閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】對現(xiàn)有的閥開閉時期控制進行改進，使鎖定機構(gòu)部的鎖定解除動作可靠地進行。閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)具有用于改變凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位的變位機構(gòu)部、用于鎖定旋轉(zhuǎn)相位的鎖定機構(gòu)部、用于控制油壓控制閥的動作的控制單元。控制單元具有用于獲取有關(guān)油壓特性的特性信息的特性獲取部，鎖定解除行程是向鎖定機構(gòu)部提供油壓而使旋轉(zhuǎn)相位從中間鎖定相位向滯后角側(cè)和提前角側(cè)的任意一方移動之后，再向鎖定機構(gòu)部提供油壓而使旋轉(zhuǎn)相位向滯后角側(cè)和提前角側(cè)的任意另一方移動，從而結(jié)束鎖定的接觸，與中間鎖定相位相比，直至經(jīng)過待機時間，使鎖定解除行程時的旋轉(zhuǎn)相位在任意一方的規(guī)定位置上待機，具有根據(jù)特性信息改變待機時間的待機時間改變部。
【專利說明】閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其用于控制從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件相對于驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件的相對旋轉(zhuǎn)相位，其中，驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件與內(nèi)燃機的曲軸同步旋轉(zhuǎn)。
【背景技術(shù)】[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，公知如下一種閥開閉時期控制裝置:為使從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件相對于驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件的相對旋轉(zhuǎn)相位(下面簡稱為旋轉(zhuǎn)相位)保持為中間旋轉(zhuǎn)相位(鎖定旋轉(zhuǎn)相位或鎖定位置)，上述閥開閉時期控制裝置具有油壓式鎖定機構(gòu)，該油壓式鎖定機構(gòu)由形成于從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件上的鎖定凹部和能相對于該鎖定凹部進退的鎖定體構(gòu)成。還有，這里，將鎖定體插入鎖定凹部中的動作稱為鎖定或鎖定動作，而將鎖定體脫離鎖定凹部的動作稱為鎖定解除或鎖定解除動作。在具有上述結(jié)構(gòu)的閥開閉時期控制裝置中，當發(fā)生鎖定要求或鎖定解除要求時需要控制油壓控制閥，以使從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件相對于驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件的相對旋轉(zhuǎn)相位的改變動作和鎖定動作或鎖定解除動作順暢地進行。
[0003]在專利文獻I中公開有如下一種閥開閉時期控制裝置:其用I個油壓控制閥控制旋轉(zhuǎn)相位的改變和鎖定銷的動作這兩者。在該裝置中，用于控制向油壓控制閥發(fā)出驅(qū)動信號(驅(qū)動電流)的控制機構(gòu)，不僅將對油壓控制閥進行控制的控制區(qū)域區(qū)分為多個控制區(qū)域，還至少使I個控制區(qū)域中的驅(qū)動電流控制特性不同于其他控制區(qū)域中的驅(qū)動電流控制特性。詳細地講，在對相位改變控制的精度和穩(wěn)定性有確保要求的控制區(qū)域，將驅(qū)動電流控制的響應(yīng)速度(時間常數(shù))設(shè)定在能防止過沖和振蕩(overshoot ?hunting)的范圍內(nèi)，但在有高響應(yīng)性要求的控制區(qū)域，使驅(qū)動電流控制的響應(yīng)速度(時間常數(shù))實現(xiàn)高響應(yīng)性。例如，在使鎖定銷向鎖定方向或鎖定解除方向進行驅(qū)動的鎖定銷控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)高響應(yīng)性，而在使旋轉(zhuǎn)相位改變?yōu)楦鶕?jù)運轉(zhuǎn)條件而設(shè)定的目標旋轉(zhuǎn)相位這樣的控制區(qū)域?qū)崿F(xiàn)低響應(yīng)性，以確保相位改變控制的精度和穩(wěn)定性。
[0004]在該裝置中，
【發(fā)明者】的意圖是在鎖定動作或鎖定解除動作控制和旋轉(zhuǎn)相位改變控制中，通過設(shè)定不同的響應(yīng)速度而使各個動作很好地進行。但是，由于在判定鎖定要求或鎖定解除要求之后，進行鎖定動作或鎖定解除動作控制中的響應(yīng)速度的改變設(shè)定，因此若判定定時過早或過遲時，出現(xiàn)無法合適地控制閥開閉時期這樣的問題，尤其是出現(xiàn)鎖定銷無法從鎖定凹部中脫離這樣的問題。
[0005]在專利文獻2中公開有如下一種內(nèi)燃機控制裝置，其具有:相位可變機構(gòu)，其能改變凸輪軸相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位；可變閥提升機構(gòu)，其能連續(xù)改變進氣閥的提升量。在該裝置中，將模式分為低負載側(cè)運轉(zhuǎn)區(qū)域和高負載側(cè)運轉(zhuǎn)區(qū)域，根據(jù)各模式而分為提前關(guān)閉動作和滯后關(guān)閉動作，以改變進氣閥關(guān)閉定時的設(shè)定和目標氣缸空氣量。另外，在模式改變時，能合適地調(diào)整氣缸空氣量以切實防止異常燃燒，還能降低泵氣損失、提高發(fā)動機運轉(zhuǎn)效率。但在該裝置中，雖然將運轉(zhuǎn)區(qū)域分為低負載側(cè)和高負載側(cè)，但是沒有記載可變閥控制動作中的模式區(qū)分的事項，其未考慮閥開閉時期控制中的控制模式的調(diào)整問題。
[0006]在專利文獻3中公開有如下一種閥開閉時期控制裝置，其具備:相位變換機構(gòu)，將工作流體分別向2種壓力室進行給排而改變驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件和從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件之間的相對相位(旋轉(zhuǎn)相位)，其中，驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件相對于曲軸同步旋轉(zhuǎn)，從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)，2種壓力室的容積因可動分隔件而能互補性地變化；以及鎖定機構(gòu)，在適于上述內(nèi)燃機起動時的中間鎖定相位時，在工作流體的作用下，既能固定上述相對相位又能進行固定解除。具有:第一控制閥，其用于控制用來進行旋轉(zhuǎn)相位改變的工作油的供應(yīng)；以及第二控制閥，其用于控制用來進行鎖定動作的工作油的供應(yīng)。結(jié)構(gòu)為將對應(yīng)于發(fā)動機運轉(zhuǎn)狀態(tài)的最佳相對相位收納和存儲在控制單元中，相對于另外檢測出的運轉(zhuǎn)狀態(tài)(發(fā)動機轉(zhuǎn)速、冷卻水溫度等)，能獲取最佳相對相位。控制單元中還輸入有點火開關(guān)的ON/OFF信息、來自用于檢測發(fā)動機油溫的油溫傳感器的信息等。雖然該閥開閉時期控制裝置采用根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)計算出最佳目標相對相位(目標旋轉(zhuǎn)相位)的結(jié)構(gòu)，但沒有詳細記載為了實現(xiàn)計算出的目標旋轉(zhuǎn)相位而運算用于驅(qū)動油壓控制閥的操作量的事項。尤其是沒有考慮控制油壓控制閥以使改變旋轉(zhuǎn)相位的動作和鎖定動作或鎖定解除動作順暢進行的事項。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:日本發(fā)明專利公開公報特開2011-058444號(段落編號〔0002-0011〕、〔0043-0049〕、圖 9)
[0010]專利文獻2:日本發(fā)明專利公開公報特開2009-243372號(段落編號〔0029-0125〕、圖5、圖12)
[0011]專利文獻3:日本發(fā)明專利公開公報特開2009-074384號(段落編號〔0012-0040〕、圖1)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明所要解決的問題
[0013]鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是改進現(xiàn)有技術(shù)中的閥開閉時期控制，以使鎖定機構(gòu)部的動作控制可靠地進行，尤其是鎖定解除動作可靠地進行。
[0014]用于解決問題的手段
[0015]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)具有:變位機構(gòu)部，其使凸輪軸相對于內(nèi)燃機的曲軸的旋轉(zhuǎn)相位在滯后角位置與提前角位置之間改變；鎖定機構(gòu)部，使鎖定銷插入鎖定凹部，以將所述旋轉(zhuǎn)相位鎖定在位于所述旋轉(zhuǎn)相位的變化范圍內(nèi)的中間鎖定相位；油壓回路，其具有對所述變位機構(gòu)部和所述鎖定機構(gòu)部進行油壓驅(qū)動的油壓控制閥；以及控制單元，其具有用于控制所述油壓控制閥的動作的控制系統(tǒng)，所述控制單元具有特性獲取部，其用于獲取有關(guān)所述油壓回路的油壓特性的特性信息，所述鎖定機構(gòu)部的解除所述鎖定的鎖定解除行程是:向所述鎖定機構(gòu)部提供油壓而使所述旋轉(zhuǎn)相位從所述中間鎖定相位向所述滯后角位置側(cè)和所述提前角位置側(cè)的任意一方移動之后，再向所述鎖定機構(gòu)部提供油壓而使所述旋轉(zhuǎn)相位向所述滯后角位置側(cè)和所述提前角位置側(cè)的任意另一方移動，從而結(jié)束所述鎖定的解除，與所述中間鎖定相位相比，直至經(jīng)過待機時間，使所述鎖定解除行程時的所述旋轉(zhuǎn)相位在所述任意一方的規(guī)定位置上待機，所述閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)具有根據(jù)所述特性信息改變所述待機時間的待機時間改變部。
[0016]當鎖定銷插入或脫離鎖定凹部、與中間鎖定相位相比，如果將旋轉(zhuǎn)相位在滯后角側(cè)或提前角側(cè)的位置上待機的待機時間固定，由于油壓特性的變動，施加于鎖定機構(gòu)部和變位機構(gòu)部的油壓的作用定時不一致，有可能發(fā)生鎖定解除不良。在上述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)由特性獲取部獲取的油壓特性，與中間鎖定相位相比，適當?shù)卣{(diào)整旋轉(zhuǎn)相位在滯后角側(cè)或提前角側(cè)的位置上待機的待機時間，就能減小因油壓特性的變動所引起的油壓的作用定時不一致而導(dǎo)致的鎖定解除不良的可能性。
[0017]例如，由于工作油的粘性或油壓下降，鎖定銷插入或脫離鎖定凹部的作用力下降或滯后時，通過延長待機時間就能可靠地進行鎖定解除動作。
[0018]作為用于確定油壓特性值的特性信息，由于可例舉油壓回路的油溫、油壓、油壓泵的轉(zhuǎn)速、其它與粘性有關(guān)聯(lián)的油劣化度等，所以上述特性信息只要包含上述油壓回路的油溫、油壓、油壓泵的轉(zhuǎn)速、油劣化度等中的至少一個即可。但考慮到附加成本，優(yōu)選利用油溫、油壓、油壓泵的轉(zhuǎn)速、油劣化度之中因其他目的而已經(jīng)獲取的信息。例如，由于直接從安裝在油壓回路上的油壓傳感器獲得油壓會使成本增加，因此優(yōu)選根據(jù)油壓泵的轉(zhuǎn)速推算油壓。
[0019]待機時間不足時引起鎖定解除不良的可能性較大。換言之，如果延長待機時間，則能夠防止鎖定解除不良。然而，如果將待機時間延長到所需程度以上，則控制系統(tǒng)的時間響應(yīng)性變差，導(dǎo)致操縱性方面的響應(yīng)能力變差。因此，重要的是在發(fā)生鎖定解除不良時，逐漸地延長待機時間，找到不發(fā)生鎖定解除不良的最短的待機時間。為了該目的，在本發(fā)明優(yōu)選實施方式之一中，上述待機時間改變部具有修正部，當檢測到上述鎖定機構(gòu)部中的鎖定解除不良時，該修正部對上述待機時間進行延長修正。
[0020]為了減小每次重復(fù)由修正部對待機時間進行延長修正這樣的繁瑣問題，在進一步優(yōu)選的實施方式中，上述修正部為學(xué)習(xí)型修正部，該學(xué)習(xí)型修正部根據(jù)多次鎖定解除不良的學(xué)習(xí)結(jié)果來計算上述待機時間的修正量。由此，能夠可靠且迅速地確定適當?shù)拇龣C時間。
[0021]隨著鎖定解除不良的發(fā)生而待機時間延長時，需要對該延長時間設(shè)置界限值。當使該界限值與鎖定機構(gòu)部發(fā)生異常時的閾值關(guān)聯(lián)時，能夠告知鎖定機構(gòu)部的故障，能夠防止長時間高耗能地行駛或在沒有加速性地行駛這樣的不利情況。因此，在本發(fā)明優(yōu)選實施方式之一中具有異常判定部，在被上述待機時間改變部延長的上述待機時間超過閾值時，該異常判定部輸出異常信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示意性地圖解本發(fā)明的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)的基本控制過程的示意圖。
[0023]圖2是表示閥開閉時期控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的側(cè)剖視圖。
[0024]圖3是圖2的II1-1II線剖視圖。
[0025]圖4是表示限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的分解圖。
[0026]圖5A是表示發(fā)動機起動時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0027]圖5B是表示發(fā)動機起動時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0028]圖6A是表示解除鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0029]圖6B是表示解除鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0030]圖7A是表示解除限制狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0031]圖7B是表示解除限制狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。[0032]圖8A是表示保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0033]圖8B是表示保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0034]圖9A是表示通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)中提前角控制時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0035]圖9B是表示通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)中提前角控制時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0036]圖1OA是表示通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)中滯后角控制時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0037]圖1OB是表示通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)中滯后角控制時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0038]圖1lA是表示鎖定動作開始時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0039]圖1lB是表示鎖定動作開始時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0040]圖12A是表示實現(xiàn)限制狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0041]圖12B是表示實現(xiàn)限制狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0042]圖13A是表示鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的俯視圖。
[0043]圖13B是表示鎖定狀態(tài)時的限制機構(gòu)和鎖定機構(gòu)的狀態(tài)的剖視圖。
[0044]圖14是表示控制單元的功能的功能框圖。
[0045]圖15是表示待機時間改變部的功能的功能框圖。
[0046]圖16是表示異常判定部的功能的功能框圖。
[0047]圖17是表示相對于VVT機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)相位控制程序的一個例子的流程圖。
[0048]圖18是表示待機時間計算處理程序的一個例子的流程圖。
[0049]圖19是表示鎖定不良判定處理程序的一個例子的流程圖。
[0050]圖20是圖解從起動到解除鎖定的旋轉(zhuǎn)相位改變行程的示意圖。
【具體實施方式】
[0051]在說明本發(fā)明的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)的第一實施方式之前，利用圖1所示的示意圖說明本發(fā)明的大致情況。在此，該系統(tǒng)具有利用驅(qū)動信號進行油壓控制的閥開閉時期調(diào)整機構(gòu)(以下稱為WT機構(gòu))1，該驅(qū)動信號由包含反饋控制部在內(nèi)的電子控制系統(tǒng)輸出。雖然其詳細情況將在后面進行說明，但VVT機構(gòu)I具有:變位機構(gòu)部，其用于向提前角方向或滯后角方向改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機E (有時也記作發(fā)動機E)的曲軸的旋轉(zhuǎn)相位；以及鎖定機構(gòu)部，其將上述旋轉(zhuǎn)相位鎖定在位于上述旋轉(zhuǎn)相位的變化范圍內(nèi)的中間鎖定相位。變位機構(gòu)部和鎖定機構(gòu)部在油壓控制閥(圖1中未圖示)的作用下進行動作，該油壓控制閥被驅(qū)動信號(例如PWM信號)進行驅(qū)動控制。
[0052]在整個控制過程中，首先，根據(jù)目標旋轉(zhuǎn)相位和作為控制量的實際旋轉(zhuǎn)相位(VVT機構(gòu)I的實際角度)的偏差來運算輸出操作量，其中，目標旋轉(zhuǎn)相位是對作為旋轉(zhuǎn)相位的控制目標的基本目標旋轉(zhuǎn)相位進行修正而得，該基本目標旋轉(zhuǎn)相位是發(fā)動機ECUll提供的。還有，根據(jù)上述操作量生成驅(qū)動信號并向油壓控制閥輸出。此外，在圖中，基本目標旋轉(zhuǎn)相位用θ O表不，目標旋轉(zhuǎn)相位用Θ表不,偏差用Δ Θ表不,操作量用S表不,驅(qū)動信號用D表示，實際旋轉(zhuǎn)相位用Θ r表示。
[0053]本發(fā)明的重要技術(shù)特征是，在鎖定銷的鎖定解除行程中，鎖定機構(gòu)部發(fā)生鎖定解除不良時，使滯后角位置上的旋轉(zhuǎn)相位待機的待機時間延長。在圖1中圖解了以下情況:滯后角位置上的基本待機時間:t0成為被延長已算出的修正量:At后的待機時間:tw，并且被發(fā)送給作為控制主體的反饋控制。
[0054]待機時間的改變用tw = t0 + At表示。
[0055]基本待機時間:t0根據(jù)與包含油壓控制閥在內(nèi)的油壓回路的油壓特性有關(guān)的特性信息被計算出。作為特性信息，可利用油壓回路的油溫、油壓、油壓泵的轉(zhuǎn)速(可用發(fā)動機轉(zhuǎn)速替代)、油劣化度等。對待機時間影響最大的是油壓，在此，作為能夠推算出油壓的參數(shù)，米用油溫(在圖中用T表TrO和發(fā)動機轉(zhuǎn)速(在圖中用rpm表ττΟ。
[0056]此外，根據(jù)本發(fā)明人的也能由鎖定解除行程中的油壓的作用狀態(tài)計算出待機時間的修正量的見解，將實際旋轉(zhuǎn)相位(實際角度)的隨時間的變化、即變化率:λ也作為特性信息之一 O
[0057]將這樣的特性信息作為輸入?yún)?shù)，通常可利用經(jīng)由映射的以下關(guān)系式:M計算出基本待機時間。
[0058]t0 = M (T, rpm, λ )
[0059]或者也可以是t0 = M (T, rpm),也可以是t0 = M (A)0
[0060]當判定為鎖定解除不良時，可將修正量:At作為規(guī)定量或根據(jù)不良程度計算出的量而賦予。鎖定解除不良根據(jù)實際旋轉(zhuǎn)相位相對于目標旋轉(zhuǎn)相位的隨時間的變動能夠判定。
[0061]另外，在圖1中，還圖解了以下情況:當待機時間:tw超過閾值:tth時，視為鎖定機構(gòu)部發(fā)生了故障并輸出異常信號的功能。作為異常告知，該異常信號被發(fā)送給發(fā)動機E⑶11而向駕駛員告知故障。
[0062]反饋控制自身是人們熟知的結(jié)構(gòu)，根據(jù)作為VVT機構(gòu)I的旋轉(zhuǎn)相位的測定值(旋轉(zhuǎn)相位的實際值)的實際角度(圖中表示為Θr)、和作為目標值的目標角度(圖中表示為Θ)之差的偏差(圖中表示為Λ Θ)來運算操作量:S。還有，由運算出的操作量生成驅(qū)動信號:D并輸出給油壓控制閥。
[0063]根據(jù)圖2~圖13B說明本發(fā)明的實施方式。首先根據(jù)圖2和圖3說明VVT機構(gòu)I的整體結(jié)構(gòu)。
[0064](整體結(jié)構(gòu))
[0065]閥開閉時期控制機構(gòu)(以下簡稱為VVT機構(gòu))I具有:外部轉(zhuǎn)子2，其作為驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件，并與發(fā)動機E的曲軸18同步旋轉(zhuǎn)；以及內(nèi)部轉(zhuǎn)子3，其作為從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件，并且與外部轉(zhuǎn)子2同軸配置并與凸輪軸19同步旋轉(zhuǎn)。
[0066]外部轉(zhuǎn)子2由安裝在供凸輪軸19連接的一側(cè)的后板21、安裝在與供凸輪軸19連接的一側(cè)相反的一側(cè)的前板22、以及夾在后板21和前板22之間的殼體23構(gòu)成。內(nèi)置于外部轉(zhuǎn)子2內(nèi)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子3成一體地組裝在凸輪軸19的前端部，能在一定范圍內(nèi)相對于外部轉(zhuǎn)子2相對旋轉(zhuǎn)。
[0067]曲軸18被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)時 ，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力從設(shè)在曲軸18上的輸出鏈輪17經(jīng)由動力傳遞部件10傳遞給后板21的鏈輪部21a，外部轉(zhuǎn)子2被驅(qū)動而向圖3所示的RD方向旋轉(zhuǎn)，隨著外部轉(zhuǎn)子2被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子3向RD方向被驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，凸輪軸19旋轉(zhuǎn)。
[0068]在外部轉(zhuǎn)子2的殼體23上形成有在圓周方向上互相隔開間隔并向徑向方向突出的多個突出部24。在該突出部24和內(nèi)部轉(zhuǎn)子3之間形成有油壓室4。在本實施方式中，油壓室4設(shè)有3處，但不限于此。
[0069]各油壓室4被構(gòu)成內(nèi)部轉(zhuǎn)子3的一部分的分隔部31或安裝在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3上的葉片32分成提前角室41和滯后角室42這兩部分。形成在分隔部31上的限制部件收容部51和鎖定部件收容部52中分別收容有限制部件5和鎖定部件6 (也稱作鎖定銷)，構(gòu)成限制機構(gòu)50和鎖定機構(gòu)部60。還有在本發(fā)明中，將整個向提前角方向和滯后角方向改變旋轉(zhuǎn)相位的機構(gòu)統(tǒng)稱為變位機構(gòu)部。該變位機構(gòu)部中還包含限制機構(gòu)50。這些結(jié)構(gòu)將在后面進行敘述。
[0070]形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3上的提前角通路43與提前角室41連通。同樣，形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3上的滯后角通路44與滯后角室42連通。提前角通路43和滯后角通路44經(jīng)由油壓回路7而將工作油提供給提前角室41和滯后角室42或從中排出，使油壓作用于作為變位機構(gòu)部的主要要素的分隔部31或葉片32。這樣，可將內(nèi)部轉(zhuǎn)子3相對于外部轉(zhuǎn)子2的相對旋轉(zhuǎn)相位向圖3中的提前角方向Dl或滯后角方向D2改變，或者保持在任意相位。還有，作為工作油，一般使用發(fā)動機油。
[0071]外部轉(zhuǎn)子2與內(nèi)部轉(zhuǎn)子3能夠相對旋轉(zhuǎn)移動的一定范圍對應(yīng)于分隔部31或葉片32能在油壓室4的內(nèi)部變位的范圍。提前角室41的容積最大時為最大提前角相位，滯后角室42的容積最大時為最大滯后角相位。即，相對旋轉(zhuǎn)相位能在最大提前角相位和最大滯后角相位之間改變。
[0072]在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3和前板22上設(shè)有扭簧8。在扭簧8的作用下，內(nèi)部轉(zhuǎn)子3和外部轉(zhuǎn)子2受到向提前角方向Dl改變相對旋轉(zhuǎn)相位的作用力。
[0073]下面說明油壓回路7的結(jié)構(gòu)。油壓回路7具有:油壓泵71，其被發(fā)動機E驅(qū)動而提供工作油；螺線管式油壓控制閥72，其對工作油相對于提前角通路43和滯后角通路44的提供和排出進行控制；升壓部73，其對來自油壓泵71的工作油進行升壓；以及油箱74，其儲存工作油。
[0074]油壓控制閥72根據(jù)從控制單元9輸出的驅(qū)動信號工作。油壓控制閥72具有:第一位置72a，允許向提前角通路43提供工作油，允許從滯后角通路44中排出工作油以進行提前角控制；第二位置72b，禁止向提前角通路43和滯后角通路44中給排工作油以進行相位保持控制；以及第三位置72c，允許從提前角通路43中排出工作油，允許向滯后角通路44提供工作油以進行滯后角控制。油壓控制閥72根據(jù)控制單元9的驅(qū)動信號工作。本實施方式的油壓控制閥72采用在沒有來自控制單元9的驅(qū)動信號時在第一位置72a進行提前角控制的結(jié)構(gòu)。
[0075](限制機構(gòu))
[0076]根據(jù)圖4說明將相對旋轉(zhuǎn)相位限制在從最大滯后角相位到中間鎖定相位的范圍(以下稱為“限制范圍Lr”)的限制機構(gòu)50的結(jié)構(gòu)。中間鎖定相位是指被后述鎖定機構(gòu)部60鎖定時的相對旋轉(zhuǎn)相位。
[0077]限制機構(gòu)50主要由帶臺階的圓筒形限制部件5、用于收容限制部件5的限制部件收容部51、以及能供限制部件5嵌入的形成于后板21的表面上的長孔狀限制凹部52構(gòu)成。
[0078]限制部件5呈將直徑不同的圓筒進行4級層疊的形狀。從后板21側(cè)開始依次將該4級的圓筒稱為第一臺階部5a、第二臺階部5b、第三臺階部5c和第四臺階部5d。第二臺階部5b采用直徑小于第一臺階部5a的直徑的結(jié)構(gòu)，在前板22側(cè)，采用第二臺階部5b、第三臺階部5c、第四臺階部5d的直徑依次變大的結(jié)構(gòu)。還有，第三臺階部5c的容積小于第一油壓室55的容積，以提高工作油提供給第一油壓室55時的限制部件5的動作能力。
[0079]第一臺階部5a形成為能嵌入限制凹部52中，在第一臺階部5a嵌入限制凹部52中時，相對旋轉(zhuǎn)相位被限制在限制范圍Lr內(nèi)。第四臺階部5d上形成有圓筒形凹部5f，彈簧53被收容在其中。另外，為了減少限制部件5向施力方向移動時的工作油的阻力以提高動作能力，在限制部件5的中心部形成有通孔5g。
[0080]在限制部件5和前板22之間設(shè)有塞部件54，在該塞部件54和凹部5f的底面之間安裝有彈簧53。在限制部件5向前板22側(cè)移動時，形成于塞部件54上的切口部54a能使工作油經(jīng)由未圖示的排出流路排到VVT機構(gòu)I的外部，有助于提高限制部件5的動作能力。
[0081]限制部件收容部51沿凸輪軸19的旋轉(zhuǎn)軸心(以下稱為“旋轉(zhuǎn)軸心”)的方向形成于內(nèi)部轉(zhuǎn)子3中，從前板22側(cè)直到后板21側(cè)貫穿整個內(nèi)部轉(zhuǎn)子3。限制部件收容部51例如呈將直徑不同的圓筒狀空間進行兩級層疊的形狀，限制部件5能在其內(nèi)部移動。
[0082]限制凹部52呈以旋轉(zhuǎn)軸心為中心的圓弧狀，其在徑向上的位置形成得與后述鎖定凹部62稍有不同。限制凹部52采用以下結(jié)構(gòu):在限制部件5與第一端部52a抵接的狀態(tài)時，相對旋轉(zhuǎn)相位為中間鎖定相位，限制部件5與第二端部52b抵接的狀態(tài)時，相對旋轉(zhuǎn)相位為最大滯后角相位。即，限制凹部52對應(yīng)于限制范圍Lr。
[0083]限制部件5被收容在限制部件收容部51中，還被彈簧53始終施以朝向后板21側(cè)的作用力。限制部件5的第一臺階部5a嵌入限制凹部52中時，相對旋轉(zhuǎn)相位被限制在限制范圍Lr內(nèi)而形成“限制狀態(tài)”。克服彈簧53的作用力，第一臺階部5a從限制凹部52中退出時，限制狀態(tài)被解除而成為“解除限制狀態(tài)”。
[0084]將限制部件5收容在限制部件收容部51中時，能由限制部件5和限制部件收容部51形成第一油壓室55。工作油提供給第一油壓室55，油壓作用于第一受壓面5e時，限制部件5克服彈簧53的作用力而向前板22側(cè)移動，成為解除限制狀態(tài)。對第一油壓室55給排工作油的流路結(jié)構(gòu)將在后面進行敘述。
[0085](鎖定機構(gòu)部)
[0086]根據(jù)圖4說明將相對旋轉(zhuǎn)相位鎖定在中間鎖定相位的鎖定機構(gòu)部60的結(jié)構(gòu)。鎖定機構(gòu)部60主要由帶臺階的圓筒形鎖定部件6、用于收容鎖定部件6的鎖定部件收容部61、以及能供鎖定部件6嵌入的形成于后板21的表面上的圓孔狀鎖定凹部62構(gòu)成。
[0087]鎖定部件6例如呈將直徑不同的圓筒進行3級層疊的形狀。從后板21側(cè)開始依次將該3級的圓筒稱為第一臺階部6a、第二臺階部6b、第三臺階部6c。采用第一臺階部6a、第二臺階部6b、第三臺階部6c的直徑依次變大的結(jié)構(gòu)。
[0088]第一臺階部6a形成為能嵌入鎖定凹部62中，在第一臺階部6a嵌入鎖定凹部52中時，相對旋轉(zhuǎn)相位被鎖定在中間鎖定相位。從第三臺階部6c到第二臺階部6b的一部分形成有圓筒形凹部6f，彈簧63被收容在其中。另外，為了減少鎖定部件6向施力方向移動時的工作油的阻力以提高動作能力，在鎖定部件6的中心部形成有通孔6g。[0089]鎖定部件6和前板22之間設(shè)有塞部件64，在該塞部件64和凹部6f的底面之間安裝有彈簧63。鎖定部件6向前板22側(cè)移動時，形成于塞部件64上的切口部64a能使工作油經(jīng)由未圖示的排出流路排到VVT機構(gòu)I的外部，有助于提高鎖定部件6的動作能力。
[0090]鎖定部件收容部61沿旋轉(zhuǎn)軸心的方向形成于內(nèi)部轉(zhuǎn)子3中，從前板22側(cè)直到后板21側(cè)貫穿整個內(nèi)部轉(zhuǎn)子3。鎖定部件收容部61例如呈將直徑不同的圓筒狀空間進行3級層疊的形狀，鎖定部件6能在其內(nèi)部移動。
[0091]鎖定部件6被收容在鎖定部件收容部61中，還被彈簧63始終施以朝向后板21側(cè)的作用力。鎖定部件6的第一臺階部6a嵌入鎖定凹部62中時，相對旋轉(zhuǎn)相位被鎖定在中間鎖定相位而形成“鎖定狀態(tài)”?？朔椈?3的作用力，第一臺階部6a從鎖定凹部62中退出時，鎖定狀態(tài)被解除而成為“解除鎖定狀態(tài)”。
[0092]將鎖定部件6收容在鎖定部件收容部61中時，能由鎖定部件6和鎖定部件收容部61形成第二油壓室65和第三油壓室66。工作油提供給第二油壓室65，油壓作用于第二受壓面6d時，鎖定部件6克服彈簧63的作用力而向前板22側(cè)移動，成為解除鎖定狀態(tài)。另夕卜，工作油提供給第三油壓室66，油壓作用于第三受壓面6e時，能保持鎖定部件6的解除鎖定狀態(tài)。對第二油壓室65和第三油壓室66給排工作油的流路結(jié)構(gòu)將在后面進行敘述。
[0093]下面根據(jù)圖4和圖5B說明解除限制流路、排放流路、解除鎖定流路和連通流路。
[0094](解除限制流路)
[0095]用于實現(xiàn)解除限制狀態(tài)的解除限制流路具有限制時連通路徑82和解除時連通路徑83。限制時連通路徑82由后述的后板通路84、第一貫通路徑85a和供給路徑85c構(gòu)成，是為解除限制狀態(tài)而將工作油提供給第一油壓室55的流路。另外，解除時連通路徑83是限制部件5從限制凹部52中退出時，為保持解除限制狀態(tài)而將工作油提供給第一油壓室55的流路。
[0096]后板通路84是形成于后板21的內(nèi)部轉(zhuǎn)子3側(cè)的表面上的槽狀通路，并與提前角室41連通。后板通路84采用以下結(jié)構(gòu):只有在限制部件5在限制范圍Lr內(nèi)的規(guī)定的提前角側(cè)范圍(下面稱為“能解除限制范圍Lt”)內(nèi)時，才能與構(gòu)成轉(zhuǎn)子通路85的一部分的第一貫通路徑85a連通。還有，限制部件5在能解除限制范圍Lt內(nèi)，是指第一臺階部5a完全位于能解除限制范圍Lt的區(qū)域內(nèi)。
[0097]轉(zhuǎn)子通路85是形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3中的通路，由第一貫通路徑85a、第二貫通路徑85b、供給路徑85c和排出路徑85d構(gòu)成。第一貫通路徑85a和第二貫通路徑85b形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3的徑向上的外側(cè)側(cè)表面上，并形成沿旋轉(zhuǎn)軸心的方向連續(xù)的直線形狀。第一貫通路徑85a的后板21側(cè)的端部采用以下結(jié)構(gòu):限制部件5在能解除限制范圍Lt內(nèi)時，該端部與后板通路84連通。另外，第二貫通路徑85b的前板22側(cè)的端部與排出路徑85d連接。供給路徑85c從第一貫通路徑85a和第二貫通路徑85b的分界部分支，并與第一油壓室55連通。排出路徑85d形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3的前板22側(cè)的表面上，俯視時呈L字形，采用以下結(jié)構(gòu):只有在限制部件5在比能解除限制范圍Lt還靠近提前角側(cè)的規(guī)定范圍內(nèi)時，與后述的排出孔87連通。
[0098]如上所述，限制時連通路徑82由后板通路84、第一貫通路徑85a和供給路徑85c構(gòu)成。因此，限制部件5在能解除限制范圍Lt內(nèi)時后板通路84和第一貫通路徑85a連通，這樣限制時連通路徑82與第一油壓室55連通而提供工作油，使油壓作用于第一受壓面5e而解除限制狀態(tài)。
[0099]解除時連通路徑83是形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3內(nèi)的管狀通路，并與提前角室41連通。在限制部件5從限制凹部52中退出而成為解除限制狀態(tài)時，解除時連通路徑83與第一油壓室55連通而從提前角室41提供工作油，使油壓作用于第一受壓面5e而保持解除限制狀態(tài)。
[0100]還有，采用以下結(jié)構(gòu):限制部件5克服彈簧53的作用力向前板22側(cè)移動時，在解除時連通路徑83與第一油壓室55連通的定時，在第一臺階部5a的作用下，供給路徑85c與第一油壓室55之間的連通狀態(tài)被切斷。即，向第一油壓室55提供工作油的通路從限制時連通路徑82或解除時連通路徑83中擇一而用。采用該結(jié)構(gòu)時，要從第一油壓室55中排出工作油時，既能經(jīng)由供給路徑85c (后述排放流路86的一部分)排出工作油，還能切斷工作油從解除時連通路徑83進行提供。
[0101]但是嚴密地講，在切換限制時連通路徑82和解除時連通路徑83時，采用從限制時連通路徑82和解除時連通路徑83雙方向第一油壓室55提供工作油的結(jié)構(gòu)。這是因為，在切換限制時連通路徑82和解除時連通路徑83時，若出現(xiàn)哪個連通路徑都不與第一油壓室55連接的情況，則第一油壓室55短暫成為密閉狀態(tài)，這會給限制部件5的限制或解除動作的順暢性帶來不利影響，上述結(jié)構(gòu)可防止該情況出現(xiàn)。
[0102](排放流路)
[0103]排放流路86是限制部件5嵌入限制凹部52中時，用于快速排出成為限制部件5的移動阻力的第一油壓室55內(nèi)的工作油的流路。排放流路86由供給路徑85c、第二貫通路徑85b、排出路徑85d和排出孔87構(gòu)成。排出孔87以沿旋轉(zhuǎn)軸心的方向貫穿前板22的方式形成。
[0104]排放流路86采用以下結(jié)構(gòu):只有限制部件5在比能解除限制范圍Lt還靠近提前角側(cè)的規(guī)定范圍內(nèi)時連通，限制部件5在能解除限制范圍Lt內(nèi)時不連通。采用該結(jié)構(gòu)，能防止在后板通路84和第一貫通路徑85a連通時，從提前角室41提供的工作油直接經(jīng)由排放流路86排出的情況出現(xiàn)。
[0105](解除鎖定流路)
[0106]解除鎖定流路88是形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3內(nèi)的管狀通路，并與滯后角室42連通。解除鎖定流路88是從滯后角室42向第二油壓室65提供工作油，使油壓作用于第二受壓面6d而使鎖定部件6從鎖定凹部62中退出的流路。
[0107](連通流路)
[0108]連通流路89是形成在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3內(nèi)的管狀通路，采用如下結(jié)構(gòu):在解除限制狀態(tài)且鎖定部件6向前板22側(cè)移動某種程度的狀態(tài)下，使第一油壓室55和第三油壓室66連通。解除時連通路徑83、第一油壓室55、連通流路89和第三油壓室66連通時，由于從提前角室41向第一油壓室55提供的工作油也能提供給第三油壓室66，所以能保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)。
[0109](解除鎖定時及解除限制時的動作)
[0110]根據(jù)圖5A?圖SB說明利用以上說明的限制機構(gòu)50、鎖定機構(gòu)部60和各流路而解除鎖定狀態(tài)的步驟。
[0111]圖5A和圖5B表示發(fā)動機起動時的狀態(tài)。發(fā)動機起動時，由于油壓控制閥72在第一位置72a，所以進行提前角控制。但是，由于限制部件5在能解除限制范圍Lt的范圍外，所以不從限制時連通路徑82向第一油壓室55提供工作油。另外，由于解除時連通路徑83也未與第一油壓室55連通，所以不向第一油壓室55提供工作油。因此，保持鎖定狀態(tài)。
[0112]發(fā)動機起動后，首先為了解除鎖定狀態(tài)而切換為滯后角控制，該狀態(tài)表示在圖6A和圖6B。此時，工作油經(jīng)由解除鎖定流路88從滯后角室42被提供給第二油壓室65，鎖定部件6從鎖定凹部62中退出而解除鎖定狀態(tài)。當鎖定狀態(tài)被解除時，限制部件5在限制凹部52中向滯后角方向移動。
[0113]未圖示的相位傳感器檢測到限制部件5成為位于能解除限制范圍Lt內(nèi)的相對旋轉(zhuǎn)相位時，ECU73切換為提前角控制。該狀態(tài)表示在圖7A和圖7B。由于后板通路84和第一貫通路徑85a連通，所以工作油經(jīng)由限制時連通路徑82向第一油壓室55提供。這樣，限制部件5從限制凹部52中退出，限制狀態(tài)被解除。
[0114]進行提前角控制而保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)，此時的狀態(tài)表示在圖8A和圖8B。此時，第一油壓室55和第三油壓室66經(jīng)由連通流路89而連通，所以從提前角室41提供給第一油壓室55的工作油也提供給第三油壓室66。這樣，能保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)。
[0115](通常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的動作)
[0116]下面根據(jù)圖9A?圖1OB說明經(jīng)由上述步驟實現(xiàn)解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)、即成為通常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)時的動作。
[0117]在通常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行提前角控制時的狀態(tài)表示在圖9A和圖9B。如上所述，進行提前角控制時，由于提前角室41、解除時連通路徑83、第一油壓室55、連通流路89和第三油壓室66連通，所以在保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)的狀態(tài)下進行提前角動作。
[0118]在通常的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行滯后角控制時的狀態(tài)表示在圖1OA和圖10B。此時，由于從滯后角室42向第二油壓室65提供工作油，所以能保持解除鎖定狀態(tài)。另外，由于工作油不提供給第一油壓室55，所以限制部件5在彈簧53的作用下與后板21抵接。但是，由于限制部件5在后板21的表面上滑動，所以不會給運轉(zhuǎn)帶來不利影響。另外，由于限制凹部52和鎖定凹部62形成在徑向上錯開的位置，所以限制部件5不會嵌入鎖定凹部62中。
[0119](限制時及鎖定時的動作)
[0120]最后根據(jù)圖1lA?圖13B說明在首先成為限制狀態(tài)后再成為鎖定狀態(tài)時的步驟。
[0121]進行提前角控制使排出路徑85d和排出孔87連通，相位旋轉(zhuǎn)至排放流路86發(fā)揮作用的位置，該狀態(tài)表示在圖1lA和圖11B。此時，由于工作油從提前角室41被提供給第一油壓室55和第三油壓室66，所以保持解除限制狀態(tài)和解除鎖定狀態(tài)。由于排放流路86連通，所以在下個步驟的限制部件5嵌入限制凹部52中時，工作油從第一油壓室55中排出而能快速成為限制狀態(tài)。
[0122]切換為滯后角控制而實現(xiàn)限制狀態(tài)的狀態(tài)表示在圖12A和圖12B。在限制部件5嵌入限制凹部52中后還保持滯后角控制時出現(xiàn)以下問題:限制部件5位于能解除限制范圍Lt內(nèi)，接下來切換為提前角控制時會解除限制狀態(tài)。對此，需要這樣做:在成為限制狀態(tài)后，限制部件5位于能解除限制范圍Lt內(nèi)，在后板通路84和第一貫通路徑85a連通之前切換為提前角控制。
[0123]在限制部件5進入能解除限制范圍Lt之前切換為提前角控制時，由于工作油不提供給第一油壓室55，因此限制部件5在不從限制凹部52中退出的狀態(tài)下進行提前角動作。這樣，限制部件5與限制凹部52的第一端部52a抵接。此時，由于向連通流路89的工作油供應(yīng)被切斷，所以鎖定部件6在彈簧63的作用下嵌入鎖定凹部62中，從而實現(xiàn)圖13A和圖13B所示的鎖定狀態(tài)。
[0124]利用圖14所示的功能框圖說明控制單元9，其根據(jù)來自發(fā)動機ECUll的動作指令來控制具有上述結(jié)構(gòu)的VVT機構(gòu)I的變位機構(gòu)部和鎖定機構(gòu)部。在本實施方式中，來自發(fā)動機ECUl I的動作指令包含基本目標角度(旋轉(zhuǎn)相位)及其動作行程中有無鎖定動作或鎖定解除動作的信息。有無鎖定動作或鎖定解除動作的信息也可以由控制單元9根據(jù)基本目標角度進行判定。
[0125]控制單元9包含數(shù)據(jù)輸入輸出部91、特性獲取部92、解除鎖定命令部93、目標計算部94、待機時間改變部95、反饋控制部96、鎖定解除不良判定部97、以及異常判定部98。數(shù)據(jù)輸入輸出部91接收由發(fā)動機ECUll發(fā)送的基本目標角度或從其他未圖示的ECU等接收數(shù)據(jù)，并且將其轉(zhuǎn)發(fā)給有需求的控制單元9內(nèi)的各功能部。將來自發(fā)動機ECUll的基本目標角度:Θ O轉(zhuǎn)發(fā)給目標計算部94，將從基本目標角度:Θ O讀取到的有無鎖定動作或鎖定解除動作的信息:Ron、Roff轉(zhuǎn)發(fā)給解除鎖定命令部93。
[0126]特性獲取部92還具有以下功能:作為與油壓回路7的油壓特性有關(guān)的特性信息，從傳感器ECU12獲取發(fā)動機轉(zhuǎn)速或油溫，或者獲取實際角度(圖中用er表示)。如圖15所示，本實施方式的特性獲取部92具有:微分器921，其根據(jù)隨時間先后接收的實際角度來計算VVT機構(gòu)I的旋轉(zhuǎn)變位變化率:λ ;以及油壓推算部922，其根據(jù)該旋轉(zhuǎn)變位變化率:λ推算油壓。
[0127]向解除鎖定命令部93輸入來自鎖定解除不良部97的鎖定解除正常信號、鎖定解除不良以及有無鎖定動作或鎖定解除動作的信息，輸出鎖定解除命令。
[0128]目標計算部94根據(jù)從數(shù)據(jù)輸入輸出部91接收到的基本目標角度、從解除鎖定命令部93接收到的有無鎖定動作或鎖定解除動作的信息、從待機時間改變部95接收到的待機時間等來計算目標角度。此外，本實施方式的目標計算部94還輸出如下信號:該信號用于根據(jù)在旋轉(zhuǎn)相位改變控制中是否隨鎖定解除動作或鎖定動作來改變油壓控制的響應(yīng)性(圖中用H和L表示)。
[0129]如圖15詳細圖解的那樣，待機時間改變部95具有待機時間計算部951和學(xué)習(xí)型修正部952。待機時間計算部951將從特性獲取部92獲得的特性信息作為輸入?yún)?shù)，使用油壓一待機時間映射來導(dǎo)出基本待機時間。此外在本實施方式中，準備有多個油壓一待機時間映射，所使用的油壓一待機時間映射根據(jù)來自學(xué)習(xí)型修正部952的映射選擇信息進行選擇。該油壓一待機時間映射也可以僅根據(jù)來自油壓推算部922的推算油壓來選擇。學(xué)習(xí)型修正部952對從鎖定解除不良判定部97輸出的鎖定解除不良的次數(shù)進行計數(shù)，修正輸出部953根據(jù)計數(shù)的鎖定解除不良次數(shù)和推算油壓來計算修正量。在此也一樣，修正量也可以僅根據(jù)鎖定解除不良次數(shù)來計算出。其算法可使用公知的學(xué)習(xí)型方法。
[0130]實際角度沒有變化時能檢測出鎖定解除不良，因此目標角度和實際角度被輸入到鎖定解除不良判定部97，鎖定解除不良判定部97根據(jù)在規(guī)定定時實際角度沒有變化這一情況來判定鎖定解除不良。
[0131]反饋控制部96包含偏差求出部961、PID控制器962、以及驅(qū)動控制部963。偏差求出部961由來自目標計算部94的目標角度和作為控制量的實際角度之差求出偏差。PID控制器962如公知的那樣，偏差輸入其中而輸出操作量。此外，也可以采用其他形式的控制器以取代PID控制器。驅(qū)動控制部963根據(jù)從PID控制器962輸出的操作量，生成并輸出用于驅(qū)動VVT機構(gòu)I的油壓控制閥72的螺線管的驅(qū)動信號(本實施方式中為PWM信號)。
[0132]如圖16所示，異常判定部98采用如下的閾值判定方法:由待機時間改變部94計算出的待機時間超過了預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時間時檢測為異常。檢測出異常時輸出異常信號以取代正常信號。該異常信號或正常信號通常采用異常標識或正常標識的方式。
[0133]利用圖17?圖19所示的流程圖說明具有上述結(jié)構(gòu)的、本發(fā)明的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)的實施方式中的對VVT機構(gòu)I進行的旋轉(zhuǎn)相位控制程序的一個例子。
[0134]該程序開始時，首先確認相對于發(fā)動機起動后的VVT機構(gòu)1，旋轉(zhuǎn)相位的最佳角度(目標角度)是否是提前角側(cè)(#31)。如果確認到是提前角側(cè)(#31的“是”分支)，由于需要鎖定解除，所以設(shè)定鎖定解除命令(#32)。在接下來的步驟中，確認鎖定解除命令是否被設(shè)定(#33)。如果鎖定解除命令被設(shè)定(#33的“是”分支)，執(zhí)行待機時間計算處理(#40)。該待機時間計算處理將在后面說明，但通過該處理能實施以下工作:與作為中間位置(中間旋轉(zhuǎn)相位)的鎖定位置相比，旋轉(zhuǎn)相位位于滯后角側(cè)時，直至鎖定銷從鎖定凹部中脫離為止中止其變位，計算保持上述狀態(tài)的待機時間，使旋轉(zhuǎn)相位改變處于待機狀態(tài)。
[0135]當進入圖18所示的待機時間計算處理(#40)時，首先將滯后角區(qū)域的規(guī)定角度設(shè)為目標角度(#41)。接下來讀取作為現(xiàn)狀的控制量的實際角度(#42)。根據(jù)隨時間先后而獲取的實際角度計算實際角度的微分值、即旋轉(zhuǎn)相位改變的變化量(#43)。根據(jù)算出的旋轉(zhuǎn)相位改變的變化量來推算油壓(#44)，根據(jù)該推算油壓使用油壓-待機時間映射來導(dǎo)出待機時間(#45)。在此，確認是否產(chǎn)生鎖定解除不良信號、換言之是否出現(xiàn)鎖定解除不良標識(#46)。如果沒有產(chǎn)生鎖定解除不良信號(#46的“否”分支)，在此結(jié)束該待機時間計算處理結(jié)束，如果產(chǎn)生鎖定解除不良信號(#46的“是”分支)，在進行了延長待機時間的修正之后結(jié)束該待機時間計算處理。
[0136]從待機時間計算處理返回，確認在待機時間計算處理中所設(shè)定的滯后角區(qū)域的規(guī)定角度位置(規(guī)定旋轉(zhuǎn)變位位置)上，是否經(jīng)過了同樣在待機時間計算處理中算出的待機時間(#51)。如果經(jīng)過了待機時間時(#51的“是”分支)，將目標角度設(shè)定成VVT機構(gòu)I的最佳角度(#52)。接著進行下面所示的鎖定不良判定處理(#60)。如果在步驟#51中確認到尚未達到待機時間時(#51的“否”分支)，省略步驟#52的目標角度設(shè)定和#60的鎖定不良判定處理。
[0137]當進入圖19所示的鎖定不良判定處理(#60)時，首先確認在所設(shè)定的目標角度為提前角側(cè)且實際角度為“O”(意為中間旋轉(zhuǎn)相位位置、即中間鎖定位置)的狀態(tài)下是否經(jīng)過了規(guī)定時間(#61)。在此，該鎖定不良判定處理是這樣一種處理:在從中間鎖定位置向提前角方向改變的旋轉(zhuǎn)相位改變行程中，如果即使經(jīng)過規(guī)定時間鎖定也沒被解除，旋轉(zhuǎn)相位保持在中間鎖定位置而沒有改變時，視作鎖定解除不良。因此在步驟#61確認為“是”分支時，視作鎖定解除不良，輸出鎖定解除不良信號，或者顯示鎖定解除不良標識(#62)。還對鎖定解除不良次數(shù)進行計數(shù)，根據(jù)該計數(shù)值和推算油壓來計算待機時間的修正量，結(jié)束該不良判定處理(#63)。
[0138]在步驟#61確認為“否”分支時，視作沒有產(chǎn)生鎖定解除不良，清除鎖定解除命令(#64)并且還清除鎖定解除不良信號(#65)。還將待機時間修正量重置為“O”，結(jié)束該不良判定處理(#66)。
[0139]從鎖定不良判定處理返回，讀取實際角度(#71)，將目標角度和實際角度的差分作為輸入?yún)?shù)利用PID控制計算控制量(#72)。再根據(jù)控制量生成驅(qū)動信號，并將驅(qū)動信號發(fā)送給油壓控制閥72 (#73)。此外，在步驟#31或步驟#33中進入“否”分支時，直接進入上述步驟#71至#73的實質(zhì)性的反饋控制。最后確認VVT機構(gòu)I是否發(fā)生異常(故障等)的確認，比較作為異常發(fā)生判定條件的閾值和待機時間(#74)。待機時間超過該閾值時(#74的“是”分支)，視作發(fā)生了異常而發(fā)出異常發(fā)生信號(#74)。待機時間為該閾值以下時(#74的“否”分支)，返回步驟#33，繼續(xù)進行該旋轉(zhuǎn)相位控制程序。
[0140]通過重復(fù)進行上述旋轉(zhuǎn)相位控制程序，實現(xiàn)所期望的旋轉(zhuǎn)相位改變，利用圖20所示的示意圖說明其一個行程(從起動到鎖定解除)。
[0141]未圖示的該行程的出發(fā)點是停止運轉(zhuǎn)時，限制銷5和鎖定銷6分別嵌入限制凹部52和鎖定凹部62中。
[0142]步驟(I)
[0143]雖然圖未示，但在起動時，在向提前角室41短暫施加油壓之后，為了進行滯后角控制而向滯后角室42提供工作油。此時，提供給滯后角室42的工作油進入鎖定凹部62中并上推鎖定部件6。
[0144]步驟(2)
[0145]鎖定部件6從鎖定凹部62中被抬升時，在施加給滯后角室42的油壓作用下，旋轉(zhuǎn)相位向滯后角方向改變。
[0146]步驟(3)
[0147]改變至規(guī)定的旋轉(zhuǎn)相位時，停止向滯后角室42提供工作油，接下來，為了進行提前角控制而向提前角室41提供工作油。提供給提前角室41的工作油用于從限制凹部52中抬升限制部件5和保持鎖定部件6的被抬升狀態(tài)(解除鎖定狀態(tài))。
[0148]步驟(4)
[0149]限制部件5從限制凹部52中被抬升時，在施加給提前角室41的油壓作用下，旋轉(zhuǎn)相位向提前角方向改變。
[0150]步驟(5)
[0151]還有，由于鎖定部件6的被抬升狀態(tài)(解除鎖定狀態(tài))被保持，所以旋轉(zhuǎn)相位向提前角方向的改變越過鎖定位置繼續(xù)進展。這樣，旋轉(zhuǎn)相位的改變能延伸至適于加速的提前角位置。
[0152]〔其他實施方式〕
[0153](I)在上述各實施方式中，為方便說明控制單元7的功能，將其結(jié)構(gòu)按功能劃分成框，但該功能框是說明目的，本發(fā)明不限于這樣劃分的功能框。例如，也可以組合特性獲取部92、解除鎖定命令部93、目標計算部94、待機時間改變部95、鎖定解除不良判定部97、異常判定部98的任一個。另外，也可在發(fā)動機E⑶11內(nèi)構(gòu)成控制單元7自身。反之，也可以分割控制單元7的功能而構(gòu)成第二控制單元。
[0154](2)導(dǎo)入控制單元7的各種函數(shù)或映射都是為了便于說明而采用的詞句，其包含根據(jù)輸入?yún)?shù)進行輸出的運算器、表格、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫等各種方式。[0155](3)用特性獲取部92的微分器921求出的變位變化率:λ可根據(jù)滯后角方向的旋轉(zhuǎn)相位改變來求出，或者也可根據(jù)提前角方向的旋轉(zhuǎn)相位改變來求出。
[0156](4)上述實施方式中的待機時間改變部96的結(jié)構(gòu)是一個實施方式，只要具有根據(jù)特性信息改變待機時間的功能的結(jié)構(gòu)，可采用任意的結(jié)構(gòu)。尤其是根據(jù)多個輸入?yún)?shù)導(dǎo)出待機時間的映射的構(gòu)成是優(yōu)選實施方式。
[0157](5)這里所使用的油壓這一詞語意為流體壓力，這里的工作油在本發(fā)明的框架內(nèi)能替換為可傳遞壓力的各種流體。
[0158](6)在上述實施方式中采用了以下結(jié)構(gòu):設(shè)置與中間鎖定相位相比在滯后角位置進行待機的待機時間，根據(jù)油壓特性改變待機時間，但也可采用以下結(jié)構(gòu):為了解除鎖定狀態(tài)，在將滯后角控制進行規(guī)定時間之后切換成提前角控制，根據(jù)油壓特性改變規(guī)定時間。由此可以根據(jù)油壓特性設(shè)定進行滯后角控制直至限制部材6位于能解除限制范圍Lt內(nèi)為止的規(guī)定時間。即，在此，不將外部轉(zhuǎn)子2和內(nèi)部轉(zhuǎn)子3的相對相位保持在規(guī)定位置，進行規(guī)定時間的滯后角控制，使內(nèi)部轉(zhuǎn)子3持續(xù)向滯后角側(cè)運動。在后板通路84和第一貫通路徑85a連通進而處于滯后角相位的狀態(tài)下，接下來切換成提前角控制。雖然內(nèi)部轉(zhuǎn)子3再次向提前角側(cè)反轉(zhuǎn)，但在一定時間內(nèi)由于后板通路84和第一貫通路徑85連通，因此在此期間限制銷5得以解除。采用本結(jié)構(gòu)，對滯后角動作和提前角動作各進行一次即可，因此控制變得更容易。所以能可靠地保持限制解除狀態(tài)和鎖定解除狀態(tài)，從而實現(xiàn)解除鎖定機構(gòu)部60的鎖定狀態(tài)。
[0159](7)在上述實施方式中采用了以下結(jié)構(gòu):與鎖定機構(gòu)部60相比，將限制機構(gòu)50配置在更靠滯后角側(cè)，但也可根據(jù)發(fā)動機E的特性而配置在提前角側(cè)。此時，通過提前角操作使鎖定銷6脫離，通過滯后角操作使限制銷5脫離。
[0160](8)在上述實施方式中采用了以下結(jié)構(gòu):將分隔部31配置在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3(從動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件)上，但也可將分隔部31配置在外部轉(zhuǎn)子2 (驅(qū)動側(cè)旋轉(zhuǎn)部件)上。此時限制部材5和鎖定部件6被配置在外部轉(zhuǎn)子2上，限制凹部52和鎖定凹部62被配置在內(nèi)部轉(zhuǎn)子3上。
[0161]工業(yè)實用性
[0162]本發(fā)明可適用于如下閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，該閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)具有:變位機構(gòu)部，其用于改變凸輪軸相對于內(nèi)燃機的曲軸的旋轉(zhuǎn)相位；鎖定機構(gòu)部，其將上述旋轉(zhuǎn)相位鎖定在位于上述旋轉(zhuǎn)相位的變化范圍內(nèi)的中間鎖定相位；油壓回路，其具有對上述變位機構(gòu)部和上述鎖定機構(gòu)部進行油壓驅(qū)動的油壓控制閥；以及控制單元，其具有用于控制上述油壓控制閥的動作的控制系統(tǒng)。
[0163]附圖標記說明
[0164]1: VVT 機構(gòu)
[0165]31:分隔部(變位機構(gòu)部)
[0166]32:葉片(變位機構(gòu)部)
[0167]41:提前角室
[0168]42:滯后角室
[0169]5:限制部材(限制銷)
[0170]52:限制凹部
[0171]60:鎖定機構(gòu)部[0172]6:鎖定部件(鎖定銷)
[0173]62:鎖定凹部
[0174]7:油壓回路
[0175]71:油壓泵
[0176]72:油壓控制閥
[0177]9:控制單元
[0178]92:特性獲取部
[0179]921:微分器
[0180]922:油壓推算部
[0181]94:目標計算部
[0182]95:待機時間改變部
[0183]951:修正時間計算部
[0184]952:學(xué)習(xí)型修正部(修正部)
[0185]96:反饋控制部
[0186]961:偏差求出部
[0187]962:PID 控制器
[0188]963:驅(qū)動控制部
[0189]97:鎖定解除不良判定部
[0190]98:異常判定部
【權(quán)利要求】
1.一種閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，具有: 變位機構(gòu)部，其使凸輪軸相對于內(nèi)燃機的曲軸的旋轉(zhuǎn)相位在滯后角位置與提前角位置之間改變； 鎖定機構(gòu)部，使鎖定銷插入鎖定凹部，以將所述旋轉(zhuǎn)相位鎖定在位于所述旋轉(zhuǎn)相位的變化范圍內(nèi)的中間鎖定相位； 油壓回路，其具有對所述變位機構(gòu)部和所述鎖定機構(gòu)部進行油壓驅(qū)動的油壓控制閥；以及 控制單元，其具有用于控制所述油壓控制閥的動作的控制系統(tǒng)， 所述控制單元具有特性獲取部，該特性獲取部用于獲取有關(guān)所述油壓回路的油壓特性的特性信息， 所述鎖定機構(gòu)部的解除所述鎖定的鎖定解除行程是:向所述鎖定機構(gòu)部提供油壓而使所述旋轉(zhuǎn)相位從所述中間鎖定相位向所述滯后角位置側(cè)和所述提前角位置側(cè)的任意一方移動之后，再向所述鎖定機構(gòu)部提供油壓而使所述旋轉(zhuǎn)相位向所述滯后角位置側(cè)和所述提前角位置側(cè)的任意另一方移動，從而結(jié)束所述鎖定的解除， 與所述中間鎖定相位相比，直至經(jīng)過待機時間，使所述鎖定解除行程時的所述旋轉(zhuǎn)相位在所述任意一方的規(guī)定位置上待機， 所述閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)具有根據(jù)所述特性信息改變所述待機時間的待機時間改變部。
2.如權(quán)利要求1所述的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于， 所述特性信息包含所述油壓回路的油溫、油壓、油壓泵的轉(zhuǎn)速、油劣化度中的至少一個。
3.如權(quán)利要求1或2所述的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于， 所述待機時間改變部具有修正部，當檢測到所述鎖定機構(gòu)部中的鎖定解除不良時，該修正部對所述待機時間進行延長修正。
4.如權(quán)利要求3所述的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于， 所述修正部為學(xué)習(xí)型修正部，該學(xué)習(xí)型修正部根據(jù)多次鎖定解除不良的學(xué)習(xí)結(jié)果來計算所述待機時間的修正量。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的閥開閉時期調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于， 具有異常判定部，在被所述待機時間改變部延長的所述待機時間超過閾值時，該異常判定部輸出異常信號。
【文檔編號】F02D13/02GK103649499SQ201280034372
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月12日
【發(fā)明者】角田裕治, 小久保聰, 池田憲治, 小林昌樹, 太田有希 申請人:愛信精機株式會社