內燃機的可變氣門正時控制裝置及控制方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種改變內燃機的氣門正時的可變氣門正時控制裝置及控制方法。
【背景技術】
[0002]以往，作為控制內燃機(發動機)的可變氣門裝置等所使用的電動促動器的裝置，公知例如專利文獻I那樣地設置有計測可變氣門正時機構(VTC)的位置的傳感器，并且控制成基于該傳感器的計測結果的目標位置的方法。在該專利文獻I中，在用于使相位可變機構中的行星齒輪的旋回速度可變的馬達中設置馬達轉速傳感器，根據與凸輪軸的旋轉信號相比檢測頻率高的馬達軸的旋轉信號檢測VTC位置。
[0003]由此，通過設置馬達轉速傳感器，在不能檢測凸輪軸的旋轉信號的期間，也能夠進行VTC位置的檢測，實現發動機的低旋轉區域中的精度好的氣門正時控制。由于這樣的通過傳感器的追加來實施的VTC位置檢測系統不依賴于發動機的轉數，從而在發動機為低旋轉時也能夠確保控制性。
[0004]現有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2004-162706號公報
【發明內容】
[0007]然而，根據顧客要求、廉價的系統要求，有時省略進行VTC位置檢測的追加傳感器。在該情況下，使用曲軸轉角傳感器等控制氣門正時。根據發動機的運轉狀況運算目標氣門正時，并且以根據曲軸轉角傳感器檢測的位置計測正時檢測實際氣門正時，以與上述目標氣門正時和實際氣門正時之間的偏差對應的微分操作量進行反饋控制，而使其收斂為目標值(目標氣門正時)。
[0008]但是，由于曲軸轉角傳感器的位置計測頻率小，所以為了確保發動機起動時(轉動動力輸出軸起動時)、發動機低旋轉時的控制性，需要使用大的微分操作量的控制。因此，針對由有效電流、電流變化量的增大而帶來的影響的應對成為了課題。
[0009]S卩，在不采用追加傳感器的情況下，在PID控制等下的收斂控制下，為了不過調節地收斂于目標值，需要大的微分操作量(制動)。由于該大的微分操作量使有效電流增大，沒有了對馬達耐熱性的設計富余，消耗電力增大，導致損失油耗效果。另外，在電流變化量大時，還會發生馬達磁鐵的退磁。
[0010]本發明是鑒于上述情況而研發的，其目的在于，提供一種內燃機的可變氣門正時控制裝置及控制方法，其不追加VTC位置檢測用的傳感器，就能夠維持制動功能的同時，能夠抑制有效電流、電流變化量的增大。
[0011]本發明的內燃機的可變氣門正時控制裝置及控制方法運算對氣門正時進行控制的操作量，在直到下一次的位置檢測正時期間，對以可變氣門正時機構的位置檢測正時運算出的操作量進行分割并輸出。
[0012]發明的效果
[0013]在本發明中，不會一并施加以可變氣門正時機構的位置檢測正時運算出的操作量，而在直到下一次的位置檢測正時期間，對該操作量進行分割并輸出。由此，能夠降低操作量的峰值，減少有效電流的同時，減小電流變化量，并能夠減輕或廢棄對于附帶產生的現象的應對。
[0014]因此，根據本發明，不追加VTC位置檢測用的傳感器，就能夠維持制動功能的同時，抑制有效電流、電流變化量的增大。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示采用了本發明實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置的車輛用發動機的系統結構的概要圖。
[0016]圖2是表示本發明的第一實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的流程圖。
[0017]圖3是圖2所示的流程圖中的各信號的正時流程。
[0018]圖4是本發明中的凸輪相位角、控制電壓、馬達電流及微分操作量的波形圖。
[0019]圖5是比較例的凸輪相位角、控制電壓、馬達電流及微分操作量的波形圖。
[0020]圖6是表示本發明的第二實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的流程圖。
[0021]圖7是圖6所示的流程圖中的各信號的正時流程。
[0022]圖8是表示本發明的第三實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0023]圖9是表示接著圖8的工序的流程圖。
[0024]圖10是圖8及圖9所示的流程圖中的各信號的正時流程。
[0025]圖11是圖8及圖9中的發動機為低旋轉時的凸輪相位角、控制電壓、馬達電流及微分操作量的波形圖。
[0026]圖12是表示本發明的第四實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0027]圖13是表示接著圖12的工序的流程圖。
[0028]圖14是圖12及圖13所示的流程圖中的各信號的正時流程。
[0029]圖15是表示本發明的第五實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0030]圖16是表示接著圖15的工序的流程圖。
[0031]圖17是表示本發明的第六實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0032]圖18是表示接著圖17的工序的流程圖。
[0033]圖19是表示本發明的第七實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0034]圖20是表示接著圖19的工序的流程圖。
[0035]圖21是表示本發明的第八實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置中的算出制動操作量的工序的一部分的流程圖。
[0036]圖22是表示接著圖21的工序的流程圖。
【具體實施方式】
[0037]以下，參照【附圖說明】本發明的實施方式。
[0038][第一實施方式]
[0039]圖1是表示采用了本發明實施方式的內燃機的可變氣門正時控制裝置的車輛用發動機的系統結構的概要圖，抽出了與可變氣門正時機構所使用的電動促動器的控制相關的部分來表不。
[0040]來自發動機(內燃機)I的曲軸2的動力經由正時鏈條(或正時皮帶)3傳遞到進氣側凸輪軸4及排氣側凸輪軸5。伴隨進氣側凸輪軸4的旋轉，進氣氣門被打開驅動，伴隨排氣側凸輪軸5的旋轉，排氣氣門被打開驅動。
[0041]在進氣側凸輪軸4設置有可變氣門正時機構(VTC) 6，其通過改變進氣側凸輪軸4相對于曲軸2的旋轉相位，使進氣氣門的工作角的中心相位變化。該VTC6不改變進氣氣門的氣門工作角及氣門提升量，而使進氣氣門的氣門工作角的中心相位進行提前角、遲滯角變化。這里，將VTC6設置在進氣側凸輪軸4側，但也可以設置在排氣側凸輪軸5側。
[0042]另外，在曲軸2軸支承有設置被檢測部(例如突起部)7的信號板8，并且設置有檢測該被檢測部7的曲軸轉角傳感器9。
[0043]而且，在進氣側凸輪軸4軸支承有設置被檢測部(例如突起部)10的信號板11，并且設置有檢測該被檢測部10的凸輪角傳感器12。
[0044]曲軸轉角傳感器9的檢測信號Ne及凸輪角傳感器12的檢測信號Ne分別被輸入進行發動機I的控制的發動機控制單元(E⑶)13。從檢測發動機I的吸入空氣量的空氣流量計14、測定環境溫度的溫度傳感器15及對驅動電動VTC的馬達的電源電壓進行計測的電壓計16等將檢測信號(吸入空氣量Qa、環境溫度T及驅動電源電壓VMOT)分別輸入該ECU13。
[0045]EOJ13基于來自上述各種傳感器的檢測信號，執行存儲在Read Only Memory (ROM)或閃存等存儲裝置中的控制程序，從而進行對發動機I的各種控制。
[0046]E⑶13基于來自曲軸轉角傳感器9的檢測信號Ne算出發動機轉數(回転數)RPM，基于該算出的發動機轉數RPM、由空氣流量計14檢測的吸入空氣量Qa等進行燃料噴射控制、點火控制，并且向VTC6供給控制信號CS來進行氣門正時的控制。
[0047]在VTC6的控制中，使用PID控制等收斂控制，基于發動機轉