專利名稱：可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置。
背景技術(shù)：
使用液壓致動(dòng)器來(lái)改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的氣門開啟特性的可變氣門機(jī) 構(gòu)被廣泛使用。例如，公知一種可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，其包括用于使凸輪軸相對(duì)于正時(shí)齒輪旋 轉(zhuǎn)的液壓致動(dòng)器并且在維持固定的操作角度(氣門開啟時(shí)段)的同時(shí)改變氣門開啟/關(guān)閉 正時(shí)。 控制以上可變氣門機(jī)構(gòu)的一般方法是，根據(jù)目標(biāo)氣門開啟特性和實(shí)際氣門開啟特 性之間的偏差，對(duì)用于液壓控制閥的控制信號(hào)的占空值執(zhí)行反饋控制，該液壓控制閥控制 作用在液壓致動(dòng)器上的油壓。 然而，例如，當(dāng)油溫度低且粘度高時(shí)(當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí))或者當(dāng)油劣化時(shí)，液 壓回路中油的流動(dòng)阻力和各滑動(dòng)部件的摩擦阻力增加。這可能容易對(duì)液壓致動(dòng)器和液壓控 制閥產(chǎn)生不利影響。結(jié)果，可變氣門機(jī)構(gòu)的響應(yīng)性可能下降。因此，提出以下常規(guī)的技術(shù)來(lái) 解決以上問(wèn)題。 當(dāng)油溫低于正常溫度區(qū)域時(shí)，JP-A-2006-244230中公開的技術(shù)確保了脈沖寬度調(diào) 制信號(hào)的頻率低于正常頻率，該信號(hào)為用于液壓控制閥的控制信號(hào)。 當(dāng)目標(biāo)氣門開啟特性和實(shí)際氣門開啟特性之間在低油溫存在大的偏差時(shí)，
JP-A-2003-254017中公開的技術(shù)并不對(duì)用于液壓控制閥的控制信號(hào)占空值執(zhí)行反饋控制，
而是執(zhí)行微動(dòng)控制(inching control)使得在預(yù)定的時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行用于在預(yù)定的時(shí)間
段將占空值保持在強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值(例如，100%或0% )的操作。 [專利文獻(xiàn)1] JP-A-2006-244230 [專利文獻(xiàn)2] JP-A-2003-254017 [專利文獻(xiàn)3]JP-A-2006-170011 [專利文獻(xiàn)4] JP-A-10-227235 [專利文獻(xiàn)5] JP-A-11-236831[專利文獻(xiàn)6] JP-A-11-214
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題 上述的微動(dòng)控制有效地改善了可變氣門機(jī)構(gòu)在低油溫或在使用劣化油期間的響 應(yīng)性，因?yàn)樗軌蛟陬A(yù)定的時(shí)間段維持強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值以便以高流量向液壓致動(dòng)器供油。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，重要的是進(jìn)一步改善液壓制動(dòng)器迅速開始移動(dòng)的響 應(yīng)性。此外，液壓致動(dòng)器的初始運(yùn)動(dòng)的迅速性在很大程度上受在微動(dòng)控制期間占空值最初 維持在強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值的時(shí)段(下文稱為"初始脈沖寬度")的影響。 然而，如果初始脈沖寬度是固定的，則例如當(dāng)油溫特別低時(shí)液壓致動(dòng)器的初始運(yùn)
3動(dòng)的迅速性可能不會(huì)充分地增加。例如，如果相反地使用低粘度油，則液壓致動(dòng)器可能過(guò)度 移動(dòng)并超過(guò)(過(guò)調(diào)，overshoot)目標(biāo)值。 本發(fā)明是鑒于以上情況而作出的。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種可變氣門機(jī)構(gòu)控 制裝置，其能夠迅速將實(shí)際氣門開啟特性會(huì)聚到目標(biāo)氣門開啟特性，而不論例如溫度是否 低。 解決問(wèn)題的手段 本發(fā)明的第一方面為一種可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，包括 可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)利用液壓致動(dòng)器來(lái)改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣 門的氣門開啟特性； 油溫獲取裝置，所述油溫獲取裝置用于檢測(cè)或推定油溫； 液壓控制閥，所述液壓控制閥用于根據(jù)控制信號(hào)的占空值控制作用于所述液壓致 動(dòng)器的油壓； 反饋控制裝置，所述反饋控制裝置用于執(zhí)行占空值反饋控制，以根據(jù)實(shí)際氣門開 啟特性與目標(biāo)氣門開啟特性之間的偏差計(jì)算所述占空值；以及 微動(dòng)控制裝置，當(dāng)預(yù)定的微動(dòng)控制執(zhí)行條件成立時(shí)，所述微動(dòng)控制裝置執(zhí)行微動(dòng)
控制來(lái)代替所述占空值反饋控制，以在保持所述液壓致動(dòng)器的動(dòng)作的保持占空值與強(qiáng)制驅(qū)
動(dòng)所述液壓致動(dòng)器的強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值之間以脈沖方式改變所述占空值；以及 初始脈沖擴(kuò)大裝置，當(dāng)所述油溫低于預(yù)定溫度時(shí)，所述初始脈沖擴(kuò)大裝置確保在
所述微動(dòng)控制開始之后產(chǎn)生的初始脈沖寬度比通常時(shí)的脈沖寬度寬。 本發(fā)明的第二方面為根據(jù)第一方面的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，還包括 致動(dòng)器響應(yīng)性獲取裝置，所述致動(dòng)器響應(yīng)性獲取裝置用于獲取在所述微動(dòng)控制開
始之后初始脈沖上升的瞬時(shí)與所述液壓致動(dòng)器開始動(dòng)作的瞬時(shí)之間的響應(yīng)延遲，和/或所
述液壓致動(dòng)器響應(yīng)于初始脈沖的動(dòng)作速度；以及 初始脈沖寬度校正裝置，當(dāng)所述響應(yīng)延遲比預(yù)定時(shí)段短時(shí)，或當(dāng)所述動(dòng)作速度比 預(yù)定速度高時(shí)，所述初始脈沖寬度校正裝置中斷或縮短由所述初始脈沖擴(kuò)大裝置設(shè)定的初 始脈沖。 本發(fā)明的第三方面為根據(jù)第一或第二方面的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，其中所述微 動(dòng)控制執(zhí)行條件之一要求所述偏差大于預(yù)定的目標(biāo)偏差，以及其中用于正偏差的目標(biāo)偏差 的絕對(duì)值不同于用于負(fù)偏差的目標(biāo)偏差的絕對(duì)值。 本發(fā)明的第四方面為根據(jù)第一至第三方面中任一方面的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置， 還包括 限制裝置，當(dāng)所述油溫低于預(yù)定溫度時(shí)，所述限制裝置限制所述液壓致動(dòng)器的從
初始位置的動(dòng)作量。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn) 如果當(dāng)要對(duì)利用液壓致動(dòng)器來(lái)改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的開啟特性的可變 氣門機(jī)構(gòu)執(zhí)行微動(dòng)控制時(shí)油溫低于預(yù)定溫度，則本發(fā)明的第一方面能夠確保在微動(dòng)控制開 始之后產(chǎn)生的最初的脈沖的寬度(初始脈沖寬度)比通常時(shí)的脈沖寬度寬。因此，即使當(dāng) 緊接著冷啟動(dòng)后油溫低時(shí)，也能夠迅速使實(shí)際氣門開啟特性接近目標(biāo)氣門開啟特性。此外， 發(fā)動(dòng)機(jī)油溫在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫上升后上升。因此，當(dāng)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫判定初始脈沖寬度增加的必要性時(shí)實(shí)際上不可能作出準(zhǔn)確的判斷。然而，本發(fā)明的第一方面能夠作出準(zhǔn)確的判斷， 因?yàn)樗鶕?jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫判定初始脈沖寬度增加的必要性。 當(dāng)初始脈沖上升的瞬時(shí)與液壓致動(dòng)器開始動(dòng)作的瞬時(shí)之間的響應(yīng)延遲比預(yù)定的 時(shí)段短時(shí)或當(dāng)所獲取的液壓致動(dòng)器響應(yīng)初始脈沖而動(dòng)作的動(dòng)作速度比預(yù)定速度高時(shí)，本發(fā) 明的第二方面可中斷或縮短被擴(kuò)大的初始脈沖。如果例如在使用低粘度油期間初始脈沖寬 度增加，則液壓致動(dòng)器可能過(guò)度移動(dòng)并導(dǎo)致實(shí)際氣門開啟特性超過(guò)目標(biāo)氣門開啟特性。然 而，本發(fā)明的第二方面能夠絕對(duì)避免此類超過(guò)。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，微動(dòng)控制執(zhí)行條件之一要求目標(biāo)氣門開啟特性與實(shí)際氣 門開啟特性之間的偏差大于預(yù)定的目標(biāo)偏差。此外，用于正偏差的目標(biāo)偏差的絕對(duì)值不同 于用于負(fù)偏差的目標(biāo)偏差的絕對(duì)值。本發(fā)明的第三方面能夠絕對(duì)避免振蕩(往復(fù)變化， hunting)，即控制模式在實(shí)際氣門開啟特性接近目標(biāo)氣門開啟特性時(shí)首先從微動(dòng)控制改變 為反饋控制，然后在實(shí)際氣門開啟特性超過(guò)目標(biāo)氣門開啟特性時(shí)從反饋控制改變?yōu)槲?dòng)控 制。 當(dāng)油溫低于預(yù)定溫度時(shí)，本發(fā)明的第四方面可限制液壓致動(dòng)器的從初始位置的動(dòng) 作量。因此，不論油溫是否低，在發(fā)動(dòng)機(jī)不活動(dòng)期間，液壓致動(dòng)器能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)油溫降低之 前以增加的確定性回到初始位置。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的系統(tǒng)的構(gòu)造； 圖2是示出排氣可變氣門機(jī)構(gòu)的操作的圖； 圖3是示出排氣可變氣門機(jī)構(gòu)的操作的圖； 圖4是示出排氣可變氣門機(jī)構(gòu)的操作的圖； 圖5是示出第一實(shí)施例的特征的正時(shí)圖； 圖6示出用于計(jì)算微動(dòng)脈沖寬度的映射圖的示例； 圖7示出初始響應(yīng)延遲與響應(yīng)速度之間的相互關(guān)系； 圖8是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例所執(zhí)行的處理的流程圖；以及 圖9是示出本發(fā)明的第一實(shí)施例所執(zhí)行的處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例[系統(tǒng)構(gòu)造的描述] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的系統(tǒng)的構(gòu)造。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的第 一實(shí)施例的系統(tǒng)包括內(nèi)燃機(jī)10。 內(nèi)燃機(jī)10中的各氣缸具有活塞11、進(jìn)氣門12、排氣門14、火花塞16、進(jìn)氣口 18和 排氣口20。進(jìn)氣口 18和排氣口 20與氣缸的內(nèi)部連通。 內(nèi)燃機(jī)10中的各氣缸還具有燃料噴射器22，其向進(jìn)氣口 18中噴射燃料。進(jìn)氣口 18與進(jìn)氣通路30連通?？諝鉃V清器32安裝在進(jìn)氣通路30的上游端?？諝饨?jīng)空氣濾清器 32吸入進(jìn)氣通路30中。 空氣流量計(jì)33定位在空氣濾清器32的下游?？諝饬髁坑?jì)33為檢測(cè)在進(jìn)氣通路
530中流動(dòng)的進(jìn)氣量GA的傳感器?？諝饬髁坑?jì)33的使用使得可計(jì)算例如內(nèi)燃機(jī)10的負(fù)荷 率eklsm。 進(jìn)氣通路30的下游部分在分支段分支并連接到各氣缸的進(jìn)氣口 18。穩(wěn)壓罐34安 裝在分支段上。節(jié)氣門36定位在用于進(jìn)氣通路30的穩(wěn)壓罐34的上游。節(jié)氣門36具有節(jié) 氣門位置傳感器37，其檢測(cè)節(jié)氣門36的開度。 排氣口 20連接到排氣通路40。催化劑42安裝在排氣通路40中以凈化排氣。
曲柄角傳感器46安裝在內(nèi)燃機(jī)10的曲軸45附近以檢測(cè)曲軸45的旋轉(zhuǎn)位置(曲 柄角)。此外，水溫傳感器48安裝在內(nèi)燃機(jī)10中以檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水的溫度。
內(nèi)燃機(jī)10還包括進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)52以及排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54，前者通過(guò)改變 進(jìn)氣凸輪的相位來(lái)改變進(jìn)氣門12的氣門正時(shí)，后者通過(guò)改變排氣凸輪的相位來(lái)改變排氣 門14的氣門正時(shí)。進(jìn)氣凸輪角傳感器56安裝在進(jìn)氣凸輪軸附近。進(jìn)氣凸輪角傳感器56 的使用使得可檢測(cè)進(jìn)氣門12的實(shí)際氣門正時(shí)。同樣，排氣凸輪角傳感器58安裝在排氣凸 輪軸附近。排氣凸輪角傳感器58的使用使得可檢測(cè)排氣門14的實(shí)際氣門正時(shí)。
根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)包括ECU(電子控制單元)50。 ECU 50電連接到上述各種傳 感器和致動(dòng)器。ECU 50可通過(guò)根據(jù)傳感器的輸出調(diào)節(jié)致動(dòng)器的動(dòng)作來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)10。
圖2至4是示出排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54的動(dòng)作的圖。假設(shè)本發(fā)明應(yīng)用于排氣可變氣 門機(jī)構(gòu)54的控制來(lái)描述本實(shí)施例。然而，本發(fā)明也可類似地應(yīng)用于進(jìn)氣可變氣門機(jī)構(gòu)52。
如圖2所示，排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54包括液壓致動(dòng)器60。用于液壓致動(dòng)器60的殼 體被緊固到正時(shí)齒輪62，該正時(shí)齒輪62由內(nèi)燃機(jī)10的曲軸45經(jīng)由鏈條等被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。另 一方面，液壓致動(dòng)器60的葉片64被緊固到排氣凸輪軸(未示出)。這使液壓致動(dòng)器60能 夠相對(duì)于正時(shí)齒輪62旋轉(zhuǎn)排氣凸輪軸。 作用在液壓致動(dòng)器60上的油壓由液壓控制閥(0CV)66控制，該液壓控制閥66由 線性電磁閥形成。用于液壓控制閥66的滑閥68被彈簧(未示出)在圖2中向左迫壓。施 加到液壓控制閥66的控制信號(hào)的占空值(下文稱為"OCV占空值")由ECU 50控制。當(dāng)滑 閥68根據(jù)OCV占空值移動(dòng)時(shí)，其控制作用在液壓致動(dòng)器60上的油壓。
當(dāng)滑閥68如圖2所示定位時(shí)，油壓被供應(yīng)到液壓致動(dòng)器60的提前側(cè)液壓腔。結(jié) 果，葉片64相對(duì)于正時(shí)齒輪62沿著提前方向旋轉(zhuǎn)，以提前排氣門14的氣門正時(shí)。
另一方面，當(dāng)滑閥68如圖3所示定位時(shí)，油壓被供應(yīng)到液壓致動(dòng)器60的延遲側(cè)液 壓腔。結(jié)果，葉片64相對(duì)于正時(shí)齒輪62沿著延遲方向旋轉(zhuǎn)，以延遲排氣門14的氣門正時(shí)。
然而，如果滑閥68如圖4所示定位，則用于向液壓致動(dòng)器60供應(yīng)油壓的通路關(guān) 閉。這使得液壓致動(dòng)器60立即停止。這意味著排氣門14的當(dāng)前氣門正時(shí)被保持。
當(dāng)采用保持占空值(本實(shí)施例中為50% )作為OCV占空值edvtex時(shí)，滑閥68如 圖4所示定位，以保持排氣門14的氣門正時(shí)。另一方面，當(dāng)OCV占空值edvtex接近OX時(shí)， 彈簧的偏壓力使滑閥68移動(dòng)而更接近圖2所示的位置。因此，液壓致動(dòng)器60可以以增加 的速度沿著提前方向旋轉(zhuǎn)。相反地，當(dāng)OCV占空值edvtex接近100%時(shí)，滑閥68克服彈簧 的偏壓力移動(dòng)而更接近圖3所示的位置。因此，液壓致動(dòng)器60可以以增加的速度沿著延遲 方向旋轉(zhuǎn)。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，滑閥68由于彈簧的力而移動(dòng)到圖2所示的位置，從而將排氣可 變氣門機(jī)構(gòu)54置于最提前的狀態(tài)。換言之，排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54的初始位置代表最提前的狀態(tài)。排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54的目標(biāo)氣門正時(shí)和實(shí)際氣門正時(shí)在下文中分別被稱為目標(biāo) 值evtext[。
CA]和實(shí)際開度evtex[。
CA]。目標(biāo)值evtext和實(shí)際開度evtex分別表示從
代表初始位置的最提前狀態(tài)延遲的量。 [ooes][第一實(shí)施例的特征] 圖5是示出第一實(shí)施例的特征的正時(shí)圖。圖5示出內(nèi)燃機(jī)10在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫和發(fā)動(dòng) 機(jī)油溫為-2(TC時(shí)啟動(dòng)的示例。當(dāng)目標(biāo)值evtext與實(shí)際開度evtex之間的偏差evtexer大 于預(yù)定的目標(biāo)偏差(在本實(shí)施例中在正側(cè)為5。 CA并且在負(fù)側(cè)為15。 CA)時(shí)，本實(shí)施例執(zhí) 行微動(dòng)控制以便如圖5所示迅速減小偏差evtexer。執(zhí)行微動(dòng)控制以在保持占空值(50% ) 與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值(本實(shí)施例中為100%和0% )之間以脈沖方式改變OCV占空值edvtex。 為微動(dòng)控制使用的脈沖在下文中被稱為"微動(dòng)脈沖"。 當(dāng)偏差evtexer不再大于目標(biāo)偏差時(shí)，微動(dòng)控制結(jié)束。然后執(zhí)行用于根據(jù)偏差 evtexer計(jì)算0CV占空值edvtex的占空值反饋控制，以準(zhǔn)確地將實(shí)際開度evtex會(huì)聚到目 標(biāo)值evtext。在本實(shí)施例中，占空值反饋控制為P控制(比例控制)和D控制(微分控制) 的組合。因此，占空值反饋控制在下文中被稱為"PD控制"。 圖6示出用于在微動(dòng)控制期間計(jì)算OCV占空值edvtex維持在強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值的 時(shí)間段(下文稱為"微動(dòng)脈沖寬度")的映射圖的示例。原則上，根據(jù)圖6所示的映射圖從 發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和偏差evtexer計(jì)算出微動(dòng)脈沖寬度[毫秒]。 然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫特別低時(shí)，油粘度高。這增加了液壓回路中油流動(dòng)阻力和各滑 動(dòng)部件的摩擦阻力，從而對(duì)液壓致動(dòng)器60和液壓控制閥66產(chǎn)生不利影響。結(jié)果，如圖5中 虛線圓圈A所示，在微動(dòng)控制開始之后最初的微動(dòng)脈沖(下文稱為"初始脈沖")被施加的 瞬時(shí)與實(shí)際開度evtex開始變化(液壓致動(dòng)器60開始移動(dòng))的瞬時(shí)之間出現(xiàn)響應(yīng)延遲(下 文稱為"初始響應(yīng)延遲")。在此情況下，根據(jù)圖6所示的映射圖計(jì)算出的通常的微動(dòng)脈沖 寬度不足，使得實(shí)際開度evtex不能迅速接近目標(biāo)值evtext。因此，當(dāng)油溫低于預(yù)定的判斷 溫度時(shí)，本實(shí)施例將初始脈沖的寬度(下文稱為"初始脈沖寬度")設(shè)定為大于通常的微動(dòng) 脈沖寬度(例如，大約100到300毫秒)。如圖5所示即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫特別低時(shí)，液壓致 動(dòng)器60隨后也可迅速開始移動(dòng)。這確保了實(shí)際開度evtex迅速接近目標(biāo)值evtext。
同時(shí)，與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫相比，發(fā)動(dòng)機(jī)油溫不易上升。因此，在啟動(dòng)后，在發(fā)動(dòng)機(jī)水溫增 加后發(fā)動(dòng)機(jī)油溫上升。換言之，在啟動(dòng)后的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫不會(huì)一直與發(fā)動(dòng)機(jī)水溫 一致。因此，當(dāng)要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫判定初始脈沖寬度增加的必要性時(shí)，實(shí)際上不可能作出準(zhǔn) 確的判斷。然而，本實(shí)施例能夠作出準(zhǔn)確的判斷，因?yàn)楸緦?shí)施例根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫來(lái)判定初始 脈沖寬度增加的必要性。 獲取發(fā)動(dòng)機(jī)油溫的方法并未特別限定。可采用任何發(fā)動(dòng)機(jī)油溫獲取方法。例如， 可通過(guò)用油溫傳感器直接檢測(cè)油溫、通過(guò)從自動(dòng)變速器油溫推定油溫或者通過(guò)從發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)歷史(例如，累計(jì)空氣量或累計(jì)轉(zhuǎn)數(shù))來(lái)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)油溫。 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，上述初始響應(yīng)延遲與在液壓致動(dòng)器60的初始運(yùn)動(dòng) 后的響應(yīng)速度(圖5中虛線圓圈B內(nèi)的部分的斜度)相關(guān)。圖7示出初始響應(yīng)延遲與響應(yīng) 速度之間的相互關(guān)系。如圖7所示，初始響應(yīng)延遲越大，液壓致動(dòng)器60的響應(yīng)速度就越低， 而初始響應(yīng)延遲越小，液壓致動(dòng)器60的響應(yīng)速度就越高。 例如，如果使用低粘度油，則即使當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫低時(shí)液壓致動(dòng)器60的響應(yīng)速度也
7高到一定程度。如果初始脈沖寬度在這樣的情況下增加，則實(shí)際開度evtex可能大幅超過(guò) 目標(biāo)值evtext。在這樣的情況下，本實(shí)施例檢測(cè)初始響應(yīng)延遲并根據(jù)初始響應(yīng)延遲來(lái)校正 增加的初始脈沖寬度。換言之，如果初始響應(yīng)延遲小，則本實(shí)施例減小增加的初始脈沖寬 度。此外，如果液壓致動(dòng)器60的響應(yīng)速度高使得可判斷為偏差evtexer急劇減小，則本實(shí) 施例強(qiáng)制地中斷初始脈沖。這使得可絕對(duì)地禁止實(shí)際開度evtex超過(guò)目標(biāo)值evtext。
另外，如前文所述，本實(shí)施例假設(shè)構(gòu)成微動(dòng)控制執(zhí)行條件的目標(biāo)偏差是不對(duì)稱的， 即，在正側(cè)為5。 CA而在負(fù)側(cè)為15。 CA。更具體而言，由于圖5所示的示例表示目標(biāo)值 evtext為20。 CA，所以當(dāng)實(shí)際開度evtex在圖5中線C(15° CA)與線D(35。 CA)之間的 區(qū)域之外時(shí)執(zhí)行微動(dòng)控制，而當(dāng)實(shí)際開度evtex在線C與線D之間時(shí)執(zhí)行PD控制。以上控 制方案的使用提供了以下優(yōu)點(diǎn)。 與本實(shí)施例相反，現(xiàn)在假設(shè)線D和線C是對(duì)稱的，S卩，在25。 CA。當(dāng)實(shí)際開度evtex 增加并超出線C(15。 CA)時(shí)，PD控制開始而微動(dòng)控制結(jié)束。隨后，實(shí)際開度evtex或多或 少地超過(guò)目標(biāo)值evtext(20。 CA)。在此情況下，如果線D在25° CA，實(shí)際開度evtex有可 能超出線D。當(dāng)實(shí)際開度超出線D時(shí)，控制模式再次從PD控制切換到微動(dòng)控制。由于OCV 占空值此時(shí)被設(shè)定在0% ，所以實(shí)際開度evtex急劇下降。這樣，微動(dòng)控制和PD控制頻繁地 互相交替。因此，實(shí)際開度evtex可如圖5中對(duì)比示例中的虛線所示振蕩。
另一方面，在本實(shí)施例中，線D和線C并不對(duì)稱。更具體而言，線D被設(shè)定在對(duì)稱 位置之外的位置。因此，即使當(dāng)實(shí)際開度evtex超過(guò)目標(biāo)值evtext時(shí)，也可絕對(duì)地防止實(shí) 際開度evtex超出線D。因此，控制模式不會(huì)再次從PD控制切換到微動(dòng)控制。這使得可絕 對(duì)地避免振蕩。 同時(shí)，原則上根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在ECU 50中的映射圖從發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和負(fù)荷率eklsm 計(jì)算出目標(biāo)值evtext。然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫低時(shí)本實(shí)施例限制目標(biāo)值evtext。更具體而言， 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫不高于5t:時(shí)本實(shí)施例將目標(biāo)值evtext限制在20° CA，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫在5°C 到6(TC之間時(shí)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)油溫上升逐漸增加用于目標(biāo)值evtext的極限值(上限值)，并且 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫不低于6(TC時(shí)提高目標(biāo)值evtext的極限。以上限制方案的使用提供了以下 優(yōu)點(diǎn)。 如前文所述，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54(液壓致動(dòng)器60)返回到最提 前的狀態(tài)，該狀態(tài)為初始位置。排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54包括將排氣凸輪軸和正時(shí)齒輪62鎖 止在初始位置的鎖銷。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，鎖銷移動(dòng)到其鎖止位置以鎖止排氣凸輪軸和正時(shí) 齒輪62。這使得可防止當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)排氣凸輪軸和正時(shí)齒輪62相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。
然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油的溫度低且粘度高時(shí)，液壓致動(dòng)器60低速移動(dòng)。因此，排氣可變 氣門機(jī)構(gòu)54以降低的速度返回初始位置。結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)油壓可能在排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54 返回初始位置前下降，從而使液壓致動(dòng)器60停止并防止鎖銷移動(dòng)到其鎖止位置。如果鎖銷 未能移動(dòng)到其鎖止位置，則排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54在下次啟動(dòng)期間振蕩。
另一方面，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫低時(shí)本實(shí)施例限制目標(biāo)值evtext。因此，本實(shí)施例能夠防 止排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54移動(dòng)到遠(yuǎn)離初始位置的位置。這使得可絕對(duì)地避免當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止 時(shí)排氣可變氣門機(jī)構(gòu)54未能回到初始位置的情形。因此，本實(shí)施例能夠避免上述問(wèn)題。
[第一實(shí)施例所執(zhí)行的處理的細(xì)節(jié)] 圖8是示出根據(jù)本實(shí)施例的ECU 50為實(shí)現(xiàn)上述功能性而執(zhí)行的處理的流程圖。該處理以預(yù)定的時(shí)間間隔反復(fù)執(zhí)行。首先，圖8所示的處理執(zhí)行步驟100以計(jì)算目標(biāo)值
evtext。在步驟100中，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和負(fù)荷率eklsm計(jì)算出目標(biāo)值evtext。如果目
標(biāo)值evtext大于從發(fā)動(dòng)機(jī)油溫計(jì)算出的極限值，則將其校正為極限值。 接下來(lái)，執(zhí)行步驟102以判斷微動(dòng)控制執(zhí)行條件是否成立。具體而言，如果以下兩
個(gè)條件都滿足，則處理推斷為微動(dòng)控制執(zhí)行條件成立。 (條件1)偏差evtexer > 5° CA或偏差evtexer < -15° CA。(條件2)發(fā)動(dòng)機(jī)水溫在預(yù)定區(qū)域內(nèi)(例如，不高于60°C )或微動(dòng)控制正在執(zhí)行。 如果在步驟102中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)控制執(zhí)行條件成立，則執(zhí)行步驟104
以判斷微動(dòng)脈沖設(shè)置正時(shí)是否已到。如果在步驟104中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)脈沖設(shè)置
正時(shí)已到，則執(zhí)行步驟106以判斷微動(dòng)控制執(zhí)行條件是否在上次未成立且在此次成立。如
果在步驟106中的詢問(wèn)被應(yīng)答為"是"，則可推斷出當(dāng)前微動(dòng)脈沖為初始脈沖。在此情況下，
執(zhí)行步驟108以將表示當(dāng)前微動(dòng)脈沖為初始脈沖的微動(dòng)初始標(biāo)記轉(zhuǎn)為"開"，并且將對(duì)初始
脈沖寬度進(jìn)行計(jì)數(shù)的經(jīng)過(guò)時(shí)間計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)為"開"。 如果在步驟106中的詢問(wèn)被應(yīng)答為"否"或者當(dāng)步驟108中的處理結(jié)束時(shí)，執(zhí)行步 驟IIO以判斷微動(dòng)初始標(biāo)記是否為"開"。如果微動(dòng)初始標(biāo)記不是"開"，即當(dāng)前微動(dòng)脈沖為 第二或后續(xù)的微動(dòng)脈沖，則執(zhí)行步驟112以根據(jù)圖6所示的映射圖計(jì)算通常的微動(dòng)脈沖寬 度。另一方面，如果在步驟110中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)初始標(biāo)記為"開"，則繼以步驟 114以執(zhí)行用于根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)油溫?cái)U(kuò)大初始脈沖寬度的處理。換言之，執(zhí)行步驟114以如前文 所述將發(fā)動(dòng)機(jī)油溫與預(yù)定的判斷溫度進(jìn)行對(duì)比。如果發(fā)動(dòng)機(jī)油溫低于該判斷溫度，則將初 始脈沖寬度設(shè)定為大于通常的微動(dòng)脈沖寬度(例如，設(shè)定在100到300毫秒之間的值)。
如果在步驟104中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)脈沖設(shè)置正時(shí)未到，或當(dāng)步驟112或 114中的處理結(jié)束時(shí)，執(zhí)行步驟116以再次判斷微動(dòng)初始標(biāo)記是否為"開"。如果判斷微動(dòng)初 始標(biāo)記為"開"，則繼以步驟118以執(zhí)行用于根據(jù)初始響應(yīng)延遲校正初始脈沖寬度的處理。 圖9是示出子程序如何執(zhí)行步驟118中的處理的流程圖。子程序首先執(zhí)行步驟120以計(jì)算 初始響應(yīng)延遲時(shí)間。通過(guò)判定經(jīng)過(guò)時(shí)間計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)為"開"的瞬時(shí)與由排氣凸輪角傳感器58 檢測(cè)到液壓致動(dòng)器60的初始運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)之間的時(shí)間間隔，來(lái)計(jì)算出初始響應(yīng)延遲時(shí)間。接 下來(lái)，執(zhí)行步驟122以根據(jù)初始響應(yīng)延遲時(shí)間和圖7所示的映射圖計(jì)算(推定)液壓致動(dòng) 器60的響應(yīng)速度。然后執(zhí)行步驟124以根據(jù)響應(yīng)速度校正初始脈沖寬度。更具體而言，減 小在步驟114中計(jì)算出的脈沖寬度以使得初始脈沖寬度隨著響應(yīng)速度增加而下降。
如果在步驟116中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)初始標(biāo)記不是"開"，或者當(dāng)步驟118 中的處理(圖9)結(jié)束時(shí)，執(zhí)行步驟126以判斷偏差evtexer的絕對(duì)值是否大于10° CA或 液壓致動(dòng)器60的響應(yīng)速度是否高于預(yù)定的判斷值a。如果這些詢問(wèn)中任一者被應(yīng)答為 "是"，則執(zhí)行步驟128以將大偏差歷史標(biāo)記轉(zhuǎn)為"開"。 當(dāng)步驟126中的詢問(wèn)被應(yīng)答為"否"或者當(dāng)步驟128中的處理結(jié)束時(shí)，執(zhí)行步驟130
以判斷初始脈沖中斷條件是否成立。具體而言，如果以下四個(gè)條件全部滿足，則處理推斷為
初始脈沖中斷條件成立。(條件1)初始脈沖被擴(kuò)大。(條件2)微動(dòng)初始標(biāo)記為"開"。(條件3)大偏差歷史標(biāo)記為"開"。
(條件4)偏差evtexer的絕對(duì)值小于10° CA。 如果判斷出滿足以上四個(gè)初始脈沖中斷條件，則偏差evtexer急劇減小。因此可 推斷應(yīng)中斷初始脈沖以抑制超過(guò)。在此情況下，繼以步驟132以執(zhí)行用于中斷初始脈沖的 處理。接下來(lái)，執(zhí)行步驟134以將微動(dòng)初始標(biāo)記和大偏差歷史標(biāo)記兩者都轉(zhuǎn)為"關(guān)"。
如果步驟130中的詢問(wèn)被應(yīng)答為"否"或者當(dāng)步驟134中的處理結(jié)束時(shí)，執(zhí)行步驟 136以判斷微動(dòng)脈沖結(jié)束正時(shí)是否已到。如果微動(dòng)脈沖結(jié)束正時(shí)已到，則執(zhí)行步驟138以將 微動(dòng)初始標(biāo)記轉(zhuǎn)為"關(guān)"。 另一方面，如果在步驟102中獲得的判斷結(jié)果表明微動(dòng)執(zhí)行條件未成立，則執(zhí)行 步驟140以執(zhí)行PD控制。更具體而言，根據(jù)偏差evtexer計(jì)算出0CV占空值edvtex。接下 來(lái)，執(zhí)行步驟142以將微動(dòng)初始標(biāo)記和大偏差歷史標(biāo)記兩者都轉(zhuǎn)為"關(guān)"。
如果在步驟136中的詢問(wèn)被應(yīng)答為"否"或當(dāng)步驟138或142中的處理結(jié)束時(shí)，執(zhí) 行步驟144以向液壓控制閥66輸出基于OCV占空值edvtex的控制信號(hào)。在此情況下，在 執(zhí)行微動(dòng)控制時(shí)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值或保持占空值被用作OCV占空值edvtex。然而，在執(zhí)行PD 控制時(shí)，在步驟140中計(jì)算出的值被用作OCV占空值edvtex。 以上所述的第一實(shí)施例假設(shè)本發(fā)明應(yīng)用于在保持固定的操作角度(氣門開啟周 期)的同時(shí)改變氣門開啟/關(guān)閉正時(shí)的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的控制。然而，本發(fā)明也可應(yīng)用 于各種其他可變氣門機(jī)構(gòu)(例如，連續(xù)改變操作角度的可變氣門機(jī)構(gòu))的控制。
在以上所述的第一實(shí)施例中，當(dāng)ECU 50執(zhí)行步驟140時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方 面的"占空值反饋控制裝置";當(dāng)ECU 50執(zhí)行圖8所示的程序時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面 的"微動(dòng)控制裝置";當(dāng)ECU 50執(zhí)行步驟114時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的"初始脈沖擴(kuò) 大裝置"；當(dāng)ECU50執(zhí)行步驟120和122時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第二方面的"致動(dòng)器響應(yīng)性獲 取裝置"；當(dāng)ECU 50執(zhí)行步驟124時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第二方面的"初始脈沖寬度校正裝 置"；并且當(dāng)ECU 50執(zhí)行步驟100時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第四方面的"限制裝置"。
10
權(quán)利要求
一種可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，包括可變氣門機(jī)構(gòu)，所述可變氣門機(jī)構(gòu)利用液壓致動(dòng)器來(lái)改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣門或排氣門的氣門開啟特性；油溫獲取裝置，所述油溫獲取裝置用于檢測(cè)或推定油溫；液壓控制閥，所述液壓控制閥用于根據(jù)控制信號(hào)的占空值控制作用于所述液壓致動(dòng)器的油壓；反饋控制裝置，所述反饋控制裝置用于執(zhí)行占空值反饋控制，以根據(jù)實(shí)際氣門開啟特性與目標(biāo)氣門開啟特性之間的偏差計(jì)算所述占空值；微動(dòng)控制裝置，當(dāng)預(yù)定的微動(dòng)控制執(zhí)行條件成立時(shí)，所述微動(dòng)控制裝置執(zhí)行微動(dòng)控制來(lái)代替所述占空值反饋控制，以在保持所述液壓致動(dòng)器的動(dòng)作的保持占空值與強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)所述液壓致動(dòng)器的強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值之間以脈沖方式改變所述占空值；以及初始脈沖擴(kuò)大裝置，當(dāng)所述油溫低于預(yù)定溫度時(shí)，所述初始脈沖擴(kuò)大裝置確保在所述微動(dòng)控制開始之后產(chǎn)生的初始脈沖寬度比通常時(shí)的脈沖寬度寬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，還包括致動(dòng)器響應(yīng)性獲取裝置，所述致動(dòng)器響應(yīng)性獲取裝置用于獲取在所述微動(dòng)控制開始之后初始脈沖上升的瞬時(shí)與所述液壓致動(dòng)器開始動(dòng)作的瞬時(shí)之間的響應(yīng)延遲，和/或所述液壓致動(dòng)器響應(yīng)于所述初始脈沖而動(dòng)作的動(dòng)作速度；以及初始脈沖寬度校正裝置，當(dāng)所述響應(yīng)延遲比預(yù)定時(shí)段短時(shí)或者當(dāng)所述動(dòng)作速度比預(yù)定速度高時(shí)，所述初始脈沖寬度校正裝置中斷或縮短由所述初始脈沖擴(kuò)大裝置設(shè)定的初始脈沖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，其中，所述微動(dòng)控制執(zhí)行條件之一要求所述偏差大于預(yù)定的目標(biāo)偏差，以及其中用于正偏差的目標(biāo)偏差的絕對(duì)值不同于用于負(fù)偏差的目標(biāo)偏差的絕對(duì)值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的可變氣門機(jī)構(gòu)控制裝置，還包括限制裝置，當(dāng)所述油溫低于預(yù)定溫度時(shí)，所述限制裝置限制所述液壓致動(dòng)器的從初始位置的作動(dòng)量。
全文摘要
根據(jù)用于液壓控制閥(66，68)的控制信號(hào)的占空值來(lái)控制用于可變氣門機(jī)構(gòu)(52，54)的液壓致動(dòng)器(60)的油壓。當(dāng)預(yù)定微動(dòng)控制執(zhí)行條件成立時(shí)，執(zhí)行微動(dòng)控制來(lái)代替占空值反饋控制，在微動(dòng)控制中占空值在保持液壓致動(dòng)器的動(dòng)作的保持占空值與強(qiáng)制地驅(qū)動(dòng)液壓致動(dòng)器的強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)占空值之間以脈沖方式變化，在占空值反饋控制中根據(jù)實(shí)際氣門開啟特性與目標(biāo)氣門開啟特性之間的偏差計(jì)算出占空值。如果油溫低于預(yù)定溫度，則執(zhí)行微動(dòng)控制以確保在微動(dòng)控制之后產(chǎn)生的初始脈沖寬度比通常的值寬。
文檔編號(hào)F01L13/00GK101743385SQ20088002480
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月18日
發(fā)明者古賀伸彥, 富松亮 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社