内燃机的可变气门正时控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种改变内燃机的气门正时的可变气门正时控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，作为控制内燃机(发动机)的可变气门装置等所使用的电动促动器的装置，公知例如专利文献I那样地设置有计测可变气门正时机构(VTC)的位置的传感器，并且控制成基于该传感器的计测结果的目标位置的方法。在该专利文献I中，在用于使相位可变机构中的行星齿轮的旋回速度可变的马达中设置马达转速传感器，根据与凸轮轴的旋转信号相比检测频率高的马达轴的旋转信号检测VTC位置。
[0003]由此，通过设置马达转速传感器，在不能检测凸轮轴的旋转信号的期间，也能够进行VTC位置的检测，实现发动机的低旋转区域中的精度好的气门正时控制。由于这样的通过传感器的追加来实施的VTC位置检测系统不依赖于发动机的转数，从而在发动机为低旋转时也能够确保控制性。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2004-162706号公报
【发明内容】
[0007]然而，根据顾客要求、廉价的系统要求，有时省略进行VTC位置检测的追加传感器。在该情况下，使用曲轴转角传感器等控制气门正时。根据发动机的运转状况运算目标气门正时，并且以根据曲轴转角传感器检测的位置计测正时检测实际气门正时，以与上述目标气门正时和实际气门正时之间的偏差对应的微分操作量进行反馈控制，而使其收敛为目标值(目标气门正时)。
[0008]但是，由于曲轴转角传感器的位置计测频率小，所以为了确保发动机起动时(转动动力输出轴起动时)、发动机低旋转时的控制性，需要使用大的微分操作量的控制。因此，针对由有效电流、电流变化量的增大而带来的影响的应对成为了课题。
[0009]S卩，在不采用追加传感器的情况下，在PID控制等下的收敛控制下，为了不过调节地收敛于目标值，需要大的微分操作量(制动)。由于该大的微分操作量使有效电流增大，没有了对马达耐热性的设计富余，消耗电力增大，导致损失油耗效果。另外，在电流变化量大时，还会发生马达磁铁的退磁。
[0010]本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于，提供一种内燃机的可变气门正时控制装置及控制方法，其不追加VTC位置检测用的传感器，就能够维持制动功能的同时，能够抑制有效电流、电流变化量的增大。
[0011]本发明的内燃机的可变气门正时控制装置及控制方法运算对气门正时进行控制的操作量，在直到下一次的位置检测正时期间，对以可变气门正时机构的位置检测正时运算出的操作量进行分割并输出。
[0012]发明的效果
[0013]在本发明中，不会一并施加以可变气门正时机构的位置检测正时运算出的操作量，而在直到下一次的位置检测正时期间，对该操作量进行分割并输出。由此，能够降低操作量的峰值，减少有效电流的同时，减小电流变化量，并能够减轻或废弃对于附带产生的现象的应对。
[0014]因此，根据本发明，不追加VTC位置检测用的传感器，就能够维持制动功能的同时，抑制有效电流、电流变化量的增大。
【附图说明】
[0015]图1是表示采用了本发明实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置的车辆用发动机的系统结构的概要图。
[0016]图2是表示本发明的第一实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的流程图。
[0017]图3是图2所示的流程图中的各信号的正时流程。
[0018]图4是本发明中的凸轮相位角、控制电压、马达电流及微分操作量的波形图。
[0019]图5是比较例的凸轮相位角、控制电压、马达电流及微分操作量的波形图。
[0020]图6是表示本发明的第二实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的流程图。
[0021]图7是图6所示的流程图中的各信号的正时流程。
[0022]图8是表示本发明的第三实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0023]图9是表示接着图8的工序的流程图。
[0024]图10是图8及图9所示的流程图中的各信号的正时流程。
[0025]图11是图8及图9中的发动机为低旋转时的凸轮相位角、控制电压、马达电流及微分操作量的波形图。
[0026]图12是表示本发明的第四实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0027]图13是表示接着图12的工序的流程图。
[0028]图14是图12及图13所示的流程图中的各信号的正时流程。
[0029]图15是表示本发明的第五实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0030]图16是表示接着图15的工序的流程图。
[0031]图17是表示本发明的第六实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0032]图18是表示接着图17的工序的流程图。
[0033]图19是表示本发明的第七实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0034]图20是表示接着图19的工序的流程图。
[0035]图21是表示本发明的第八实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置中的算出制动操作量的工序的一部分的流程图。
[0036]图22是表示接着图21的工序的流程图。
【具体实施方式】
[0037]以下，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0038][第一实施方式]
[0039]图1是表示采用了本发明实施方式的内燃机的可变气门正时控制装置的车辆用发动机的系统结构的概要图，抽出了与可变气门正时机构所使用的电动促动器的控制相关的部分来表不。
[0040]来自发动机(内燃机)I的曲轴2的动力经由正时链条(或正时皮带)3传递到进气侧凸轮轴4及排气侧凸轮轴5。伴随进气侧凸轮轴4的旋转，进气气门被打开驱动，伴随排气侧凸轮轴5的旋转，排气气门被打开驱动。
[0041]在进气侧凸轮轴4设置有可变气门正时机构(VTC) 6，其通过改变进气侧凸轮轴4相对于曲轴2的旋转相位，使进气气门的工作角的中心相位变化。该VTC6不改变进气气门的气门工作角及气门提升量，而使进气气门的气门工作角的中心相位进行提前角、迟滞角变化。这里，将VTC6设置在进气侧凸轮轴4侧，但也可以设置在排气侧凸轮轴5侧。
[0042]另外，在曲轴2轴支承有设置被检测部(例如突起部)7的信号板8，并且设置有检测该被检测部7的曲轴转角传感器9。
[0043]而且，在进气侧凸轮轴4轴支承有设置被检测部(例如突起部)10的信号板11，并且设置有检测该被检测部10的凸轮角传感器12。
[0044]曲轴转角传感器9的检测信号Ne及凸轮角传感器12的检测信号Ne分别被输入进行发动机I的控制的发动机控制单元(E⑶)13。从检测发动机I的吸入空气量的空气流量计14、测定环境温度的温度传感器15及对驱动电动VTC的马达的电源电压进行计测的电压计16等将检测信号(吸入空气量Qa、环境温度T及驱动电源电压VMOT)分别输入该ECU13。
[0045]EOJ13基于来自上述各种传感器的检测信号，执行存储在Read Only Memory (ROM)或闪存等存储装置中的控制程序，从而进行对发动机I的各种控制。
[0046]E⑶13基于来自曲轴转角传感器9的检测信号Ne算出发动机转数(回転数)RPM，基于该算出的发动机转数RPM、由空气流量计14检测的吸入空气量Qa等进行燃料喷射控制、点火控制，并且向VTC6供给控制信号CS来进行气门正时的控制。
[0047]在VTC6的控制中，使用PID控制等收敛控制，基于发动机转