专利名称：液压致动器的控制装置和液压致动器的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种液压致动器的控制装置和一种液压致动器的控制方 法。具体地，本发明涉及在以可变方式控制内燃发动机的进气门或排气门 的开启正时和关闭正时的可变气门正时机构中所采用的液压致动器的控 制装置和液压致动器的控制方法。
背景技术：
在可变气门正时机构中，采用液压致动器来改变凸轮轴相对于曲轴的 位移角。液压致动器设置有两个油室，即，提前侧油室和延迟侧油室。通 过向提前侧油室供应加压油并从延迟侧油室排出加压油的方式来提前气 门正时，通过向延迟侧油室供应加压油并从提前侧油室排出加压油的方式 来延迟气门正时。
将加压油供应至液压致动器的两个油室以及从液压致动器的两个油室
排出加压油是由油压控制阀(ocv)控制的。油压控制阀依据滑阀芯在缸
套内的位置来控制加压油的供应和排出。当滑阀芯停留在缸套内的中性区 域时，能防止两个油室与液压泵和油箱连通。如果滑阀芯从中性区域移至 提前侧，则将提前侧油室连接至液压泵，并将延迟侧油室连接至油箱。如 果滑阀芯沿着与提前侧相反的方向移动(即，移至延迟侧)，则将延迟侧 油室连接至液压泵，并将提前侧油室连接至油箱。滑阀芯由电磁线圏驱动， 且滑阀芯的位置由输出至电磁线團的占空电流的值控制。
在油压控制阀中，缸套内的中性区域具有特定的宽度。当滑阀芯在该 中性区域内移动时，供应至两个油室以及从两个油室中排出的加压油最 少。为此，在可变气门正时机构中，在加压油的供应量接近于零的占空即 保持当前气门正时的占空附近存在死区，在该死区内，当占空电流值改变 时气门正时没有响应或表现出响应性降低。
当提前气门正时的时候，输出至所述控制阀的占空从保持占空改变至 增大占空。相反，当延迟气门正时的时候，输出至所述控制阀的占空从保持占空改变至减小占空。此时，气门正时改变速度保持为小直至所述占空 脱离所述死区。只要所述占空一脱离所述死区，气门正时就开始根据占空 值迅速改变。因此，死区的存在严重影响了气门正时的可控性。
日本专利申请乂iS开No. JP-A-2003-336529描述了一种在控制气门正时 的过程中学习死区的上端值和下端值的技术。利用日本专利申请公开No. JP-A-2003-336529中描述的技术，将气门正时的实际值响应于气门正时的 目标值的变化而开始朝着该目标值改变时的占空学习为死区的上端值或 下端值。
可变气门正时机构的控制特性，即，气门正时对于占空变化的响应性 的变化趋势中存在由于控制阀的个体差异而引起的差异。即使在单个控制 岡中，也存在依据油温或其它条件而发生的控制特性的差异。为了准确控 制气门正时，有必要精确确定可变气门正时机构的控制特性，然后基于由 此确定的控制特性决定应当输出至控制阀的占空。
根据现有技术，死区的上端值和下端值或者保持占空可以通过气门正 时控制进行学习来确定。因此，相信可以在死区内执行准确的占空控制。 但是，因为在现有技术中没有对死区外的控制特性进行准确确定，所以只 能将死区外的占空控制维持为原样。
发明内容
本发明提供了一种液压致动器的控制装置和一种液压致动器的控制方 法，所述液压致动器的控制装置和液压致动器的控制方法防止液压致动器 的可控性受到由于控制阀的个体差异所引起的液压致动器控制特性的差 异的影响。
根据本发明第一方面，提供了一种液压致动器的控制装置，所述M 致动器的控制装置包括通过供应及排出加压油来操作的液压致动器以及 控制所述加压油向所述液压致动器供应和从所述液压致动器排出的控制 阀。所述液压致动器的控制装置通过向所述控制阀输出控制信号来控制所 述液压致动器的^Mt。所述液压致动器的控制装置包括死区确定单元、 保持值设定单元、存储单元、相关系数计算单元、模型保持值计算单元、 模型控制量计算单元、死区内控制量计算单元、死区外控制量计算单元、 和控制信号设定单元。死区确定单元确定所述液压致动器对所述控制的变化没有响应或表现出响应性降低的死区，所述死区落在输出所述控制信号
的信号区域内。保持值设定单元设定当所述^S致动器的操作iUL变为零 时的所述控制信号的值(以下称为保持值)。存储单元将所述液压致动器 对于由虚拟模型控制阀实现的控制信号的变化的响应性的变化趋势存储 为模型控制特性。相关系数计算单元计算所述死区宽度与所述模型控制特 性的模型死区宽度的比率作为用作使所述控制装置的所述控制阀与所述 模型控制阀彼此对应的系数(以下称为相关系数)。模型保持值计算单元 计算通过采用所述相关系数校正所述死区的中心值与所述保持值之间的 偏差所获得的值，作为所述模型控制特性中当所述液压致动器的操作速度 变为零时的所述控制信号值(以下称为模型保持值)。模型控制量计算单
元基于所述液压致动器的操作量与目标操作量之间的偏差，计算以所i^ 型控制阀的所述模型保持值为基准的控制量(以下称为模型控制量)。死 区内控制量计算单元计算通过采用所述相关系数校正落在所述模型死区 内的所i^型控制量的模型死区内控制量所获得的值，作为所述控制阀的 死区内控制量。死区外控制量计算单元基于落在所i^型死外的所i^型 控制量的模型死区外控制量，计算所述控制岡的死区外控制量。控制信号 设定单元基于所述保持值、所述死区内控制量以及所述死区外控制量来设 定待输出至所述控制阀的控制信号。
根据本发明第一方面，实际控制特性是从对应于虚拟模型控制阀的模 型控制特性以及关于实际控制特性的最小数据(死区和保持值)来估算的， 且所述液压致动器的操作是基于所述实际控制特性来控制的。相比于将液 压致动器维持原样时的情况，这改善了所述液压致动器的可控性，特别是 死区外区域中的可控性。
根据本发明第二方面，如果在将所述控制信号值设定为大于所述死区 的上端值时所述液压致动器沿正方向操作，则所述死区确定单元计算实际 操作量相对于所述目标操作量的过调量，并且，如果所述液压致动器的所 述操作量超过所述目标操作量，则所述死区确定单元才艮据所述过调量减小 所述上端值。
按照本发明第二方面，根据所述过调量校正所述死区的上端值以确保 所述液压致动器的操作量沿所述正方向不超过所述目标操作量。这进一步 改善了所述液压致动器的可控性。
根据本发明第三方面，如果在将所述控制信号值设定为小于所述死区的下端值时所述液压致动器沿负方向操作，则所述死区确定单元计算实际 操作量相对于所述目标操作量的欠调量，并且，如果所述液压致动器的所 述操作量低于所述目标操作量，则所述死区确定单元根据所述欠调量增大 所述下端值。
按照本发明第三方面，根据所述欠调量校正所述死区的下端值以确保 所述液压致动器的操作量沿所述负方向不超过所述目标操作量。这进一步 改善了所述液压致动器的可控性。
根据本发明第四方面，所述死区外控制量计算单元计算通过根据所述 加压油的温度来校正所述模型死区外控制量所获得的值，作为所述死区外 控制量。
按照本发明第四方面，可以在死区外的区域内避免所述加压油的温度 影响所述液压致动器的控制特性。
根据本发明第五方面，所述死区内控制量计算单元根据所述加压油的 温度来校正所述死区内控制量。
按照本发明第五方面，可以在死区内避免所述加压油的温度影响所述 液压致动器的控制特性。
根据本发明第六方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括根据所 述加压油的温度来校正模型死区宽度的模型死区宽度校正单元。
按照本发明第六方面，可以避免所述加压油的温度影响所述液压致动 器的控制特性。
才艮据本发明第七方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括根据所 述加压油的压力来校正模型死区宽度的模型死区宽度校正单元。
按照本发明第七方面，可以避免所述加压油的压力影响所述液压致动 器的控制特性。
根据本发明第八方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括根据所 述加压油的粘度来校正模型死区宽度的模型死区宽度校正单元。
按照本发明第八方面，可以避免所述加压油的粘度影响所述液压致动 器的控制特性。
根据本发明第九方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括根据发动机转速来校正模型死区宽度的模型死区宽度校正单元。
按照本发明第九方面，可以避免所述发动机转速影响所述液压致动器 的控制特性。
根据本发明第十方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括相关系 数校正单元，如果所述液压致动器的所述操作量与所述目标操作量之间的 所述偏差收敛于规定范围内，则所述相关系数校正单元减小所述相关系 数。
按照本发明第十方面，可以在所述液压致动器的操作量已收敛于目标 操作量之后,抑制所述控制信号的波动，这依次使得可以将所述液压致动 器的操作量稳定保持于所述目标操作量。
根据本发明第十一方面，所述液压致动器的控制装置进一步包括禁止 单元，所述禁止单元禁止向所述控制阀输出所述控制信号直至加压油压力
超it^定基准值为止。
按照本发明第十一方面， 一旦加压油压力已被充分加压，则所述液压 致动器开始操作。这能防止如果在低油压下操作液压致动器可能发生的问 题。
根据本发明第十二方面，所述保持值设定单元在控制所述液压致动器 的操作时学习所述保持值，并且，所述控制信号设定单元釆用所学习的保
持值作为设定所述控制信号所依据的控制基准的基本值并随着所述加压 油温度的降低使所述控制基准接近所述死区的中心值。
按照本发明第十二方面，即使在所述加压油的温度低且其粘度高时， 即，在未充分保证所述保持值的学习准确性的情况下，可以避免用于设定 所述控制信号的所述控制基准的差异。
根据本发明第十三方面，所述保持值设定单元在控制所述液压致动器 的操作时学习所述保持值，并且，所述控制信号设定单元采用所学习的保
持值作为设定所述控制信号所依据的控制基准的基本值并随着所述液压 致动器的所述操作量与所述目标操作量之间的所述偏差的绝对值的增大 使所述控制基准接近所述死区的中心值。
按照本发明第十三方面，所述液压致动器的所述操作量与所述目标操 作量之间的所述偏差越大，则所述液压致动器越快地响应于所述控制信号的变化。但是，在这种情况下，允许所述控制基准接近所述死区的中心值。 这使得可以防止所述保持值的学习准确性影响所述液压致动器的控制特 性。
根据本发明第十四方面，提供了一种液压致动器的控制装置，所述液
压致动器的控制装置具有通过供应及排出加压油来操作的液压致动器以 及控制所述加压油向所述液压致动器供应和从所述液压致动器排出的控 制阀。所述液压致动器的控制装置通过向所述控制阀输出控制信号来控制 所述液压致动器。所述液压致动器的控制装置包括死区确定单元和控制信 号设定单元。所述死区确定单元通过学习来确定所述液压致动器对所述控 制信号的变化没有响应或表现出响应性降低的死区，所述死区落在输出所 述控制信号的信号区域内。所述控制信号设定单元基于所述死区设定待输 出至所述控制阀的控制信号。所述死区确定单元在所述液压致动器的目标 操作量稳定以及输出至所述控制阀的所述控制信号的值稳定时学习所述 死区。
按照本发明第十四方面，当所述控制信号值稳定时学习所述死区。这 增大了所述死区的学习准确性。此外，这方面允许在不^Mt所述液压致动 器的情况下学习所述死区，从而增加了学习死区的机会。
根据本发明第十五方面，所述死区确定单元根据特定规则从所述控制 信号的值计算死区更新值，并且，如果所述死区更新值超出所述死区的上 端值的学习值，则所述死区确定单元以所述死区的上端值的学习值来更新 所述死区更新值。
按照本发明第十五方面，当上述条件满足时，可以从所述控制信号的 值学习所述死区的上端值。
根据本发明第十六方面，所述死区确定单元根据特定规则从所述控制 信号的值计算死区更新值，并且，如果所述死区更新值小于所述死区的下 端值的学习值，则所述死区确定单元以所述死区的下端值的学习值来更新 所述死区更新值。
按照本发明第十六方面，当上述条件满足时，可以从所述控制信号的 值学习所述死区的下端值。
根据本发明第十七方面，提供了一种以可变方式控制内燃发动机的进 气门或排气门的气门正时的液压^Mt可变气门正时装置。所述气门正时装置具有液压致动器，其通过供应及排出加压油来操作以改变气门正时； 控制阀，其控制所述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液压致动器 排出；以及控制装置，其通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述液压 致动器的操作。所述控制装置包括死区确定单元、保持值设定单元、存 储单元、相关系数计算单元、模型保持值计算单元、模型控制量计算单元、 死区内控制量计算单元、死区外控制量计算单元、以及控制信号设定单元。 死区确定单元确定所述液压致动器对所述控制的变化没有响应或表现出 响应性降低的死区，所述死区落在输出所述控制信号的信号区域内。保持 值设定单元设定当所述液压致动器的操作速度变为零时的所述控制信号 的值。存储单元将所述液压致动器对于由虚拟模型控制岡实现的控制信号 的变化的响应性的变化趋势存储为模型控制特性。相关系数计算单元计算 所述死区宽度与所述模型控制特性的模型死区宽度的比率作为用作使所 述控制装置的所述控制阀与所i^型控制阀彼此对应的系数(以下称为相 关系数)。模型保持值计算单元计算通过釆用所W目关系数校正所述死区 的中心值与所述保持值之间的偏差所获得的值，作为所述模型控制特性中 当所述液压致动器的操作l变变为零时的所述控制信号值(以下称为模型 保持值)。模型控制量计算单元基于所述液压致动器的操作量与目标操作 量之间的偏差，计算以所述模型控制阀的所i^型保持值为基准的控制量 (以下称为模型控制量)。死区内控制量计算单元计算通过采用所述相关 系数校正落在所述模型死区内的所述模型控制量的模型死区内控制量所 获得的值，作为所述控制阀的死区内控制量。死区外控制量计算单元基于 落在所i^型死外的所i^型控制量的模型死区外控制量，计算所述控制 阀的死区外控制量。控制信号设定单元基于所述保持值、所述死区内控制 量以及所述死区外控制量来设定待输出至所述控制阀的控制信号。
按照本发明第十七方面，在液压操作可变气门正时装置中，实际控制 特性是根据对应于所述虚拟模型控制阀的模型控制特性以及关于所述实 际控制特性的最小数据(所述死区和所述保持值)来估算的，并且，用于 改变所述气门正时的所述液压致动器的操作是基于所述实际控制特性来 控制的。相比于将液压致动器维持原样的情况，这改善了所述液压致动器 的可控性，特别是在死区外区域中的可控性。
根据本发明第十八方面，提供了一种以可变方式控制内燃发动机的进 气门或排气门的气门正时的液压操作可变气门正时装置。所述气门正时装置具有液压致动器，其通过供应及排出加压油来操作以改变气门正时； 控制阀，其控制所述加压油向所述液压致动器供应以;5L^所述液压致动器 排出；以及控制装置，其通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述M 致动器的操作。所述控制装置包括死区确定单元和控制信号设定单元。所 述死区确定单元通过学习来确定所述液压致动器对所述控制信号的变化 没有响应或表现出响应性降低的死区，所述死区落在输出所述控制信号的 信号区域内。所述控制信号设定单元基于所述死区设定待输出至所述控制 阀的控制信号。所述死区确定单元在所述液压致动器的目标操作量以及输 出至所述控制阀的所述控制信号的值稳定时学习所述死区。
按照本发明第十八方面，当所述控制信号值稳定时执行所述死区的学 习。这可以维持所述死区的学习准确性较高。此外，这方面使得可以在不 操作所述^t^致动器时学习所述死区，从而增加学习死区的机会。
根据本发明第十九方面，提供了一种液压致动器的控制方法，其用于 具有液压致动器和控制阀的系统，所述液压致动器通过供应及排出加压油 来操作，所述控制阀控制所述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液 压致动器排出。所述^LS致动器的控制方法通过向所述控制阀输出控制信 号来控制所述液压致动器的操作。所述液压致动器的控制方法包括确定 所述液压致动器对所述控制的变化没有响应或表现出响应性降低的死区， 所述死区落在输出所述控制信号的信号区域内；设定当所述M致动器的 操作速度变为零时的所述控制信号的值(以下称为保持值)；将所述液压 致动器对于由虚拟模型控制阀实现的控制信号的变化的响应性的变化趋 势存储为模型控制特性；计算所述死区宽度与所^型控制特性的模型死 区宽度的比率作为用作使所述控制装置的所述控制阀与所述模型控制阀 彼此对应的系数(以下称为相关系数)；计算通过采用所述相关系数校正 所述死区的中心值与所述保持值之间的偏差所获得的值，作为所i^型控 制特性中当所述液压致动器的操作速度变为零时的所述控制信号值(以下 称为模型保持值)；基于所述液压致动器的操作量与目标操作量之间的偏 差，计算以所述模型控制阀的所^型保持值为基准的控制量(以下称为 模型控制量)；计算通过采用所&目关系数校正落在所述模型死区内的所 ，型控制量的模型死区内控制量所获得的值，作为所述控制阀的死区内 控制量；基于落在所^型死外的所述模型控制量的模型死区外控制量， 计算所述控制阀的死区外控制量；基于所述保持值、所述死区内控制量以及所述死区外控制量来设定待输出至所述控制岡的控制信号。
根据本发明第二十方面，提供了一种液压致动器的控制方法，其用于 具有液压致动器和控制阀的系统，所述液压致动器通过供应及排出加压油 来操作，所述控制阀控制所述加压油向所述液压致动器供应以1*所述液 压致动器排出。所述M致动器的控制方法通过向所述控制阀输出控制信
号来控制所述液压致动器的操作。所述液压致动器的控制方法包括学习 所述液压致动器对所述控制信号的变化没有响应或表现出响应性降低的 死区，所述死区落在输出所述控制信号的信号区域内；基于所述死区i殳定 待输出至所述控制阀的控制信号。在所述液压致动器的目标^Mt量稳定以 及输出至所述控制阀的所述控制信号的值稳定时学习所述死区。
从以下结合附图所给出的示例性实施方式的描述，本发明的上述及其 它特征和优点将变得清晰，在所述附图中
图l是用于可变气门正时机构的液压系统的示意图，所述可变气门正 时机构包括根据本发明第 一 实施方式的液压致动器的控制装置；
图2是图示可变气门正时机构中油压控制阀驱动占空与液压致动器的 位移速度之间关系的曲线图3是图示根据本发明第一实施方式的油压控制阀控制的曲线图4是图示根据本发明第一实施方式的油压控制阀控制的曲线图5是图示根据本发明第一实施方式的油压控制阀控制的曲线图6A和图6B是图示在本发明第一实施方式中执行的用于计算油压控 制阀的控制量的操作的流程图7A和闺7B是图示在本发明第一实施方式中执行的用于学习死区的 上端占空和下端占空的^Mt的流程图8是图示在本发明第一实施方式中执行的用于学习死区的上端占空 和下端占空的操作的流程图9是图示在本发明第一实施方式中执行的用于学习死区的上端占空 的操作的流程图；图10是图示在本发明第一实施方式中执行的用于学习死区的下端占
空的IMt的流禾呈图ii是图示本发明第二实施方式中采用的油压控制阀差异校正系数 的设定的视图12是图示在本发明第三实施方式中执行的用于判定是否在发动机 起动时执行油压控制阀控制的操作的流程图13是图示在本发明第四实施方式中用于校正保持占空学习值的差 异的校正系数的设定的视图14是图示在本发明第四实施方式中用于校正保持占空学习值的差 异的校正系数的设定的视图；以及
图15A和图15B是图示在本发明第五实施方式中执行的用于学习死区 的上端占空和下端占空的^Mt的流程图。
具体实施例方式
以下将参考附图描述本发明的第一实施方式。
图l是用于可变气门正时机构的液压系统的示意图，所述可变气门正 时机构包括根据本发明第一实施方式的液压致动器的控制装置。虽然本实
正时;^， ^t上下文中描述的是用于进气门的可变气门正时;M^。
如图l所示，用于可变气门正时机构的液压系统包括改变凸轮轴相对 于曲轴的位移角的液压致动器20。液压致动器20包括与曲轴同步旋转的 壳体22以及设置于壳体22内与凸轮轴同步旋转的转子24。油室26和28 形成于壳体22内。转子24将油室26和28分成提前侧油室26和延迟侧油 室28。
通过将加压油供应至油室26和28并改变转子24相对于壳体22的位 移角来操作液压致动器20。当加压油供应至提前侧油室26时，液压致动 器20被操作以便朝着提前侧改变转子24相对于壳体22的位移角。当加压 油供应至延迟侧油室28时，液压致动器20被操作以便朝着延迟侧改变转 子24相对于壳体22的位移角。因为其中一个供应有加压油的油室容积扩 大，所以在未供应加压油的另一油室中的加压油受到压缩并排出。供应至液压致动器20的加压油是从由发动机驱动的油泵30供给的。 油压控制阀(以下称为"OCV") 10设置于油泵30和液压致动器20之间。 OCV10是四口滑阀，并依据滑岡芯12在缸套18内的位置来控制将加压油 供应至M致动器20的油室26和28以及从'M致动器20的油室26和 28排出。OCV10具有连接至液压致动器20的提前侧油室26的A 口、 连接至延迟侧油室28的B 口 、连接至油泵30的P 口以及连接至油箱32 的R 口。
滑阀芯12的一端由弹簧16在滑阀芯12的运动方向上支撑，且另一端 由电磁线團14支撑。滑阀芯12在缸套18内的位置可以由供应至电磁线圏 14的驱动电流的占空(以下称为"OCV驱动占空")来控制。当滑阀芯12 处于如图l所示的位置时，防止A 口和B 口与P 口和R 口连通，因此， 供应至油室26和28以及从油室26和28排出的加压油最少。防止A 口和 B口与P口和R口连通时滑阀芯12的IMt区域在本i兌明书中将称为"中性 区域"。
如果当滑阀芯12处于所述中性区域时增大OCV驱动占空，则滑阀芯 12由电磁线圏14移位。因此，A 口与P 口连通且B 口与R 口形成连通， 籍此将加压油供应至提前侧油室26与将加压油M迟侧油室28排出会同 时发生。将加压油供应至提前侧油室26时滑阀芯12的^Mt区域以下将称 作"提前区域"。
相反，如果当滑阀芯12处于所述中性区域时减小OCV驱动占空，则 滑阀芯12由弹簧16移位。因此，A 口与R 口连通且B 口与P 口形成连通， 籍此将加压油供应至延迟侧油室28与将加压油从提前侧油室26排出会同 时发生。将加压油供应至延迟侧油室28时滑阀芯12的^Mt区域以下将称 作"延迟区域"。
图2是代表可变气门正时机构中OCV驱动占空与液压致动器20的位 移速度(凸轮轴位移角相对于曲轴的变化速度)之间关系的特性图。如此 曲线图所示，在可变气门正时机构中，在液压致动器20的位移速度保持为 零的占空(以下称为"保持占空，，)附近存在死区，在所述死区中，位移速 度似目对于占空值的变化作少量变化，即，对占空值的变化的响应性保持 较低。上述的中性区域形成为特定宽度。死区指的是滑阀芯12停留于中性 区域是对应的OCV驱动占空的范围。如果将OCV驱动占空增大至超出上述死区，则液压致动器20的位移 速度开始朝着提前侧增大并响应于OCV驱动占空的变化而线性变化。这 发生于当滑阀芯12的操作区域从中性区域变换至提前区域时。在OCV驱 动占空增大至规定水平时，液压致动器20的位移速度达到最大提前速度。 即使OCV驱动占空增大至超出上皿定水平，液压致动器20的位移i!JL 也保持恒定。此时，滑阀芯12运动至提前区域的极限位置，允许A 口与P 口完全连通，并且也使B 口与R 口完全连通。
相反，如果将OCV驱动占空减小为低于死区，则液压致动器20的位 移速度开始朝着延迟侧增大并响应于OCV驱动占空的变化而线性变化。 &1生于当滑阀芯12的操作区域从中性区域变换至延迟区域时。在OCV 驱动占空减小至规定水平时，液压致动器20的位移速度达到最大延i4i^ 度。即使OCV驱动占空减小为低于所皿定水平，液压致动器20的位移 速度也保持恒定。此时，滑阀芯12运动至延迟区域的极P艮位置，允许A 口与R 口完全连通，并且也4吏B 口与P 口完全连通。
控制单元40控制OCV10。控制单元40与包括液压致动器20和OCV10 (可变气门正时机构)在内的机械组件一起合作形成可变气门正时装置。 控制单元40设定凸轮轴相对于曲轴的目标位移角并基于实际位移角(受控 位移角)与目标位移角之间的偏差来计算OCV驱动占空。控制单元40将 计算出的OCV驱动占空供给至OCV10作为控制信号。目标位移角指的是 依据发动机的运转状态获得最优气门正时所处的位移角。采用基于发动机 运转状态的映射来确定目标位移角。可以才艮据曲柄转角传感器42的输出信 号和凸轮转角传感器44的输出信号来计算受控位移角。
以下将参考图3和图4描述由控制单元40所执行的OCV10的控制。 在采用虚拟模型控制阀(以下称为"虚拟OCV")作为OCV的情况下所实 现的液压致动器20的控制特性存储于控制单元40中作为模型控制特性。 OCV驱动占空与液压致动器20的位移速度之间的关系在模型控制特性中 没有被固定，取而代之的是，在模型控制特性中设定当以死区的中心(以 下称为"OCV中心")作为基准点时液压致动器20的位移^JL相对于OCV 驱动占空的变化的变化趋势。更具体地，存储图3下部所示的特性曲线作 为模型控制特性。
图3上部所示的是示出OCV10的控制特性的特性曲线。对于每个OCV 而言，实际的OCV10的控制特性各不相同，而且还随着油温和其它M而变化。这意味着难以预先设定实际的OCV10的控制特性。为此，控制 单元40设计成采用模型控制特性从控制特性的最小数据来估算实际的 OCV10的控制特性。
控制单元40确定死区并将OCV10的保持占空设定为控制特性的最小 数据。换言之，控制单元40用作本发明的"死区确定单元，，和"保持值设定 单元"。
OCV10的死区是在通过OCV10的占空控制来控制液压致动器20的 操作的同时学习的。稍后将描述由控制单元40执行的死区学习方法。在本 实施方式中采用的死区学习方法未特别限定，其可以是现有技术中提出的 任何方法。作为一个示例，可以采用这样的学习方法通过该学习方法计 算、^>￡致动器20的位移iUL，并且当当前值超it^定的基准值时，将此时 的OCV驱动占空学习为死区的上端值或下端值。作为另一示例，存在这 样的学习方法通过该学习方法，将处于液压致动器20的位移速度的绝对 值等于或小于规U准值的范围内的OCV驱动占空的最大值学习为死区 的上端值，并将处于此范围内的OCV驱动占空的最小值学习为死区的下 端值。
因为虚拟OCV的死区已知为模型死区，所以如果给定OCV10的死区
(实际ocv的死区)，则可以计算实际ocv的死区宽度相对于虚拟ocv
的死区宽度的比率。此比率是用于使OCV10和虚拟ocv彼此对应的相关 系数，且可以用作对实际OCV10的控制特性相对于虚拟ocv的控制特性 的差异进行校正的系数。在本说明书中，实际ocv的死区宽度相对于虚
拟OCV的死区宽度的比率表示由等式(1)所限定的OCV差异校正系数 OCV差异校正系数-实际OCV的死区宽^L/虚拟OCV的死区宽度 (1) OCV10的保持占空是在通过OCV10的占空控制来控制液压致动器20
的操作的同时学习的。在本实施方式中采用的保持占空学习方法未特别限 制，其可以4_任何适当的方法。作为一个示例，当在目标位移角保持不变 超过规定时间的情况下，受控位移角未显示任何变化超过规定时间时，可
以将此时的ocv驱动占空学习为保持占空。
如果通过学习给定了 OCV10的保持占空，则可以发现该保持占空与 OCV中心的偏差。在这点上，假i殳实际OCV10的保持占空与OCV中心
的偏差和虚拟ocv的保持占空与ocv中心的偏差成比例。还假设实际OCV10的ocv中心与虚拟ocv的ocv中心一致。在这些条件下，虚 拟OCV的保持占空由釆用等式(2)所计算的虚拟OCV保持占空学习值 来限定
虚拟ocv保持占空学习值- (保持占空学习值-ocv中心值)/ocv差
异校正系数+ OCV中心值(2 )
控制单元40通过基于液压致动器20的受控位移角与目标位移角之间 的偏差实施反馈控制来执行OCV10的占空控制。在所述反馈控制中采用 PD控制。发动机转速与控制增益之间的关系以及油温与控制增益之间的 关系都预先存储于控制单元40中作为映射数据。在包括P控制和D控制 的PD控制中，P控制的控制量是根据受控位移角与目标位移角之间的偏 差并且还根据P控制增益来计算的。此外，D控制的控制量是根据受控位 移角与目标位移角之间的偏差的变化速度并且还根据D控制增益来计算 的。以下将虚拟OCV中的P控制量和D控制量统称为基本控制量。控制 单元40采用所述映射数据来计算依据偏差的基本控制量，并将所述依据偏 差的基本控制量叠加至上述虚拟OCV保持占空学习值。该叠加值构成了 待输出至虚拟OCV的OCV驱动占空。以下，待输出至虚拟OCV的OCV 驱动占空将被称为基本占空。
基本占空是允许虚拟OCV的控制特性中获得最优控制结果的占空。 为了在实际OCV10中获得最优控制结果，需要将基本占空转换为适于实 际OCV10的控制特性的值。此时，还要求考虑OCV10的死区。这是因为 相对于OCV驱动占空的变化的液压致动器20的位移速度的变化a据 ocv驱动占空落在死区内还是落在死区外而剧烈变化。
为此，如图4和图5的下部所示，控制单元40将基本控制量分为落在 虚拟OCV死区内的虚拟OCV死区内控制量，以及落在虚拟OCV死区外 的虚拟OCV死区外控制量。图4图示出基本占空落在虚拟OCV死区外的 情况，而图5示出了基本占空落在虚拟OCV死区内的情况。通过分别转 换虚拟OCV死区内控制量和虚拟OCV死区外控制量，控制单元40才艮据 虚拟OCV死区内控制量计算实际OCV死区内控制量，且还才艮据虚拟ocv
死区外控制量计算实际ocv死区外控制量。将由此确定的实际ocv死区
内控制量和实际ocv死区外控制量叠加至保持占空学习值。该叠加值变 为输出至实际OCV10的OCV驱动占空。换言之，能够采用等式(3)来 计算OCV驱动占空OCV驱动占空=实际ocv死区内控制量+实际ocv死区外控制量+保
持占空学习值 (3)
通过以上述方式控制OCV10,可以改善液压致动器20的可控性，尤 其是在OCV10的死区外的区域中的可控性，同时减小了由于OCV10的个
体差异所引起的控制特性的差异的影响。上述虚拟ocv的模型控制特性
的使用使得可以仅通过指定实际OCV10的保持占空和死区来估算实际 OCV10的控制特性。因此，可以基于由此估算的控制特性来控制液压致动 器20的操作。
以下将参考图6至图10所示流程图更加详细地描述根据本发明的控制 OCV10的方法。首先，图6A和图6B所示流程图示出了用于计算待输出 至OCV10的控制量的操作。此操作由控制单元40周期性地执行。
在图6A所示操作的步骤S100中，采用等式(1)计算OCV差异校正 系数。在步骤S102中计算作为OCV10的死区的中心值的OCV中心占空。 OCV中心占空可以通过平均死区的上端占空的学习值和死区的下端占空 的学习值来确定。
在步骤S104中计算虚拟OCV的死区的上端占空和下端占空。虚拟 OCV的死区的上端占空等于通过将虚拟OCV的死区宽度的一半叠加至步 骤S102中计算出的OCV中心占空所获得的值。虚拟OCV的死区的下端 占空等于通it^OCV中心占空减去虚拟OCV的死区宽度的一半所获得的 值。在步骤S106中，采用等式(2)计算虚拟OCV的保持占空学习值。
在步驟S108中，采用基于发动机转速和油温的映射来计算虚拟OCV 的基本控制量。可以采用设置于连接油泵30与OCV10的液压管路中的油 温传感器46来确定油温。在步骤S110中，采用等式(4)计算虚拟OCV 的基本占空
基本占空=虚拟OCV的保持占空学习值+基4^制量 (4 )
在步骤S112中，判定步骤S110中计算出的基本占空是否落在虚拟 OCV的死区外。如果基本占空落在虚拟OCV的死区内，则在步骤S114、 步骤S116以及步骤S118中计算控制量。
首先，在步骤S114中，采用等式(5)计算虚拟OCV死区内控制量
虚拟OCV死区内控制量=基本占空-虚拟OCV的保持占空学习值(5 )然后，在步骤S116中，采用等式(6)将虚拟OCV死区内控制量转 换为实际OCV死区内控制量
实际OCV死区内控制量=虚拟OCV死区内控制量xOCV差异校正系数
(6)
最后，在步骤S118中，将步骤S116中计算出的实际OCV死区内控 制量i殳定为控制量，其采用等式(7)确定
控制量=实际OCV死区内控制量 (7)
如果在步骤S112中所做判定显示在步骤S110中计算出的基本占空 落在虚拟OCV的死区外，则操作ii^步骤S120。在步骤S120中，判定 步骤S110中计算出的基本占空是否超过虚拟OCV死区的上端占空。如果 基本占空超过虚拟OCV死区的上端占空，则在步骤S122、步骤S124、步 骤S126、步骤S128以及步骤S130中计算控制量。
首先，在步骤S122中，采用等式(8)计算虚拟OCV死区外控制量
虚拟OCV死区外控制量=基本占空-虚拟OCV死区的上端占空 (8 )
接下来，在步骤S124中，采用等式(9)将虚拟OCV死区外控制量 转换为实际OCV死区外控制量
实际OCV死区外控制量=虚拟OCV死区外控制量x温度校正系数(9)
在等式(9)中，温度校正系数根据影响液压致动器20的位移速度的 加压油的温度i更定。
在步骤S126中，采用等式(10)计算虚拟OCV死区内控制量
虚拟OCV死区内控制量=虚拟OCV死区的上端占空-虚拟OCV的保持 占空学习值 (10)
在步骤S128中，采用等式(6)将虚拟OCV死区内控制量转换为实 际OCV死区内控制量。
最后，在步骤S130中，采用等式(11)使用步骤S124中计算出的实 际OCV死区外控制量以及步骤S128中计算出的实际OCV死区内控制量 计算控制量
控制量=实际OCV死区内控制量+实际OCV死区外控制量 (11)如果在步骤S120中所做判定显示在步骤SllO中计算出的基本占空 小于虚拟OCV死区的上端占空，则在步骤S132、步骤S134、步骤S136、 步骤S138以及步骤S140中计算控制量。
首先，在步骤S132中，采用等式(12)计算虚拟OCV死区外控制量
虚拟OCV死区外控制量=基本占空-虚拟OCV死区的下端占空(12 )
在步骤S134中，采用等式(9)将虚拟OCV死区外控制量转换为实
际ocv死区外控制量。
在步骤S136中，采用等式(13)计算虚拟OCV死区内控制量
虚拟OCV死区内控制量=虚拟OCV死区的下端占空-虚拟OCV的保持 占空学习值 (13)
在步骤S138中，采用等式(6)将虚拟OCV死区内控制量转换为实 际OCV死区内控制量。
最后，在步骤S140中，釆用等式(11)使用步骤S134中计算出的实 际OCV死区外控制量以及步骤S138中计算出的实际OCV死区内控制量 计算控制量。
在本实施方式中，本发明的"相关系数计算单元，，可以通过在控制单元 40中执行步骤S100来实现。本发明的"模型保持值计算单元"可以通it^ 控制单元40中执行步骤S106来实现。本发明的"模型控制量计算单元"可 以通过在控制单元40中执行步骤S108来实现。本发明的"死区内控制量 计算单元，，可以通过在控制单元40中执行步骤S114和S116、步骤S126和 S128或者步骤S136和S138来实现。本发明的"死区外控制量计算单元" 可以通过在控制单元40中执行步骤S122和S124或者步骤S132和S134 来实现。本发明的"控制信号设定单元，，可以通过在控制单元40中执行步骤 S118、 S130或S140来实现。
图7至图IO所示的流程图及随后的描述说明了用于学习OCV10的死 区的操作。通过这些操作中的每一个来学习OCV10的死区。图7A和图 7B中所示流程示了用于学习OCV10的死区的上端占空和下端占空的 操作。在本实施方式中，本发明的"死区确定单元，，可以通过利用控制单元 40执行图7A和图7B中所示的操作来实现。控制单元40周期性地执行此 操作。在图7A所示操作的步骤S200中，采用等式(14 )计算液压致动器20 的位移速度
位移速度-受控位移角的前一值—受控位移角的当前值 (14)
在步骤S202中，判定液压致动器20的目标位移角是否已经稳定。目
的发动机运转状态来确定的。如果目标位移角在既定时长内的变化量低于 规定值，则判定目标位移角已经稳定。如果判定目标位移角还未稳定，则
如果在步骤S202中判定目标位移角已经稳定，则操作进入步骤S204。 在步骤S204中，判定位移速度是否低于规定值。如果位移速度等于或高 于规定值，则本操作结束。
如果在步骤S204中判定位移速度小于规定值，则操作ii^步骤S206， 在步骤S206中受控位移角稳定计数器计数。当不满足步骤S202或S204 的条件时，计数器重置。在步骤S208中，判定受控位移角稳定计数器是 否示出了等于或大于规定值的计数值。如果计数值低于规定值，则本操作 结束。
如果在步骤S208中判定计数值等于或大于规定值，即，如果位移速度 维持低于规定值既定时长，则操作进入步骤S210，在步骤S210中，将当 前时刻的OCV驱动占空暂时存储于存储器中作为死区学习值的更新值。 用每次执行步骤S210时得到的新值来更新存储于存储器中的更新值。
在步骤S212中，判定受控位移角是否已经收敛至目标位移角。如果受 控位移角与目标位移角之间的偏差维持等于或低于规定的基准偏差长于 既定时长，则判定受控位移角已经收敛至目标位移角。如果受控位移角已 经收敛至目标位移角，则可以确定当前死区的上端占空和下端占空的学习 值是合适的。如果是这样，则当前操作结束。可替代地，可以在步骤S204 至S210之前执行步骤S212。
如果在步骤S212中判定受控位移角还未收敛至目标位移角，则操作 进入步骤S214，在步骤S214中，判定存储于存储器中的更新值是否超过 俸持占空学习值。如果更新值超过保持占空学习值，则操作i^步骤S216 。 如果更新值等于或低于保持占空学习值，则操作iiA步骤S220。在步骤S216中，判定存储于存储器中的更新值是否超过死区的上端 占空的当前学习值。如果更新值等于或小于当前学习值，则当前操作结束。 相反，如果更新值超过当前学习值，则操作进入步骤S218,在步骤S218 中，将存储于存储器中的更新值i殳定为死区的上端占空的学习值。即，更 新死区的上端占空。
在步骤S220中，判定存储于存储器中的更新值是否小于死区的下端 占空的当前学习值。如果更新值等于或大于当前学习值，则当前操作结束。 相反，如果更新值低于当前学习值，则操作iiA^步骤S222，在步骤S222 中，将存储于存储器中的更新值设定为死区的下端占空的学习值。即，更 新死区的下端占空。
图8所示流程示了用于学习OCV10死区的上端占空和下端占空 的操作。在本实施方式中，本发明的"死区确定单元，，还可以通过利用控制 单元40执行图8中所示的操作来实现。控制单元40周期性地执行此操作。
在图8所示的操作的步骤S300中，判定是否是更新保持占空学习值 的时候。通过不同的操作周期性地更新保持占空学习值。保持占空学习值 的更新时长设定为长于当前操作的执行时长。如果还未到更新保持占空学 习值的时候，则当前IMt结束。
如果在步骤S300中判定是更新保持占空学习值的时候，则操作i^ 步骤S302，在步骤S302中，判定保持占空学习值的更新值是否超过死区 的上端占空的当前学习值。如果保持占空学习值的更新值超过死区的上端 占空的当前学习值，则操作ii^步骤S304，在步骤S304中，将保持占空 学习值的更新值设定为死区的上端占空的当前学习值。即，更新死区的上 端占空。
相反，如果保持占空学习值的更新值等于或小于死区的上端占空的 当前学习值，则操作i^步骤S306,在步骤S306中，判定保持占空学习 值的更新值是否小于死区的下端占空的当前学习值。如果保持占空学习值 的更新值小于死区的下端占空的当前学习值，则操作i^步骤S308，在步 骤S308中，将保持占空学习值的更新值i史定为死区的下端占空的学习值。 即，更新死区的下端占空。
图9所示流程示了用于学习OCV10死区的上端占空的^Mt。控 制单元40周期性地执行此操作。在图9所示操作的步骤S400中，判定液压致动器20的目标位移角 是否已经稳定。所述目标位移角是基于包括诸如例如发动机转速和发动机 负荷之类的因素在内的发动M转状态来确定的。如果目标位移角没有变 化超过既定时长，则判定目标位移角已经稳定。如果目标位移角还未稳定， 则当前操作结束。
如果在步骤S400中判定目标位移角已经稳定，则操作进入步骤 S402。在步骤S402中，判定过调标志是否等于零。术语"过调标志"指的 是当下述步骤S404和S406的相应条件得以满足时所设定的标志。
如果在步骤S402中判定过调标志等于零，则操作进入步骤S404， 在步骤S404中，判定目标位移角与受控位移角之间的前一偏差是否大于 零。如果所述前一偏差等于或小于零，则当前操作结束。
如果在步骤S404中判定所述前一偏差大于零，即，如果判定受控位 移角未能在前一时刻达到目标位移角，则操作&V步骤S406，在步骤S406 中，判定目标位移角与受控位移角之间的当前偏差是否小于零。如果所述 当前偏差等于或大于零，则当前操作结束。
如果在步骤S406中判定所述当前偏差小于零，即，如果受控位移角 被过调超过目标位移角，则操作进入步骤S408，在步骤S408中将过调标 志设定为1。
如果在步骤S402中判定过调标志不等于零，则操作i^V步骤S410， 在步骤S410中，判定目标位移角与受控位移角之间的当前偏差是否小于 零。如果所述当前偏差等于或大于零，即，如果受控位移角再一次变为等 于或小于目标位移角，则^Mt进入步骤S416,在步骤S416中将过调标志 设定为0。
如果在步骤S410中判定所述当前偏差小于零，即，如果受控位移角 正好在此时被过调超过目标位移角，则操作i^步骤S412,在步骤S412 中，判定前一偏差是否低于当前偏差。如果当前偏差等于或小于前一偏差， 则能够判定受控位移角相对于目标位移角的过调量仍旧增大。在这种情况 下，当前操作结束。相反，如果前一偏差小于当前偏差，则能够判定前一 时刻的过调量是最大的，并且进一步判定前一偏差的绝对值为最大过调 量。
如果在步骤S412中判定前一偏差小于当前偏差，则操作ii^步骤S414,在步骤S414中，采用等式(15)校正死区的上端占空学习值
死区的上端占空学习值-死区的上端占空学习值-校正值 (15)
位于等式(15 )右侧的上端占空学习值表示校正前的值，而位于左侧 的上端占空学习值表示校正后的值。出现在右侧的校正值是用最大过调量 确定的，这意味着，最大过调量越大，则校正值越大。
利用图9所示的操作，按照过调量来校正死区的上端占空学习值以 便保证液压致动器20的受控位移角在正方向上不超过目标位移角。这能改 善液压致动器20的可控性。在本实施方式中，本发明的"死区确定单元" 可以通过利用控制单元40执行图9中所示的^Mt来实现。
图IO所示流程示了用于学习OCV10死区的下端占空的^Mt。 控制单元40周期性地执行此操作。
在图10所示操作的步骤S500中，判定液压致动器20的目标位移角 是否已经稳定。所述目标位移角是基于包括诸如例如发动机转速和发动机 负荷之类的因素在内的发动M转状态来确定的。如果目标位移角没有变 化超过既定时长，则判定目标位移角已经稳定。如果目标位移角还未稳定， 则当前操作结束。
如果在步骤S500中判定目标位移角已经稳定，则操作进入步骤 S502。在步骤S502中，判定欠调标志是否等于零。术语"欠调标志"指的 是当下述步骤S504和S506的相应条件得以满足时所设定的标志。
如果在步骤S502中判定欠调标志等于零，则^Mt进入步骤S504， 在步骤S504中，判定目标位移角与受控位移角之间的前一偏差是否小于 零。如果所述前一偏差等于或大于零，则当前操作结束。
如果在步骤S504中判定所述前一偏差小于零，即，如果判定受控位 移角未能在前一时刻达到目标位移角，则^Mt^步骤S506,在步骤S506 中，判定目标位移角与受控位移角之间的当前偏差是否大于零。如果所述 当前偏差等于或小于零，则当前^Mt结束。
如果在步骤S506中判定所述当前偏差大于零，即，如果受控位移角 被欠调超过目标位移角，则操作进入步骤S508，在步骤S508中欠调标志 设定为1。
如果在步骤S502中判定欠调标志不等于零，则操作进入步骤S510，在步骤S510中，判定目标位移角与受控位移角之间的当前偏差是否大于 零。如果所述当前偏差等于或小于零，即，如果受控位移角再一次变为等 于或大于目标位移角，则操作进入步骤S516,在步骤S516中欠调标志设 定为0。
如果在步骤S510中判定所述当前偏差大于零，即，如果受控位移角 正好在此时被欠调超过目标位移角，则操作进入步骤S512,在步骤S512 中，判定前一偏差是否大于当前偏差。如果当前偏差等于或大于前一偏差， 则判定受控位移角相对于目标位移角的欠调量仍旧增大。在这种情况下， 当前操作结束。相反，如果前一偏差大于当前偏差，则判定前一时刻的欠 调量是最大的，并且进一步判定前一偏差的绝对值为最大欠调量。
如果在步骤S512中判定前一偏差大于当前偏差，则IMt^步骤 S514，在步骤S514中，采用等式(16)校正死区的下端占空学习值
死区的下端占空学习值=死区的下端占空学习值+校正值 (16)
出现在等式(16)右侧的下端占空学习值表示校正前的值，而出现在 左侧的下端占空学习值表示校正后的值。出现在右侧的校正值U于最大 欠调量确定的，这意味着，校正值随着最大欠调量增大而增大。
利用图IO所示的操作，按照欠调量来校正死区的下端占空学习值以 便保证液压致动器20的受控位移角在负方向上不超过目标位移角。这能改 善液压致动器20的可控性。在本实施方式中，本发明的"死区确定单元，， 可以通过利用控制单元40执行图10中所示的操作来实现。
以下，将参考附图描述本发明的第二实施方式。
作为本发明第二实施方式的液压致动器的控制装置以作为第一实施 方式的液压致动器的控制装置的构造和控制内容为基础，但以如下所述添 加的新的控制内容为特征。在本实施方式中，OCV差异校正系数才艮据偏差 的绝对值而变化。如采用上述等式(1)所表示的，OCV差异校正系数由 实际OCV死区宽度相对于虚拟OCV死区宽度的比率所限定。术语"偏差" 指的是受控位移角与目标位移角之间的偏差。
图11是图示本实施方式中采用的OCV差异校正系数的设定的视图。 在本实施方式中，如图11所示，将采用等式(1)计算出的值作为OCV 差异校正系数的基本值。当偏差的绝对值低于规定值"A"时，随着偏差的绝对值变得更小，ocv差异校正系数被校正为小于基本值的值。可以采用
以下方法作为用于实现如图11所示ocv差异校正系数的设定的具体方 法。准备一系数，该系数在偏差的绝对值超im定值"A"时保持等于l，而 在偏差的绝对值等于或小于规定值"A"时以与偏差的绝对值成比例的方式 减小。然后，将该系数乘以采用等式(1)计算出的OCV差异校正系数。
如等式(5)所表示的，使用OCV差异校正系数计算实际OCV死 区内控制量。通过减小OCV差异校正系数，即使在虚拟OCV死区内控制 量变化时也可以减小实际OCV死区内控制量的波动。釆用本实施方式， 可以在液压致动器20的受控位移角已经收敛至目标位移角之后抑制实际 OCV死区内控制量的波动。这使得有可能将液压致动器20的受控位移角 稳定保持为等于目标位移角。
在本实施方式中，本发明的"相关系数校正单元"可以如图11所示通 过利用控制单元40设定OCV差异校正系数来实现。
以下，将参考附图描述本发明第三实施方式。
根据本发明第三实施方式的液压致动器的控制装置进一步执行图12 所示的控制。图12所示流程示了用于确定发动机起动时是否开始 OCV控制的操作。此^Mt由控制单元40周期性地执行。
当发动机停机时，OCV10的滑阀芯12由弹簧16偏置并在缸套18 内保持为延迟侧端部位置，作为其结果，液压致动器20在受控位移角 _ 迟到最大的情况下保持不操作。此时，液压致动器20的延迟侧油室28连 接于油泵30。因为在发动机停机时油泵30保持不操作，所以没有加压油 供给至延迟侧油室28且没有液压力施加于延迟侧油室28。
如果在这种状态下开始OCV控制以便沿提前方向操作OCVIO，则 加压油供应至提前侧油室26。因为不存在应当M迟侧油室28排出的加 压油，所以由充填入提前侧油室26的加压油推动的转子24在没有阻力的 情况下iSi4旋转并突然与壳体22碰撞。转子24与壳体22的碰撞将产生可 能打扰车辆乘员的噪声。
执行图12所示操作以便解决发动机起动过程中引起的上述问题。在 步骤S600中，判定发动机起动机是否接通。如果发动机起动机关断，即， 如果发动机W动，则当前操作结束。如果在步骤S600中判定起动机接通，则操作ii^步骤S602,在步 骤S602中，计算从油泵30供给的加压油的压力。油压可以基于油泵30 的转速以及从油泵开始转动起经过的时间量来确定。可替代地，可以用设 置于油泵30的排出口中的压力传感器来测量油压。
在步骤S604中，判定在步骤S602中计算出的油压是否超过规定值。 反复执行步骤S602和S604直至油压超过规定值。
如果在步骤S604中判定油压超过了规定值，则操作i^步骤S606。 在步骤S606中，判定在油压超过规定值之后是否已过去的规定时间。这 是为了使所i^迟侧油室28内的油压能够充分升高。反复执行步骤S602、 S604和S606直至经it^L定时间。当经it^L定时间时，操作ii^步骤S608 以便开始OCV10的控制。
通过图12所示的操作，禁止了液压致动器20在提前方向上的操作， 直至油压充分增大为止。因此，可以避免产生冲击噪声。在本实施方式中， 本发明的"禁止单元"可以通过利用控制单元40执行图12所示操作来实现。
以下，将参考附图描述本发明的第四实施方式。
根据本发明第四实施方式的液压致动器的控制装置以根据第一实施 方式的液压致动器的控制装置的构造和控制内容为基础，并且进一步包括 将在以下描述的新的控制内容。在本实施方式中，采用等式(17)计算 OCV驱动占空
OCV驱动占空=控制量+控制基准占空 (17)
等式(17)中的术语"控制量"指的是P控制量与D控制量的总和值， 也指实际OCV死区内控制量与实际OCV死区外控制量的总和值。
等式(17)中的术语"控制基准占空"指的是在OCV10的占空控制中 采用的且采用等式(18)计算的控制基准
控制基准占空- (OCV中心占空-保持占空学习值)x校正系数+保持占 空学习值 (18)
等式(18)中的校正系数与加压油的温度有关。图13是图示校正系 数与油温之间关系的视图。如此图所示，如果油温等于或高于规定温度Tl ， 则校正系数设定为O。如果油温低于规定温度T1，则随着油温降低，校正 系数设定为更加接近1。通过以这种方式设定校正系数，如果油温等于或高于规定温度T1，则保持占空学习值接近控制基准占空。但是，如果油温 低于规定温度T1，则随着油温降低，控制基准占空接近OCV中心占空。
此外，等式(18)中的校正系数与液压致动器20的受控位移角与目 标位移角之间的偏差的绝对值有关。图14是图示校正系数与所述偏差的绝 对值之间关系的视图。如此图所示，随着所述偏差的绝对值增大，校正系 数离开0接近1。通过以这种方式设定校正系数，如果所述偏差等于零， 则保持占空学习值变为控制基准占空。相反，随着所述偏差的绝对值增大, 控制基准占空接近OCV中心占空。
当油温保持低时，加压油的粘度增大，从而引起M致动器20的操 作出现差异。因为保持占空学习值是在控制M致动器20的操作的同时学 习的，所以M致动器20操作中出现的差异会降低保持占空学习值的学习 准确性。但是，在本实施方式中，随着油温降低，控制基准占空接近OCV 中心占空。因此，可以防止在OCV10的占空控制中所釆用的控制基准出 现差异。
此外，液压致动器20的受控位移角与目标位移角之间的偏差的绝对 值越大，则液压致动器20对OCV驱动占空的变化的响应越灵敏。为此， 如果在OCV10的占空控制中采用的控制基准中存在差异，则所述差异对 液压致动器20的操作的影响增大。但是，在本实施方式中，随着所述偏差 的绝对值增大，控制基准占空接近OCV中心占空。因此，即使不能完全 保证保持占空学习值的学习准确性，也可以抑制保持占空学习值的学习准 确性对液压致动器20的控制特性的影响。
在本实施方式中，当控制单元40计算控制基准占空时，本发明的"控 制信号设定单元"的功能可以通过如图13所示根据油温设定校正系数来实 现。此夕卜，本发明的"控制信号设定单元，，的功能可以通过如图14所示根据 所述偏差的绝对值i殳定校正系数来实现。
虽然油温和偏差的绝对值都与本实施方式中的单个校正系数相关， 但也可以提供彼此独立的油温校正系数和偏差校正系数。在这种情况下， 油温校正系数可如图13所示根据油温设定，而偏差校正系数可如图14所 示根据偏差的绝对值设定。
以下将参考附图描述本发明的第五实施方式。
本发明第五实施方式的液压致动器的控制装置类似于第一实施方式的液压致动器的控制装置，但是区别在于，第五实施方式执行图15A和图 15B的流程图所示的操作以替代图7A和图7B的流程图所示的操作。图 15A和图15B的流程示了用于学习OCV10死区的上端占空和下端占 空的^Mt。在本实施方式中,本发明的"死区确定单元"可以通过采用控制 单元40执行图15A和图15B所示的操作来实现。此操作由控制单元40周 期性地执行。
在图15A所示IMt的步骤S700中，判定液压致动器20的目标位移 角是否已经稳定。目标位移角M于包M如例如发动机转速和发动机负 荷之类的因素在内的发动M转状态来确定的。如果目标位移角在既定时 长内的变化量小于规定值，则判定目标位移角已经稳定。如果目标位移角 还未稳定，则本操作结束。
如果在步骤S700中判定目标位移角已经稳定，则操作进入步骤 S702。在步骤S702中，判定受控位移角是否已经收敛至目标位移角。如 果受控位移角与目标位移角之间的偏差等于或小于规定基准偏差超过既 定时长，则判定受控位移角已经收敛于目标位移角。在这种情况下，确定 当前死区的上端占空和下端占空的学习值是合适的。因此，如果是这样， 则当前操作结束。
如果在步骤S702中判定受控位移角还未收敛至目标位移角，则操作 进入步骤S704，在步骤S704中，判定OCV驱动占空的变化量的绝对值 是否等于或低于规定值。如果所述变化量的绝对值大于规定值，则当前操 作结束。
如果满足步骤S704的条件，则操作进入步骤S706，在步骤S706中， 判定步骤S704的条件是否已经持续满足达指定时间。如果从满足步骤S704 的^Hf起还未经itJ见定时间，则当前操作结束。
如果满足步骤S706的条件，即，如果OCV驱动占空的变化量的绝 对值保持低于规定值达规定时间，则能够判定OCV驱动占空落在OCV10 的死区内。在步骤S708中，计算对于直到当前时刻的预定时长的OCV驱 动占空的平均值，并将其暂时存储于存储器中作为死区学习值的更新值。 每次执行步骤S708时都更新存储于存储器中的所述更新值。
在步骤S710中，判定存储于存储器中的所述更新值是否大于死区的 上端占空的当前学习值。如果所述更新值大于当前学习值，则^Mt^步骤S712，在步骤S712中，将存储于存储器中的所述更新值设定为死区的 上端占空的学习值。即，更新死区的上端占空。
如果所述更新值等于或小于死区的上端占空的当前学习值，则^Mt 进入步骤S714，在步骤S714中，判定存储于存储器中的所述更新值是否 低于死区的下端占空的当前学习值。如果所述更新值等于或大于所述当前 学习值，则当前操作结束。相反，如果所述更新值低于所述当前学习值， 则操作进入步骤S716,在步骤S716中，将存储于存储器中的所述更新值 i殳定为死区的下端占空的学习值。即，更新死区的下端占空。
如上所述，在本实施方式中，当液压致动器20的目标位移角和输出 至OCV10的OCV驱动占空稳定时，学习死区的上端占空和下端占空。通 过确定这些条件的满足，可以准确判定当前时刻的OCV驱动占空是否落 在死区内。此外，可以通过在OCV驱动占空稳定时执行所述学习来增大
死区的学习准确性。另夕卜，本实施方式是在没有操作、;^a致动器2o的情况 下学习死区的。其优点是，能够增大学习死区的机会，从而提高了死区的 学习准确性。
本实施方式的死区学习方法可以与常规的ocv驱动占空计算方法 相结合，即，与在没有采用虚拟模型控制阀的情况下计算ocv驱动占空 的方法相结合。如上所述，本实施方式的死区学习方法能够以比常规学习 方法中能达到的准确性更高的准确性来学习死区。因此，就基于死区来确
定ocv驱动占空的液压致动器控制而言，可以通过应用本实施方式的死
区学习方法来改善^a致动器的可控性。
在本实施方式中，本发明的"死区确定单元，，可以通过采用控制单元
40执行图15A和图15B所示的操作来实现。此外，本发明的"控制信号设 定单元，，可以通过基于死区设定OCV驱动占空来实现，其通过执行图15A 和图15B所示的操作来确定。
此外，图15A和图15B所示的操作可以修改如下。作为第一修改实 施方式，可以采用在步骤S708中所存储的死区学习值的更新值作为当前 时刻的OCV驱动占空。可替代地，可以采用OCV驱动占空在规定时长内 的最大值或最小值作为死区学习值的更新值。作为进一步的替代，可以采 用通过沿时间方向平滑OCV驱动占空所获得的值(所谓的退火值)作为 死区学习值的更新值。作为第二修改实施方式，用于图15A和图15B所示^Mt中的计算的 受控位移角可以是通过沿时间方向平滑受控位移角所获得的值(所谓的退 火值)，而不是液压致动器20的当前受控位移角。这增大了满足步骤S702 的M的可能性，并进一步增大了学习死区的机会，即使当受控位移角的 信号因诸如发动机旋转的波动和噪声等干扰而改变时也是如此。
尽管前文已经对本发明的特定实施方式进行了描述，但本发明并不 局限于此，而可以在不背离本发明的精神的情况下修改为许多不同的形 式。例如，本发明可以修改如下。
在每个前述实施方式中，可以根据加压油的温度来校正实际OCV 死区内控制量。这是因为OCV10的死区宽度根据加压油的温度而增大或 减小。代替校正实际OCV死区内控制量，还可以根据加压油的温度来校 正模型控制特性的虚拟OCV的死区宽度。这使得可以通过OCV差异校正 系数将油温反映到实际OCV死区内控制量上。
OCV10的死区宽度不仅会根据加压油的温度而且会根据加压油的 压力或粘度或者发动机转速而增大或减小。这意味着，期望才艮据加压油的 压力或粘度或者发动机转速以及加压油的温度来校正模型控制特性的虚 拟OCV的死区宽度。因此，这些因素对液压致动器20的控制特性的影响 得以最小化。
本发明并不局限于可变气门正时机构，而是可以广泛应用于使用具
有两个油室的液压致动器的其它液压系统，所述液压致动器的^Mt通过将
加压油供应至相应油室或w目应油室排出来控制。此外，用于控制加压油 相对于液压致动器的供应与排出的控制阀并不局限于类似图1所示
OCV10的电磁控制阀。还可能采用由先导压力驱动的先导控制阀。
权利要求
1. 一种液压致动器的控制装置，具有通过供应及排出加压油来操作的液压致动器以及控制所述加压油向所述液压致动器供应和从所述液压致动器排出的控制阀，所述液压致动器的控制装置通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述液压致动器，所述液压致动器的控制装置包括死区确定单元，其确定所述液压致动器对所述控制的变化没有响应或表现出响应性降低的死区；保持值设定单元，其将当所述液压致动器的操作速度变为零时的所述控制信号的值设定为保持值；存储单元，其将所述液压致动器对于由虚拟模型控制阀实现的控制信号的变化的响应性的变化趋势存储为模型控制特性；相关系数计算单元，其计算作为所述死区宽度与所述模型控制特性的模型死区宽度的比率的相关系数，所述相关系数用作使所述控制装置的所述控制阀与所述模型控制阀彼此对应的系数；模型保持值计算单元，其计算模型保持值，所述模型保持值是所述模型控制特性中当所述液压致动器的操作速度变为零时的控制信号值，其中，所述控制信号值通过采用所述相关系数校正所述死区的中心值与所述保持值之间的偏差来计算；模型控制量计算单元，其基于所述液压致动器的操作量与目标操作量之间的偏差计算模型控制量，所述模型控制量是以所述模型保持值为基准的控制量；死区内控制量计算单元，其通过采用所述相关系数校正落在所述模型死区内的所述模型控制量的模型死区内控制量来计算所述控制阀的死区内控制量；死区外控制量计算单元，其基于落在所述模型死区外的所述模型控制量的模型死区外控制量来计算所述控制阀的死区外控制量；以及控制信号设定单元，其基于所述保持值、所述死区内控制量以及所述死区外控制量来设定输出至所述控制阀的控制信号。
2.如权利要求l所述的液压致动器的控制装置，其中，如果在将所述 控制信号值设定为大于所述死区的上端值时所述液压致动器沿正方向操 作，则所述死区确定单元计算实际操作量相对于所述目标操作量的过调 量，并且，如果所述液压致动器的所述操作量超过所述目标操作量，则所 述死区确定单元根据所述过调量减小所述上端值。
3.如权利要求1或2所述的液压致动器的控制装置，其中，如果在将 所述控制信号值设定为小于所述死区的下端值时所述液压致动器沿负方 向^Mt，则所述死区确定单元计算实际操作量相对于所述目标^Mt量的欠调量，并且，如果所述液压致动器的所述^Mt量超过所述目标^Mt量，则 所述死区确定单元根据所述欠调量增大所述下端值。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的液压致动器的控制装置，其中， 所述死区外控制量计算单元通过根据所述加压油的温度校正所述模型死 区外控制量来计算所述死区外控制量。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的液压致动器的控制装置，其中， 所述死区内控制量计算单元根据所述加压油的温度来校正所述死区内控 制量。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一步 包括用于根据所述加压油的温度来校正模型死区宽度的模型死区宽度校 正单元o
7. 如权利要求1至4中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一步 包括用于根据所述加压油的压力来校正模型死区宽度的模型死区宽度校 正单元。
8. 如权利要求1至4中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一步包括用于根据所述加压油的粘度来校正模型死区宽度的模型死区宽度校 正单元。
9.如权利要求1至4中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一步 包括用于根据发动机转速来校正模型死区宽度的模型死区宽度校正单元。
10.如权利要求1至9中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一 步包括相关系数校正单元，如果所述液压致动器(20)的所述操作量与所 述目标操作量之间的所述偏差收敛于规定范围内，则所i^目关系数校正单元减小所勤目关系数。
11.如权利要求1至10中任一项所述的液压致动器的控制装置，进一 步包括禁止单元，所述禁止单元禁止向所述控制阀(IO)输出所述控制信 号直至加压油压力超过规定基准值为止。
12.如权利要求1至11中任一项所述的液压致动器的控制装置，其中， 所述保持值设定单元在控制所述液压致动器的操作时学习所述保持值，并依据的控制基i并随着所述加压油温度的降低使所述控制基准接i^所述 死区的中心值。
13.如权利要求1至12中任一项所述的液压致动器的控制装置，其中， 所述保持值设定单元在控制所述液压致动器的操作时学习所述保持值，并依据的控制基^并随着所述液压致动^ (20)的所述^作量与所述l标操 作量之间的所述偏差的绝对值的增大使所述控制基准接近所述死区的中 心值。
14. 一种液压致动器的控制装置，具有通过供应及排出加压油来操作的液压致动器以及控制所述加压油向所述液压致动器供应和从所述液 压致动器排出的控制阀，所述液压致动器的控制装置通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述液压致动器，所述液压致动器的控制装置包括死区确定单元，其学习所述液压致动器对所述控制信号的变化没有响 应或表现出响应性降低的死区；以及控制信号设定单元，其基于所述死区来设定输出至所述控制阀的控制 信号，其中，所述死区确定单元在所述液压致动器的目标操作量以及输出至 所述控制阀的所述控制信号的值稳定时学习所述死区。
15. 如权利要求14所述的液压致动器的控制装置，其中，所述死区确 定单元根据特定规则从所述控制信号的值计算死区更新值，并且，如果所述死区更新值大于所述死区的上端值的学习值，则所述死区确定单元以所 述死区的上端值的学习值来更新所述死区更新值。
16. 如权利要求14或15所述的液压致动器的控制装置，其中，所述 死区确定单元根据特定规则从所述控制信号的值计算死区更新值，并且， 如果所述死区更新值小于所述死区的下端值的学习值，则所述死区确定单 元以所述死区的下端值的学习值来更新所述死区更新值。
17. —种以可变方式控制内燃发动机的进气门或排气门的气门正时的 液压操作可变气门正时装置，包括液压致动器，其通过供应及排出加压油来操作以改变气门正时； 控制阀，其控制所述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液压致 动器*夂出；以及控制装置，其通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述液压致动器，其中，所述控制装置包括死区确定单元，其确定所述液压致动器对所述控制信号的变化没有响应或表现出响应性降低的死区；保持值设定单元，其将当所述液压致动器的操作il;变变为零时的所述控制信号的值i殳定为保持值；存储单元，其将所述液压致动器对于由虚拟模型控制阀实现的控制信 号的变化的响应性的变化趋势存储为模型控制特性；相关系数计算单元，其计算作为所述死区宽度与所*型控制特性的 模型死区宽度的比率的相关系数，所i^目关系数用作使所述控制装置的所 述控制阀与所述模型控制阀彼此对应的系数；模型保持值计算单元，其计算模型保持值，所i^型保持值是所述模型控制特性中当所述液压致动器的^Mt速度变为零时的控制信号值，其中 所述控制信号值通过采用所述相关系数校正所述死区的中心值与所述保 持值之间的偏差来计算；模型控制量计算单元，其基于所述液压致动器的操作量与目标操作量 之间的偏差计算模型控制量，所述模型控制量是以所^型保持值为基准 的控制量；死区内控制量计算单元，其通过采用所i^目关系数校正落在所^型 死区内的所述模型控制量的模型死区内控制量来计算所述控制阀的死区 内控制量；死区外控制量计算单元，其基于落在所i^型死区外的所i^型控制 量的模型死区外控制量来计算所述控制阀的死区外控制量；以及控制信号设定单元，其基于所述保持值、所述死区内控制量以及所述 死区外控制量来设定输出至所述控制阀的控制信号。
18. —种以可变方式控制内燃发动机的进气门或排气门的气门正时的 、M操作可变气门正时装置，包括液压致动器，其通过供应及排出加压油来^Mt以改变气门正时；控制阀，其控制所述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液压致 动器朝一出；以及控制装置，其通过向所述控制阀输出控制信号来控制所述液压致动其中，所述控制装置包括死区确定单元，其学习所述液压致动器对所述控制信号的变化没有响 应或表现出响应性降4氐的死区；以及控制信号设定单元，其基于所述死区来设定输出至所述控制阀的控制 信号，其中，所述死区确定单元在所述液压致动器的目标操作量以及输出至 所述控制阀的所述控制信号的值稳定时学习所述死区。
19. 一种液压致动器的控制方法，其用于具有液压致动器和控制阀的 系统，所述液压致动器通过供应及排出加压油来操作，所述控制阀控制所 述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液压致动器排出，所述液压致所述液压致动^的:;方法包括: ,确定所述液压致动器对所述控制的变化没有响应或表现出响应性降 低的死区；将当所述液压致动器的操作速度变为零时的所述控制信号的值设定 为保持值；将所述液压致动器对于由虚拟模型控制阀实现的控制信号的变化的 响应性的变化趋势存储为模型控制特性；计算作为所述死区宽度与所述模型控制特性的模型死区宽度的比率 的相关系数，所勤目关系数用作使所述控制装置的控制阀与所i^型控制 阀彼此对应的系数；计算模型保持值，所，型保持值是所^型控制特性中当所述液压 致动器的操作速度变为零时的控制信号值，其中所述控制信号值通过采用 所&目关系数校正所述死区的中心值与所述保持值之间的偏差来计算；基于所述液压致动器的操作量与目标操作量之间的偏差计算模型控 制量，所^型控制量是以所^型保持值为基准的控制量；通过采用所述相关系数校正落在所述模型死区内的所述模型控制量的模型死区内控制量来计算所述控制阀的死区内控制量；基于落在所述模型死区外的所述模型控制量的模型死区外控制量来 计算所述控制阀的死区外控制量；以及基于所述保持值、所述死区内控制量以及所述死区外控制量来设定输 出至所述控制阀的控制信号。
20. —种液压致动器的控制方法，其用于具有液压致动器和控制阀的 系统，所述液压致动器通过供应及排出加压油来操作，所述控制阀控制所 述加压油向所述液压致动器供应以及从所述液压致动器排出，所述液压致所述液压致动il的控;方法包括: *。 —学习所述液压致动器对所述控制信号的变化没有响应或表现出响应 性降低的死区；以及基于所述死区来设定输出至所述控制阀的控制信号，其中，在所述液压致动器的目标操作量以及输出至所述控制阀的所述 控制信号的值稳定时学习所述死区。
全文摘要
在一种液压致动器的控制装置中，将液压致动器(20)对于由虚拟油压控制阀(OCV)的OCV驱动占空的变化的响应性的变化趋势存储为模型控制特性。将实际OCV死区宽度相对于虚拟OCV死区宽度的比率计算为OCV差异校正系数。基于液压致动器(20)的操作量与目标操作量之间的偏差计算基本控制量。通过采用OCV差异校正系数校正虚拟OCV死区内控制量来获得实际OCV死区内控制量，并基于虚拟OCV死区外控制量来计算实际OCV死区外控制量。实际OCV控制量是实际OCV死区内控制量与实际OCV死区外控制量的总和。
文档编号F01L1/34GK101548067SQ200880000812
公开日2009年9月30日 申请日期2008年1月18日 优先权日2007年1月19日
发明者中野智洋, 内田孝宏, 永井正胜, 汤田修事 申请人:丰田自动车株式会社