内燃机的控制系统的制作方法

专利名称：内燃机的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃机的控制系统。控制系统检测内燃机的状态量从初始值开始的变更履历，基于初始值和变更履历来算出状态量的实际值。
背景技术：
专利文献l公开的控制系统，为了实现提高内燃机的燃料经济性、输出，基于发动机运行状态来设定发动机气门的最大升程量的目标值。控制系统对最大升程量的实际值进行反馈控制，使其与目标值一致。这样的控制系统一般如以下所述。
控制系统具备改变最大升程量的执行器和基于执行器的工作来输出脉冲信号的编码器。计数电路基于从编码器输出的脉冲信号，使计数值增减，由此检测最大升程量的变更履历。计数电路由备用电源供电。例如，在如内燃机的运行已停止的情况那样，来自备用电源的供电被停止的情况下，不管供电停止期间的长短，计数值被重置为"0",变更履历被清除。
发动机的运行开始后，微型计算机通过备用电源使微型计算机的挥发性存储器的存储单元进行充放电，从而将计数电路的计数值、换言之最大升程量从发动机启动时的初始值开始的变更履历存储于挥发性存储器。在发动机运行停止时，将最大升程量的最终值存储于能够改写的非挥发性存储器，该最终值被设为下次发动机启动时之后的最大升程量的初始值。微型计算机基于存储于挥发性存储器的最大升程量的变更履历和初始值，算出最大升程量的实际值。微型计算机以使实际值与基于发动机运行状态设定的目标值之间的偏离变小的方式，通过执行器来改变发动机气门的最大升程量。
但是，由于车体、内燃机的振动，存在备用电源与微型计算机之间的供电电路发生接触不良的可能性。即可能发生来自备用电源的供电的暂时 停止、所谓的瞬断。即使发生供电瞬断，在从供电停止时到经过预定时间 为止，存储于挥发性存储器的变更履历的数据也可能残留。如果残留数椐 的内容没有变化，则在供电恢复以后也能够利用残留数据。但是，在供电 瞬断发生前后，供电状态不稳定，所以残留数据的内容可能发生变化。另 外，在连续发生车体、内燃机的振动的情况下，认为也存在供电瞬断在短 时间再次发生的情况。
专利文献l:日本特开2005 - 201117号z^才艮

发明内容
本发明的目的在于提供一种内燃机的控制系统，即使来自备用电源的 供电瞬断在短时间再次发生，该控制系统也能够正确地算出内燃机的状态 量的实际值。
根据本发明的一种观点，提供一种内燃机的控制系统。控制系统具备 为了改变内燃机的状态量而在工作范围内工作的执行器。工作范围具有界 限位置。将对应于界限位置的状态量的值称为基准值。控制系统具备备用 电源、和由备用电源供电的履历检测部。将向履历检测部开始供电时的状 态量的值称为状态量的初始值。供电状态的履历检测部检测状态量从初始 值起的变更履历。挥发性存储器由备用电源供电。供电状态的挥发性存储 器存储变更履历的数据。控制部根据初始值和变更履历来算出状态量的实 际值。控制部具备残留数据判定部、初始值设定部、以及基准值学习部。 残留数据判定部，在从暂时停止了从备用电源向挥发性存储器供电的状态 恢复供电后，判断残留于挥发性存储器的变更履历的数据是否是供电即将
停止前所存储的数据。初始值^:定部，在由残留数据判定部判定为残留于
挥发性存储器的数据是供电即将停止前所存储的数据的情况下，将根据残 留数据算出的状态量的实际值代入初始值。基准值学习部，在由残留数据 判定部判定为残留于挥发性存储器的数据不是供电即将停止前所存储的数
据的情况下，进行基准值学习使执行器移动至界限位置，将基准值代入 初始值，进而清除变更履历。控制部，在基准值学习结束前再次暂时停止了来自备用电源的供电的情况下，在供电恢复后，使残留数据判定部的判 定无效，使基准值学习部执行基准值学习。


图1是本发明的一种实施方式涉及的控制系统控制的内燃机的部分剖 面图。
图2是图l的气门装置的平面图。
图3是图2的中间驱动机构的剖视立体图。
图4是图3的控制轴、无刷电机以及微型计算机的框图。
图5中的图5(a) ~图5 (h)是图4的各种传感器的输出波形、和
各计数器的计数值的时间图。
图6中的图6(a)是图5(a) 图5(c)的电角度传感器D1~D3
的输出信号和电角度计数值的表，图6 (b)是图5 (d)和图5 (e)的位
置传感器Sl、 S2的输出信号和位置计数值的表。
图7是由图4的微型计算机执行的备用电源供电瞬断时的流程图。 图8中图8 (a)和图8 (b)是图7的具体例子的位数据的图。
具体实施例方式
图1~图8表示将本发明具体化后的一种实施方式。本实施方式的控 制系统控制内燃机的进气门20的最大升程量。
如图2所示，内燃机具有四个气缸。每一个气缸都设有一对排气门10 和一对进气门20。如图1所示，在气缸盖2上设有对应于各个排气门10 的排气气门装置90和对应于各个进气门20的进气气门装置100。
如图l所示，排气气门装置90具有对应于各个排气门IO的气门间隙 调节器(rush adjuster,油压挺杆)12。在气门间隙调节器12与排气门10 之间架设有摇臂13。摇臂13的一端被气门间隙调节器12支撑，摇臂13 的另一端与排气门10的基端接触。在气缸盖2上以能够旋转的方式支撑排 气凸轮轴14。在排气凸轮轴14上形成多个凸轮15。凸轮15的外周面与设置于摇臂13的中央部的滚轮13a接触。在排气门10上设有气门弹簧座16 。 在气门弹簧座16与气缸盖2之间设有气门弹簧11。气门弹簧11的作用力 向关闭排气门IO的方向施加。由此，摇臂13的滚轮13a向凸轮15的外周 面按压。在发动初逸行时通过凸轮15旋转，摇臂13将由气门间隙调节器 12支撑的部分作为支点而摇动。其结果是排气门10通过摇臂13进行开闭。 如图1所示，进气气门装置100与排气气门装置90同样，具有气门弹 簧21、气门弹簧座26、摇臂23以及气门间隙调节器22。在气缸盖2上以 能够旋转的方式支撑进气凸轮轴24。在进气凸轮轴24上形成有多个凸轮 25。
如图1所示，与排气气门装置90不同，进气气门装置IOO具有位于凸 轮25与摇臂23之间的中间驱动机构50。中间驱动机构50具有输入部51、 和一对输出部52。输入部51和输出部52以能够摇动的方式被支撑管53 支撑。支撑管53被固定于气缸盖2。通过气门间隙调节器22和气门弹簧 21的作用力对摇臂23向输出部52施力。由此，滚轮23a与输出部52的 外周面接触。滚轮23a被设置于摇臂23的中央部。由此，输入部51和输 出部52都沿逆时针旋转方向Wl被摇动施力。滚轮51a被按压向凸轮25 的外周面。滚轮51a祐:设置于在输入部51的直径方向延伸出的部分的前端。
如图1所示，在发动机运行时，若进气气门装置100的凸轮25旋转， 则凸轮25与滚轮51a滑动接触，同时按压输入部51。由此，输出部52沿 支撑管53的周方向摇动。若输出部52摇动，则摇臂23以由气门间隙调节 器22支撑的部分为支点而摇动。其结果是进气门20通过摇臂23进行开闭。
如图1所示，在支撑管53中沿轴方向插入有能够驱动的控制轴54。 控制轴54经由连结部件驱动连结于输入部51和输出部52。
如图2的右端所示，在控制轴54的基端设置有作为执行器的无刷电机 60。微型计算机70通过控制无刷电机60,使控制轴54沿轴方向变位，于 是输出部52相对于输入部51而相对摇动。
图3表示中间驱动才几构50的内部结构。中间驱动才几构50将控制轴54 连结于输入部51和输出部52。
7如图3所示，输入部51位于一对输出部52之间。在输入部51和输出 部52各自的内部形成有圆筒状的连通空间。在输入部51的内周面形成有 输入螺旋花键51h。在输出部52的内周面形成有输出螺旋花键52h。输出 螺旋花键52h的齿向相对于输入螺旋花键51h而向反方向倾斜。
在形成于输入部51与输出部52的内部的空间设置有圆筒状的滑动齿 轮(slider gear) 55。滑动齿轮55的外周面具有第一螺旋花键55a、和一 对第二螺旋花键55b。第一螺旋花键55a位于一对第二螺旋花键55b之间。 第 一螺旋花键55a与输入螺旋花键51h啮合。各个第二螺旋花键55b分别 与输出螺旋花键52h啮合。
在滑动齿轮55的内壁形成有沿周方向延伸的槽55c。在槽55c中嵌合 有村套56。村套56被允许沿槽55c移动，能够相对于滑动齿轮55而沿周 方向滑动。衬套56相对于滑动齿轮55的轴方向的相对变位由槽55c的壁 限制。
支撑管53被插入到滑动齿轮55的内部空间。控制轴54被插入支撑管
53。 在支撑管53的管壁上形成有沿轴方向延伸的长孔53a。在滑动齿轮55 与控制轴54之间设置有止动销57。止动销57通过长孔53a将滑动齿轮55 连结于控制轴54。止动销57的一端被插入到形成于控制轴54的凹部(省 略图示)，止动销57的另一端被插入到形成于衬套56的贯通孔56a。
若控制轴54沿轴方向变位，则由于连动，滑动齿轮55沿轴方向变位。 由于第一螺旋花键55a、第二螺旋花键55b，输入螺旋花键51h、输出螺旋 花键52h的啮合，输入部51和输出部52相互沿反方向旋转。其结果是输 入部51与输出部52之间的相对相位差被改变。由此，进气门20的最大升 程量被改变。
如图4 ~图6所示，微型计算机70对进气门20的最大升程量进行反 馈控制，使其与对应于发动机运行状态的目标升程量一致。图4是控制轴
54、 无刷电机60以及微型计算机70的框图。图5是表示各种传感器的输 出波形以及各个计数值的推移状态的时间图。
如图4所示，控制轴54的基端经由变换机构61连结于无刷电机60
8的输出轴60a。变换机构61将输出轴60a的旋转运动变换为控制轴54沿 轴方向的直线运动。也就是说，输出轴60a的正向反向旋转通过变换机构 61,皮变换为控制轴54的往返运动。在控制轴54上形成有止动部54a。在 内燃机的气缸盖罩3上形成有笫一挡块3a和第二挡块3b。止动部54a能 够分别与第一挡块3a和第二挡块3b接触。止动部54a能够在第一挡块3a 和第二挡块3b之间变位。在止动部54a与第一挡块3a接触的情况下，控 制轴54位于作为界限位置的"Hi端"。在这种情况下，无刷电机60的工 作量、即转角为设计最大值DHO。在止动部54a与第二挡块3b接触的情 况下，控制轴54位于"Lo端"。在这种情况下，无刷电机60的转角为设 计最小值DLO。
无刷电机60具有电角度传感器Dl ~ D3。在输出轴60a上以能够一体 旋转的方式设置有8极的多极磁铁(省略图示)。电角度传感器D1~D3 根据8极的多极磁铁的磁力，输出图5(a) ~图5 (c)所示的脉冲信号。 脉沖信号交替示出逻辑高电平信号"H"与逻辑低电平信号"L"。电角度 传感器Dl D3在输出轴60a的周方向每隔120。而配置。因此，从电角度 传感器D1 D3的其中之一输出的脉冲信号的边缘，当输出轴60a每旋转 45。而产生一次。来自电角度传感器D1 D3的其中之一的脉冲信号，相 对于其他的来自电角度传感器的脉冲信号，其相位沿提前角方向或延迟角 方向偏离输出轴60a旋转30。的量。
在无刷电机60上设有作为旋转编码器工作的两个位置传感器Sl、 S2;和对应于位置传感器S1、 S2而与输出轴60a—体旋转的48极的多极 磁铁(省略图示)。位置传感器Sl、 S2根据48极的多极磁铁的磁力来交 替地输出如图5 (d)和图5 (e)所示的脉冲形状的信号、即逻辑高电平信 号"H"和逻辑低电平信号"L"。为了得到这样的脉冲信号的波形，位置 传感器Sl在输出轴60a的周方向与位置传感器S2相隔176.25。而被配置。 因此，从位置传感器Sl、 S2的其中之一输出的脉沖信号的边缘，每当输 出轴60a旋转7.5。时产生一次。来自位置传感器S2的脉沖信号，相对于 来自位置传感器Sl的脉冲信号，处于其相位沿提前角方向或延迟角方向偏离输出轴60a旋转3.75°的量的状态。
相对于电角度传感器D1-D3的脉冲信号的边缘间隔为15° ，位置传 感器Sl、 S2的脉冲信号的边缘间隔为3.75° 。因此，在电角度传感器Dl ~ D3的脉沖信号从产生边缘到下次产生边缘之间，位置传感器S1、 S2的脉 冲信号的边缘产生4次。
由电角度传感器D1~D3和位置传感器Sl、 S2输出的脉冲信号被取 入到微型计算机70。微型计算机70具备CPU71、 ROM72a、 DRAM72b 以及EEPROM72c。作为控制部的CPU71是根据程序进行数值计算、信 息处理等的中央运算处理装置。ROM72a是存储各种控制所需要的程序、 数据的非挥发性存储器。DRAM72b是暂时存储输入数据、运算结果的挥 发性存储器。DRAM72b具有第一地址ADP1和第二地址ADP2 。 EEPROM72c是存储由学习控制得到的初始值等的能够改写的非挥发性存 储器。
CPU71、 ROM72a、 DRAM72b以及EEPROM72c由备用电源80供 电。DRAM72b具有如图8所示的第一地址ADP1和第二地址ADP2。第 一地址ADP1具有4个存储单元。即第一地址ADP1具有由第0 ~第3位 构成的四个位数据值。同样地第二地址ADP2也具有第0 ~第3位。
在CPU71将数据存储于DRAM72b的情况下，第0 ~笫3位被设为位 数据值"1"或"0"。也就是说，由CPU71蓄积有电荷的存储单元的位数 据值为"1",没有蓄积电荷的存储单元的位数据值为"0"。图8(a)所示 的第一地址ADP1存储有数据"1101"。
在CPU71上连接有检测车辆的加速踏板的开度的加速踏板开度传 感器81、检测内燃机的曲轴的旋转相位的曲轴转角传感器82等、检测发 动机的运行状态的传感器。CPU71基于发动机的运行状态来设定进气门 20的最大升程量的控制目标值。CPU71基于由电角度传感器Dl ~ D3和位 置传感器S1、 S2输出的脉冲信号，检测无刷电机60的旋转相位、换言之 进气门20的最大升程量的实际值。
CPU71具备电角度计数电路73和位置计数电路74。电角度计数电路73基于来自电角度传感器Dl ~ D3的脉沖信号使电角度计数值E增减。位 置计数电路74基于来自位置传感器Sl、 S2的脉冲信号使位置计数值P增 减。电角度计数电路73和位置计数电路74都由备用电源80供电。CPU71 基于电角度计数值E和位置计数值P,检测无刷电机60的旋转相位的实 际值、即进气门20的最大升程量的实际值。作为位置计数值P的数据的 位置计数数据PD被存储于DRAM72b。供电状态的位置计数电路74是检 测位置计数值P的履历检测部。
图5和图6说明检测进气门20的最大升程量的实际值的顺序。 图5 ( a ) ~图5 ( e )表示如上所述那样在无刷电机60的输出轴60a 旋转时从电角度传感器D1~D3和位置传感器Sl、 S2分别输出的脉冲信 号的波形。图5(f) ~图5 (h)表示电角度计数值E、位置计数值P以及 行程计数值S随着无刷电机60旋转时的转角的变化而推移的模式 (pattern,图形)。图6 ( a )表示电角度传感器Dl ~ D3的输出信号的模 式与电角度计数值E的对应关系。图6 (b)表示在位置传感器S1、 S2的 输出信号的边缘产生的情况下位置计数值P增减的状态。
首先，对各个计数值进行说明。位置计数值P相当于从供电开始时的 最大升程量的初始值开始的变更履历。位置计数值P的实际值相当于基于 变更履历算出的最大升程量的实际值。 (电角度计数值E)
电角度计数值E由电角度计数电路73基于电角度传感器Dl ~ D3的 脉冲信号而设定，表示无刷电机60的旋转相位。具体来讲，如图6(a) 所示，根据从各个电角度传感器D1~D3分别输出逻辑高电平信号"H" 和逻辑低电平信号"L"的任一个，将电角度计数值E设定为"0" ~ "5" 范围内的连续的整数值的其中之一并存储到DRAM72b。图6 (a)所示的 电角度传感器Dl ~ D3的脉冲信号的组合与电角度计数值E的对应关系被 存储于ROM72a。
CPU71基于存储于DRAM72b的电角度计数值E来检测无刷电机60 的旋转相位，切换无刷电机60的通电相，使无刷电机60正转反转。在无刷电机60正转时，电角度计数值E以0 — 1 — 2 — 3 — 4 — 5 — 0这样的顺序 顺向地变化。另一方面，在无刷电机60反转时，电角度计数值E以5 —4 —3 — 2 — 1 — 0 — 5这样的顺序逆向地变化。
例如在内燃机的运行已停止的情况等，若停止来自备用电源80的供 电，则不管供电停止期间的长短，由电角度计数电路73增减的位置计数值 P被重置为"0"。在来自备用电源80的供电开始的情况下，CPU71参照 存储于ROM72a的电角度传感器Dl ~ D3的脉冲信号的组合与电角度计数 值E的对应关系，将电角度计数值E的初始值设定为与当前时刻的脉冲信 号的组合相对应的计数值。 (位置计数值P )
位置计数值P由位置计数电路74基于位置传感器Sl、 S2的脉沖信号 来计数。位置计数值P表示发动机启动后的输出轴60a的转角相对于内燃 机启动时的转角的初始值的变位量。即、位置计数值P表示进气门20的 最大升程量从初始值开始的变更履历。如图6 (b)所示，根据从位置传感 器Sl生成脉冲信号的上升边缘和下降边缘的任一个、以及从位置传感器 S2输出逻辑高电平"H"和逻辑低电平"L"的任一个，将位置计数值P 加上"+ l"和的其中之一。反过来也同样。在图6(b)中，向上 的箭头表示脉冲信号的上升边缘，向下的箭头表示脉冲信号的下降边缘。 即、位置计数值P表示对来自各个位置传感器S1、 S2的脉冲信号的边缘 进行计数后的值。
如果无刷电机60正转，则图5 (d)和图5 (e)所示的来自位置传感 器S1、 S2的脉冲信号的边缘每产生一次，则位置计数值P递加"1",沿 图5 (g)所示的模式向右方推移。如果无刷电机60反转，则上述脉沖信 号的边缘每产生一次，则位置计数值P递减"1",沿图5(g)所示的模式 向左方推移。
例如在内燃机的运行已停止的情况等，若停止来自备用电源80的供 电，则不管供电停止期间的长短，位置计数值P被重置为"0"。在来自备 用电源80的供电开始时，使位置计数值P基于位置传感器Sl、 S2的脉冲
12信号从"0"开始增减。因此，位置计数值P是表示无刷电机60的输出轴 60a的旋转位置相对于来自备用电源80的供电开始时的初始位置而发生了 多大变化的变更履历。换言之位置计数值P表示发动机运行的进气门20 的最大升程量相对于发动机运行开始时的最大升程量的值而发生了多大变 化。
(行程计数值S )
行程计数值S表示将使控制轴54变位到Hi端的情况下的输出轴60a 的转角作为基准值(O度)时的、无刷电机60的转角。即在本实施方式中， 行程计数值S的基准值SO为"0"。换言之，CPU71，在使控制轴54变位 到Hi端的情况下，将行程计数值S设定为"0"。由此，行程计数值S进 行初始设定、即进行基准值设定。基准值SO被存储于ROM72a。 CPU71 通过将行程计数值S加上位置计数值P来更新行程计数值S。在发动机停 止结束、停止了进气气门装置100的情况下，行程计数值S的最终值作为 下次发动机运行时的运行初始值Sg被存储于EEPROM72c。即运行初始 值Sg表示下次发动机运行开始时的行程计数值S的初始值。由此，运行 初始值Sg表示对DRAM72b开始供电时的行程计数值S。
因此，CPU71基于存储于EEPROM72c的运行初始值Sg和存储于 DRAM72b的位置计数值P来算出行程计数值S。 CPU71基于行程计数值 S来算出进气门20的最大升程量的实际值。CPU71控制无刷电机60，使 得实际值与基于发动机运行状态设定的控制目标值之间的偏离变小。由此， 能够将进气门20的最大升程量变更为适于发动机运行状态的值，实现提高 内燃机的燃料经济性、输出。
以下，对控制系统中可能产生的问题进行说明，还对本实施方式能够 解决问题进行说明。
例如，由于车体、内燃机的振动，可能发生从备用电源80向微型计算 机70的供电电路的接触不良。即、可能发生从备用电源80向微型计算机 70的供电的暂时停止、即所谓的供电瞬断。当供电瞬断发生时，位置计数 值P被重置为"0"。存储于DRAM72b的位置计数数据PD能够在供电停止后残留短暂的期间。但是，在供电瞬断发生前后，因为从备用电源80 向微型计算机70的供电状态不稳定，所以蓄积于DRAM72b的存储单元 的电荷可能进行放电。另外，也可能由于沖击电流流入存储单元而意料之 外地对存储器单元进行充电。因此，从供电瞬断恢复供电后，即使在位置 计数数据PD仍残留的情况下，数据的内容也可能变化。假如使用了这样 已改变的位置计数数据PD，则不能正确地执行最大升程量的控制。
本实施方式的CPU71，通过以下的处理，能够抑制供电瞬断的不良影 响。也就是说，在通常控制时，将位置计数数据PD存储于DRAM72b的 第一地址ADP1。进而，将以相对于计数数据PD具有一定的对应关系的 方式设定的对照数据存储于第二地址ADP2。在本实施方式中，将相对于 位置计数数据PD的镜像数据MD存储于第二地址ADP2。从第一地址 ADP1的数据供电瞬断恢复供电后，判断残留于第一地址ADP1的数据、 与残余于第二地址ADP2的数据之间是否维持对应关系。在判定为对应关 系得以维持的情况下，判定为残留数据表示供电即将瞬断前所存储的内容。 CPU71基于运行初始值Sg和残留数据所表示的位置计数值P来算出行程 计数值S。
由于供电瞬断，位置计数值P被重置为"0"。为了与此对应，将当前 时刻的4亍程计数值S ^入运行初始值Sg。运行初始值Sg ,皮用于以后的行 程计数值S的计算。由此，基于位置计数值P和运行初始值Sg，能够再次 开始行程计数值S的计算。由此，即使发生来自备用电源80的供电瞬断， 供电恢复后，也能够很快地再次开始最大升程量的控制。
但是，在判定为残留数据两者之间的对应关系没有维持的情况下，判 定为存储于至少一个地址的数据的内容由于供电瞬断发生了变化，暂时结 束最大升程量的通常控制，执行最大升程量的基准值学习。具体来讲，使 控制轴54移动到Hi端，将基准值SO代入运行初始值Sg。进而，将位置 计数值P重置为"0"。由此，基于位置计数值P和运行初始值Sg，能够 再次开始行程计数值S的计算。如此，在供电瞬断后执行基准值学习的情 况下，位置计数值P由于供电瞬断被暂时重置为"0"。然后，当控制轴54变位时，位置计数值P被更新并存储于DRAM72b。此外，基准值学习并 不限于使控制轴54移动到Hi端，也可以通过移动到Lo端来进行。
如此，执行最大升程量的基准值学习。其结果是，即使由于来自备用 电源80的供电瞬断发生而使位置计数数据PD消失，从供电瞬断恢复供电 后，也能够再次开始最大升程量的控制。
但是，在例如车体、内燃机的振动连续发生的情况下，在基准值学习 结束前，可能再次发生来自备用电源80的供电瞬断。当供电瞬断再次发生 时，从供电瞬断恢复供电后，判断残留于第一地址ADP1的位置计数数据 PD、与残留于第二地址ADP2的镜像数据MD之间，是否维持了对应关 系。在对应关系没有维持的情况、即由于再次的供电瞬断使DRAM72b中 的位置计数数据PD发生了变化的情况下，再次执行基准值学习。另外， 在对应关系得以维持的情况、即DRAM72中所存储的位置计数数据PD没 有变化的情况下，基于残留数据表示的位置计数值P和运行初始值Sg来 算出行程计数值S。进而，CPU71通过将行程计数值S代入运行初始值Sg， 再次开始最大升程量的控制。运行初始值Sg ^R用于以后的行程计数值S 的计算。
但是，在从再次的供电瞬断恢复了供电的情况下，残留于DRAM72b 的位置计数数据PD不表示从发动机启动时的运行初始值Sg开始的位置计 数值P的变更履历。残留于DRAM72b的位置计数数据PD是在基准值学 习处理执行中被存储于DRAM72b的数据。由此，在从再次的供电瞬断恢 复了供电的情况下，即使使用残留于DRAM72b的位置计数数据PD，也 不能算出正确的行程计数值S。
于是，本实施方式的控制系统，通过进行图7的流程图的处理，回避 这样的问题。图7的流程图对与来自备用电源80的供电瞬断对应的处理顺 序进行说明。CPU71按一定的控制周期反复执行图7的流程图。
在步骤S10中CPU71判断本次的控制周期是否是来自备用电源80的 供电瞬断后的最初的控制周期。
在步骤S10中"否"的情况、即本次的控制周期不是供电开始后的最初的控制周期的情况下，CPU71判断为供电停止没有发生，移向步骤Sll 和步骤S12。在步骤Sll中CPU71将位置计数数据PD存储于DRAM72b 的笫一地址ADP1。进而CPU71将对位置计数数据PD的逻辑电平按位取 反后的镜像数据MD作为对照数据存储于DRAM72b的第二地址ADP2。
在步骤S12中CPU71基于存储于第一地址ADP1的位置计数值P和 存储于EEPROM72c的运行初始值Sg来算出进气门20的最大升程量的实 际值。CPU71以使得实际值与基于发动机运行状态设定的控制目标值之间 的偏离减小的方式，对无刷电机60进行反馈控制。然后暂时结束处理。
在步骤S10中"是"的情况、即本次的控制周期是供电开始后的最初 的控制周期的情况下，CPU71判定为供电停止已发生，移向步骤S20。在 步骤S20中CPU71判断运行标志Fk是否为"开"。运行标志Fk表示发动 机的运行开始/运行停止状态。CPU71基于内燃机的点火开关的操作，设 定运行标志Fk,将其存储于EEPROM72c。 CPU71,在对点火开关进行 了开启操作的情况下将运行标志Fk设定为"开"，在对点火开关进行了关 闭操作的情况下将运行标志Fk设定为"关"。在对点火开关进行了关闭操 作的情况下，CPU71将运行标志Fk设定为"关"后，通过切断继电器来停 止来自备用电源80的供电。因此，在刚刚从供电瞬断恢复后的控制周期中， 运行标志Fk保持为"开"。
在步骤S20中"否，，的情况、即运行标志Fk为"关"的情况下，CPU71 判定为本次的控制周期不是从供电瞬断的恢复，而是通常的供电开始时， 移向步骤Sll和步骤S12。即CPU71执行通常的最大升程量的反馈控制， 暂时结束处理。
在步骤S20中"是"的情况、即运行标志Fk为"开"的情况下，CPU71
S30。在步骤S30中CPU71判断学习标志Fg是否为"关"。学习标志Fg 被存储于EEPROM72c。学习标志Fg是表示在即将供电瞬断前的控制周 期中是否进行了最大升程量的基准值学习的信息值。学习标志Fg在发动 机启动时被"^殳定为"关"。学习标志Fg在开始基准值学习的情况下被设定为"开"，在结束了基准值学习的情况下被设定为"关"。
在步骤S30中"是"的情况、即学习标志Fg为"关"的情况下，CPU71 判定为即将供电瞬断前的控制周期是通常的控制周期，移向步骤S40。在 步骤S40中，CPU71判断残留于第一地址ADP1和笫二地址ADP2的残留 数据中相互对应的位的异或运算结果之中，是否至少有一个为"0"。执行 步骤S40的CPU71作为残留数据判定部而工作。
在步骤S40中"否"的情况、即第一地址ADP1和第二地址ADP2所 残留的残留数据中相互对应的位数据的异或运算结果全部为'T，的情况下， 判定为第一地址ADP1和第二地址ADP2的残留数据是在即将供电瞬断前 的控制周期被存储于DRAM72b的数据。在这种情况下，在步骤S41中， CPU71基于第一地址ADP1的残留数据表示的位置计数值P、和存储于 EEPROM72c的运行初始值Sg，算出当前时刻的行程计数值S。在步骤S42 中，CPU71将算出的行程计数值S代入运行初始值Sg,并且使运行初始 值Sg存储于EEPROM72c。执行步骤S42的CPU71作为初始值设定部而 工作。
在步骤S40中"是，，的情况、即第一地址ADP1和第二地址ADP2所 残留的残留数据中相互对应的位数据的异或运算结果之中、至少有一个为 "0"的情况下，CPU71判定为第一地址ADP1和第二地址ADP2的至少 一方的数据由于来自备用电源80的供电停止而发生了变化。在这种情况 下，在步骤S50中，将学习标志Fg设定为"开"，执行最大升程量的基准 值学习。也就是说，在步骤S60中CPU71使控制轴54移动到Hi端，将 基准值SO代入运行初始值Sg。即CPU71将运行初始值Sg设定为基准值 S0。执行步骤S60的CPU71作为基准值学习部而工作。进而在步骤S70 中将位置计数值P重置为"0"。
在供电瞬断后执行基准值学习的情况下，位置计数电路74由于供电瞬 断而暂时清除位置计数值P。位置计数值P通过无刷电机60的工作被更新， 被存储于DRAM72b。在从基准值学习开始到使控制轴54移动到Hi端之 间的期间，位置计数值P基于位置传感器Sl、 S2的脉沖信号而更新，被
17存储于DRAM72b。基准值学习结束后，在步骤S80中，将学习标志Fg 设定为"关"，暂时结束处理。
在步骤S30中"否"的情况、即学习标志Fg为"开"的情况下，判 定为即将供电瞬断前的控制周期是最大升程量的基准学习中的控制周期。 跳过步骤S40,移向步骤S60。也就是说^使步骤S40的处理无效化，进行 步骤S60和步骤S70。即CPU71不进行针对残留于第一地址ADP1和第二 地址ADP2的数据的判定，而执行最大升程量的基准值学习。基准值学习 结束后，在步骤S80中，将学习标志Fg设定为"关"，暂时结束处理。
图8对图7的流程图的具体例子进行说明。
图8 U)表示在当前的控制周期是备用电源80的供电即将瞬断前的 通常的控制周期的情况、即步骤S10中"否，，的情况下的位置计数值P为 "13"的例子。在步骤Sll中CPU71将对应于计数值"13"的数据"1101" 存储于第一地址ADP1的第0 ~第3位。进而CPU71将对"1101"的逻辑 电平按位取反后的镜像数据MD "0010"存储于第二地址ADP2的第0~ 第3位。
在从通常的控制周期发生供电瞬断，并且刚刚恢复了供电后的控制周 期的情况下，学习标志Fg为"关"，所以在步骤S30中为"是"，移向步 骤S40。在步骤S40中，CPU71判断残留于笫一地址ADP1的数据、和残 留于第二地址ADP2的数据的相互对应的位数据的异或运算结果之中，是 否至少有一个为"0"。
在步骤S40中"否"的情况、即第0~第3位的异或运算结果四个全 部为'T，的情况下，CPU71判定为残留于第一地址ADP1的数据和残留 于第二地址ADP2的残留数据，是在供电即将瞬断前的控制周期存储于 DRAM72b的数据。在这种情况下，在步骤S41中CPU71基于第一地址 ADP1的残留数据表示的位置计数值P "13"、和EEPROM72c存储的运行 初始值Sg,算出当前时刻的行程计数值S。在步骤S42中，CPU71通过将 算出的行程计数值S代入运行初始值Sg,更新运行初始值Sg。 CPU71将 运行初始值Sg存储于EEPROM72c。图8 (a)的虛线表示在刚刚从供电瞬断恢复后的控制周期中，第一地 址ADP1的残留数据为"1001"的情况。即、对应于第一地址ADP1的第 2位的存储单元的电荷由于供电瞬断进行了放电。在这种情况下，步骤S40 中为"是"。即、第一地址ADP1的第2位数据和第二地址ADP2的第2 位数据的异或运算结果为"0"。 CPU71判定为第一地址ADP1和第二地址 ADP2的至少一方的数据由于来自备用电源80的供电停止而发生了变化， 移向步骤S50。在步骤S50中CPU71将学习标志Fg设定为"开"，执行最 大升程量的基准值学习。在步骤S60中CPU71使控制轴54移动到Hi端。 在步骤S70中CPU71将基准值SO代入运行初始值Sg。进而在步骤S70 中CPU71将位置计数值P重置为"0"。基准值学习结束后，在步骤S80 中CPU71将学习标志Fg设定为"关"。
此外，在从基准值学习开始到控制轴54被移动到Hi端之间、即在步 骤S60的处理期间，位置计数电路74基于位置传感器Sl、 S2的脉冲信号， 使位置计数值P从"0"开始增大。位置计数电路74输出的位置计数值P 被存储于DRAM72b。
对最大升程量的基准值学习开始后，在基准值学习结束前来自备用电 源80的供电瞬断再次发生的情况进行说明。例如对在位置计数值P在步 骤S60的处理中从"0"增大到"5"的情况下发生了再次的供电瞬断的情 况进行说明。因为在基准值学习结束前发生了再次的供电瞬断，所以从再 次的供电瞬断恢复供电后，学习标志Fg为"开"。因此，在步骤S30中 CPU71判定为"否"。因此，CPU71跳过步骤S40,移向步骤S60和步骤 S70。即CPU71使步骤S40的判定无效化，执行最大升程量的基准值学习。
在从基准值学习结束前的供电瞬断刚刚恢复了供电后的控制周期中， 在如图8(b)所示第一地址ADP1残留有数据"0101",第二地址ADP2 残留有数据"1010"的情况下，CPU71如以下所述进行控制。在这种情况 下，位数据的异或运算结果全部为"1"。但是CPU71在行程计数值S的 算出处理中不使用第一地址ADP1的残留数据"0101"表示的位置计数值 P "5"，而再次执行最大升程量的基准值学习。CPU71在行程计数值S的计算中也不使用EEPROM72c存储的运行初始值Sg，而通过步骤S70的 基准值学习，将基准值S0代入运行初始值Sg。在基准值学习结束后，在 步骤S80中CPU71将学习标志Fg设定为"关"。 本实施方式具有以下的有利点。
(1) CPU71，在执行最大升程量的基准值学习中控制轴54到达Hi 端之前来自备用电源80的供电发生了供电瞬断的情况下，进行下次的控 制。即、CPU71不管残留于DRAM72b的位置计数数据PD是否是在供电 即将瞬断前的控制周期存储的数据，都执行最大升程量的基准值学习。因 此，CPU71在从再次的供电瞬断恢复了供电的情况下，能够回避错误地算 出行程计数值S。也就是说，回避了将以后的行程计数值S的计算所使用 的运行初始值Sg设定为与当前时刻的行程计数值S不同的值。由此， CPU71,即使在最大升程量的基准值学习结束前来自备用电源80的供电 瞬断再次发生，也能够正确地算出最大升程量的实际值。
也就是说，CPU71能够解决如下情况下的问题在从再次的供电瞬断 恢复了供电的状态下，残留于DRAM72b的位置计数数据PD是在再次供 电瞬断即将发生前的控制周期所存储的数据。在这种情况下，残留于 DRAM72b的位置计数数据PD表示从上次的供电瞬断后恢复供电开始的 行程计数值S的变更履历。即使基于由这样的变更履历表示的位置计数值 P、和在上次的供电瞬断前设定的运行初始值Sg,也不能算出正确的行程 计数值S。本实施方式的CPU71能够回避这样的问题。
上述的实施方式可以如以下所述进行变更。
相对于位置计数数据PD的对照数据不限于镜像数据MD。可以将相 对于位置计数数据PD具有一定的对应关系的数据作为对照数据存储于 DRAM72b。
挥发性存储器并不限于DRAM72b，也可以是SRAM。 存储运行初始值Sg的能够改写的非挥发性存储器并不限于
EEPROM72c,也可以是MRAM( Magnetic RAM )、 FeRAM( Ferroelectric
RAM)。本发明的控制系统，并不限于基于进气门20的最大升程量的变更量和 初始值来算出实际值。控制系统可以检测例如曲轴的转角。内燃机的控制 系统基于发动机状态量的变更量和初始值来算出状态量的实际值即可。在 发动机气门的状态量中包括发动机气门的开启时间、关闭时间、最大升 程量、开启期间、升程廓线(liftprofile)以及它们的组合。
2权利要求
1.一种内燃机的控制系统，其特征在于，所述控制系统具备执行器，其为了改变内燃机的状态量而在工作范围内工作，所述工作范围具有界限位置，将与所述界限位置对应的所述状态量的值称为基准值；备用电源；履历检测部，其由所述备用电源供电，将向所述履历检测部开始供电时的所述状态量的值称为所述状态量的初始值，供电状态的所述履历检测部检测所述状态量从所述初始值起的变更履历；挥发性存储器，其由所述备用电源供电，供电状态的所述挥发性存储器存储所述变更履历的数据；和控制部，其根据所述初始值和所述变更履历来算出所述状态量的实际值，所述控制部具备残留数据判定部，其在从暂时停止了从所述备用电源向所述挥发性存储器供电的状态恢复供电后，判定残留于所述挥发性存储器的所述变更履历的数据是否是供电即将停止前所存储的数据；初始值设定部，其在由所述残留数据判定部判定为残留于所述挥发性存储器的数据是供电即将停止前所存储的数据的情况下，将根据所述残留数据算出的状态量的实际值代入所述初始值；和基准值学习部，其在由所述残留数据判定部判定为残留于所述挥发性存储器的数据不是供电即将停止前所存储的数据的情况下，进行基准值学习使所述执行器移动至所述界限位置，将所述基准值代入所述初始值，进而清除所述变更履历，所述控制部，在所述基准值学习结束前再次暂时停止了来自所述备用电源的供电的情况下，在供电恢复后，使所述残留数据判定部的判定无效，使所述基准值学习部执行所述基准值学习。
2. 根据权利要求l所述的控制系统，其中，所述挥发性存储器具有第一地址和第二地址，所述变更履历的数据， 能够以具有多个位数据的状态分别存储于所述第一地址和所述第二地址，所述残留数据判定部，将所述变更履历的数据存储于所述第一地址， 并且将对所述位数据全部取反后的数据存储于所述第二地址，所述残留数据判定部，在从来自所述备用电源的供电暂时停止状态恢 复供电后，判定残留于所述第 一地址的数据与残留于所述第二地址的数据的、相互对应的各个位数据的异或运算结果是否全部为'T，，在所述异或 运算结果全部为"1"的情况下，判定为残留于所述第一地址的数据与残留 于所述第二地址的数据是供电即将停止前所存储的数据。
3. 根据权利要求1或2所述的控制系统，其中， 所述控制系统还具备能够改写的非挥发性存储器， 所述基准值学习部将表示所述基准值学习处于执行中的信息值存储于所述非挥发性存储器，所述控制部，在从所述供电的暂时停止状态恢复了供电时，在所述信 息值表示所述基准值学习处于执行中的情况下，使所述残留数据判定部的 判定无效，使所述基准值学习部执行所述基准值学习。
4. 根据权利要求1 3的任一项所述的控制系统，其中， 所述内燃机具有进气门和排气门，所述状态量是所述进气门的状态量与所述排气门的状态量之中的至少 一方。
全文摘要
残留数据判定部(S40)，从暂时停止了从备用电源(80)向挥发性存储器(72b)供电的状态恢复供电后，判定残留于挥发性存储器(72b)的变更履历(P)的数据是否是供电即将停止前所存储的数据。基准值学习部(S60)，在判定为残留于挥发性存储器(72b)的数据不是供电即将停止前所存储的数据的情况下(S40中“是”)，使执行器(60)移动至界限位置(Hi端)，将基准值代入初始值(Sg)，进而清除变更履历(P)。控制部(71)，在由基准值学习部(S60)进行的基准值学习结束前再次暂时停止了来自备用电源的供电的情况下(S30中“否”)，供电恢复后，使残留数据判定部(S40)的判定无效化，执行基准值学习。
文档编号F02D17/04GK101646856SQ200880009970
公开日2010年2月10日 申请日期2008年4月14日 优先权日2007年4月17日
发明者不破直秀, 大西啓介, 玉田诚幸 申请人:丰田自动车株式会社