專利名稱：可變閥正時系統(tǒng)和用于控制可變閥正時系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變闊正時系統(tǒng)和用于可變閥正時系統(tǒng)的控制方法。更 具體地，本發(fā)明涉及如下所述的可變閥正時系統(tǒng)和用于控制該可變閥正 時系統(tǒng)的方法該可變闊正時系統(tǒng)具有基于開啟/關(guān)閉正時所在的相位區(qū) 域來改變閥的開啟/關(guān)閉正時的變化量相對于致動器操作量的比率的機(jī) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
已經(jīng)被使用的一種可變閥正時(VVT)系統(tǒng)基于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來 改變進(jìn)氣閥或者排氣閥被開啟/關(guān)閉時的相位(例如，曲軸轉(zhuǎn)角)。這種 可變閥正時系統(tǒng)通過使用于開啟/關(guān)閉進(jìn)氣閥或排氣閥的凸輪軸相對于例 如鏈輪旋轉(zhuǎn)來改變進(jìn)氣閥或排氣閥的相位。以液壓的方式或者借助于例 如電動機(jī)之類的致動器而使凸輪軸旋轉(zhuǎn)。
對于以液壓方式驅(qū)動凸輪軸的可變閥正時系統(tǒng)，在寒冷的環(huán)境下或 者發(fā)動機(jī)起動時，可變閥正時控制有時沒有如它應(yīng)該的那樣被精確地執(zhí) 行。這種不便是因?yàn)樵谶@些情況下用于驅(qū)動凸輪軸的液壓壓力不足或者 凸輪軸對液壓控制的響應(yīng)性較慢引起的。為了避免這種不便，如在例如
日本專利申請公報No. JP-2005-98142 (JP-A-2005-98142)、日本專利申 請公報No. JP-2005-48707 (JP-A-2005-48707)和日本專利申請公報No. JP-2004-156461 (JP-A-2004-156461 )中所描述的，已經(jīng)提出了一種借助 于電動機(jī)來驅(qū)動凸輪軸的可變閥正時系統(tǒng)。
JP-A-2005-98142禾B JP-A-2005-48707各自描述的可變閥正時系統(tǒng)改 變凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位，即，根據(jù)鏈輪和通過電動機(jī)來旋轉(zhuǎn)的 引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)體之間的旋轉(zhuǎn)相位差來改變閥正時。JP-A-2005-98142描述了取 決于閥正時的相位所在的相位區(qū)域來改變凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位(閥正時)的變化量與引導(dǎo)旋轉(zhuǎn)體相對于鏈輪的旋轉(zhuǎn)相位的變化量的比
率的機(jī)構(gòu)。如JP-A-2005-98142中的圖16所示，以上所述的變化量比率 在閥正時被延遲的相位區(qū)域中較低，而以上所述的變化量比率在閥正時 被提前的相位區(qū)域中較高。
對于在JP-A-2005-98142和JP-A-2005-48707的每個中所描述的構(gòu) 造，通過以與以上所述的變化量比率相對應(yīng)的減速比來減少使引導(dǎo)旋轉(zhuǎn) 體旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)的輸出軸與鏈輪之間的相對轉(zhuǎn)速以改變閥正時。即，對 于在JP-A-2005-98142中描述的構(gòu)造，基于閥正時的相位所在的相位區(qū)域 來可變地設(shè)定減速比。
因而，在減速比較低的相位區(qū)域中，即在閥正時的變化量相對于電 動機(jī)的輸出軸與鏈輪之間的相對轉(zhuǎn)速較大的相位區(qū)域中，由于當(dāng)發(fā)動機(jī) 停止時施加到凸輪軸的反作用力使得電動機(jī)輸出軸旋轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致閥正時 被不期望地改變。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種防止在發(fā)動機(jī)正在停止時閥正時的不期望變化發(fā)生 的可變閥正時系統(tǒng)，以及用于控制可變閥正時系統(tǒng)的方法。
本發(fā)明的第一方面涉及一種可變閥正時系統(tǒng)，其改變設(shè)置在發(fā)動機(jī) 中的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，并包括改變機(jī)構(gòu)、目 標(biāo)相位設(shè)定單元、相位控制單元和目標(biāo)相位限制單元。改變機(jī)構(gòu)在發(fā)動 機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時通過將凸輪軸和曲軸之間的旋轉(zhuǎn)相位差改變與致動器的操 作量對應(yīng)的變化量來改變開啟/關(guān)閉正時，凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時被 改變的闊。相比在開啟/關(guān)閉正時在第二相位區(qū)域內(nèi)時，在開啟/關(guān)閉正時 在第一相位區(qū)域內(nèi)時，改變機(jī)構(gòu)將開啟/關(guān)閉正時的變化量相對于所述致 動器的操作量的比率設(shè)定為更低的值。目標(biāo)相位設(shè)定單元基于發(fā)動機(jī)的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一者的目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。相位控 制單元基于目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時和實(shí)際開啟/關(guān)閉正時之間的比較結(jié)果設(shè)定 致動器的操作量。目標(biāo)相位限制單元限制在發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時使用的目 標(biāo)開啟/關(guān)閉正時，使得由于停止發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后致動器的操作，在發(fā)動機(jī)停止時的開啟/關(guān)閉正時在所述第一相位區(qū)域內(nèi)。
對于根據(jù)本發(fā)明第一方面的可變閥正時系統(tǒng)，在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間閥 的開啟/關(guān)閉正時(以下有時稱為"閥正時")的目標(biāo)相位受到限制。因 而，通過從停止發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出時直到發(fā)動機(jī)停止時致動器的操作， 使閥正時進(jìn)入相位的變化量相對于致動器操作量的比率較低(即，減速 比較高)的第一相位區(qū)域中。結(jié)果，可以防止在發(fā)動機(jī)正處于停止時發(fā) 生不期望的閥正時變化。
在本發(fā)明的第一方面中，當(dāng)發(fā)動機(jī)正在起動時，目標(biāo)相位限制單元 可以將目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到第一相位區(qū)域。
因而，即使在發(fā)動機(jī)正在起動的同時響應(yīng)于駕駛員執(zhí)行的關(guān)閉點(diǎn)火 開關(guān)的操作而發(fā)出停止發(fā)動機(jī)的指令時，閥正時仍維持在第一相位區(qū)域 內(nèi)。結(jié)果，可以發(fā)生不期望的防止閥正時變化。
在本發(fā)明的第一方面，在車輛沒有正在行駛時，目標(biāo)相位限制單元 可以將目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到包括第一相位區(qū)域和與第一相位區(qū)域的 相位差等于或者小于給定量的相位區(qū)域的限制范圍。
因而，當(dāng)車輛沒有正在行駛時，即當(dāng)響應(yīng)于駕駛員執(zhí)行關(guān)閉點(diǎn)火開 關(guān)的操作而發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令或者在執(zhí)行發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛(諸 如，混合動力車輛)中自動發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令的可能性較高時，防止 閥正時從第一相位區(qū)域偏離較大的量。因而，在車輛沒有正在行駛的同 時發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令時，在發(fā)動機(jī)停止時可靠地使閥正時在第一相位 區(qū)域中。結(jié)果，可以防止在發(fā)動機(jī)正在停止時發(fā)生不期望的閥正時變 化。
在本發(fā)明的第一方面，可變閥正時系統(tǒng)可以還包括可變限制范圍設(shè) 定單元?？勺兿拗品秶O(shè)定單元基于發(fā)動機(jī)的溫度設(shè)定對限制范圍進(jìn)行 限定的給定量，由目標(biāo)相位限制單元將目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到限制范 圍。在發(fā)動機(jī)的溫度較低時，可變限制范圍設(shè)定單元可以將給定量設(shè)定 為相對較小的值。
因而，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度較低時，即當(dāng)由于潤滑油的粘性增大而難 以實(shí)現(xiàn)所需致動器操作量和所需閥正時的變化率時，閥正時被限制到包括第一相位區(qū)域的限制范圍。結(jié)果，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)的溫度較低時，也可 以防止在發(fā)動機(jī)正在起動時不期望的閥正時變化的發(fā)生。
在本發(fā)明的第一方面，第一相位區(qū)域可以包括最大延遲相位，并且 第一相位區(qū)域的最大提前側(cè)相位可以比預(yù)定相位更延遲，并且在停止發(fā) 動機(jī)的指令發(fā)出之后目標(biāo)相位設(shè)定單元可以將目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時設(shè)定到 在最大延遲相位處的開啟/關(guān)閉正時。
因而，在發(fā)動機(jī)正在起動的同時，即使當(dāng)通過減小在發(fā)動機(jī)中進(jìn)行 的空氣燃料混合物的初次膨脹而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩來執(zhí)行起動時壓力減小控制 以抑制振動時，也可以防止當(dāng)發(fā)動機(jī)正在停止時發(fā)生不期望的閥正時變 化。
在本發(fā)明的第一方面，致動器可以由電動機(jī)形成，并且致動器的操 作量對應(yīng)于電動機(jī)相對于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速。
因而，當(dāng)致動器由電動機(jī)形成，并且致動器的操作量對應(yīng)于電動機(jī) 相對于凸輪軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速時，可以防止在發(fā)動機(jī)正在停止時發(fā)生不期 望的閥正時變化。
本發(fā)明的第二方面涉及用于控制可變閥正時系統(tǒng)的方法，所述可變 閥正時系統(tǒng)改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一者的開啟/關(guān) 閉正時，并包括改變機(jī)構(gòu)，其在發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時通過將凸輪軸和曲軸 之間的旋轉(zhuǎn)相位差改變與致動器的操作量對應(yīng)的變化量來改變開啟/關(guān)閉 正時，凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時被改變的閥。相比在開啟/關(guān)閉正時在 第二相位區(qū)域內(nèi)時，在開啟/關(guān)閉正時在第一相位區(qū)域內(nèi)時，改變機(jī)構(gòu)將 開啟/關(guān)閉正時的變化量相對于所述致動器的操作量的比率設(shè)定為更低的 值。根據(jù)本方法，基于發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一 者的目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時，并且基于目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時和實(shí)際開啟/關(guān)閉 正時之間的比較結(jié)果設(shè)定致動器的操作量。限制在發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時使 用的目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時，使得通過在停止發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后致動器 的操作，在發(fā)動機(jī)停止時，使開啟/關(guān)閉正時在第一相位區(qū)域中。
對于以上的本發(fā)明的各方面的可變閥正時系統(tǒng)和用于控制可變閥正 時系統(tǒng)的方法，可以防止在發(fā)動機(jī)正在停止時發(fā)生不期望的閥正時變化。


參照附圖，從以下對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的前述和其它目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，附圖中，相同或相應(yīng)的部分用相同的附圖 標(biāo)記表示，其中
圖1是示意性地示出設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)的 車輛發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)的視圖2是示出了限定進(jìn)氣凸輪軸的相位的對照圖的曲線圖3是示出了進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)的剖視圖； 圖4是沿著圖3中的線IV-IV的剖視圖； 圖5是沿著圖3中的線V-V的第一剖視圖； 圖6是沿著圖3中的V-V的第二剖視圖7是沿著圖3中的vn-vn的剖視圖8是沿著圖3中的VIII-VIII的剖視圖； 圖9是示出進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)的元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比的曲線圖； 圖10是示出引導(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) 系的曲線圖11是圖示由根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)執(zhí)行的對進(jìn)氣閥 相位的控制的結(jié)構(gòu)的示意框圖12是圖示對作為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)的致動器的 電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的框圖13是圖示對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制的曲線圖14是圖示在發(fā)動機(jī)起動時執(zhí)行的對進(jìn)氣閥的相位控制的曲線圖15是圖示圖12所示的目標(biāo)相位限制單元和限制范圍設(shè)定單元的 操作的第一流程圖16是圖示目標(biāo)相位限制單元和限制范圍設(shè)定單元的操作的第二流 程圖17是圖示由目標(biāo)相位限制單元和限制范圍設(shè)定單元對目標(biāo)相位值進(jìn)行限制的方式的曲線圖；并且
圖18圖示了由限制范圍設(shè)定單元可變地設(shè)定目標(biāo)相位值的限制范圍 的方式的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在以下描述中，相同或者 相應(yīng)元件將用相同的附圖標(biāo)記來表示。附圖標(biāo)記相同的元件的名稱和功 能也相同。因而，以下對附圖標(biāo)記相同的元件的描述僅僅提供一次。
首先，參照圖將描述設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)的 車輛發(fā)動機(jī)。
發(fā)動機(jī)1000是八缸V型發(fā)動機(jī)，其包括第一氣缸列1010和第二氣 缸列1012，每個氣缸列中具有四個氣缸。注意，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可 變閥正時系統(tǒng)可以應(yīng)用于任何類型的發(fā)動機(jī)。即，可變閥正時系統(tǒng)可以 應(yīng)用于除了八缸V型發(fā)動機(jī)以外的發(fā)動機(jī)。
己經(jīng)流經(jīng)空氣濾清器1020的空氣供應(yīng)到發(fā)動機(jī)1000。節(jié)氣門1030 調(diào)節(jié)供應(yīng)到發(fā)動機(jī)1000的空氣量。節(jié)氣門1030是由電動機(jī)驅(qū)動的電子 控制節(jié)氣門。
空氣通過進(jìn)氣通道1032被引入到氣缸1040。然后，該空氣在氣缸 1040內(nèi)形成的燃燒室中與燃料混合。該燃料從噴射器1050直接噴射到氣 缸1040中。g卩，噴射器1050的噴射孔位于氣缸1040內(nèi)。
燃料在進(jìn)氣行程中噴射氣缸1040中。燃料被噴射的時間不必在進(jìn)氣 行程。將在發(fā)動機(jī)1000是其中噴射器1050的噴射孔位于氣缸1040內(nèi)的 直噴式發(fā)動機(jī)的前提下提供關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例的描述。除了用于直接噴 射的噴射器1050之外，還可以設(shè)置用于進(jìn)氣口噴射的噴射器。可選地， 可以僅僅設(shè)置用于進(jìn)氣口噴射的噴射器。
氣缸1040中的空氣燃料混合氣被火花塞1060點(diǎn)燃，然后燃燒。燃 燒后的空氣燃料混合氣(即，排氣氣體)被三元催化劑1070凈化，然后 排出到車輛外部?；钊?080由于空氣燃料混合氣的燃燒而被向下推動， 由此使曲軸1090旋轉(zhuǎn)。進(jìn)氣閥1100和排氣閥1110設(shè)置在氣缸1040的頂部。進(jìn)氣閥1100 由進(jìn)氣凸輪軸1120驅(qū)動，并且排氣閥1110由排氣凸輪軸1130驅(qū)動。進(jìn) 氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130通過例如鏈條或者齒輪而被彼此連 接，并以相同的轉(zhuǎn)數(shù)(以曲軸1090的轉(zhuǎn)數(shù)的一半)旋轉(zhuǎn)。因?yàn)樾D(zhuǎn)體
(例如，軸)的轉(zhuǎn)數(shù)(通常為每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm))通常被稱為轉(zhuǎn)速， 在以下描述中將使用術(shù)語"轉(zhuǎn)速"。
進(jìn)氣閥1100的相位(開啟/關(guān)閉正時)由裝配到進(jìn)氣凸輪軸1120的 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000控制。排氣閥1110的相位(開啟/關(guān)閉正時)由裝配 到排氣凸輪軸1130的排氣VVT機(jī)構(gòu)3000控制。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，分別由VVT機(jī)構(gòu)2000和3000使進(jìn)氣凸輪軸 1120和排氣凸輪軸1130旋轉(zhuǎn)，由此控制進(jìn)氣閥1100的相位和排氣閥 1110的相位。然而，用于控制相位的方法不限于此。
進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000由電動機(jī)2060 (在圖3中示出)操作。電動機(jī) 2060由電子控制單元(ECU) 4000控制。流經(jīng)電動機(jī)2060的電流的大 小由安培計(未示出)檢測，施加到電動機(jī)2060的電壓由伏特計(未示 出)檢測，并且表示電流的大小的信號和表示電壓的信號傳輸?shù)紼CU 4000。
以液壓的方式操作排氣VVT機(jī)構(gòu)3000。注意，可以以液壓的方式 操作進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000。注意，排氣VVT機(jī)構(gòu)3000可以借助于電動機(jī)
而被操作。
ECU 4000從曲軸角傳感器5000接收表示曲軸1090的轉(zhuǎn)速和曲軸轉(zhuǎn) 角的信號。ECU 4000還從凸輪軸位置傳感器5010接收表示進(jìn)氣凸輪軸 1120的相位的信號和表示排氣凸輪軸1130的相位(這些凸輪軸在旋轉(zhuǎn)方 向上的位置)的信號。
此外，ECU 4000從冷卻劑溫度傳感器5020接收表示用于發(fā)動機(jī)100 的冷卻劑的溫度(冷卻劑溫度)的信號，從氣流計5030接收表示供應(yīng)到 發(fā)動機(jī)1000的空氣量的信號。
ECU 4000基于從以上所述的傳感器和存儲在存儲器(未示出)中的 對照圖和程序來控制節(jié)氣門開度、點(diǎn)火正時、燃料噴射正時、燃料噴射量、進(jìn)氣閥1100的相位、排氣閥1110的相位等，使得將發(fā)動機(jī)1000置
于所期望的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，ECU 4000基于對照圖設(shè)定與當(dāng)前發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 狀態(tài)相對應(yīng)的進(jìn)氣閥1100的目標(biāo)相位，該對照圖使用表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀 態(tài)的參數(shù)，通常，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)。 一般地，在存儲器中存儲多個用于在多個冷卻劑溫度下設(shè)定進(jìn)氣閥1100 的目標(biāo)相位的對照圖。
此后，將更詳細(xì)地描述進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000。注意，排氣VVT機(jī)構(gòu) 3000可以具有以下描述的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000相同的結(jié)構(gòu)?？蛇x地，進(jìn) 氣VVT機(jī)構(gòu)2000和排氣VVT機(jī)構(gòu)3000的每個可以具有與以下描述的 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000相同的結(jié)構(gòu)。
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)由例如鏈條連接到曲軸1090。如在進(jìn)氣凸輪軸1120和 排氣凸輪軸1130的情況那樣，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)置成進(jìn)氣凸輪軸1120與鏈輪2010同軸，并相對 于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)。
凸輪板2020利用第一銷2070連接到進(jìn)氣凸輪軸1120。在鏈輪2010 內(nèi)，凸輪板2020與進(jìn)氣凸輪軸1120 —起旋轉(zhuǎn)。凸輪板2020和進(jìn)氣凸輪 軸1120可以彼此一體形成。
每個連桿機(jī)構(gòu)2030由第一臂2031和第二臂2032形成。圖4是沿著 圖3中的線IV-IV的剖視圖，如在圖4中所示，成對的第一臂2031布置 在鏈輪2010內(nèi)以相對于進(jìn)氣凸輪軸1120的軸線對稱。每個第一臂2031 連接到鏈輪2010以繞第二銷2072樞轉(zhuǎn)。
圖5是沿著圖3中的線V-V的剖視圖，圖6示出了通過使進(jìn)氣閥 1100的相位從圖5所示的狀態(tài)提前所實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)，如在圖5和圖6中所 示，第一臂2031和凸輪板2020由第二臂2032彼此連接。
每個第二臂2032被支撐成繞第三銷2074相對于第一臂2031樞轉(zhuǎn)。 每個第二臂2032被支撐成繞第四銷2076相對于凸輪板2020樞轉(zhuǎn)。通過該對連桿機(jī)構(gòu)2030使進(jìn)氣凸輪軸1120相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)， 由此改變進(jìn)氣閥100的相位。因而，即使其中一個連桿機(jī)構(gòu)2030受損并 被折斷，進(jìn)氣閥1100的相位可以由另一連桿機(jī)構(gòu)2030改變。
如圖3所示，控制銷2034裝配在每個連桿機(jī)構(gòu)2030 (更具體地，第 二臂2032)的接近引導(dǎo)板2040的一個面上?？刂其N2034布置成與第三 銷2074同軸。每個控制銷2034形成于引導(dǎo)板2040中的引導(dǎo)槽2042內(nèi) 滑動。
每個控制銷2034在形成于引導(dǎo)板2040中的引導(dǎo)槽2042內(nèi)滑動的同 時沿著徑向移動。每個控制銷2034沿著徑向的移動使得進(jìn)氣凸輪軸1120 相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)。
圖7是沿著圖3中的線VII-VII所取的剖視圖，如圖7所示，弓l導(dǎo)槽 2042形成為螺旋的方式，使得控制銷2034根據(jù)引導(dǎo)板2040的旋轉(zhuǎn)而沿 著徑向移動。然而，引導(dǎo)槽2042的形狀不限于此。
隨著控制銷2034和引導(dǎo)板2040的軸線之間的距離沿著徑向增大， 進(jìn)氣閥1100的相位被延遲更大。g卩，相位的變化量對應(yīng)于每個連桿機(jī)構(gòu) 2030根據(jù)控制銷2034沿著徑向的移動而被操作的量。注意，也可以是 隨著控制銷2034和引導(dǎo)板2040的軸線之間的距離沿著徑向增大，進(jìn)氣
闊iioo的相位被提前更大。
如圖7所示，當(dāng)控制銷2034到達(dá)引導(dǎo)槽2042的端部時，連桿機(jī)構(gòu) 2030的操作受到限制。因而，控制銷2034到達(dá)引導(dǎo)槽2042的端部時的 相位是進(jìn)氣閥1100的最大提前相位或者最大延遲相位。
如圖3所示，多個凹部2044形成引導(dǎo)板2040的接近減速器2050的 一個面中。凹部2044用來將引導(dǎo)板2040和減速器2050彼此連接。
減速器2050由外齒齒輪2052和內(nèi)齒齒輪2054形成。外齒齒輪2052 被固定到鏈輪2010以與鏈輪2010 —起旋轉(zhuǎn)。
多個突起2056形成在內(nèi)齒齒輪2054上，并裝配在引導(dǎo)板2040的凹 部2044中。內(nèi)齒齒輪2054被支撐成可繞耦合器2062的偏心軸線2066 旋轉(zhuǎn)，耦合器2062的軸線與電動機(jī)2060的輸出軸的軸線2064偏移。
圖8示出了沿著圖3中的線Vm-Vm所取的剖視圖。內(nèi)齒齒輪2054布置成其多個齒的一部分與內(nèi)齒齒輪2052嚙合。當(dāng)電動機(jī)2060的輸出 軸的轉(zhuǎn)速等于鏈輪2010的轉(zhuǎn)速時，耦合器2062和內(nèi)齒齒輪2054以與外 齒齒輪2052 (鏈輪2010)相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在此情況下，引導(dǎo)板2040 以與鏈輪2010相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并且進(jìn)氣閥IIOO的相位被維持。
當(dāng)由電動機(jī)2060使耦合器2062繞軸線2064相對于外齒齒輪2052 旋轉(zhuǎn)時，整個內(nèi)齒齒輪2054繞軸線2064公轉(zhuǎn)，并且同時內(nèi)齒齒輪2054 繞偏心軸線2066旋轉(zhuǎn)。內(nèi)齒齒輪2054的轉(zhuǎn)運(yùn)使引導(dǎo)板2040相對鏈輪 2010旋轉(zhuǎn),由此改變進(jìn)氣閥IIOO的相位。
從以上描述的結(jié)構(gòu)可見，當(dāng)發(fā)動機(jī)1000停止時，即當(dāng)鏈輪2010的 旋轉(zhuǎn)停止時，僅通過使用電動機(jī)2060來旋轉(zhuǎn)內(nèi)齒齒輪2054，難以改變進(jìn) 氣閥1100的相位。S卩，在發(fā)動機(jī)IOOO停止之后進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000難 以改變閥正時。
通過使用減速器2050、引導(dǎo)板2040和連桿機(jī)構(gòu)2030減小電動機(jī) 2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速(電動機(jī)2060的操作量)來 改變進(jìn)氣閥1100的相位?；蛘?，可以通過增大電動機(jī)2060的輸出軸和 鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速來改變進(jìn)氣閥1100的相位。電動機(jī)2060的輸 出軸設(shè)置有輸出表示輸出軸的轉(zhuǎn)角(輸出軸在旋轉(zhuǎn)方向上的位置)的信 號的電動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050。 一般地，每次電動機(jī)2060的輸出軸旋轉(zhuǎn)了 預(yù)定角度時電動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050就產(chǎn)生脈沖信號。基于從電動機(jī)轉(zhuǎn)角 傳感器5050輸出的信號來檢測電動機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速(以下在合 適處簡稱為"電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速")。
如圖9所示，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的各元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比R(。 (即，電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速與進(jìn)氣閥1100 的相位變化量的比率)可以取與進(jìn)氣閥1100的相位相對應(yīng)的值。根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例，隨著減速比增大，相位變化量相對于電動機(jī)2060的輸出 軸和鏈輪2010之間相對轉(zhuǎn)速減小。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位處于從最大延遲相位延伸到CA1的相位區(qū)域 2500內(nèi)時，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的各元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比是R1。當(dāng)進(jìn) 氣閥1100的相位處于從CA2 (CA2是比CA1更提前的相位)延伸到最大提前相位的相位區(qū)域2520內(nèi)時，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的各元件協(xié)作實(shí) 現(xiàn)的減速比是R2 (R1>R2)。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位在從CA1延伸到CA2的相位區(qū)域2510內(nèi)時， 進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的各元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比以預(yù)定的變化率((R2— R1)/(CA2 —CAl))改變。
以下將描述這樣構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)的進(jìn)氣 VVT機(jī)構(gòu)2000的效果。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位(進(jìn)氣凸輪軸1120)被提前時，電動機(jī)2060 操作以使引導(dǎo)板2040相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，如圖10所示，進(jìn)氣 閥1100的相位被提前。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位處于從最大延遲相位延伸到CA1的相位區(qū)域 2050內(nèi)時，電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速以減速比 Rl減小。結(jié)果進(jìn)氣閥1100的相位被提前。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位處于從CA2延伸到最大提前相位的相位區(qū)域 2520內(nèi)時，電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速以減速比 R2減小。結(jié)果，進(jìn)氣閥1100的相位被提前。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位被延遲時，電動機(jī)2060的輸出軸沿著與進(jìn)氣 閥1100的相位被提前的情況下的方向相反的方向相對于鏈輪旋轉(zhuǎn)。當(dāng)相 位被延遲時，電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速以類似 于當(dāng)相位被提前時的方式減小。當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位處于從最大延遲相 位延伸到CA1的相位區(qū)域2500內(nèi)時，電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010 之間的相對轉(zhuǎn)速以減速比R1減小。結(jié)果，相位被延遲。當(dāng)進(jìn)氣閥110的 相位處于從CA2延伸到最大延遲相位的相位區(qū)域2520內(nèi)時，電動機(jī) 2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速以減速比R2減小。結(jié)果，相 位被延遲。
因而，只要電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對旋轉(zhuǎn)方向 保持不變，進(jìn)氣閥1100的相位可以在從最大延遲相位延伸到CA1的相 位區(qū)域2500和從CA2延伸到最大提前相位的相位區(qū)域2520兩者中被提 前或者延遲。在此情況下，在從CA2延伸到最大提前相位的相位區(qū)域2520中，相比在從最大延遲相位延伸到CA1的相位區(qū)域2500中，相位 被提前或者延遲的量更大。因而，相位區(qū)域2520的相位變化寬度大于相 位區(qū)域2500。
在從最大延遲相位延伸到CA1的相位區(qū)域2500中，減速比較高。 因而，使用根據(jù)發(fā)動機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn)而施加到進(jìn)氣凸輪軸的轉(zhuǎn)矩，需要較 高的轉(zhuǎn)矩來使電動機(jī)2060的輸出軸旋轉(zhuǎn)。因而，即使當(dāng)電動機(jī)2060不 產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩(例如，即使當(dāng)電動機(jī)2060不運(yùn)轉(zhuǎn))時，由施加到進(jìn)氣凸輪軸 1120的轉(zhuǎn)矩引起的電動機(jī)2060的輸出軸的旋轉(zhuǎn)受到抑制。這抑制了不期 望的相位改變(即，實(shí)際相位與控制中使用的相位的偏移)的發(fā)生。
優(yōu)選地，電動機(jī)2060相對于鏈輪2010旋轉(zhuǎn)的方向與相位的提前/延 遲之間的關(guān)系被設(shè)定成當(dāng)電動機(jī)2060的輸出軸的轉(zhuǎn)速低于鏈輪2010的 轉(zhuǎn)速時進(jìn)氣閥IIOO的相位被延遲。因而，當(dāng)在發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的同時用 作致動器的電動機(jī)2060變得不能工作時，進(jìn)氣闊1100的相位被逐漸延 遲，并最終與最大延遲相位一致。即，即使進(jìn)氣閥相位控制變得不可執(zhí) 行，也可以將進(jìn)氣閥1100的相位置于在發(fā)動機(jī)1000中進(jìn)行穩(wěn)定燃燒的 狀態(tài)。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位在從CA1延伸到CA2的相位區(qū)域2510內(nèi)時， 電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速以根據(jù)預(yù)定變化率變 化的減速比減小。結(jié)果，進(jìn)氣閥IIOO的相位被提前或者延遲。
當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位從相位區(qū)域2500轉(zhuǎn)移到相位區(qū)域2520，或者 從相位區(qū)域2520轉(zhuǎn)移到相位區(qū)域2500時，相位變化量相對于電動機(jī) 2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速被逐漸增大或者減小。因而， 相位變化量的急劇的逐步變化受到抑制，以抑制相位的急劇變化。結(jié) 果，更適當(dāng)?shù)乜刂七M(jìn)氣閥IIOO的相位。
圖9中的減速比R(。對應(yīng)于進(jìn)氣閥1100的相位的變化量相對于電動 機(jī)2060的操作量(電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010之間的相對轉(zhuǎn)速) 的比率的倒數(shù)。即，減速比較高的相位區(qū)域2500可以視為根據(jù)本發(fā)明的 "第一相位區(qū)域"，其它相位區(qū)域2510和2520可以整體地視為根據(jù)本 發(fā)明的"第二相位區(qū)域"。對于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)的進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000， 當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位在從最大延遲相位延伸到CA1的相位區(qū)域2500內(nèi) 時，進(jìn)氣VVT機(jī)構(gòu)2000的元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比是R1。當(dāng)進(jìn)氣閥1100 的相位在從CA2延伸到最大提前相位的相位區(qū)域2520內(nèi)時，進(jìn)氣VVT 機(jī)構(gòu)2000的元件協(xié)作實(shí)現(xiàn)的減速比是低于R1的R2。因而，只要電動機(jī) 2060的輸出軸旋轉(zhuǎn)的方向保持不變，在從最大延遲相位延伸到CA1的相 位區(qū)域2500和從CA2延伸到最大提前相位的區(qū)域2520兩者中都可以使 進(jìn)氣閥1100的相位提前或者延遲。在此情況下，在從CA2延伸到最大 提前相位的相位區(qū)域2520中，相比在從最大延遲相位延伸到CA1的相 位區(qū)域2500中，相位被提前或者延遲的量更大。因而，相位區(qū)域2500 中的相位變化寬度比相位區(qū)域2500中的要寬。在從最大延遲相位延伸到 CA1的相位區(qū)域2500中，減速比較高。因而，由根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)而施 加到進(jìn)氣凸輪軸1120的轉(zhuǎn)矩引起的電動機(jī)2060的輸出軸的旋轉(zhuǎn)受到限 制。此限制了實(shí)際相位與控制中使用的相位的偏差。結(jié)果，可以在更寬 的范圍中改變相位，并更精確地控制相位。
以下將詳細(xì)描述對進(jìn)氣閥1100的相位(以下在合適處簡稱為"進(jìn)氣 閥相位")的控制的構(gòu)造。
如在圖11中所示，如之前參照圖1所描述的，發(fā)動機(jī)1000構(gòu)造成 動力通過正時鏈條1200 (或者正時帶)從曲軸1090分別經(jīng)由鏈輪2010 和鏈輪2012傳遞到進(jìn)氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130。每次進(jìn)氣凸輪 軸1120旋轉(zhuǎn)了預(yù)定凸輪轉(zhuǎn)角時就輸出凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv的凸輪位置傳感 器5010裝配在進(jìn)氣凸輪軸1120的外周。每次曲軸1090旋轉(zhuǎn)了預(yù)定曲軸 轉(zhuǎn)角時就輸出曲軸轉(zhuǎn)角信號Pca的曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000裝配在曲軸1090 的外周。每次電動機(jī)2060旋轉(zhuǎn)了預(yù)定轉(zhuǎn)角時就輸出電動機(jī)轉(zhuǎn)角信號Pmt 的電動機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器5050裝配到電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)子(未示出)。這些 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傳輸?shù)?ECU 4000。
ECU 4000基于從檢測發(fā)動機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和運(yùn)轉(zhuǎn)條件(由駕駛 員執(zhí)行的踏板操作、當(dāng)前車速等)來控制發(fā)動機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn)，使得發(fā)動機(jī)1000產(chǎn)生需求輸出動力。作為發(fā)動機(jī)控制的一部分，ECU 4000基于 圖2所示的對照圖來設(shè)定進(jìn)氣閥1100的目標(biāo)相位和排氣閥1110的目標(biāo) 相位。此外，ECU 4000產(chǎn)生用于作為進(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。如果電動機(jī)2060以轉(zhuǎn)速指令值Nmref 旋轉(zhuǎn)，則進(jìn)氣閥1100的相位與目標(biāo)相位一致。
如以下詳細(xì)描述的，基于電動機(jī)2060的輸出軸和鏈輪2010 (進(jìn)氣凸 輪軸1120)之間的相對轉(zhuǎn)速(對應(yīng)于致動器的操作量)來設(shè)定轉(zhuǎn)速指令 值Nmref。電動機(jī)EDU (電子驅(qū)動單元)4100基于由來自ECU 4000的 信號所表示的轉(zhuǎn)速指令值Nmref來控制電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)發(fā)動機(jī)1000將停止時，更具體地，在停止發(fā)動機(jī)1000的指令發(fā) 出之后，將進(jìn)氣閥1100的相位(以下在合適處稱為"進(jìn)氣閥相位")的 目標(biāo)值(目標(biāo)相位)設(shè)定為適于發(fā)動機(jī)起動的停止時相位，以便于隨后 的發(fā)動機(jī)起動。即，當(dāng)發(fā)出停止發(fā)動機(jī)的指令時，如果判定進(jìn)氣閥相位 與停止時相位不同(即，如果停止時相位尚未實(shí)現(xiàn))，則可變閥正時系 統(tǒng)需要改變進(jìn)氣閥相位。
圖12是圖示對用作根據(jù)本發(fā)明實(shí)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)速進(jìn)行的控制的框圖。
如圖12所示，目標(biāo)相位設(shè)定單元4010基于表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的 參數(shù)、參照在負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間使用的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)對照圖4012和在無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn) 期間使用的無負(fù)荷對照圖4014來設(shè)定用于進(jìn)氣閥1100的目標(biāo)相位值 IVref。為多個發(fā)動機(jī)溫度的每個(更具體地，冷卻劑溫度)準(zhǔn)備負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn)對照圖4012和無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)對照圖4014中的每個。例如，參照負(fù)荷運(yùn) 轉(zhuǎn)對照圖4012，如圖2所示，基于發(fā)動機(jī)速度和進(jìn)氣量來設(shè)定目標(biāo)相位 值IVref。參照無負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)對照圖4012，基于發(fā)動機(jī)速度來設(shè)定目標(biāo)相位 值IVrefo
目標(biāo)相位限制單元4020在預(yù)定的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下(g卩，在可以發(fā) 出發(fā)動機(jī)停止指令的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，例如，當(dāng)發(fā)動機(jī)正被起動或者當(dāng)車輛 沒有正在行駛時)限制目標(biāo)相位值IVref，使得在發(fā)動機(jī)停止時可靠地將 進(jìn)氣閥相位置于減速比較高的相位區(qū)域2500中。如以下詳細(xì)所述，目標(biāo)相位限定單元4020將目標(biāo)相位值IVref限定在限制范圍。當(dāng)目標(biāo)相位值 IVref在限制范圍內(nèi)時，通過在從發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令時直到發(fā)動機(jī)停止 時的時段期間電動機(jī)2060的操作，使進(jìn)氣閥相位可靠地返回到相位區(qū)域 2500。限制范圍設(shè)定單元4030基于表示發(fā)動機(jī)溫度的冷卻劑溫度來可變 地設(shè)定由目標(biāo)相位限制單元4020使用的限制范圍。
如上所述，基本上由目標(biāo)相位設(shè)定單元4010基于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)來 設(shè)定進(jìn)氣閥1100的目標(biāo)相位值IVref。此外，在可以發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指 令的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)中，目標(biāo)相位值IVref可以由目標(biāo)相位限制單元4020和限 制范圍設(shè)定單元4030限制。
致動器操作量設(shè)定單元6000基于進(jìn)氣閥1100的當(dāng)前實(shí)際相位IV(0) (以下在合適處稱為"實(shí)際進(jìn)氣閥相位IV(。")與目標(biāo)相位值IVref的 偏差來產(chǎn)生用于電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。轉(zhuǎn)速指令值轉(zhuǎn)速指令 值Nmref被設(shè)定為使得實(shí)現(xiàn)實(shí)際進(jìn)氣閥相位IV("與目標(biāo)相位值IVref — 致的致動器操作量。
致動器操作量設(shè)定單元6000包括閥相位檢測單元6010;凸輪軸相位 變化量計算單元6020;相對轉(zhuǎn)速設(shè)定單元6030;凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測單元 6040;以及轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生單元6050。通過以預(yù)定的控制周期來執(zhí)行事 先存儲在ECU 4000中的控制例程來實(shí)現(xiàn)致動器操作量設(shè)定單元6000的 操作。
閥相位檢測單元6010基于來自曲軸轉(zhuǎn)角傳感器5000的曲軸轉(zhuǎn)角信 號Pca、來自凸輪軸位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn)角信號Piv和來自用于電 動機(jī)2060的轉(zhuǎn)角傳感器5050的電動機(jī)轉(zhuǎn)角信號Pmt計算實(shí)際進(jìn)氣閥相 位IV(。。
凸輪軸相位變化量計算單元6020包括計算單元6022和要求相位變 化量計算單元6025。計算單元6022計算進(jìn)氣閥相位IV(0)與目標(biāo)相位值 IVref的偏差A(yù)IV(。 (AIV(。-IV(0)—IVref)。要求相位變化量計算單元 6025基于由計算單元6022所計算的偏差A(yù)IV(。來計算在當(dāng)前控制周期 中要求進(jìn)氣凸輪軸1120的相位變化的量。
例如，預(yù)先設(shè)定在單個控制周期中相位變化量Ae的最大值A(chǔ)6max。要求相位變化量計算單元6025設(shè)定與偏差A(yù)IV(0)相對應(yīng)并等于或小于最 大值A(chǔ)0max的相位變化量A0。最大值A(chǔ)0max可以是固定值?？蛇x地， 最大值A(chǔ)9max可以由要求相位變化量計算單元6025基于發(fā)動機(jī)1000的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動機(jī)速度、進(jìn)氣量等)和偏差A(yù)IV(。的大小來可變地設(shè) 定。凸輪軸相位變化量計算單元6020判定進(jìn)氣閥相位IV("是否已經(jīng)達(dá) 到目標(biāo)相位值IVref。如果判定進(jìn)氣閥相位IV(0)已經(jīng)達(dá)到目標(biāo)相位值 IVref，則凸輪軸相位變化量計算單元6020將相位變化量A0設(shè)定為零 (△0=0)。
相對轉(zhuǎn)速設(shè)定單元6030計算電動機(jī)2060的輸出軸的相對于鏈輪 2010 (進(jìn)氣凸輪軸1120)的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速ANm。轉(zhuǎn)速ANm需要被實(shí)現(xiàn)以 獲得由要求相位變化量計算單元6025所計算的要求相位變化量A6。例 如，當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位被提前時將相對轉(zhuǎn)速ANm設(shè)定為正值 (△Nm〉0)。另一方面，當(dāng)進(jìn)氣閥1100的相位被延遲時，將相對轉(zhuǎn)速 △Nm設(shè)定為負(fù)值(ANmO)。當(dāng)進(jìn)氣閥1100的當(dāng)前相位被維持 (△0=0)時，將相對轉(zhuǎn)速ANm設(shè)定為大致等于零的值(ANm二O)。
與一個控制周期相對應(yīng)的單位時間AT的相位變化量A0和相對轉(zhuǎn)速 ANm之間的關(guān)系由以下公式1表示。在公式1中，如圖9所示，R(。是 根據(jù)進(jìn)氣閥1100的相位而變化的減速比。
Ae^ANmX360。X (1/R(。) XAT 公式1
根據(jù)公式1，相對轉(zhuǎn)速設(shè)定單元6030計算電動機(jī)2060相對于鏈輪2010 的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速ANm，在控制周期AT期間要求實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)速ANm以獲得 凸輪軸的相位變化量A0。
凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測單元6040通過將曲軸1090的轉(zhuǎn)速除以2來計算鏈 輪2010的轉(zhuǎn)速(即，進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN)。可選地，凸 輪軸轉(zhuǎn)速檢測單元6040可以基于來自凸輪軸位置傳感器5010的凸輪轉(zhuǎn) 角信號Piv來計算進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN。 一般地，在進(jìn)氣凸 輪軸1120的一周旋轉(zhuǎn)期間輸出的凸輪轉(zhuǎn)角信號的數(shù)量小于在曲軸1090 的一個周旋轉(zhuǎn)期間輸出的曲軸轉(zhuǎn)角信號的數(shù)量。因而，通過基于曲軸 1090的轉(zhuǎn)速檢測凸輪軸轉(zhuǎn)速IVN來提高檢測精度。轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生單元6050通過將由凸輪軸轉(zhuǎn)速檢測單元6040計算 得到的進(jìn)氣凸輪軸1120的實(shí)際轉(zhuǎn)速IVN加上由相對轉(zhuǎn)速設(shè)定單元6030 設(shè)定的相對轉(zhuǎn)速ANm來產(chǎn)生用于電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速指令值Nmref。表 示由轉(zhuǎn)速指令值產(chǎn)生單元6050產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速指令值Nmref的信號傳輸?shù)诫?動機(jī)EDU4100。
電動機(jī)ECU 4100經(jīng)由繼電器電路4250連接到電源4200?；诳刂?信號SRL控制繼電器電路4250的開/關(guān)狀態(tài)。電源4200通常由可在發(fā)動 機(jī)1000的運(yùn)轉(zhuǎn)期間被充電的二次電池形成。
電動機(jī)EDU 4100執(zhí)行轉(zhuǎn)速控制，使得電動機(jī)2600的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指 令值Nmref—致。例如，電動機(jī)EDU 4100基于電動機(jī)2600的實(shí)際轉(zhuǎn)速 Nm與轉(zhuǎn)速指令值Nmref的偏差(Nmref—Nm)來控制功率半導(dǎo)體元件 (例如，晶體管)的開/關(guān)狀態(tài)以控制供應(yīng)到電動機(jī)2060的電力(代表 性地，流經(jīng)電動機(jī)的電流大小和施加到電動機(jī)2060的電壓的幅度)。例 如，控制在功率半導(dǎo)體元件的開/關(guān)操作中使用的占空比。
電動機(jī)EDU 4100根據(jù)以下公式(2)控制作為在轉(zhuǎn)速控制中使用的 調(diào)節(jié)量的占空比DTY，以更適當(dāng)?shù)乜刂齐妱訖C(jī)2060。
DTY=DTY(ST)+DTY(FB)公式2
在公式2中，DTY(FB)是基于使用以上所述的偏差和預(yù)定的控制增 益進(jìn)行的控制計算的(代表性地，通用P控制或PI控制)的反饋項(xiàng)。
如圖13所示，公式(2)中的DTY (ST)是基于用于電動機(jī)2060 的轉(zhuǎn)速指令值Nmref和相對轉(zhuǎn)速ANm設(shè)定的預(yù)設(shè)項(xiàng)。
如圖13所示，預(yù)先以表格的形式提供與當(dāng)相對轉(zhuǎn)速ANm為零時 (ANm二0)(即，當(dāng)電動機(jī)2060基于轉(zhuǎn)速指令值Nmref以與鏈輪2010 相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時)與要求電動機(jī)電流相對應(yīng)的占空比特性6060?；?占空比特性6060設(shè)定公式2中的DTY(ST)?；蛘?，可以通過將與相對轉(zhuǎn) 速ANm相對應(yīng)的占空比的值從基于占空比特性6060的基準(zhǔn)值相對增大 或減小來設(shè)定公式2中的DTY(ST)。執(zhí)行其中組合使用預(yù)設(shè)項(xiàng)和反饋項(xiàng) 兩者來控制供應(yīng)到電動機(jī)2060的電力的轉(zhuǎn)速控制。以此方式，相比簡單 反饋控制(即，僅使用公式2中的反饋項(xiàng)DTY(FB)來控制供應(yīng)到電動機(jī)2060電力的轉(zhuǎn)速控制)，即使轉(zhuǎn)速指令值Nmref變化，電動機(jī)EDU 4100也能更迅速地使電動機(jī)2060的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速指令值Nmref—致。
接著，將詳細(xì)描述在圖12中所示的目標(biāo)相位限制單元4020和限制 范圍設(shè)定單元4030的操作。
對于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)，將發(fā)動機(jī)起動時的進(jìn)氣 閥相位(發(fā)動機(jī)起動時相位)設(shè)定在如圖9所示減速比較高的相位區(qū)域 2500。特別地，在自動執(zhí)行發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛(諸如，設(shè)置有經(jīng)濟(jì) 行駛系統(tǒng)的車輛以及能夠僅使用電動機(jī)作為驅(qū)動力源的混合動力車輛， 所述經(jīng)濟(jì)行駛系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)開始怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時自動使發(fā)動機(jī)停止)中，優(yōu) 選地，執(zhí)行用于將起動時相位設(shè)定到最大延遲相位的起動時壓力減小控 制以減小發(fā)動機(jī)起動時的振動。
如圖14所示，以下在發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令之后目標(biāo)相位設(shè)定單元 4010將目標(biāo)相位值IVref設(shè)定到最大延遲相位(IVref=0O)以便于隨后 的發(fā)動機(jī)起動的假定下，提供關(guān)于本發(fā)明實(shí)施例的描述。在發(fā)出發(fā)動機(jī) 停止指令之后，進(jìn)氣閥相位被控制以朝著最大延遲相位改變。發(fā)動機(jī)停 止指令的示例包括響應(yīng)于駕駛員執(zhí)行的操作(代表性地，關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān) 的操作)而發(fā)出的發(fā)動機(jī)停止指令、以及由在例如混合動力車輛或者設(shè) 置有經(jīng)濟(jì)行駛系統(tǒng)的車輛中執(zhí)行的發(fā)動機(jī)自動停止控制所自動產(chǎn)生的發(fā) 動機(jī)停止指令。
因而，通過以下引入到燃燒室中的空氣量的初始設(shè)定來執(zhí)行用于減 小燃燒室中壓力的起動時壓力減小控制。根據(jù)初始設(shè)定，曾通過進(jìn)氣閥 1100吸入的空氣返回到進(jìn)氣通道，進(jìn)氣閥1100關(guān)閉，然后壓縮行程開 始。因?yàn)檫M(jìn)氣通道中的壓力等于發(fā)動機(jī)正在起動時的大氣壓力，當(dāng)發(fā)動 機(jī)正在起動時比發(fā)動機(jī)正連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時能更有效地將空氣吸入燃燒室中， 并且由初始點(diǎn)火引起的空氣燃料混合物的膨脹趨于產(chǎn)生較大的沖擊。然 而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，由在發(fā)動機(jī)中發(fā)生的空氣燃料混合物的初始膨 脹所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩被減小以抑制發(fā)動機(jī)的振動，并且啟動運(yùn)轉(zhuǎn)(cmking operation)的阻力被減小以更平滑地起動發(fā)動機(jī)。
目標(biāo)相位設(shè)定單元4010在發(fā)動機(jī)的起動開始時(時刻t0)將目標(biāo)相位值IVref設(shè)定為最大延遲相位(D0。在發(fā)動機(jī)的起動開始之后，如上所 述基于發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定目標(biāo)相位值IVref。此時，如圖14所示，可 以逐漸改變目標(biāo)相位值IVref以避免進(jìn)氣閥相位的急劇變化。
圖15和圖16是圖示圖12所示的目標(biāo)相位限制單元4020和限制范 圍設(shè)定單元4030對目標(biāo)相位值進(jìn)行限制的方式的流程圖。根據(jù)圖15和 圖16所示的流程圖的用于限制目標(biāo)相位值的例程在發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時 (即，當(dāng)尚未發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令時)執(zhí)行。通過以預(yù)定的控制周期執(zhí) 行例如預(yù)先存儲在ECU 4000中的程序來實(shí)現(xiàn)該例程。
如圖15所示，在步驟S100， ECU 4000基于表示發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的 參數(shù)來設(shè)定目標(biāo)相位值Ivref。步驟S100中的處理對于與如圖12所示的 目標(biāo)相位設(shè)定單元4010的操作。
ECU 4000在步驟S120判定發(fā)動機(jī)是否正在起動。步驟S120中的判 定可以基于例如發(fā)動機(jī)起動標(biāo)記來進(jìn)行，該發(fā)動機(jī)起動標(biāo)記響應(yīng)于發(fā)動 機(jī)停止指令的發(fā)出而開啟并響應(yīng)于發(fā)動機(jī)自運(yùn)轉(zhuǎn)的開始而關(guān)閉。
當(dāng)判定發(fā)動機(jī)正在起動時(在步驟S120中的"是")，ECU 4000 在步驟S140將目標(biāo)相位值IVref限制到減速比較高的相位區(qū)域2500。 即，當(dāng)在步驟S100中由目標(biāo)相位設(shè)定單元4010設(shè)定的目標(biāo)相位值IVref 比在圖9中所示的相位區(qū)域2500的邊界值CA1更提前時，將目標(biāo)相位 值IVref改變到CA1。步驟S120和S140中的處理對應(yīng)于圖12中目標(biāo)相 位限制單元4020的操作。
因而，即使在發(fā)動機(jī)正在起動的情況下響應(yīng)于由駕駛員執(zhí)行的用于 關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)的操作而使發(fā)動機(jī)停止時，進(jìn)氣閥相位仍被可靠地維持在 相位區(qū)域2500內(nèi)。結(jié)果，可以防止在發(fā)動機(jī)正停止時閥正時的不期望的 變化的發(fā)生。
另一方面，當(dāng)判定發(fā)動機(jī)的起動已經(jīng)完成時(在步驟S120中的 "否")，ECU 4000在步驟S200基于由車速傳感器(未示出)檢測到 的車速來判定車輛是否正在行駛。
當(dāng)判定車輛沒有正在行駛(在步驟S200中的"否")時，ECU 4000執(zhí)行步驟S220和S240 ，以限制目標(biāo)相位值IVref，使得目標(biāo)相位值IVref沒有被設(shè)定到比相位限制值IVlmt更提前的值。當(dāng)即使在發(fā)動機(jī)起 動之后車輛仍沒有行駛時，發(fā)動機(jī)通常在無負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)(例如，發(fā) 動機(jī)正在怠速運(yùn)轉(zhuǎn))。在混合動力車輛中，當(dāng)剩余的電池電量較低時， 發(fā)動機(jī)有時因?yàn)殡妱訖C(jī)旋轉(zhuǎn)以對電池充電而在負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)。在這些 情況下，在步驟S100中參照負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時對照圖4012和無負(fù)荷對照圖 4014來設(shè)定目標(biāo)相位值IVref。
如圖17所示，相位限制值IVlmt被設(shè)定的值比減速比較高的相位區(qū) 域2500的邊界值CA1提前了量A0。因而，目標(biāo)相位值IVref被限制到 減速比較高的相位區(qū)域2500、以及區(qū)域2550。相位區(qū)域2500的邊界值 CA1和相位區(qū)域2550中的值之間的差最大是A9。
因而，當(dāng)車輛沒有正在行駛時，即當(dāng)響應(yīng)于駕駛員執(zhí)行的關(guān)閉點(diǎn)火 開關(guān)的操作而發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令或者在執(zhí)行發(fā)動機(jī)間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的車輛 (諸如混合動力車輛)中自動發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令的可能性較高時，防 止進(jìn)氣閥相位與減速比較高的相位區(qū)域2500偏離較大的量。因而，在車 輛沒有正在行駛的情況下發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令時，進(jìn)氣閥相位最遲在發(fā) 動機(jī)停止時被可靠地置于區(qū)域2500。因而，可以防止在發(fā)動機(jī)正在停止 時閥正時的不期望的變化發(fā)生。
如圖13所示，相位限制值Ivlmt被設(shè)定為使得對在車輛沒有正在行 駛時使用的目標(biāo)相位值IVref被限制到的范圍進(jìn)行界定的(圖17)是 基于發(fā)動機(jī)溫度(冷卻劑溫度)可變的。更具體而言，基于由實(shí)線7000 所表示的設(shè)定特性，在發(fā)動機(jī)溫度(冷卻劑溫度)低于基準(zhǔn)溫度Tj時將 相位限制值IVlmt設(shè)定到(IVlmt=0a)，而在發(fā)動機(jī)溫度等于或高于 基準(zhǔn)溫度Tj時將相位限制值設(shè)定為最大提前相位，并且不對目標(biāo)相位值 Ivref進(jìn)行限制。
因而，即使當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度較低時，即，當(dāng)即使電動機(jī)2060以高速旋 轉(zhuǎn)時由于潤滑油的粘性增大而難以實(shí)現(xiàn)所要求的相位變化率時，也可將 目標(biāo)相位值IVref設(shè)定到適當(dāng)?shù)姆秶?。?dāng)目標(biāo)相位值IVref在此范圍內(nèi) 時，可以通過在發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令之后執(zhí)行進(jìn)氣閥相位控制來將進(jìn)氣 閥相位置于區(qū)域2500中。通過確定需要限制目標(biāo)相位值IVref的情況下的發(fā)動機(jī)溫度和能在上述發(fā)動機(jī)溫度下實(shí)現(xiàn)的相位變化率，來以實(shí)驗(yàn)的
方式設(shè)定基準(zhǔn)溫度Tj和相位0a。
可選地，基于由虛線7010和7020所表示的設(shè)定特性，隨著發(fā)動機(jī) 溫度逐漸降低，相位限制值可以逐漸延遲(圖n中的Ae逐漸減小)。
如圖16所示，在步驟S220中，ECU 4000參照例如圖18所示的表 示設(shè)定特定的對照圖來根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度讀取相位限制值IVlmt。 B卩，步驟 S220中的處理對應(yīng)于限制范圍設(shè)定單元4030的操作。
此外，在步驟S240中，ECU 4000將目標(biāo)相位值IVref限制到比相位 限制值IVlmt更延遲的值(限制到圖17中的區(qū)域2500和區(qū)域2550)。 即，當(dāng)在步驟S100中由目標(biāo)相位設(shè)定單元4010設(shè)定的目標(biāo)相位值IVref 比相位限制值IVlmt更提前時，將目標(biāo)相位值IVref改變到相位限制值 IVlmt (IVref=IVlmt)。步驟S240中的處理對應(yīng)于目標(biāo)相位限制單元 4020的操作。
另一方面，當(dāng)車輛正在行駛時(在步驟S200中的"否")，ECU 4000使用在步驟S100中設(shè)定的目標(biāo)相位值IVref作為在進(jìn)氣閥相位控制 中使用的目標(biāo)值，而不對目標(biāo)相位值IVref施加任何限制。
對于以上所述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可變閥正時系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)動機(jī)正在 運(yùn)轉(zhuǎn)時，尤其是當(dāng)發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令的可能性較高時，在考慮從發(fā)出 發(fā)動機(jī)停止指令時起直到發(fā)動機(jī)停止時由致動器的操作而使相位變化的 量的情況下，限制在進(jìn)氣閥相位控制中使用的目標(biāo)值(目標(biāo)相位值 IVref)。因而，當(dāng)發(fā)動機(jī)停止時，進(jìn)氣閥相位可靠地位于減速比較高的 區(qū)域2500內(nèi)。因而，可以防止在發(fā)動機(jī)正在停止時不期望的閥正時的變 化發(fā)生。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，VVT機(jī)構(gòu)2000 (圖3至圖9)可以視為根據(jù) 本發(fā)明的"改變機(jī)構(gòu)"，目標(biāo)相位設(shè)定單元4010和步驟S100 (圖15) 可以視為根據(jù)本發(fā)明的"目標(biāo)相位設(shè)定單元"，并且致動器操作量設(shè)定 單元6000可以視為根據(jù)本發(fā)明的"相位控制單元"。目標(biāo)相位限制單元 4020和步驟S140 (圖15)和S240 (圖16)可以視為根據(jù)本發(fā)明的"目 標(biāo)相位限制單元"，并且限制范圍設(shè)定單元4030和步驟S220 (圖16)可以視為根據(jù)本發(fā)明的"可變限制范圍設(shè)定單元"。
在說明書中已經(jīng)公開的本發(fā)明實(shí)施例可以在所有方面都認(rèn)為是解釋 性的而非限制性的。本發(fā)明的技術(shù)范圍由權(quán)利要求限定，并意在包括落 在權(quán)利要求的等同方案的含義和范圍內(nèi)的所有變化。
權(quán)利要求
1. 一種可變閥正時系統(tǒng)，其改變設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，所述可變閥正時系統(tǒng)的特征在于包括改變機(jī)構(gòu)，其在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時通過將凸輪軸和曲軸之間的旋轉(zhuǎn)相位差改變與致動器的操作量對應(yīng)的變化量來改變所述開啟/關(guān)閉正時，所述凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時被改變的閥，其中，相比在所述開啟/關(guān)閉正時在第二相位區(qū)域內(nèi)時，在所述開啟/關(guān)閉正時在第一相位區(qū)域內(nèi)時，所述改變機(jī)構(gòu)將所述開啟/關(guān)閉正時的變化量相對于所述致動器的操作量的比率設(shè)定為更低的值；目標(biāo)相位設(shè)定單元，其基于所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥中至少一者的目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時；相位控制單元，其基于所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時和實(shí)際開啟/關(guān)閉正時之間的比較結(jié)果設(shè)定所述致動器的操作量；以及目標(biāo)相位限制單元，其限制在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時使用的所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時，使得由于停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后所述致動器的操作，在所述發(fā)動機(jī)停止時的所述開啟/關(guān)閉正時在所述第一相位區(qū)域內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 在所述發(fā)動機(jī)正在起動時，所述目標(biāo)相位限制單元將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到所述第一相位區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變闊正時系統(tǒng)，其中， 當(dāng)車輛沒有正在行駛時，所述目標(biāo)相位限制單元將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到包括所述第一相位區(qū)域和與所述第一相位區(qū)域的相位差等 于或者小于給定量的相位區(qū)域的限制范圍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可變閥正時系統(tǒng)，還包括 可變限制范圍設(shè)定單元，其基于所述發(fā)動機(jī)的溫度設(shè)定對所述限制范圍進(jìn)行限定的所述給定量，由所述目標(biāo)相位限制單元將所述目標(biāo)開啟/ 關(guān)閉正時限制到所述限制范圍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 在所述發(fā)動機(jī)的溫度較低時，所述可變限制范圍設(shè)定單元將所述給定量設(shè)定為相對較小的值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 所述第一相位區(qū)域包括最大延遲相位，且所述第一相位區(qū)域的最大提前側(cè)相位比預(yù)定相位更延遲，并且在停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后 所述目標(biāo)相位設(shè)定單元將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時設(shè)定到在所述最大延遲 相位處的開啟/關(guān)閉正時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 所述致動器由電動機(jī)形成，并且所述致動器的操作量對應(yīng)于所述電動機(jī)的相對于所述凸輪軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)包括發(fā)動機(jī)速度和進(jìn)氣量。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述發(fā)動機(jī)正在負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，所述目標(biāo)相位設(shè)定單元基于所述發(fā)動機(jī)速度和所述進(jìn)氣量設(shè)定所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 當(dāng)所述發(fā)動機(jī)正在無負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，所述目標(biāo)相位設(shè)定單元基于所述發(fā)動機(jī)速度設(shè)定所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的可變閥正時系統(tǒng)，其中， 在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時，在停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之前，所述目標(biāo)相位限制單元限制所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
12. —種用于控制可變閥正時系統(tǒng)的方法，所述可變閥正時系統(tǒng)改變 設(shè)置在發(fā)動機(jī)中的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少一者的開啟/關(guān)閉正時，并包括 改變機(jī)構(gòu)，其在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時通過將凸輪軸和曲軸之間的旋轉(zhuǎn) 相位差改變與致動器的操作量對應(yīng)的變化量來改變所述開啟/關(guān)閉正時， 所述凸輪軸驅(qū)動其開啟/關(guān)閉正時被改變的閥，其中，相比在所述開啟/關(guān) 閉正時在第二相位區(qū)域內(nèi)時，在所述開啟/關(guān)閉正時在第一相位區(qū)域內(nèi) 時，所述改變機(jī)構(gòu)將所述開啟/關(guān)閉正時的變化量相對于所述致動器的操作量的比率設(shè)定為更低的值，所述方法的特征在于包括基于所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)設(shè)定所述進(jìn)氣閥和所述排氣閥中至少一者的目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時；基于所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時和實(shí)際開啟/關(guān)閉正時之間的比較結(jié)果設(shè)定所述致動器的操作量；以及限制在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時使用的所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時，使得通過在停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后所述致動器的操作，在所述發(fā)動機(jī)停止時，使所述開啟/關(guān)閉正時在所述第一相位區(qū)域中。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在所述發(fā)動機(jī)正在起動時，將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到所述第 一相位區(qū)域。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括在車輛沒有正在行駛時，將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到包括所述 第一相位區(qū)域和與所述第一相位區(qū)域的相位差等于或者小于給定量的相 位區(qū)域的限制范圍。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括基于所述發(fā)動機(jī)的溫度設(shè)定對所述限制范圍進(jìn)行限定的所述給定 量，由所述目標(biāo)相位限制單元將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時限制到所述限制 范圍。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，在所述發(fā)動機(jī)的溫度較低時，將所述給定量設(shè)定為相對較小的值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述第一相位區(qū)域包括最大延遲相位，且所述第一相位區(qū)域的最大提前側(cè)相位比預(yù)定相位更延遲，并且在停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之后 將所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時設(shè)定到在所述最大延遲相位處的開啟/關(guān)閉正 時。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述致動器由電動機(jī)形成，并且所述致動器的操作量對應(yīng)于所述電動機(jī)的相對于所述凸輪軸的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 所述發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)包括發(fā)動機(jī)速度和進(jìn)氣量。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)正在負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，基于所述發(fā)動機(jī)速度和所述 進(jìn)氣量設(shè)定所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，當(dāng)所述發(fā)動機(jī)正在無負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn)時，基于所述發(fā)動機(jī)速度設(shè)定 所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12至21中任一項(xiàng)所述的方法，其中， 在所述發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)時，在停止所述發(fā)動機(jī)的指令發(fā)出之前，限制所述目標(biāo)開啟/關(guān)閉正時。
全文摘要
可變閥正時系統(tǒng)通過以根據(jù)相位區(qū)域而變化的減速比減小致動器的操作量來改變閥相位。當(dāng)閥相位在相位變化量與致動器的操作量的比率較低(即減速比較高)的區(qū)域(2500)以外時，致動器會由于例如施加到凸輪軸的反作用力而被操作，并會引起不期望的閥相位變化。因而，當(dāng)存在發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令的可能性時，例如當(dāng)發(fā)動機(jī)正在起動時和盡管發(fā)動機(jī)正在運(yùn)轉(zhuǎn)但車輛沒有正在行駛時，目標(biāo)相位值被限制到比相位限制值(IVlmt)更延遲的區(qū)域，該相位限制值(IVlmt)是在考慮到從發(fā)出發(fā)動機(jī)停止指令發(fā)出時起直到發(fā)動機(jī)停止時閥正時能夠被改變的量的情況下設(shè)定的。
文檔編號F01L1/34GK101438032SQ200780015818
公開日2009年5月20日 申請日期2007年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月29日
發(fā)明者一本和宏, 安部司, 山崎誠 申請人:豐田自動車株式會社