā)動(dòng)機(jī)停止 (鏈輪2010的旋轉(zhuǎn)速度也為零)則進(jìn)氣門相位的變化也停止。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 正在運(yùn)轉(zhuǎn)，并且電動(dòng)機(jī)2060停止時(shí)，鏈輪2010對(duì)電動(dòng)機(jī)2060的相對(duì)旋轉(zhuǎn) 速度變?yōu)樨?fù)，并且進(jìn)氣門相位逐漸變?yōu)檠舆t側(cè)。最后，它達(dá)到最大延遲位 置。因而，即使禁止進(jìn)氣門相位控制， 一般也能將用于發(fā)動(dòng)機(jī)1000的燃 燒條件設(shè)定在安全燃燒側(cè)。
此外，在步驟S320，氣門相位檢測(cè)部分6010向駕駛員產(chǎn)生警報(bào)(診 斷監(jiān)視器等)催促檢查VVT機(jī)構(gòu)(可變氣門正時(shí)設(shè)備)。具體地，作為 用于規(guī)定由故障診斷檢測(cè)到的故障內(nèi)容的信息的診斷代碼之一可以被定義 成表示"在可變氣門正時(shí)設(shè)備中，用于作為致動(dòng)器的電動(dòng)機(jī)的傳感器出現(xiàn) 故障"，使得在步驟S320的處理中可以將診斷代碼一起存儲(chǔ)。這促進(jìn)了在 檢查VVT機(jī)構(gòu)時(shí)進(jìn)行適合地維護(hù)。
由于以上述方式檢測(cè)進(jìn)氣門1100的相位，如果在基于致動(dòng)器操作量 檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍(低發(fā)動(dòng)機(jī)速度范圍)中致動(dòng)器操作 量的檢測(cè)異常(通常，在電動(dòng)機(jī)的傳感器故障的情況下)，則可以防止由 于氣門正時(shí)的誤檢測(cè)導(dǎo)致的對(duì)氣門正時(shí)的異?？刂?。此外，電動(dòng)機(jī)2060 作為致動(dòng)器能受到保護(hù)。
圖18示 出了表示在如圖16所示檢測(cè)實(shí)際進(jìn)氣門相位中用于傳感器故 障的測(cè)量的流程圖。
與圖16的流程圖相比，圖18所示的實(shí)際進(jìn)氣門相位的檢測(cè)包括附加 步驟S300至S320和S350、 S360。
當(dāng)在步驟S100弁的判定為否時(shí)，氣門相位檢測(cè)部分6010以類似于圖 17的流程圖的方式執(zhí)行步驟S300之后的處理。具體地，在基于致動(dòng)器操 作量檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)的低發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，當(dāng)致動(dòng)器操作量的檢測(cè)異常(通常，在電動(dòng)機(jī)的傳感器故障的情況下)，氣門相位檢測(cè)部分6010 防止基于誤氣門正時(shí)檢測(cè)的異常氣門正時(shí)控制。
當(dāng)在步驟S100弁的判定為是時(shí)，氣門相位檢測(cè)部分6010如圖16所示 那樣執(zhí)行步驟S110和S200，并在步驟S200，判定發(fā)動(dòng)機(jī)速度是否在高速 度范圍或者中速度范圍。
當(dāng)它在高速度范圍中(在步驟S200判定為是)時(shí)，處理與圖16的流 程圖相同，因而，其描述將不再重復(fù)。
當(dāng)在S不周00處的判定為否時(shí)，即在中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中時(shí)，氣 門相位檢測(cè)部分6010在圖16所示的步驟S210和S220的計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門 相位IV(。的處理之前執(zhí)行步驟S350。
在步驟S350，氣門相位檢測(cè)部分6010基于來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050 的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)Pmt是否正常判定致動(dòng)器操作量的檢測(cè)是否正常。 可以根據(jù)與步驟S300相同處理并采取其相反的邏輯來進(jìn)行步驟S350的判 定。
僅僅當(dāng)步驟S350的判定為是時(shí)(即，當(dāng)來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050的 信號(hào)正常時(shí))，氣門相位檢測(cè)部分6010執(zhí)行對(duì)實(shí)際進(jìn)氣門相位IV⑨的計(jì) 算，使得根據(jù)需要將根據(jù)第一相位計(jì)算方法計(jì)算的值由根據(jù)第二相位計(jì)算 方法計(jì)算的值修改。
當(dāng)操作在中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中并且步驟S350的判定為否時(shí)(即， 當(dāng)來自旋轉(zhuǎn)角度傳感器的信號(hào)異常時(shí))，不可能掌握致動(dòng)器的操作量，因 而不能適合地執(zhí)行以上所述的第二相位計(jì)算方法。因而，在此情況下，氣 門相位檢測(cè)部分6010在步驟S360使用在步驟S110基于進(jìn)氣門凸輪軸 1120和曲軸1090之間的旋轉(zhuǎn)角度的相對(duì)關(guān)系計(jì)算的值而不使用基于致動(dòng) 器操作量計(jì)算的相位值計(jì)算進(jìn)氣門相位IV(0)。
在中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，即使當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度傳感器5050異常時(shí)也可 以繼續(xù)計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位iv(。。因而，對(duì)進(jìn)氣門相位的檢測(cè)不停止。
然而，從裝置保護(hù)的角度，在不能知道旋轉(zhuǎn)速度同時(shí)電動(dòng)機(jī)2060繼續(xù)工 作不是優(yōu)選的。因而，期望在步驟S360之后禁止控制進(jìn)氣門相位并如步 驟S320那樣執(zhí)行對(duì)電動(dòng)機(jī)2060停止電力供應(yīng)的處理和輸出診斷的處理。
33通過以上述方式進(jìn)行的進(jìn)氣門1100的相位檢測(cè)，能夠獲得類似于圖7 的效果，并在中發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中，當(dāng)致動(dòng)器操作量的檢測(cè)變得異常時(shí) (通常，在傳感器故障的情況下)，能夠防止由異常檢測(cè)值造成的相位檢 測(cè)精度惡化。
在上述實(shí)施例中，氣門相位檢測(cè)部分6010 (圖12)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的
"相位檢測(cè)裝置"，步驟S110對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第一計(jì)算裝置"，步驟S120 和S130對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第二計(jì)算裝置"。此外，步驟S100或者S100弁對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的"第一選擇裝置"，步驟S200對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第二選擇裝 置，并且步驟S220 (圖16)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"第三計(jì)算裝置"。此外，步 驟S310 (圖17、圖18)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"異常處理裝置"，步驟S320 (圖 17、圖18)對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的"電力供應(yīng)停止裝置"，步驟S360 (圖18)對(duì) 應(yīng)于本發(fā)明的"第四計(jì)算裝置"。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地描述和圖示了本發(fā)明，但是清楚地理解到這些描述是 圖示性的而非限制性的。本發(fā)明的精神和范圍僅僅由權(quán)利要求項(xiàng)所限定。
權(quán)利要求
1.一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其用于改變?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)，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括致動(dòng)器；改變機(jī)構(gòu)，其用于通過使凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差改變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量來改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述凸輪軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的氣門；第一檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度；第二檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度；第三檢測(cè)裝置，其用于檢測(cè)所述致動(dòng)器的所述操作量；以及相位檢測(cè)裝置，其用于基于所述第一檢測(cè)裝置至所述第三檢測(cè)裝置的輸出來檢測(cè)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的所述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述相位檢測(cè)裝置包括第一計(jì)算裝置，其用于基于所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)角度和所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間的相對(duì)關(guān)系來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，第二計(jì)算裝置，其用于基于所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)所述致動(dòng)器的所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，以及第一選擇裝置，其用于依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度來選擇所述第一和第二計(jì)算裝置中一者以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
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，所述第一選擇裝置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定值時(shí)選擇所述第一計(jì)算 裝置，并且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于所述規(guī)定值時(shí)選擇所述第二計(jì)算裝 置。
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 異常處理裝置，其用于在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于所述第一選擇裝置選擇所述第二計(jì)算裝置的范圍中的同時(shí)在所述第三檢測(cè)裝置中發(fā)生異常時(shí)，停止對(duì) 所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的檢測(cè)，并用于禁止所述致動(dòng)器改變所述開啟/關(guān) 閉正時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，還包括電力供應(yīng)停止裝置，其用于當(dāng)所述異常處理裝置禁止改變所述開啟/關(guān) 閉正時(shí)時(shí)停止對(duì)所述致動(dòng)器的電力供應(yīng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中， 所述相位檢測(cè)裝置還包括第二選擇裝置，其用于在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，選擇所述第一計(jì) 算裝置和所述第二計(jì)算裝置兩者以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，以及第三計(jì)算裝置，其用于在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述規(guī)定范圍中，通過用所述 第二計(jì)算裝置計(jì)算的值修改由所述第一計(jì)算裝置計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際 開啟/關(guān)閉正時(shí)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中，所述相位檢測(cè)裝置還包括第四計(jì)算裝置，其用于當(dāng)在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述規(guī)定范圍中在所述第三 檢測(cè)裝置中發(fā)生異常時(shí)，不使用由所述第二計(jì)算裝置計(jì)算的值而是基于由 所述第一計(jì)算裝置計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的可變閥正時(shí)設(shè)備，其中， 所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)處于第一區(qū)域中時(shí)和當(dāng)其處于第二區(qū)域中時(shí)，所 述改變機(jī)構(gòu)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量對(duì) 所述致動(dòng)器的所述操作量的比率不同，并且所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化方向 相同，并且所述第二計(jì)算裝置具有下述裝置，其用于基于預(yù)先獲得的所述開啟/關(guān)閉正時(shí)和所述比率之間 的對(duì)應(yīng)關(guān)系并基于所述電動(dòng)機(jī)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉 正時(shí)的改變量，以及下述裝置，其用于通過將計(jì)算得到的所述改變量加上前次計(jì)算得到的 所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
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)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相 對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；所述可變氣門正時(shí)設(shè)備還包括指令值設(shè)定裝置，其用于根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的與所述幵啟/關(guān)閉正時(shí)的要 求改變量對(duì)應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來設(shè)定所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值，以 及電動(dòng)機(jī)控制裝置，其用于根據(jù)由所述指令值設(shè)定裝置設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn) 速度指令值來控制所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；并且所述電動(dòng)機(jī)控制裝置通過將基于由所述指令值設(shè)定裝置設(shè)定的所述旋 轉(zhuǎn)速度指令值和所述電動(dòng)機(jī)的所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差的設(shè)定控制和基于實(shí)際 旋轉(zhuǎn)速度與所述旋轉(zhuǎn)速度指令值的偏差的反饋控制進(jìn)行組合，來控制對(duì)所 述電動(dòng)機(jī)的電力供應(yīng)。
9. 一種可變氣門正時(shí)設(shè)備，其用于改變?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)，所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括致動(dòng)器；改變機(jī)構(gòu)，其用于通過使凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差改 變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量來改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述凸輪 軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的氣門；第一檢測(cè)器，其檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度； 第二檢測(cè)器，其檢測(cè)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度； 第三檢測(cè)器，其檢測(cè)所述致動(dòng)器的所述操作量；以及 控制器，其用于基于所述第一檢測(cè)器至所述第三檢測(cè)器的輸出來檢測(cè) 開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的所述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述控制器構(gòu)造成依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度來選擇用于基于所述曲軸的所述旋 轉(zhuǎn)角度和所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間的相對(duì)關(guān)系來計(jì)算所述實(shí)際開啟/ 關(guān)閉正時(shí)的第一計(jì)算運(yùn)算和用于基于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)所述致 動(dòng)器的所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的第二計(jì) 算運(yùn)算中一者，以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中，所述控制器還構(gòu)造成在所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定值時(shí)基于所述第一計(jì) 算運(yùn)算來檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)，并且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于所述 規(guī)定值時(shí)基于所述第二計(jì)算運(yùn)算來檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中所述控制器構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)要由所述 第二計(jì)算運(yùn)算檢測(cè)的范圍中的同時(shí)在所述第三檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，停止 對(duì)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的檢測(cè)，并禁止所述致動(dòng)器改變所述開啟/關(guān)閉 正時(shí)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中所述控制器還構(gòu)造成在所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)要由所述第二計(jì)算運(yùn)算 檢測(cè)的所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度的范圍中在所述第三檢測(cè)器發(fā)生異常時(shí)，停止對(duì)所 述致動(dòng)器的電力供應(yīng)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中所述控制器還構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，執(zhí)行述第一計(jì)算運(yùn) 算和所述第二計(jì)算運(yùn)算兩者，并通過用所述第二計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值修改由 所述第一計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的可變氣門正時(shí)設(shè)備，其中 所述控制器還構(gòu)造成在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述規(guī)定范圍中當(dāng)所述第三檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，不使用由所述第二計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值而是基于由所述第 --計(jì)算運(yùn)算計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9至14中任一項(xiàng)所述的可變閥正時(shí)設(shè)備，其中， 所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)處于第一區(qū)域中時(shí)和當(dāng)其處于第二區(qū)域中時(shí)，所 述改變機(jī)構(gòu)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量對(duì) 所述致動(dòng)器的所述操作量的比率不同，并且所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化方向 相同，并且所述控制器還構(gòu)造成基于預(yù)先獲得的所述開啟/關(guān)閉正時(shí)和所述比率之 間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并基于所述電動(dòng)機(jī)的所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量，并通過將計(jì)算得到的所述改變量加上前次計(jì)算得到的 所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9至14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)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；所述控制器還構(gòu)造成根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的與所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的要求改 變量對(duì)應(yīng)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來設(shè)定所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值；所述可變氣門正時(shí)設(shè)備還包括電動(dòng)機(jī)控制單元，其根據(jù)由所述控制器設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn)速度指令值來控制所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；其中所述電動(dòng)機(jī)控制單元通過將基于由所述控制器設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn)速度指 令值和所述電動(dòng)機(jī)的所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差的設(shè)定控制和基于實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度 與所述旋轉(zhuǎn)速度指令值的偏差的反饋控制進(jìn)行組合，來控制對(duì)所述電動(dòng)機(jī) 的電力供應(yīng)。
17. —種檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法，所述可變氣門正 時(shí)設(shè)備用于改變?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)，其中所述可變氣門正時(shí)設(shè)備包括 致動(dòng)器；改變機(jī)構(gòu)，其用于通過使凸輪軸的旋轉(zhuǎn)相位對(duì)曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的差改 變根據(jù)所述致動(dòng)器的操作量的改變量來改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，所述凸輪 軸驅(qū)動(dòng)開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的氣門；第一檢測(cè)器，其檢測(cè)所述曲軸的旋轉(zhuǎn)角度；第二檢測(cè)器，其檢測(cè)所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度；第三檢測(cè)器，其檢測(cè)所述致動(dòng)器的所述操作量；所述檢測(cè)氣門相位的方法包括第一計(jì)算步驟基于檢測(cè)到的所述曲軸的所述旋轉(zhuǎn)角度和檢測(cè)到的所 述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)角度之間的相對(duì)關(guān)系來計(jì)算開啟/關(guān)閉正時(shí)要被改變的 所述氣門的實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)；第二計(jì)算步驟基于所述凸輪軸的所述旋轉(zhuǎn)相位差根據(jù)所述致動(dòng)器的 所述操作量的改變量的累計(jì)來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)；以及第一選擇步驟依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度來選擇所述第一計(jì)算步驟和所述第二 計(jì)算步驟中一者以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方 法，其中，在所述第一選擇步驟，當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度高于規(guī)定值時(shí)選擇所述第一 計(jì)算步驟，并且當(dāng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度不高于所述規(guī)定值時(shí)選擇所述第二計(jì)算 步驟。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方 法，還包括異常處理步驟在發(fā)動(dòng)機(jī)速度處于在所述第一選擇步驟選擇所述第二 計(jì)算步驟的范圍中的同時(shí)在所述第三檢測(cè)器中發(fā)生異常時(shí)，停止對(duì)所述實(shí) 際開啟/關(guān)閉正時(shí)的檢測(cè)，并禁止所述致動(dòng)器改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方 法，還包括下述步驟在所述異常處理步驟停止所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化時(shí)，停 止對(duì)所述致動(dòng)器的電力供應(yīng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方 法，還包括第二選擇步驟在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的規(guī)定范圍中，選擇所述第一計(jì)算步驟 和所述第二計(jì)算步驟兩者，以檢測(cè)所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)；以及第三計(jì)算步驟通過用在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算的值修改在所述第一 計(jì)算步驟計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的氣門相位的方法，還包括第四步驟在發(fā)動(dòng)機(jī)速度的所述規(guī)定范圍中當(dāng)所述第三檢測(cè)器中發(fā)生 異常時(shí)，不使用在所述第二計(jì)算步驟計(jì)算的值而是基于由所述第一計(jì)算步 驟計(jì)算的值來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的 氣門相位的方法，其中，所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相 對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時(shí)處于第一區(qū)域中時(shí)和當(dāng)其處于第二區(qū)域中時(shí)，所 述改變機(jī)構(gòu)改變所述開啟/關(guān)閉正時(shí)，使得所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的改變量對(duì) 所述致動(dòng)器的所述操作量的比率不同，并且所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的變化方向 相同，并且所述第二計(jì)算步驟具有下述子步驟基于預(yù)先獲得的所述開啟/關(guān)閉正時(shí)和所述比率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并基于所述電動(dòng)機(jī)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來計(jì)算所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí) 的改變量，以及下述子步驟通過將計(jì)算得到的所述改變量加上前次計(jì)算得到的所述 實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)來計(jì)算現(xiàn)在的所述實(shí)際開啟/關(guān)閉正時(shí)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17至22中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)可變氣門正時(shí)設(shè)備的 氣門相位的方法，其中，所述致動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)形成，并且所述致動(dòng)器的操作量是所述電動(dòng)機(jī)相 對(duì)于所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度差；所述可變氣門正時(shí)設(shè)備還包括控制器，其根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)的與所述開啟/關(guān)閉正時(shí)的要求改變量對(duì)應(yīng) 的相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差來設(shè)定所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度指令值，以及電動(dòng)機(jī)控制單元，其根據(jù)由所述控制器設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn)速度指令值來控制所述電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度；并且所述電動(dòng)機(jī)控制單元通過將基于由所述控制器設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn)速度指 令值和所述電動(dòng)機(jī)的所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)速度差的設(shè)定控制和基于實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度 與所述旋轉(zhuǎn)速度指令值的偏差的反饋控制進(jìn)行組合，來控制對(duì)所述電動(dòng)機(jī) 的電力供應(yīng)。
全文摘要
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度較高(在S100判定為是)時(shí)，基于，使用曲軸角度信號(hào)和凸輪角度信號(hào)檢測(cè)的曲軸和凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度之間的旋轉(zhuǎn)相位差計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位(IV(q))，并由此檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)(S110)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)速度較低(在S100判定為否)并且曲軸角度信號(hào)和凸輪角度信號(hào)不穩(wěn)定時(shí)，依次計(jì)算由電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)角度信號(hào)檢測(cè)的、由VVT機(jī)構(gòu)根據(jù)致動(dòng)器操作量的凸輪軸旋轉(zhuǎn)相位的改變量(dIV(q))(S120)，并基于改變量(dIV(q))的累計(jì)，計(jì)算實(shí)際進(jìn)氣門相位(IV(q))，并且檢測(cè)實(shí)際氣門正時(shí)(S130)。
文檔編號(hào)F01L1/34GK101410593SQ20078001146
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者井上靖通, 守谷嘉人, 漆畑晴行, 益城善一郎, 高木登 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社