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用于学习可变气门单元的基准位置的装置和方法.pdf

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用于 学习 可变 气门 单元 基准 位置 装置 方法
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摘要
申请专利号:

CN200710160020.5

申请日:

2007.12.20

公开号:

CN101205839A

公开日:

2008.06.25

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 授权|||实质审查的生效|||公开
IPC分类号: F02D13/00; F02D45/00 主分类号: F02D13/00
申请人: 株式会社日立制作所
发明人: 冈本直树; 荒井胜博; 永石初雄; 吉野太容
地址: 日本东京
优?#28909;ǎ?/td> 2006.12.21 JP 2006-344118
专利代理机构: ?#26412;?#19977;友知识产权代理有限公司 代理人: 李 辉
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法律状态
申请(专利)号:

CN200710160020.5

授权公告号:

101205839B||||||

法律状态公告日:

2011.03.30|||2008.08.20|||2008.06.25

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本申请提供了用于学习可变气门单元的基准位置的装置和方法。可变气门单元设置有:可变气门机构,用于通过控制轴的旋转运动来改变发动机气门的开度特性;致动器,用于产生所述控制轴的旋转运动;止动件,被设置用于限制所述控制轴的旋转运动;以及角度传感器,其能够输出与所述控制轴的角度位置相对应的信号,在可变气门单元中,在对控制轴的旋转受到止动件限制的角度位置处的角度传感器的信号进行学习时,对致动器进行控制使得控制轴压靠在止动件上,随后减小致动器的驱动转矩,并?#20197;?#39537;动转矩减小的情况下存储当时角度传感器的信号。

权利要求书

权利要求书
1.  一种用于学习可变气门单元的基准位置的装置,该可变气门单元设置有:可变气门机构,用于通过控制轴的旋转运动来改变发动机气门的开度特性;致动器,用于产生所述控制轴的旋转运动;止动件,被设置用于限制所述控制轴的旋转运动;以及角度传感器,其能够输出与所述控制轴的角度位置相对应的信号,该装置包括:
驱动控制装置,用于在?#36816;?#36848;致动器进行控制使得所述控制轴压靠在所述止动件上以后减小所述致动器的驱动转矩;以及
学习装置,用于在所述致动器的驱动转矩被所述驱动控制单元减小的情况下学习所述角度传感器的信号,作为所述控制轴的旋转运动受到所述止动件限制的基准位置处的信号。

2.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置在发动机停止时?#36816;?#36848;致动器进行控制,并在该发动机停止的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

3.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置基于所述致动器的操作量来判断所述控制轴是否压靠在所述止动件上,并?#20197;?#21028;定所述控制轴压靠在所述止动件上的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

4.  根据权利要求3所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中当所述操作量达到预定值并且所述角度传感器的信号稳定时,所述驱动控制装?#38376;?#23450;所述控制轴压靠在所述止动件上。

5.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置基于所述角度传感器的信号来判断所述控制轴是否压靠在所述止动件上,并?#20197;?#21028;定所述控制轴压靠在所述止动件上的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

6.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其?#24615;?#25152;述致动器的驱动转矩减小以后同时所述角度传感器的信号稳定时,所述学习装置学习所述角度传感器的输出作为所述基准位置处的输出。

7.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述致动器为电机,并且
所述驱动控制装置关断对于所述电机的电力供应,从而减小驱动转矩。

8.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置逐渐减小所述致动器的驱动转矩。

9.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中当所述控制轴压靠在所述止动件上时,所述驱动控制装置限制了所述致动器的操作量。

10.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置?#36816;?#36848;致动器进行控制,以产生所述控制轴的朝向目标角度位置的旋转运动,从而使所述控制轴压靠在所述止动件上,所述目标角度位置超出了所述旋转运动受到所述止动件限制处的角度位置。

11.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置改变所述致动器的操作量,使得所述控制轴的角度位置靠近所述旋转运动受到所述止动件限制处的角度位置,从而使得所述控制轴可以压靠在所述止动件上。

12.  根据权利要求1所述的用于学习可变气门单元的基准位置的装置,其中所述驱动控制装置改变所述致动器的操作量直到超出第一基准量为止,从而使所述控制轴压靠在所述止动件上,随后使所述操作量返回到第二基准量以减小所述致动器的驱动转矩。

13.  一种用于学习可变气门单元的基准位置的方法,该可变气门单元设置有:可变气门机构,用于通过控制轴的旋转运动来改变发动机气门的开度特性;致动器,用于产生所述控制轴的旋转运动;止动件,被设置用于限制所述控制轴的旋转运动;以及角度传感器,其能够输出与所述控制轴的角度位置相对应的信号,该方法包括以下步骤:
?#36816;?#36848;致动器进行控制,使得所述控制轴压靠在所述止动件上;
在所述控制轴压靠在所述止动件上的情况下减小所述致动器的驱动转矩;以及
在所述致动器的驱动转矩被减小的情况下学习所述角度传感器的输出,作为所述控制轴的旋转运动受到所述止动件限制的基准位置处的输出。

14.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中使所述控制轴压靠在所述止动件上的步骤包括以下步骤:
判断发动机开关是否关断;以及
在所述发动机开关关断的情况下,?#36816;?#36848;致动器进行控制使得所述控制轴压靠在所述止动件上,并且
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
判断发动机旋转是否停止;以及
在发动机旋转停止的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

15.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
基于所述致动器的操作量来判断所述控制轴是否压靠在所述止动件上;以及
在判定所述控制轴压靠在所述止动件上的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

16.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
判断所述致动器的操作量是否已达到预定值;
判断所述角度传感器的信号是否稳定;以及
当所述操作量达到所述预定值并且所述角度传感器的信号稳定时,减小所述致动器的驱动转矩。

17.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
基于所述角度传感器的信号来判断所述控制轴是否压靠在所述止动件上;以及
在判定所述控制轴压靠在所述止动件上的情况下减小所述致动器的驱动转矩。

18.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中学习所述角度传感器的输出的步骤包括以下步骤:
判断所述致动器的驱动转矩是否已经减小;
判断所述角度传感器的信号是否稳定;以及
在所述致动器的驱动转矩减少以后同时所述角度传感器的信号稳定时,学习所述角度传感器的输出作为所述基准位置处的输出。

19.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中所述致动器为电机,并且
减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
关断对于所述电机的电力供应。

20.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
逐渐减小所述致动器的驱动转矩。

21.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中使所述控制轴压靠在所述止动件上的步骤包括以下步骤:
当所述控制轴压靠在所述止动件上时限制所述致动器的操作量。

22.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中使所述控制轴压靠在所述止动件上的步骤包括以下步骤:
?#36816;?#36848;致动器进行控制使得所述控制轴进行朝向目标角度位置的旋转运动,所述目标角度位置超出了所述旋转运动受到所述止动件限制处的角度位置。

23.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中使所述控制轴压靠在所述止动件上的步骤包括以下步骤:
改变所述致动器的操作量,使得所述控制轴的角度位置靠近所述旋转运动受到所述止动件限制处的角度位置。

24.  根据权利要求13所述的用于学习可变气门单元的基准位置的方法,
其中使所述控制轴压靠在所述止动件上的步骤包括以下步骤:
改变所述致动器的操作量直到超出第一基准量为止,并且
其中减小所述致动器的驱动转矩的步骤包括以下步骤:
使所述操作量返回到第二基准量。

?#24471;?#20070;

?#24471;?#20070;用于学习可变气门单元的基准位置的装置和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于学习可变气门单元的基准位置的技术。
背景技术
日本特开(Kokai)专利申请公报No.2005-188286中公开了一种可变气门机构,其中通过由致动器带动的控制轴的旋转来连续地改变发动机气门的气门升程量和气门操作角。
另外,以上公开的文献中公开了:对致动器进行控制以使得在车辆减速的同时在停止供应燃料期间实现最小气门升程量和最小气门操作角,并?#20197;?#36825;种情况下,对用于检测控制轴的旋转角度的角度传感器的输出进行学习。
顺便提及,在学习传感器输出的过程中,控制轴被致动器旋转地驱动直到该控制轴的旋转运动被止动件限制为止,然后对在控制轴与止动件接触?#34987;?#24471;的角度传感器的输出进行输出。
然而,在控制轴与止动件相接触的情况下对控制轴连续地施加致动器转矩造成了角度传感器安装单元的偏移等,进而即使控制轴的旋转停止也会出现角度传感器的输出的变化,结果出现了学习准确性可能劣化的棘手问题。
发明内容
因此,本发明的目的是避免由于角度传感器安装单元的偏移而导致的学习准确性的劣化等。
为了实现这个目的,本发明提供了以下新技术,即,在对致动器进行控制以使得控制轴压靠在止动件上以后,减小由致动器施加的驱动转矩,并且对角度传感器在致动器的驱动转矩减小的状态下的输出信号进行学习,作为控制轴被止动件限制进行其旋转运动的基准位置处的信号。
通过以下参照附图的描述,将会理解本发明的其他目的和特征。
附图?#24471;?
图1是根据本发明实施方式的车辆发动机的系统图;
图2是示出了根据本发明实施方式的可变气门升程机构的立体图;
图3是示出了可变气门升程机构的一部分的截面图;
图4是根据本发明第一实施方式的学习过程的流程图;
图5是示出了第一实施方式的学习过程中控制轴的角度和电机运转量的特性的时间图;
图6是根据本发明第二实施方式的学习过程的流程图;
图7是示出了第二实施方式的学习过程中控制轴的角度和电机运转量的特性的时间图;
图8是根据本发明第三实施方式的学习过程的流程图;而
图9是示出了第三实施方式的学习过程中控制轴的角度和电机运转量的特性的时间图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施方式的车辆发动机的系统图。
在图1中,发动机101的进气管102处设置有电控节气门104。
电控节气门104包括节气阀103b和驱动节气阀103b的节气门电机103a。
经由电控节气门104和进气门105将空气吸入发动机101的燃烧室106。
每个汽缸的进气门105的上游的入口(inlet port)130中都设置有燃料喷射阀131。燃料喷射阀131与从发动机控制单元114发送的喷射脉冲信号的喷射脉冲宽度?#26102;?#20363;地喷射燃料。
通过抽吸而进入燃烧室106的燃料被来自火花塞(未示出)的火花点火点燃并燃烧。
燃烧室106内部的燃烧废气经由排气门107排出,并通过前级催化转化器108和后级催化转化器109对排出的废气进行净化。
这样,发动机可以是直接向燃烧室106喷射燃料的发动机或者压缩并点燃燃料的发动机。
排气门107被驱动为按照由安装在排气凸轮轴110上的凸轮111维持的预定气门升程量、气门操作角和气门正时进行打开和关闭。
另一方面,作为改变进气门105的开度特性的可变气门机构,安装了可变气门升程机构112和可变气门正时机构113。
可变气门升程机构112是一种使进气门105的气门升程量与气门操作角一起连续改变的机构。
可变气门正时机构113是一种通过改变进气驱动轴3(参见图2)相对于曲轴120的旋转相位来连续改变进气门105的气门操作角的中心相位(center phase)的机构。
发动机控制单元114中包含有微计算机,并且通过根据预先存储的程序的算术处理来计算燃料喷射量、点火正时、目标进气量等。发动机控制单元114向燃料喷射气门131、点火线圈的功?#31034;?#20307;管、电控节气门104、可变气门升程机构112和可变气门正时机构113输出控制信号。
来自各种传感器的信号被输入发动机控制单元114。
各种传感器的例子包括:气流计115,用于检测发动机101的进气量;油门踏板传感器116,用于检测由车辆驾?#36745;?#25805;作的油门踏板的踩踏或下压量;曲柄角度传感器117,用于针对曲轴120的各个基准旋转位置输出基准曲柄角度信号;节气门传感器118,用于检测节气门103b的开度TVO;水温传感器119,用于检测发动机101的冷?#27492;?#30340;温度;凸轮传感器132,用于针对进气驱动轴3的各个基准旋转位置输出凸轮信号。
此外,点火开关(发动机开关)134的信号也被输入发动机控制单元114。
图2是示出了可变气门升程机构112的立体图。
对于每个汽缸?#21450;?#35013;了一对进气门105,在这些进气门105的上方,由曲轴120驱动进行旋转的进气驱动轴3沿汽缸柱方向被可旋转地支撑。
摆动凸轮4在与进气门105的气门挺杆105a接触的同?#24065;?#30456;对可旋转的方式装配在进气驱动轴3上,该摆动凸轮4驱动进气门105的打开和关闭。
进气驱动轴3和摆动凸轮4之间布置有用于连续改变进气门105的气门操作角和气门升程量的可变气门升程机构112。
进气驱动轴3的一端设置有可变气门正时机构113,该可变气门正时机构通过改变进气驱动轴3相对于曲轴120的旋转相位来连续改变进气门105的气门操作角的中心相位。
如图2和图3所示,可变气门升程机构112具有偏心且固定地安装在进气驱动轴3上的圆形驱动凸轮(circular drive cam)11(驱动偏心轴)、相对可旋转地装配在该驱动凸轮11上的环形连接件12(第一连接件)、设置为沿汽缸柱所排列的方向?#30001;?#24182;与进气驱动轴3几乎平行的控制轴13、偏心且固定地安装在该控制轴13上的圆形控制凸轮14(控制偏心轴)、相对可旋转地装配在该控制凸轮14上同时其一端连接到环形连接件12顶端的摇臂15,以及连接到该摇臂15的另一端和摆动凸轮4上的杆状连接件16(第二连接件)。
通过电机(致动器)17经由齿?#31181;?8可调地驱动控制轴13使之旋转。
控制轴13上一体地设置有突起13a,并且通过使突起13a与一体地设置在汽缸盖上的止动件13b等接触,将控制轴13的旋转限制在它的与最小气门升程量相对应的角度位置。
可以和用于限定最小气门升程量的止动件13b一起设置用于限定最大气门升程量的另一止动件。
通过上述结构,当进气驱动轴3与曲轴120相连旋转时,环形连接件12经由驱动凸轮11几乎平行地移动,同?#24065;?#33218;15围绕控制凸轮14的中心轴进行摆动,摆动凸轮4经由杆状连接件16摆动,从而驱动进气门105打开和关闭。
另外,通过由电机17改变控制轴13的旋转角度,改变了充?#24065;?#33218;15的摆动中心的控制凸轮14的轴中心位置并且改变了摆动凸轮4的相对位置(posture)。
这样,在进气门105的气门操作角的中心相位保持几乎恒定的同时,连续地改变进气门105的气门操作角和气门偏移量。
将检测信号从用于检测控制轴13的旋转角度的角度传感器13输入至发动机控制单元114。为了使控制轴13摆动到与目标气门升程量相对应的目标角度位置,基于目标角度位置和由角度传感器133检测到的实际角度位置对施加给电机17的电压的方向和大小进行反馈控制。
在本实施方式的可变气门升程机构112中,气门打开/关闭反作用力作用在气门升程量减小方向上,因而为了维持气门升程量的增加状态,需要抵抗这?#22336;?#20316;用力的电机转矩。
角度传感器133是非接触式角度传感器。例如,如日本特开(Kokai)专利申请公报No.2003-194580中公开地,使用了一种具有附接在控制轴13一端的磁体和与该磁体外周面相对设置的磁电转换装置的传感器作为非接触式角度传感器,该传感器用于检测与控制轴13的旋转相关的磁通量的变化。
然而,角度传感器133并不排他地局限于非接触式传感器,还可以采用例如使用电位计的接触式角度传感器。
使用公知的叶片式可变气门正时机构作为可变气门正时机构113。
叶片式可变气门正时机构是这样一种机构,通过允许由进气驱动轴3支撑的叶片存在于由凸轮链轮支撑的壳体中而在叶片的两侧形成超前角侧液压室和滞后角侧液压室,通过控制对于超前角侧液压室和滞后角侧液压室的油压供给和排放来改变叶片相对于凸轮链轮的相对角度,从而改变进气驱动轴3相对于曲轴120的旋转相位。
现在,在对可变气门升程机构112进行控制时,根据角度传感器133的信号来检测控制轴13的实际旋转角度,并且对施加给电机17的电力供应进行反馈控制,使得该实际旋转角度的检测?#21040;?#36817;于与目标气门升程量相对应的目标旋转角度。
在反馈控制中,通过改变操作信号的占空比(操作量)来控制施加给电机17的电压,从而根据旋转角度的检测值与目标值之间的偏差来接通或关断对于电机17的电力供应。
注意,本申请中的占空比是控制循环中的导通时间比,通过改变占空比来改变施加给电机17的平均电压。
带着符号来计算上述占空比,并且可以将对于电机17的电力供应在正占空比的情况和负占空比的情况之间进行切换。
当占空比为正时,生成使控制轴13在导致气门升程量增大的方向上旋转的电机转矩,而当占空比为负时,生成使控制轴13在导致气门升程量减小的方向上旋转的电机转矩。如上所述,根据角度传感器133的信号来检测控制轴13的实际旋转角度,并且对施加给电机17的电力供应进行反馈控制。因此,如果角度传感器133的信号与控制轴13的实际角度之间的相关性出现任何偏离,都会错误地检测到实际旋转角度并且使目标气门升程量(目标旋转角度)的控制精度变差。
因此,发动机控制单元114具有在突起13a与止动件13b接触的最小气门升程位置处对角度传感器133的信号进行学习并基于所学到的信号对角度传感器133的信号与控制轴13的角度位置之间的相关性进行校正的功能。
图4的流程图示出了发动机控制单元114的学习过程的?#38468;凇?#22270;4的流程图中所示的例程是以预定时间为间隔执行的中断。
在图4的流程图中,在步骤S101,确定是否满足了在最小气门升程位置处的学习条件。
这里,在可变气门升程机构112和角度传感器133被诊断为正常的情况下当点火开关(发动机开关)134从ON变为”关断”时,判定为满足了所述学习条件。
当判定为满足了所述学习条件时,控制进入步骤S102。
在步骤S102,判断是否已创建了电机17的”关断”命令,如果没有创建”关断”命令,则控制进入步骤S103。
在步骤S103,以预定速度沿气门升程量减小方向强行改变控制轴13的目标旋转角度,并根据目标旋转角度对电机17的操作信号的占空比(施加的电压)进行反馈控制。
在步骤S103中的改变目标旋转角度的处理中,目标旋转角度不受与止动件位置相对应的旋转角度的限制,并且即使在目标旋转角度达到与止动件位置相对应的旋转角度以后,也可以在保持以前的速度和方向的情况下改变目标旋转角度。
当如上所述通过减小作用在使气门升程量增大的方向上(如图5所示)的电机转矩(换句话说,通过减小正占空比)在气门升程量减小方向上改变目标旋转角度时,控制轴13由于气门打开/关闭反作用力而在气门升程量减小方向上旋转。
然而,当控制轴13的旋转受到止动件13b的限制并且控制轴13的旋转停止时,目标旋转角度逐渐变化,而由角度传感器133检测到的实际旋转角度并没有变化,因此目标旋转角度与实际旋转角度之间的偏差增大。
结果,电机17的操作信号的占空比(施加的电压)变为如图5所示朝向0减小,并且即使当占空比(施加的电压)到达0时,控制偏差也没有减小,因此占空比变为负值。
如果占空比变为负值,则向电机17施加电压的方向就变为在减小气门升程量的方向上产生电机转矩,并且控制轴13通过电机转矩压靠在止动件13b上。
在这种情况下,为产生用于在气门升程量减小方向上旋转控制轴13的电机转矩的负占空比设置限幅(limiter)(<0)。
在步骤S104,判断电机17的占空比是否等于或小于该限幅。
如果占空比等于或小于该限幅,则控制进入步骤S105并通过将限幅值设定为占空比,避免造成小于该限幅的占空比。这将防止控制轴13以过度的电机转矩压靠在止动件13b上。
在步骤S106,在点火开关134断开以后,基于来自曲柄角度传感器117的信号来判断发动机转速(rpm)是否变为0,即发动机101是否停止旋转。
当发动机101停止旋转时,控制进入步骤S107并设置电机17的“关断”命令。
如果在步骤107中设置了“关断”命令,则当控制接下来进入步骤S102时,处理通过判定已经设置了“关断”命令而从步骤S102转到步骤S108。
在步骤S108,判断电机17的操作信号的占空比(施加的电压)是否为0,如果占空比(施加的电压)不为0,则控制进入步骤S111,并通过将占空比设为0,来中断施加给电机1 7的电压以“关断”电机17。
当电机17被关闭时,从下一时刻开始处理从步骤S108转到S109。
在步骤S109,判断角度传感器133的信号在与最小气门升程量相对应的信号附近(止动件位置附近)是否稳定。
例如,当角度传感器133的信号位于包括与最小气门升程量相对应的信号的区域并?#20197;?#22522;准时间内信号的最大值和最小值之间的差小于阈值时,判定为角度传感器133的信号是稳定的。
如果角度传感器133的信号被判定为稳定,则控制进入步骤S110并随后将角度传感器133的信号存储为控制轴13的旋转受到止动件13b的限制的角度位置处的信号,即,最小气门升程位置处的信号。
因此,每次需要新的最小气门升程位置处的信号时,就删除以前的存储值并存储新获得的传感器信号。
在对角度传感器133在最小气门升程位置处的信号进行存储(学习)后,基于新存储的止动件位置处的传感器输出(学习值),对角度传感器133的信号与控制轴13的旋转角度之间的相关性进行修正,并基于修正后的相关性,从角度传感器133的信号中得到控制轴13的旋转角度。
例如,在将角度传感器133的信号转换为控制轴13的旋转角度的表中,基于角度传感器133在最小气门升程位置处的信号(学习值),对与每个信号值相对应的角度的数据进行了统一修正。
在控制轴13由于电机17的转矩而压靠在止动件13b上的情况下,角度传感器133安装部发生偏斜(deflection),这造成了尽管控制轴13的旋转已停止也会改变角度传感器133的信号,因而无法以良好的准确性来学习止动件位置处的传感器信号。
此外,当发动机101旋转时,控制轴13伴随发动机101的振荡而振荡,这改变了角度传感器133的信号,从而无法以良好的准确性来学习止动件位置处的传感器信号。
因此,在上述实施方式中,在控制轴13由于电机转矩而压靠在止动件13b上以后,中断对电机17施加的电力供应,因此缓解了传感器安装部处的偏斜。同时,在发动机停止旋转以后,对止动件位置处的传感器信号进行学习,因此可以实现高准确度的学习。
此外,在发动机停止旋转以后,判断角度传感器133的信号是否稳定。因此,可以避免在角度传感器133的信号的波动没有恢复到正常状态的情况下学习止动件位置处的传感器信号的情形。
与点火开关134断开以后使控制轴13旋转到止动件位置所需的时间相比,点火开关134断开以后发动机101要花费足够长的时间才能停止旋转。
因此,在上述实施方式中,当判定发动机101的旋转停止时,认为控制轴13被驱动而旋转到控制轴13压靠在止动件13b上的位置,并学习传感器信号。
然而,例如在减小气门升程量的方向上改变控制轴13的目标旋转角度的速度减慢的情况下,为了减小控制轴13与止动件碰撞时产生的撞击,可以通过以下方式来设置学习过程:在确定控制轴13被驱动而旋转到控制轴13压靠在止动件13b上的位置以后,中断对电机17的电力供应。
具体地说,当控制轴13的目标旋转角度超过止动件位置并且/或者电机17的占空比固定为限幅(<0)时,判定控制轴13被驱动而旋转到控制轴13压靠在止动件13b上的位置,并且如果发动机101在这种情况下停止,则中断对电机17的电力供应。
另外,在上述实施例中,中断对电机17的电力供应从而使电机转矩变为0,但是电机17的操作信号的占空比从限幅返回为缺省值(0>缺省值>限幅),从而可以减小将控制轴13压靠在止动件13b上的电机转矩。
图6的流程图示出了学习过程的第二实施方式。
在图6的流程图中,在步骤S201,判断是否满足学习条件。
在第二实施例中,在发动机101的运转期间对止动件位置处的传感器信号进行学习。当可变气门升程机构112和角度传感器133正常时,以及即使在进气门105的气门升程量被强行控制为最小气门升程量的情况下也没有出现?#29616;?#25439;害发动机101的运转的工作条件时,判定为满足所述学习条件。
例如,在停止供应燃料期间,使气门升程量处于最小气门升程量并没有对发动机101的运转产生任何明显的影响。
当满足学习条件时,控制进入步骤S202。
在步骤S202,判断是否设置了电机17的“关断”命令,在未设置“关断”命令的情况,控制进入步骤S203。
在步骤S203,以预定速度在气门升程量减小方向强行改变控制轴13的目标旋转角度,并且根据目标旋转角度(见图7)对电机17的操作信号的占空比(施加的电压)进行反馈控制。
在第二实施方式中,电机17的操作信号的占空比与电机转矩之间的相关性和第一实施方式的相同,因此应该按照和第一实施方式相同的方式来进行占空比的反馈控制。
在步骤S204,判断控制轴13的目标旋转角度是否?#26723;?#21040;阈值或更低。
所述阈值是气门升程量低于最小气门升程量处的值。
在目标旋转角度已经达到阈值或更低的情况下,控制进入步骤S205。
在步骤S205,确定电机17的操作信号的占空比是否如结合第一实施方式所描述的那样固定在限幅(<0)(参见图7)。
在这种情况下,如果控制轴13的目标旋转角度?#26723;?#21040;阈值或更低并且占空比固定在所述限幅,则判定控制轴13压靠在止动件13b上并且控制进入步骤S206。
与步骤S109类似,在步骤S206,判断角度传感器133处的信号在止动件位置处的信号附近是否稳定。
如果角度传感器133的信号是稳定的,则控制进入步骤S207并且设置电机17的“关断”命令。
结果,控制进入步骤S202,然后判定设置了“关断”命令,控制进入步骤S208。
注意,除了判断角度传感器133的信号是否稳定以外,还可以判断目标旋转角度?#26723;?#21040;阈值或更低并且占空比固定在所述限幅(<0)的情况是否已经?#20013;?#20102;预定时间或更久。
在步骤S208,确定占空比(施加的电压)是否为0并?#20197;?#21344;空比(施加的电压)未到达0的情况下,控制进入步骤S211,将占空比变为0,并中断对于电机17的电力供应。
因为占空比变为0,所以从下一时刻开始,控制从步骤S208进入步骤S209。
在步骤S209,判断角度传感器133的信号在止动件位置处的信号附近是否稳定。
如果角度传感器133的信号被判定为稳定,则控制进入步骤S210,并随后将角度传感器133的信号存储为控制轴13的旋转受到止动件13b的限制的位置(止动件位置)处的信号(参见图7)。
在存储了止动件位置处的信号后,基于以前存储的信号对角度传感器133的信号与控制轴13的旋转角度(气门升程量)之间的相关性进行修正,并基于修正后的相关性,从角度传感器133的信号中获得控制轴13的旋转角度(气门升程量)。
此外,在上述实施方式中,在控制轴13由于电机转矩而压靠在止动件13b上以后,中断对电机17施加的电力供应,因此缓解了传感器安装部处的偏斜。因此,可以避免由于偏移而导致的传感器输出的波动,从而可以高准确度地学习止动件位置处的传感器信号。
此外,基于目标旋转角度(目标气门升程量)和电机17的占空比来判断控制轴13是否由于电机转矩而压靠在止动件13b上。因此,可以减小当控制轴13确?#26800;?#19982;止动件13相接触时的转矩,这样也可以提高学习准确性。
在上述第二实施方式中,除了中断对电机17的电力供应以外,还可以将电机17的占空比从限幅返回到缺省值(0>缺省值>限幅)从而能够减小使控制轴13压靠在止动件13b上的电机转矩。
此外,在第二实施方式中,是对最小气门升程位置进行学习,但是在控制轴13在气门升程量增大方向上的旋转受到止动件13b限制的情况下,也可以通过相同的方式来学习最大气门升程位置处的传感器信号。
图8的流程图示出了学习过程的第三实施方式。
在图8的流程图中,在步骤S301,判断是否满足学习条件。
和第二实施方式一样,这里确定学习条件是确定可变气门升程机构112和角度传感器133是否正常,同时确定是否即使进气门105的气门升程量被强行控制为最小气门升程量,工况也不会使发动机101的运转显著劣化。
在步骤S302,确定是否设置了占空比的任何改变命令,如果未设置改变命令,则控制进入步骤S303。
在步骤S303,根据由规则(regular)反馈控制决定的值以预定速度强行减小电机17的占空比。
即,在第三实施方式中,通过朝向目标旋转角度对占空比进行反馈控制,强行将电机17的占空?#29123;?#23567;而非使控制轴13旋转到最小气门升程位置(止动件位置),随后控制轴13旋转到止动件位置。
在步骤S304,判断电机17的占空比是否?#26723;?#21040;了阈值B或更低(参见图9)。
阈值B是能够产生使控制轴13在气门升程量减小方向旋转的转矩的负值(<0)并被预先存储为绝对值的占空比,该绝对值的占空比可以使控制轴13以大于预定力的?#36153;?#21147;压靠在止动件13b上。
如果在步骤S304?#20449;?#23450;电机17的占空比低于阈值B或更小,则控制进入步骤S305,并判断角度传感器133的输出在止动件位置的附近是否稳定。
这样,就通过电机17的占空比低于阈值B或更小的事实来确定控制轴13是否压靠在止动件13b上。
如果角度传感器133的输出是稳定的,则控制进入步骤S306并设置电机17的占空比的改变命令。
结果,当控制在下一时刻进入步骤S302时,控制从步骤S302进入步骤S307,并?#20197;?#27493;骤S307,判断电机17的占空比是否已达到阈值A。
阈值A小于0而大于阈值B,并被预先存储为对止动件13b产生加压转矩的值,阈值A不会在传感器安装部处产生额外的偏斜。
在步骤S307,如果判定电机17的占空比没有达到阈值A,则控制进入步骤S310,并且执行将电机17的占空比从阈值B改变为阈值A的处理。
在步骤S310的改变处理中,在占空比逐渐从当前占空值改变为阈值C(0>阈值A>阈值B>阈值C)以后,占空比增大并以预定的速度从阈值C改变到阈值A,传感器安装部处的偏斜逐渐减少(参见图9),从而减弱了在偏移减少时产生的任何影响。
注意,除了逐步将占空比从当前值改变为阈值C然后逐渐将其改变为阈值A以外,还可以将占空比从控制进入步骤S310时所获得的值逐步改变为阈值B并随后逐渐将其改变为阈值A,或者将值逐步返回在步骤S306进?#20449;?#26029;时所获得的占空比,然后逐渐将其改变为阈值A。
当在步骤S310的处理中将电机17的占空比改变为阈值A时,从下一时刻开始,控制从步骤S307进入步骤S308,并判断角度传感器133的输出在止动件位置的附近是否稳定。
如果角度传感器133的输出是稳定的,则控制进入步骤S309,然后将角度传感器133的信号存储为控制轴13的旋转受到止动件13b限制的位置处的信号,即最小气门升程位置处的信号(参见图9)。
根据第三实施方式,在控制轴13稳固地压靠在止动件13b上以后,?#36153;?#36716;矩得到缓解,并?#20197;?#25511;制轴13以?#20808;?#30340;力压靠在止动件13b上的情况下来学习传感器信号。因此,可以很好地避免由于传感器安装部的偏斜而导致的学习准确性的劣化,并且甚至在发动机运转期间,也可以稳定地维持最小气门升程条件(压靠在止动件13b上的条件)。
另外,本发明并不是通过改变反馈控制的目标来将电机17的占空比改变为最小气门升程位置(止动件位置)的构造。因此,可以通过可选的特性来改变电机17的占空比,并且可以在实现控制轴13确?#26800;?#21387;靠在止动件13b上的同?#24065;?#26399;望的特性来缓解传感器安装部的偏斜。
注意,可以根据在传感器信号在最小气门升程位置(止动件位置)附近?#26085;?#19979;来时所获得的占空比对限幅以及阈值A、B和C进行更新。
另外,在第一和第二实施例中改变目标气门升程量和在第三实施例中将占空比改变为阈值B的情况下,可以通过以下方式来减少控制轴13与止动件13b碰撞时产生的影响:开始时使这些值高速地改变并在判定存在控制轴13与止动件13b碰撞的可能性时,将目标气门升程量以及占空比的改变速度改变为?#31995;?#36895;度。
在此以引用的方式并入2006年12月21日提交的日本专利申请No.2006-344118的全部内容。
尽管仅选择了优选的实施方式来例示本发明,但是本领域的技术人员应该明白,在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下可对本发明做出多种改变和变型。
此外,仅为了例示而提供前面针对根据本发明的多个实施方式的描述,这些描述并非要限制由所附权利要求及其等同形式所限定的本发明。

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