專利名稱：可變氣門正時設(shè)備及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變氣門正時設(shè)備。具體而言，本發(fā)明涉及具有以取決于 致動器操作量的變化量改變氣門開啟/關(guān)閉的正時的機(jī)構(gòu)的可變氣門正時設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上已知VVT (可變氣門正時)設(shè)備根據(jù)運行狀況來改變進(jìn)氣門或 排氣門開啟/關(guān)閉的正時，即，開啟/關(guān)閉相位(曲軸轉(zhuǎn)角)。通常，在可 變氣門正時設(shè)備中，通過使凸輪軸相對于鏈輪等旋轉(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。由諸如液壓機(jī)構(gòu)或電動機(jī)的致動器來使 凸輪軸旋轉(zhuǎn)。
為了使用這種可變氣門正時設(shè)備來精確地控制氣門開啟/關(guān)閉相位(氣 門正時)，需要防止檢測氣門開啟/關(guān)閉的實際相位的誤差。為了減小檢測 誤差，已經(jīng)有通用的實踐方法來將氣門開啟/關(guān)閉相位設(shè)定在受到機(jī)械限制 的規(guī)定基準(zhǔn)位置處，并將此時的氣門開啟/關(guān)閉相位的檢測值的誤差學(xué)習(xí)為 偏移量。
在專利文獻(xiàn)1 (日本專利公開No. 2004-340013)所揭示的進(jìn)氣門驅(qū)動 設(shè)備中，通過將一個或多個學(xué)習(xí)校正值相加來設(shè)定目標(biāo)工作角和目標(biāo)相 位，從而校正可變氣門控制中的變動。具體而言，根據(jù)專利文獻(xiàn)1，在低 速、低負(fù)荷側(cè)實現(xiàn)用于更新學(xué)習(xí)校正值的學(xué)習(xí)操作時，提高了抑制變動的 效果。
在專利文獻(xiàn)2 (日本專利公開No. 2004-156461)所揭示的可變氣門正 時設(shè)備中，在規(guī)定學(xué)習(xí)條件(例如，每次發(fā)動機(jī)運行開始)下學(xué)習(xí)氣門正 時的基準(zhǔn)位置，以確保實際氣門正時的檢測精度。此外，根據(jù)該公開，在 學(xué)習(xí)未完成時，判斷為檢測精度較低，并限制氣門正時的改變率。因此，可以防止由于可動部分撞擊止擋部等引起的對設(shè)備的損害。
作為一種可變氣門正時設(shè)備，已經(jīng)使用了如下機(jī)構(gòu)，其中在操作用于 改變氣門正時的可動部分的致動器停止時，由彈簧等推壓可動部分，或者 由鎖止銷等限制可動部分的操作，使得氣門正時自動返回到基準(zhǔn)位置。在 這種機(jī)構(gòu)中，在該返回時自然完成了基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
在具有以取決于致動器的操作量的量改變氣門正時并且在致動器停止 時固定氣門正時的機(jī)構(gòu)的可變氣門正時設(shè)備中，考慮到保護(hù)設(shè)備以及致動 器的操作能量(電力消耗)，需要執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)以確保檢測實際氣門 正時的精度。上述專利文獻(xiàn)1和2未描述基于這種視角的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的 任何具體內(nèi)容。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可變氣門正時設(shè)備等，其實現(xiàn)了在用于確保 檢測氣門正時的精度的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間對設(shè)備的保護(hù)和電力消耗的減 小。
本發(fā)明提供了一種可變氣門正時設(shè)備，其用于改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的 進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，所述可變氣門正時設(shè)備包 括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備、改變機(jī)構(gòu)，其用于以取決于 所述致動器的操作量的改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時、基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝 置、檢測裝置和強(qiáng)制結(jié)束裝置?；鶞?zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置被構(gòu)造為通過產(chǎn)生致動 器操作指令使得所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且 響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到所述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并 結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作。檢測裝置檢測從所述學(xué)習(xí)操作開始經(jīng)過的規(guī)定限制時 間。如果由所述檢測裝置檢測到經(jīng)過了所述限制時間，則即使當(dāng)所述開啟/ 關(guān)閉正時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時時，強(qiáng)制結(jié)束裝置也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操 作。
可選地，本發(fā)明提供了一種可變氣門正時設(shè)備，其用于改變設(shè)置在發(fā) 動機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，所述可變氣門正時 設(shè)備包括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備、改變機(jī)構(gòu)，其用于以取決于所述致動器的操作量的改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時和控制單元， 其用于控制所述致動器的操作。所述控制單元被構(gòu)造為通過產(chǎn)生致動器操 作指令使得所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且響應(yīng) 于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到所述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并結(jié)束 所述學(xué)習(xí)操作。所述控制單元還構(gòu)造成如果還檢測到從所述學(xué)習(xí)操作開始 經(jīng)過的規(guī)定限制時間，則即使當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時 時，也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作
本發(fā)明還提供了一種控制可變氣門正時設(shè)備的方法，所述可變氣門正 時設(shè)備用于改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉 正時，所述控制方法包括基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟、檢測步驟和強(qiáng)制結(jié)束步驟。 所述可變氣門正時設(shè)備包括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備，以 及改變機(jī)構(gòu)，其以取決于所述致動器的操作量的改變量改變所述開啟/關(guān)閉 正時。在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟，通過產(chǎn)生致動器操作指令使得所述開啟/關(guān)閉 正時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到 所述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作。在檢測步 驟，檢測從所述學(xué)習(xí)操作開始經(jīng)過的規(guī)定限制時間。在強(qiáng)制結(jié)束步驟，如 果在所述檢測步驟中檢測到經(jīng)過了所述限制時間，則即使當(dāng)所述開啟/關(guān)閉 正時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時時，也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作。
根據(jù)可變氣門正時設(shè)備或其控制方法，在使用致動器將開啟/關(guān)閉正時 改變?yōu)橐?guī)定正時的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)中，即使在開啟/關(guān)閉正時尚未完全達(dá)到規(guī) 定正時且不能正常結(jié)束學(xué)習(xí)操作時，如果預(yù)設(shè)限制時間已經(jīng)經(jīng)過，則強(qiáng)制 結(jié)束學(xué)習(xí)操作并停止致動器。因此，能夠防止可導(dǎo)致致動器的增大的電力 消耗和熱累積的、過長的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。結(jié)果，可以在執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時減小電力消耗并保護(hù)設(shè)備。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備中，所述強(qiáng)制結(jié)束裝置包 括用于對于所述學(xué)習(xí)操作的強(qiáng)制結(jié)束向乘客發(fā)出警告的裝置和用于將強(qiáng)制 結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一個信息存儲的裝置中的至少一者。
可選地，在強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時，所述控制單元執(zhí)行向乘客發(fā)出 警告和將強(qiáng)制結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一個信息存儲兩個操作中的至少一者。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時設(shè)備的方法中，在所述強(qiáng) 制結(jié)束步驟中，在強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時，執(zhí)行向乘客發(fā)出警告和將強(qiáng) 制結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一個信息存儲兩個操作中的至少一者。
根據(jù)上述可變氣門正時設(shè)備或其控制方法，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)未正常結(jié) 束時，存在關(guān)于改變機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障或由氣門正時控制的較低精度引起里 程劣化的擔(dān)心。因此，可以向乘客發(fā)出建議檢査等(例如診斷監(jiān)控)的警 告。此外，可以存儲表示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的異常結(jié)束的一個信息(診斷代 碼)，因而可以實現(xiàn)合適的維護(hù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備還包括供電停止裝置。所述 改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為在所述開啟/關(guān)閉正時處于第一區(qū)域中時相對于所述致動 器的操作量以第一改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，并在所述開啟/關(guān)閉正 時處于與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域中時相對于所述致動器的操作量以 第二改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述第二改變量大于所述第一改變 量，并且所述規(guī)定正時設(shè)置在所述第一區(qū)域中。所述供電停止裝置在由所 述強(qiáng)制結(jié)束裝置強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時停止向所述致動器供電?？蛇x 地，所述控制單元還在強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時停止向所述致動器供電。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時設(shè)備的方法還包括供電停止 步驟。所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為在所述開啟/關(guān)閉正時處于第一區(qū)域中時相對 于所述致動器的操作量以第一改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，并在所述開 啟/關(guān)閉正時處于與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域中時相對于所述致動器的 操作量以第二改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述第二改變量大于所述第 一改變量，并且所述規(guī)定正時設(shè)置在所述第一區(qū)域中。在供電停止步驟 中，在所述強(qiáng)制結(jié)束步驟中強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時停止向所述致動器供 電。
根據(jù)該可變氣門正時設(shè)備或其控制方法，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成時的 開啟/關(guān)閉正時(氣門正時)處于其中開啟/關(guān)閉正時的改變量相對于致動 器操作量較小的區(qū)域(第一區(qū)域)中。因此，即使在強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué) 習(xí)時停止向致動器供電，也可以保持此時的開啟/關(guān)閉正時。因此，在由于限制時間的經(jīng)過而強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時，也停止向致動器供電，從而 可以更可靠地防止此后浪費的電力消耗和熱累積。
更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備中，所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu) 造為使得在所述規(guī)定正時所述開啟/關(guān)閉正時的改變以機(jī)械的方式被限制。 在產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗鲆?guī)定正時的所述操作指令的同 時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時的改變量達(dá)到近似于零時，所述檢測裝置檢測到 所述開啟/關(guān)閉正時已經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。可選地，在產(chǎn)生用于將所述開 啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗鲆?guī)定正時的所述操作指令同時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉 正時的改變量達(dá)到近似于零時，所述控制單元檢測到所述開啟/關(guān)閉正時己 經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時設(shè)備的方法中，所述改變 機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得在所述規(guī)定正時所述開啟/關(guān)閉正時的改變以機(jī)械的方式 被限制。在所述檢測步驟中，在產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗?規(guī)定正時的所述操作指令的同時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時的改變量達(dá)到近似 于零時，檢測到所述開啟/關(guān)閉正時已經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。
根據(jù)該可變氣門設(shè)備或其控制方法，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的開啟/關(guān)閉正 時(氣門正時)的改變以機(jī)械的方式被限制。因此，通過在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時監(jiān)控氣門正時的改變量是否為近似于零，可以迅速檢測學(xué)習(xí)的完成。此 外，在這種機(jī)構(gòu)中，在氣門正時的改變以機(jī)械的方式被限制時由致動器引 起的熱產(chǎn)生和能量消耗增大，所以通過停止向致動器供電帶來的減小電力 消耗和保護(hù)設(shè)備的效果尤為重要。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備或其控制方法中，與由所述 改變機(jī)構(gòu)改變的所述開啟/關(guān)閉正時的可變范圍的限制位置相對應(yīng)地設(shè)定所 述規(guī)定正時。
根據(jù)該可變氣門正時設(shè)備或其控制方法，可以通過利用開啟/關(guān)閉正時 (氣門正時)的可變范圍的限制位置(例如最大延遲角的相位)，在不增 加任何特定機(jī)構(gòu)的情況下執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
可選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設(shè)備或其控制方法中，所述致 動器由電動機(jī)實現(xiàn)，并且所述致動器的操作量是所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速相對于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差，所述凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時要被改變的氣門。
根據(jù)該可變氣門正時設(shè)備或其控制方法，在其中電動機(jī)時致動器并且
致動器的操作量是電動機(jī)的轉(zhuǎn)速相對于凸輪軸(其旋轉(zhuǎn)隨發(fā)動機(jī)停止而停
止)的轉(zhuǎn)速的差的構(gòu)造中，能夠防止可導(dǎo)致致動器的增大的電力消耗和熱
累積的、過長的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
因此，本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，在確保檢測氣門開啟/關(guān)閉正時(氣門
正時)的精度的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)期間，能夠減小電力消耗并能夠保護(hù)設(shè)備。
圖1的示意圖示出了其上安裝根據(jù)本發(fā)明實施例的可變氣門正時設(shè)備 的車輛的發(fā)動機(jī)的構(gòu)造。
圖2示出了對進(jìn)氣凸輪軸的相位進(jìn)行界定的對照圖。
圖3是示出進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)的截面。
圖4是沿圖3中的A-A的截面。
圖5是沿圖3中的B-B的(第一)截面。
圖6是沿圖3中的B-B的(第二)截面。
圖7是沿圖3中的C-C的截面。
圖8是沿圖3中的D-D的截面。
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)明實施例的可變氣門正時設(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)本實施例的可變氣門正時設(shè)備的致動器 的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
圖13的示意圖表示電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。
圖14是在根據(jù)本發(fā)明的實施例正常結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的操作波形圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施例在強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的操作波形圖。
圖16是表示根據(jù)本發(fā)明的實施例的可變氣門正時設(shè)備中的基準(zhǔn)位置 學(xué)習(xí)的流程圖。
具體實施例方式
參考附圖，以下將對本發(fā)明的實施例進(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，給出對車輛的發(fā)動機(jī)的說明，在該發(fā)動機(jī)上安裝有根據(jù)本 發(fā)明的實施例的可變氣門正時設(shè)備。
發(fā)動機(jī)1000是V型8缸發(fā)動機(jī)，其具有第一氣缸列1010和第二氣缸 組1012，每個氣缸列包括一組四個氣缸。這里，本發(fā)明的應(yīng)用不限于任何 發(fā)動機(jī)類型，將在下文描述的可變氣門正時設(shè)備也可以應(yīng)用至與V型8缸 發(fā)動機(jī)不同類型的發(fā)動機(jī)。
空氣從空氣濾清器1020吸入發(fā)動機(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是由電動機(jī)驅(qū)動的電子節(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。燃料噴射正時不限于進(jìn)氣沖程。此外，在本 實施例中，將發(fā)動機(jī)1000描述為直噴發(fā)動機(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點燃，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。排氣門U10由排氣凸輪軸1130驅(qū)動。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)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)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由電動機(jī)2060 (圖3中示出)操作。電動機(jī) 2060由電子控制單元(ECU) 4000控制。電動機(jī)2060的電流和電壓由安 培表(未示出)和伏特表(未示出)檢測，測量結(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可以由電動機(jī)操作。
表示曲軸1090的轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn)角的信號從曲軸轉(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(相位凸輪軸在旋轉(zhuǎn)方向上的位置)的信號從凸輪位置傳感器5010 輸入到ECU 4000。
此外，來自冷卻劑溫度傳感器5020的表示發(fā)動機(jī)1000的水溫(冷卻 劑溫度)的信號以及來自氣流計5030的表示發(fā)動機(jī)1000的進(jìn)氣量(吸入 發(fā)動機(jī)1000的空氣量)的信號輸入到ECU 4000。
根據(jù)從傳感器輸入的這些信號以及儲存在存儲器(未示出)中的對照 圖和程序，ECU 4000控制例如節(jié)氣門開度、點火正時、燃料噴射正時、 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)動機(jī) 1000以所期望的運行狀態(tài)運行。
在本實施例中，ECU 4000根據(jù)圖2所示的對照圖來確定進(jìn)氣門1100 的相位，該對照圖使用發(fā)動機(jī)速度NE和進(jìn)氣量KL作為參數(shù)。儲存了用 于各個冷卻劑溫度的多個對照圖來確定進(jìn)氣門iioo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所取的截面，如圖4所示， 一對臂(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)軸線彼此點對稱。每個臂(1) 2031連接到鏈輪2010，使得該臂能夠繞銷(2) 2072擺動。
圖5是沿圖3中的B-B所取的截面，圖6示出了進(jìn)氣門1100的相位 相對于圖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相對于臂(1) 2031擺動。此外，臂(2) 2032還被支撐為使得該臂能夠繞銷(4) 2076 相對于凸輪板2020擺動。
一對連桿機(jī)構(gòu)2030使進(jìn)氣凸輪軸1120相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)，從而改 變進(jìn)氣門1100的相位。因此，即使這對連桿機(jī)構(gòu)2030中的一個連桿機(jī)構(gòu) 損壞或斷裂，也可以用另一個連桿機(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?？刂其N2034被設(shè)置為與 銷(3) 2074同心。每個控制銷2034在設(shè)置于引導(dǎo)板2040中的引導(dǎo)槽2042中滑動。
每個控制銷2034在引導(dǎo)板2040的引導(dǎo)槽2042中滑動以沿徑向偏移。 每個控制銷2034的徑向偏移使進(jìn)氣凸輪軸1120相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)。
圖7是沿圖3中的C-C所取的截面，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 H勺徑向偏移所產(chǎn)生的連桿機(jī)構(gòu)2030的操作量對應(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，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 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被支撐為可繞耦合器2062 的偏心軸線2066旋轉(zhuǎn)，所述耦合器2062被形成為相對于電動機(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。在電動機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速與鏈輪2010的 轉(zhuǎn)速相同時，耦合器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，弓l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。
在電動機(jī)2060使耦合器2062繞軸心2064相對于外齒輪2052旋轉(zhuǎn) 時，在內(nèi)齒輪2054繞偏心軸線2066旋轉(zhuǎn)的同時內(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)運動使引導(dǎo)板2040相對于鏈輪 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使電動機(jī)2060的 輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速(電動機(jī)2060的操作量)減 小，來改變進(jìn)氣門1100的相位。這里，也可以增大電動機(jī)2060的輸出軸 與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速來改變進(jìn)氣門1100的相位。在電動機(jī) 2060的輸出軸上設(shè)置了電動機(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。電動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050通 常被構(gòu)造為每次電動機(jī)的輸出軸轉(zhuǎn)過規(guī)定角度時就產(chǎn)生脈沖信號。基于電 動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050的輸出，可以檢測電動機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速(此 后也簡稱為電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速)。
如圖9所示，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2OOO整體的減速比R(0)，即電動機(jī)2060 的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速對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。在本實施例中，減速比R(0)越高， 相位改變量相對于電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(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(6001) 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)相對于CA(1)提前)至最大提前角的第二區(qū)域
(6002)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(6003)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(1)))改變。
基于上述構(gòu)造，以下將說明本實施的可變氣門正時設(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，操作電動機(jī) 2060使引導(dǎo)板2040相對于鏈輪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1100的相位處于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域中時， 以減速比R(l)降低電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)
速，以使進(jìn)氣門iioo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)降低電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，以使進(jìn)氣門1100的相位提前。
在要使進(jìn)氣門1100的相位延遲時，使電動機(jī)2060的輸出軸相對于鏈 輪2010沿與要使其相位提前時的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。如要使相位提前 的情況那樣，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，以減速比R(l)降低電動機(jī)2060的輸出軸與 鏈輪2010之間的相對旋轉(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，以減速比R(2) 降低電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，以使該相 位延遲。
因此，只要電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的方向 相同，則對于最大延遲角與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，由于對于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域(6001)的減速 比較高，所以為了由隨著發(fā)動機(jī)1000的運行而作用在進(jìn)氣凸輪軸1120上 的轉(zhuǎn)矩使電動機(jī)2060的輸出軸旋轉(zhuǎn)，需要較大的轉(zhuǎn)矩。因此，即使在例 如電動機(jī)2060停機(jī)的情況下電動機(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)矩引起的電動機(jī)2060的輸出軸的旋轉(zhuǎn)。因此， 可以抑制實際相位從在控制下確定的相位發(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 停止向作為致動器的電動機(jī)2060供電時，不容易產(chǎn)生不期望的相位改 變。此效果在覆蓋最大延遲角的第一區(qū)域中尤其顯著。
在進(jìn)氣門1100的相位處于CA(1)與CA(2)之間的第三區(qū)域(6003)中時，電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速以減速比 (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)域時，相位改變量相對于電動機(jī)2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對 旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速可以逐漸增大或減小。以此方式，可以對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，在用于本實施例的可變氣門正時設(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，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，VVT機(jī)構(gòu)2000整體的減速比是小于R(l)的R(2)。因此，只要 電動機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速相同，就可以對于這兩個區(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)動機(jī)的運行而作用在進(jìn)氣凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩引起的電動機(jī)的輸出 軸的旋轉(zhuǎn)。因此，可以抑制實際相位從在控制下確定的相位發(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)動機(jī)IOOO被構(gòu)造為使得來自曲 軸1090的動力借助于正時鏈條1200 (或正時帶)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，用于在每個規(guī)定凸輪轉(zhuǎn)角時輸 出凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv。曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000安裝在曲軸1090的外周側(cè) 上，用于在每個規(guī)定曲軸轉(zhuǎn)角時輸出曲軸轉(zhuǎn)角信號Pca。此外，電動機(jī)轉(zhuǎn) 角傳感器5050安裝在電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)子(未示出)上，用于在每個規(guī)定轉(zhuǎn)角時輸出電動機(jī)轉(zhuǎn)角信號Pmt。凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv、曲軸轉(zhuǎn)角信號Pca和 電動機(jī)轉(zhuǎn)角信號Pmt被輸入到ECU 4000。
此外，基于檢測發(fā)動機(jī)1000的狀態(tài)的傳感器的輸出并基于運行狀況 (駕駛員的踏板操作、當(dāng)前車速等)，ECU 4000控制發(fā)動機(jī)1000的運 行，使得能夠獲得所需的發(fā)動機(jī)1000的輸出。作為發(fā)動機(jī)控制的一部 分，ECU 4000基于如圖2所示的對照圖來設(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的致動器的電動機(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，與電動機(jī)2060的輸出軸相對于鏈輪2010 (進(jìn)氣凸輪軸 1120)的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)地確定轉(zhuǎn)速指令值Nmref。電動機(jī)2060相對于進(jìn)氣凸 輪軸1120的轉(zhuǎn)速差對應(yīng)于致動器的操作量。電動機(jī)EDU (電子驅(qū)動單 元)4100根據(jù)來自ECU 4000的轉(zhuǎn)速指令值Nmref來控制電動機(jī)2060的 轉(zhuǎn)速。
圖12是圖示作為根據(jù)本實施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的致動器的電 動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速控制的框圖。
參考圖12，致動器操作量設(shè)定部分6000包括氣門相位檢測部分 6010、凸輪軸相位改變量計算部分6020、相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030、凸輪 軸轉(zhuǎn)速檢測部分6040、轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050和切換部分6150。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 個規(guī)定控制周期執(zhí)行根據(jù)預(yù)先存儲在ECU 4000中的規(guī)定程序的控制處 理，來實現(xiàn)致動器操作量設(shè)定部分6000和學(xué)習(xí)控制部分6100的操作。
氣門相位檢測部分6010基于來自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000的曲軸轉(zhuǎn)角信 號Pca、來自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv和來自電動機(jī)2060 的電動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050的電動機(jī)轉(zhuǎn)角信號Pmt，來計算當(dāng)前檢測的進(jìn)氣 門相位IV(0)(此后也表示為相位檢測值IV(。)。
氣門相位檢測部分6010可以基于曲軸轉(zhuǎn)角信號Pca和凸輪轉(zhuǎn)角信號 Piv來計算相位檢測值IV(0)。例如，在產(chǎn)生凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv時，將凸輪 轉(zhuǎn)角信號Piv與產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角信號Pca的時間差轉(zhuǎn)換為曲軸1090和進(jìn)氣凸輪軸1120之間的旋轉(zhuǎn)相位差，從而可以計算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前相位 檢測值IV(0 (第一相位計算方法)。
或者，在根據(jù)本發(fā)明的實施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000中，可以基于作 為致動器的電動機(jī)2060的操作量(相對轉(zhuǎn)速ANm)來精確地跟蹤進(jìn)氣門 的相位改變量。具體而言，基于各種傳感器的輸出，計算實際的相對轉(zhuǎn)速 ANm，并通過基于計算得到的實際相對轉(zhuǎn)速ANm根據(jù)表達(dá)式(1)的運 算，可以計算每單位時間(控制周期)進(jìn)氣門相位的改變量dIV(。。因 此，通過對相位改變量dlV(0)積分，氣門相位檢測部分6010可以逐次計 算進(jìn)氣凸輪軸1120的當(dāng)前相位檢測值IVIV("(第二相位計算方法)。
氣門相位檢測部分6010可以在考慮計算負(fù)荷或發(fā)動機(jī)速度的穩(wěn)定性 的情況下通過適當(dāng)?shù)厥褂玫谝缓偷诙辔挥嬎惴椒▉碛嬎阆辔粰z測值 ,。
凸輪軸相位改變量計算部分6020具有計算部分6022和需要相位改變 量計算部分6025。計算部分6022計算相位與目標(biāo)相位IV(。r的偏差 AIV(。 (AIV("二IV(0)—IV(0)r)。需要相位改變量計算部分6025根據(jù)由 計算部分6022計算的偏差A(yù)IV(0)，來計算此控制周期的進(jìn)氣凸輪軸1120 的需要改變量A0。
例如，預(yù)先設(shè)定在單個控制周期中相位改變量A0的最大值A(chǔ)9max， 并且需要相位改變量計算部分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(0)來確定相位改變量A0。這里，最大值A(chǔ)0max可以是規(guī)定固 定值，或者可以由需要相位改變量計算部分6025根據(jù)發(fā)動機(jī)1000的運行 狀態(tài)(轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等)或相位偏差A(yù)IV(0)的大小來可變地設(shè)定。
相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030計算為了產(chǎn)生由需要相位改變量計算部分 6025計算的需求相位改變量Ae所需要的、電動機(jī)2060的輸出軸相對于鏈 輪2010 (進(jìn)氣凸輪軸1120)的轉(zhuǎn)速的相對轉(zhuǎn)速ANm。例如，相對轉(zhuǎn)速 ANm在要使進(jìn)氣門相位提前時被設(shè)定為正值(ANm>0)，在要使進(jìn)氣門 相位延遲時被設(shè)定為負(fù)值(ANm<0)，而在要保持當(dāng)前進(jìn)氣門相位時被設(shè) 定為近似于零(ANm=0)。
這里，與控制周期相對應(yīng)的每單位時間的相位改變量A0與相對轉(zhuǎn)速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)表示如
圖9所示根據(jù)進(jìn)氣門相位改變的減速比。
△e^ANm 360° (1/乖) AT …(1)
因此，相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030可以根據(jù)表達(dá)式(1)的運算來計算電
動機(jī)2060的相對轉(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A9。
凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測部分6040將鏈輪2010的轉(zhuǎn)速(即，進(jìn)氣凸輪軸1120 的實際轉(zhuǎn)速IVN)計算為曲軸1090的轉(zhuǎn)速的一半。凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測部分 6040可以被構(gòu)造為基于來自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv來 計算進(jìn)氣凸輪軸1120的實際轉(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)角信號的次數(shù)。因此，通過基于曲軸1090的轉(zhuǎn)速來檢測凸輪軸 轉(zhuǎn)速IVN，可以提高檢測精度。
切換部分6150布置在轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部分6050與相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分 6030和學(xué)習(xí)控制部分6100之間。除了在學(xué)習(xí)控制部分6100正執(zhí)行基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)時之外，切換部分6150將由相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030設(shè)定的相對轉(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)速檢測部分6040檢測到的進(jìn) 氣凸輪軸1120的實際轉(zhuǎn)速IVN和從切換部分6150輸入的相對轉(zhuǎn)速ANm 相加以產(chǎn)生電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。因此，除了在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時之外，在包括通常操作在內(nèi)的操作期間，基于由相對轉(zhuǎn)速設(shè)定部分6030 設(shè)定的相對轉(zhuǎn)速ANm來產(chǎn)生電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。在基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)時，基于由學(xué)習(xí)控制部分6100設(shè)定的相對轉(zhuǎn)速ANmO來產(chǎn)生電動 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)诫妱訖C(jī)EDU 4100。
電動機(jī)EDU 4100通過中繼電路4250連接到電源4200。由控制信號 SRL來控制中繼電路4250的接通/關(guān)斷。通常，由能夠在發(fā)動機(jī)運行時充 電的二次電池來形成電源4200。因此，通過使中繼電路關(guān)斷，可以停止對電動機(jī)2060的供電。
電動機(jī)EDU 4100執(zhí)行轉(zhuǎn)速控制，使得電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指令 值Nmref相符。例如，電動機(jī)EDU 4100根據(jù)電動機(jī)2060的實際轉(zhuǎn)速Nm 與轉(zhuǎn)速指令值Nmref的轉(zhuǎn)速偏差(Nref-Nm)控制功率半導(dǎo)體器件(例如 晶體管)的開關(guān)，以控制從電源4200向電動機(jī)2060供應(yīng)的電力(由電動 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。注意，可以通過電動機(jī)EDU 4100的控制來停止向電動機(jī)2060的供 電。
特別地，為了提高電動機(jī)可控性，電動機(jī)EDU 4100根據(jù)以下等式 (2)來控制作為轉(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)速偏差和具有規(guī)定控制增益 的控制運算(通常， 一般的P控制、PI控制等)的反饋項。
在等式(2)中，DTY(ST)是基于電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref和 所設(shè)定的相對轉(zhuǎn)速ANm設(shè)定的預(yù)設(shè)項。
參考圖13，與相對轉(zhuǎn)速ANm二O時(即，電動機(jī)2060要針對轉(zhuǎn)速指 令值Nmref以與鏈輪2010相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(ANm=0))需要的電動機(jī) 電流值相對應(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 轉(zhuǎn)速ANm相對應(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)值減去與相對轉(zhuǎn)速ANm相對應(yīng)的電流值，來設(shè)定等式 (2)中的DTY(ST)。通過由預(yù)設(shè)項和反饋項的組合來控制向電動機(jī)2060 的供電的這種轉(zhuǎn)速控制，與簡單地通過等式(2)的項DTY(FB)進(jìn)行的轉(zhuǎn) 速控制相比，電動機(jī)EDU 4100使得電動機(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)明實施例的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí))
為了提高檢測進(jìn)氣凸輪軸1120的相位的精度，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000 在指示學(xué)習(xí)的規(guī)定條件得到滿足時使用學(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)明的實施例中，通過使進(jìn)氣門相位達(dá)到最大延 遲角來實現(xiàn)基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。參考圖12，學(xué)習(xí)控制部分6100響應(yīng)于在滿足指示學(xué)習(xí)的規(guī)定條件時
轉(zhuǎn)為"開"的學(xué)習(xí)指示信號來執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)控制部分6100被 形成為包括計時器6110，計時器6110響應(yīng)于學(xué)習(xí)指示信號轉(zhuǎn)為"開"來 測量從學(xué)習(xí)操作開始起經(jīng)過的時間。
在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時，學(xué)習(xí)控制部分6100將電動機(jī)2060的相對轉(zhuǎn)速 △NmO設(shè)定為用于執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的致動器操作量。在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 時，切換部分6150將學(xué)習(xí)控制部分6100的輸出輸入到轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生部 分6050，因此基于由學(xué)習(xí)控制部分6100設(shè)定的相對轉(zhuǎn)速ANmO來產(chǎn)生電 動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。
在其中電動機(jī)2060根據(jù)相對轉(zhuǎn)速ANmO操作的基準(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部分6010檢測到的相位檢測值 IV(0)來判斷進(jìn)氣門相位是否已經(jīng)達(dá)到作為基準(zhǔn)相泣的最大延遲角(例如， 00 )。
在檢測到進(jìn)氣門相位已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)相位時，學(xué)習(xí)控制部分6100結(jié)束 學(xué)習(xí)操作，并將這時的相位檢測值IV(0)設(shè)定為相位學(xué)習(xí)值Wn。以此方式 獲得的相位學(xué)習(xí)值Wn此后被用于氣門正時控制。
例如，將由氣門相位檢測部分6010獲得的相位檢測值IV(。與上述相 位學(xué)習(xí)值Wn之間的相對差視為實際進(jìn)氣門相位與基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的基準(zhǔn) 相位(即，0° )之間的差來控制氣門正時。具體而言，將相位學(xué)習(xí)值Wn 反映在計算部分6022處的相位偏差A(yù)IV(0)的計算上。
圖14和15示出了根據(jù)本實施例在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的操作波形。圖14 示出了在學(xué)習(xí)正常結(jié)束的情況下的操作波形，而圖15示出了在學(xué)習(xí)強(qiáng)制 結(jié)束的情況下的操作波形。
參考圖14，在時間點t0滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件而將學(xué)習(xí)指示信號 轉(zhuǎn)為"開"時，學(xué)習(xí)操作開始，并且電動機(jī)2060根據(jù)相對轉(zhuǎn)速指令值 △NmO (<0)操作，由此相位檢測值IV(。以恒定速率延遲。
當(dāng)實際進(jìn)氣門相位在時間點tl達(dá)到最大延遲角(0° )時，連桿機(jī)構(gòu) 2030的操作被鎖止，進(jìn)氣門相位的改變量變?yōu)榻朴诹?。此時，電動機(jī) 2060的相對轉(zhuǎn)速也變?yōu)榻朴诹?。?dāng)相位檢測值IV(。存在偏移誤差時，實際進(jìn)氣門相位在IV(。 = 0之 前達(dá)到最大延遲角，因而對最大延遲角的進(jìn)一步改變成為不可能。因此，
電動機(jī)2060的相對轉(zhuǎn)速達(dá)到零，并且相位檢測值IV(0)停止改變。因此， 能夠基于相位檢測值IV(。的改變量或基于根據(jù)實際相對轉(zhuǎn)速ANm的改變 量d IV(。(即，達(dá)到dlV(。"0的值dlV(0))，來檢測實際進(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。響應(yīng)于此，滿足用于結(jié)束基準(zhǔn)位 置學(xué)習(xí)的條件，并將學(xué)習(xí)完成標(biāo)記轉(zhuǎn)為"開"。此時的相位檢測值IV(0) 被存儲為相位學(xué)習(xí)值Wn。
此外，響應(yīng)于基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成，結(jié)束學(xué)習(xí)操作，并將電動機(jī)2060 的相對轉(zhuǎn)速指令值設(shè)定為零。此外，控制信號SRL轉(zhuǎn)為"關(guān)"并將中繼電 路4250關(guān)斷。
相反，參考圖15，學(xué)習(xí)操作在時間點t0開始，并在時間點tl，雖然 相位檢測值IV(。不是零，但是實際進(jìn)氣門相位變?yōu)楦咏畲笱舆t角。 但是，在該示例中，如圖14所示，因為連桿機(jī)構(gòu)2030的磨損等，例如進(jìn) 氣門相位周期性地波動而沒有完全達(dá)到最大延遲角。結(jié)果，相位檢測值 IV(。周期性地波動，而不達(dá)到零，并且電動機(jī)2060的相對轉(zhuǎn)速也周期性 地波動。
如果出現(xiàn)這種狀態(tài)，則不滿足用于結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的條件，因此， 學(xué)習(xí)完成標(biāo)記不轉(zhuǎn)為"開"，學(xué)習(xí)操作繼續(xù)。當(dāng)學(xué)習(xí)操作繼續(xù)時，作為致 動器的電動機(jī)2060也繼續(xù)操作，因此電力消耗增大，由操作引起的熱累 積。
為了解決這種狀況，在根據(jù)本發(fā)明的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)中，基于由定時器 6110測量的時間，在從學(xué)習(xí)操作開始起經(jīng)過的時間達(dá)到規(guī)定限制時間Tlmt 時的時間點t2，強(qiáng)制結(jié)束學(xué)習(xí)操作。響應(yīng)于此，學(xué)習(xí)完成標(biāo)記轉(zhuǎn)為 "開"，并且與致動器的操作量相對應(yīng)的電動機(jī)2060的相對轉(zhuǎn)速指令值 也達(dá)到零。此外，通常，控制信號SRL轉(zhuǎn)為"關(guān)"，并且中繼電路4250 關(guān)斷。因此，可以防止超過限制時間的持續(xù)學(xué)習(xí)操作，這種持續(xù)學(xué)習(xí)操作 可以導(dǎo)致致動器的增大的電力消耗和熱累積。
圖16示出了用于實現(xiàn)如圖14和15所示的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的示例性流程圖。根據(jù)圖16的流程圖的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)例程作為由進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000 進(jìn)行的氣門正時控制的一部分由ECU4000以規(guī)定周期執(zhí)行。
參考圖14，在步驟SIOO， ECU 4000判斷是否滿足規(guī)定的學(xué)習(xí)執(zhí)行條 件。如參考圖9所述，在根據(jù)本實施例的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000中，由于減 速比R("，所以在對作為致動器的電動機(jī)2060的供電停止時不期望的相 位改變的可能性較低。因此，通過將ECU 4000中逐次檢測到的相位檢測 值IV(0)進(jìn)行存儲，在即使在點火開關(guān)關(guān)斷時(當(dāng)操作停止時)也保存所 存儲內(nèi)容的存儲區(qū)域(例如SRAM:靜態(tài)隨即存取存儲器)，變?yōu)椴恍枰?在每次發(fā)動機(jī)起動時都執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。當(dāng)采用這種配置時，可以在存 儲在存儲器中的內(nèi)容被清空時(例如在更換電池等時)滿足步驟S100的 用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件。
或者，為了提高檢測進(jìn)氣門相位的精度，可以在每次發(fā)動機(jī)起動時滿 足步驟S100的用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件。
當(dāng)不滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件時(在步驟S100為"否")，因為不 指示基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，所以ECU4000結(jié)束處理。
另一方面，當(dāng)滿足用于執(zhí)行學(xué)習(xí)的條件時(在步驟S100為 "是")，ECU 4000將輸入學(xué)習(xí)控制部分6100的學(xué)習(xí)指示信號轉(zhuǎn)為 "開"(圖12)，并通過步驟S110之后的步驟來執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
然后，在步驟S110， ECU 4000在學(xué)習(xí)操作開始時啟動計時器6110。 于是，測量從學(xué)習(xí)操作開始起經(jīng)過的時間，即，學(xué)習(xí)操作的持續(xù)時段。
在學(xué)習(xí)操作開始時，ECU 4000將電動機(jī)2060的相對轉(zhuǎn)速ANmO設(shè)定 為用于執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的致動器操作量。將相對轉(zhuǎn)速ANmO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。具體而 言，在本實施例中，將相對轉(zhuǎn)速ANmO設(shè)定為規(guī)定負(fù)值。這對應(yīng)于學(xué)習(xí)控 制部分6100響應(yīng)于學(xué)習(xí)值示信號轉(zhuǎn)為"開"的操作。
在步驟S130， ECU 4000檢測由電動機(jī)2060根據(jù)相對轉(zhuǎn)速ANmO進(jìn)行 的操作引起的進(jìn)氣門相位的改變。這對應(yīng)于由氣門相位檢測部分6010計 算相位檢測值IV(。。 ECU 4000基于在步驟S130對進(jìn)氣門相位的檢測來 計算相位改變量(步驟S140)。如上所述，這與相位改變量dlV(0)的計算相等同。
此外，在步驟S150， ECU 4000將步驟S140計算得到的相位改變量與 判斷值00相比較。判斷值00被設(shè)定為0附近的規(guī)定值，以能夠?qū)ο辔桓?變量達(dá)到近似于0進(jìn)行檢測。
在相位改變量<00時(在步驟S150為"是")，ECU 4000在步驟 S160判斷為實際進(jìn)氣門相位已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)相位(最大延遲角)，并且以正 常方式完成基準(zhǔn)相位學(xué)習(xí)。然后，ECU 4000獲得相位學(xué)習(xí)值機(jī)n。此外， 通常，中繼電路4250被關(guān)斷以停止向電動機(jī)2060供電。具體而言，在圖 14的時間點tl，執(zhí)行步驟S160。
在相位改變量^0O時(在步驟S150為"否")，ECU 4000判斷為實 際進(jìn)氣門相位尚未達(dá)到基準(zhǔn)相位(最大延遲角)，并在步驟S170， ECU 4000將由計時器6110測量的時間(即，學(xué)習(xí)操作執(zhí)行的時間(持續(xù)時 段))與規(guī)定限制時間Tlmt相比較。例如從保護(hù)設(shè)備的觀點，通過預(yù)先實 驗確定電動機(jī)2060處的熱累積量來確定限制時間Tlmt。或者，可以基于 在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)開始時的相位檢測值IV(。，考慮基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的相對 轉(zhuǎn)速ANm和減速比，將限制時間Tlmt設(shè)定為可變值。
在執(zhí)行學(xué)習(xí)操作的時間(持續(xù)時段)短于限制時間Tlmt (在步驟 S170為"否")時，在步驟S180， ECU 4000通過繼續(xù)向電動機(jī)2060供 電來繼續(xù)基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。具體而言，在圖14的時間點t0與tl之間以及在 圖15的時間點t0至t2之間，執(zhí)行步驟S180。
在執(zhí)行學(xué)習(xí)操作的時間(持續(xù)時段)超過限制時間Tlmt時(在S170 為"是")，在步驟S190， ECU 4000強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。具體而 言，在圖15的時間點t2，執(zhí)行步驟S190。
如圖15所示，在此時計算的相位學(xué)習(xí)值01n的精度是不清楚的。因 此，基本上，在強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時，不更新相位學(xué)習(xí)值Wn。但 是，可以作為例外，在與相位檢測值IV(。和相位學(xué)習(xí)值01n相關(guān)的存儲內(nèi) 容在例如電池更換時在存儲器中被初始化的情況下，允許相位學(xué)習(xí)值Wn 的更新。
在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)未正常結(jié)束時，存在關(guān)于改變機(jī)構(gòu)的機(jī)械故障或由氣門正時控制的較低精度引起的里程劣化的擔(dān)心。因此，在步驟S190的處
理中，優(yōu)選地，ECU 4000向乘客給出警告(診斷監(jiān)控等)，建議乘客檢 查VVT機(jī)構(gòu)(可變氣門正時設(shè)備)。此外，可以將一個信息(診斷代 碼)界定為表示"可變氣門正時設(shè)備的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)未被正常地結(jié)束"， 使得可以在步驟S190 —起存儲診斷代碼，從而在檢查VVT機(jī)構(gòu)時使適當(dāng) 的維護(hù)成為可能。
此外，隨著強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)，在步驟S195， ECU 4000通常關(guān) 斷中繼電路4250以停止向電動機(jī)2060供電。
在向電動機(jī)2060的供電響應(yīng)于基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的完成而停止(正常結(jié) 束或強(qiáng)制結(jié)束)時，在規(guī)定時段之后或響應(yīng)于對可變氣門正時設(shè)備的操作 請求，中繼電路4250再次接通或者控制電動機(jī)ECU 4000以恢復(fù)供電。因 此，恢復(fù)向電動機(jī)2060供電。以此方式，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)正常結(jié)束時， 基于反映了學(xué)習(xí)結(jié)果的進(jìn)氣門相位來控制氣門正時。
如上所述，在根據(jù)本實施例的可變氣門正時設(shè)備中，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí) 由于某些故障而不能在正常時段內(nèi)正常結(jié)束時，可以在預(yù)設(shè)限制時間已經(jīng) 經(jīng)過時強(qiáng)制結(jié)束學(xué)習(xí)操作。因此，可以防止由延長的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)引起作 為致動器的電動機(jī)2060的增大的電力消耗和熱累積。結(jié)果，可以在基準(zhǔn) 位置學(xué)習(xí)時減小電力消耗并保護(hù)設(shè)備。
此外，基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的基準(zhǔn)相位被設(shè)定為包括在較大減速比區(qū)域內(nèi)的 最大延遲角。因此，在強(qiáng)制結(jié)束學(xué)習(xí)操作時，進(jìn)氣門相位在最大延遲角附 近，即，在較大減速比的區(qū)域內(nèi)。在該區(qū)域內(nèi)，即使在停止向電動機(jī)2060 供電時，也可以保持此時的進(jìn)氣門相位。因此，在由于限制時間的經(jīng)過而 強(qiáng)制結(jié)束學(xué)習(xí)操作時，也停止向致動器供電，從而可以更可靠地防止此后 浪費的電力消耗和熱累積。
具體而言，在圖15的時間點tl至t2的狀態(tài)下，進(jìn)氣門相位在最大延 遲角附近改變，因此電動機(jī)2060被間歇地鎖止，由此電動機(jī)電流變得相 對較大。因此，通過基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的強(qiáng)制結(jié)束并停止向致動器供電來減小 電力消耗和保護(hù)設(shè)備的效果尤為重要。
在設(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)時在基準(zhǔn)相位以機(jī)械的方式限制進(jìn)氣門相位的改變時，基準(zhǔn)位置可以不是最大延遲角。但 是，如本實施例中那樣通過將基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時的基準(zhǔn)相位設(shè)定在與進(jìn)氣門 相位的可變范圍的限制位置相對應(yīng)的相位(最大延遲角/最大提前角)，可 以在不增加諸如鎖止銷之類的任何特定機(jī)構(gòu)的情況下執(zhí)行基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
在本實施例中，己經(jīng)描述了在開始學(xué)習(xí)操作之后經(jīng)過的時間(即，學(xué) 習(xí)操作的執(zhí)行時間)超過限制時間時強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)的控制示例。 從保護(hù)設(shè)備的視角，為了獲得相似的效果，可以采用如下控制結(jié)構(gòu)根據(jù)
電動機(jī)2060或電動機(jī)EDU 4100中功率半導(dǎo)體器件的溫度來強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn) 位置學(xué)習(xí)。但是，在這種控制結(jié)構(gòu)中，需要使ECU 4000逐次處理溫度傳 感器和溫度傳感器的輸出。因此，通過采用如本實施例這樣的配置，可以 通過更簡單的構(gòu)造來實現(xiàn)異常時強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)。
在上述實施例中，圖14的步驟S110至S160對應(yīng)于本發(fā)明的"基準(zhǔn) 位置學(xué)習(xí)裝置(步驟)"，而步驟S190對應(yīng)于本發(fā)明的"強(qiáng)制結(jié)束裝置
(步驟)"。此外，步驟S170對應(yīng)于本發(fā)明的"檢測裝置(步驟)"， 而步驟S195對應(yīng)于本發(fā)明的"供電停止裝置(步驟)"。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述和解釋了本發(fā)明，但是應(yīng)該清楚理解的是，對本發(fā) 明的描述和解釋僅是示例，而非限制，本發(fā)明的范圍僅由各項所附權(quán)利要 求界定。
權(quán)利要求
1. 一種可變氣門正時設(shè)備，其用于改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，所述可變氣門正時設(shè)備包括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備；改變機(jī)構(gòu)，其用于以取決于所述致動器的操作量的改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時；基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)裝置，其被構(gòu)造為通過產(chǎn)生致動器操作指令使得所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到所述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作；檢測裝置，其用于檢測從所述學(xué)習(xí)操作開始經(jīng)過的規(guī)定限制時間；以及強(qiáng)制結(jié)束裝置，其用于如果由所述檢測裝置檢測到經(jīng)過了所述限制時間，則即使當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時時，也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 所述強(qiáng)制結(jié)束裝置包括用于對于所述學(xué)習(xí)操作的強(qiáng)制結(jié)束向乘客發(fā)出警告的裝置和用于將強(qiáng)制結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一條信息進(jìn)行存儲 的裝置中的至少一者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為在所述開啟/關(guān)閉正時處于第一區(qū)域中時相對于所述致動器的操作量以第一改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，并在所述開啟 /關(guān)閉正時處于與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域中時相對于所述致動器的操 作量以第二改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述第二改變量大于所述第一 改變量，并且所述規(guī)定正時設(shè)置在所述第一區(qū)域中； 所述可變氣門正時設(shè)備還包括供電停止裝置，其用于在由所述強(qiáng)制結(jié)束裝置強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作 時停止向所述致動器供電。
4. 據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的可變氣門正時設(shè)備，其中，所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得在所述規(guī)定正時所述開啟/關(guān)閉正時的改變 以機(jī)械的方式被限制；并且在產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗鲆?guī)定正時的所述操作指令 的同時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時的改變量達(dá)到近似于零時，所述檢測裝置檢 測到所述開啟/關(guān)閉正時己經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 與由所述改變機(jī)構(gòu)改變的所述開啟/關(guān)閉正時的可變范圍的限制位置相對應(yīng)地設(shè)定所述規(guī)定正時。
6. —種可變氣門正時設(shè)備，其用于改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣門和排 氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，所述可變氣門正時設(shè)備包括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備；改變機(jī)構(gòu)，其用于以取決于所述致動器的操作量的改變量改變所述開 啟/關(guān)閉正時；以及控制單元，其用于控制所述致動器的操作；其中所述控制單元被構(gòu)造為通過產(chǎn)生致動器操作指令使得所述開啟/關(guān)閉正 時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到所 述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作，并且如果還檢 測到從所述學(xué)習(xí)操作開始經(jīng)過的規(guī)定限制時間，則即使當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正 時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時時，也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作，
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 在強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時，所述控制單元執(zhí)行向乘客發(fā)出警告與將強(qiáng)制結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一條信息進(jìn)行存儲兩個操作中至少一 者。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為在所述開啟/關(guān)閉正時處于第一區(qū)域中時相對于所述致動器的操作量以第一改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，并在所述開啟 /關(guān)閉正時處于與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域中時相對于所述致動器的操 作量以第二改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述第二改變量大于所述第一 改變量，并且所述規(guī)定正時設(shè)置在所述第一區(qū)域中；并且所述控制單元還在強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時停止向所述致動器供電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得在所述規(guī)定正時所述開啟/關(guān)閉正時的改變以機(jī)械的方式被限制；并且在產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗鲆?guī)定正時的所述操作指令 同時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時的改變量達(dá)到近似于零時，所述控制單元檢測 到所述開啟/關(guān)閉正時已經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 與由所述改變機(jī)構(gòu)改變的所述開啟/關(guān)閉正時的可變范圍的限制位置相對應(yīng)地設(shè)定所述規(guī)定正時。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的可變氣門正時設(shè)備，其中， 所述致動器由電動機(jī)實現(xiàn)，并且所述致動器的操作量是所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速相對于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差，所述凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時待被改變 的氣門。
12. —種控制可變氣門正時設(shè)備的方法，所述可變氣門正時設(shè)備用于 改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣門和排氣門中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，其 中，所述可變氣門正時設(shè)備包括致動器，其操作所述可變氣門正時設(shè)備，以及改變機(jī)構(gòu)，其以取決于所述致動器的操作量的改變量改變所述開啟/關(guān) 閉正時；所述控制方法包括基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)步驟，其通過產(chǎn)生致動器操作指令使得所述開啟/關(guān)閉正 時改變?yōu)橐?guī)定正時來執(zhí)行學(xué)習(xí)操作，并且響應(yīng)于所述開啟/關(guān)閉正時達(dá)到所 述規(guī)定正時而學(xué)習(xí)基準(zhǔn)開啟/關(guān)閉正時并結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作；檢測步驟，其檢測從所述學(xué)習(xí)操作開始經(jīng)過的規(guī)定限制時間；以及 強(qiáng)制結(jié)束步驟，如果在所述檢測步驟中檢測到經(jīng)過了所述限制時間， 則即使當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時尚未達(dá)到所述規(guī)定正時時，也強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué) 習(xí)操作。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制可變氣門正時設(shè)備的方法，其中， 在所述強(qiáng)制結(jié)束步驟中，當(dāng)強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時，執(zhí)行向乘客發(fā)出警告與將強(qiáng)制結(jié)束作為用于識別故障內(nèi)容的一條信息進(jìn)行存儲兩個操作 中至少一者。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制可變氣門正時設(shè)備的方法，其中， 所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為在所述開啟/關(guān)閉正時處于第一區(qū)域中時相對于所述致動器的操作量以第一改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，并在所述開啟 /關(guān)閉正時處于與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域中時相對于所述致動器的操 作量以第二改變量改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述第二改變量大于所述第一 改變量，并且所述規(guī)定正時設(shè)置在所述第一區(qū)域中；并且 所述控制方法還包括供電停止步驟，當(dāng)在所述強(qiáng)制結(jié)束步驟中強(qiáng)制結(jié)束所述學(xué)習(xí)操作時， 停止向所述致動器供電。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12至14中任一項所述的控制可變氣門正時設(shè)備的 方法，其中，所述改變機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為使得在所述規(guī)定正時所述開啟/關(guān)閉正時的改變 以機(jī)械的方式被限制；并且在所述檢測步驟中，在產(chǎn)生用于將所述開啟/關(guān)閉正時改變?yōu)樗鲆?guī)定 正時的所述操作指令的同時，當(dāng)所述開啟/關(guān)閉正時的改變量達(dá)到近似于零 時，檢測到所述開啟/關(guān)閉正時己經(jīng)達(dá)到所述規(guī)定正時。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制可變氣門正時設(shè)備的方法，其中， 與由所述改變機(jī)構(gòu)改變的所述開啟/關(guān)閉正時的可變范圍的限制位置相對應(yīng)地設(shè)定所述規(guī)定正時。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制可變氣門正時設(shè)備的方法，其中， 所述致動器由電動機(jī)實現(xiàn)，并且所述致動器的操作量是所述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速相對于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的差，所述凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時待被改變 的氣門。
全文摘要
在用于確保檢測氣門正時的精度的基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時，致動器的操作量被設(shè)定為使得進(jìn)氣門相位改變?yōu)樽鳛榛鶞?zhǔn)位置的最大延遲角的位置。在進(jìn)氣門相位達(dá)到最大延遲角并且進(jìn)氣門相位的改變停止(在S150為“是”)時，判斷為進(jìn)氣門相位已經(jīng)達(dá)到基準(zhǔn)相位，并正常結(jié)束學(xué)習(xí)。如果即使在從學(xué)習(xí)開始起經(jīng)過的時間已經(jīng)超過限制時間Tlmt之后學(xué)習(xí)操作仍未正常結(jié)束，則強(qiáng)制結(jié)束基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)(在S170為“是”)，并停止向致動器供電。于是，在基準(zhǔn)位置學(xué)習(xí)時，可以減小電力消耗，并可以保護(hù)設(shè)備。
文檔編號F01L1/34GK101415910SQ20078001243
公開日2009年4月22日 申請日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者井上靖通, 漆畑晴行, 益城善一郎 申請人:豐田自動車株式會社