CN101103191A - 内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机 - Google Patents

内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机 Download PDF

Info

Publication number
CN101103191A
CN101103191A CNA2006800020070A CN200680002007A CN101103191A CN 101103191 A CN101103191 A CN 101103191A CN A2006800020070 A CNA2006800020070 A CN A2006800020070A CN 200680002007 A CN200680002007 A CN 200680002007A CN 101103191 A CN101103191 A CN 101103191A
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve timing
timing
valve
speed
change
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800020070A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101103191B (zh
Inventor
守谷嘉人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Publication of CN101103191A publication Critical patent/CN101103191A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101103191B publication Critical patent/CN101103191B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0223—Variable control of the intake valves only
    • F02D13/0234—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only
    • F02D13/0238—Variable control of the intake valves only changing the valve timing only by shifting the phase, i.e. the opening periods of the valves are constant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/352—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using bevel or epicyclic gear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03—Auxiliary actuators
    • F01L2820/032—Electric motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/18—Control of the engine output torque
    • F02D2250/21—Control of the engine output torque during a transition between engine operation modes or states
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

对于根据目标VVT相位(φT)与实际VVT相位(φ)之间的偏差(Δφ)所获得的参考阀正时改变速率(A)，当由驾驶员操纵造成的油门开度改变速率(Δθth)较小时，VVT-ECU对阀正时改变速率设置限制。当油门开度的改变速率(Δθth)较大时，它随着参考阀正时改变速率(A)而改变阀正时。

Description

内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机
技术领域
本发明涉及用于内燃机的可变阀正时控制装置，该装置用于改变内燃机进气阀和排气阀中之一或全部二者的阀正时；本发明还涉及包括该可变阀正时控制装置的内燃机。具体地说，本发明涉及使改变阀正时的时候发生的冲击减小或消除的改进。
背景技术
近年来，在车辆中安装的内燃机(发动机)中，越来越多的内燃机已经采用了可变阀正时装置来改变进气阀和排气阀的阀正时，其目的是增加输出、减小燃料消耗、以及降低废气排放。
例如，像日本专利申请公开No.2004-245192中公开的那样，目前使用的大多数可变阀正时装置采用来自液压泵的液压来驱动相位改变机构，以改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，从而改变进气阀和/或排气阀的阀正时，其中液压泵由来自曲轴的旋转驱动力致动，进气阀和/或排气阀由凸轮轴驱动实现开闭。
但是，采用这样的液压驱动式可变阀正时装置，在某些情况下，在寒冷条件下启动发动机时，会发生液压不足或液压控制的响应性下降的情况，因此存在着阀正时控制的精度不能完全实现的缺点。
为此，像例如日本专利申请公开No.6-213021中公开的那样，已经开发了电动机驱动的可变阀正时装置，其中相位改变机构由来自电动机的驱动力进行驱动，以改变凸轮轴相对于曲轴的转动相，并从而改变阀正时。
尽管在上述电动机驱动式可变阀正时装置中，具有响应速度快的优点，但是这种高响应速度也可能造成改变阀正时的时候发动机的输出转矩急剧改变。由于这种转矩改变，有时车体会发生冲击(振动)并使乘客感到不舒服。例如，在随着发动机负载增大而使阀正时提前时，即使在驾驶员逐渐增大油门开度的情况下，阀正时也会在较短时间中向提前那侧发生很大改变。阀正时的这种瞬时改变涉及到内燃机燃烧状态的变化，燃烧状态变化接着造成转矩的急剧改变。因此使车体产生冲击(振动)。
如上所述，电动机驱动式可变阀正时装置会造成液压驱动式可变阀正时装置并不造成的问题，所述液压驱动式可变阀正时装置使用由曲轴的驱动力旋转致动的液压泵。
为了解决这种问题，可以通过下述方式设置可变阀正时装置：给阀正时改变速率设置某个上限，使阀正时总是以较低速率改变，在该速率下车体不会发生冲击。例如，可以将电动机的转速最大值设定得较低，所述电动机是改变阀正时的驱动源。
但是，即使在驾驶员突然增大油门开度的情况下，即驾驶员需要迅速加速的情况下，阀正时也因上述原因而缓慢改变。获得与驾驶员的要求相符的阀正时需要较长时间，不能充分实现发动机响应。因此，不能完全利用电动机驱动式可变阀正时装置的真实能力。
应当注意，这样的问题并不限于电动机驱动式可变阀正时装置，对于与上述液压驱动式可变阀正时装置相比，阀正时的响应速度更高的任何可变阀正时装置(例如用电动液压泵作为驱动源的装置)，这样的问题都可能发生。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的是：对于以电动驱动式可变阀正时装置为代表的、具有较高响应速度的可变阀正时装置，消除驾驶员不希望的阀正时急剧改变，从而提供一种能够防止产生与阀正时改变有关的冲击的可变阀正时控制装置，以及具有该可变阀正时控制装置的内燃机。
[克服该问题的原理]
根据本发明设置来实现上述目的的解决方法，对于由目标阀正时与实际阀正时之间的差所获得的阀正时改变速率(增益)，当驾驶员操纵造成的油门开度改变速率较低时，判定为驾驶员不需要阀正时快速改变，并对阀正时改变速率设置限制来防止车体中的冲击。另一方面，当驾驶员操纵造成的油门开度改变速率较高时，以由目标阀正时与实际阀正时之间的差确定的阀正时改变速率来改变阀正时，使得阀正时快速接近目标阀正时以满足驾驶员的需要。
[解决方式]
具体地说，本发明基于一种可变阀正时控制装置，该装置用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时。这种可变阀正时控制装置包括油门开度传感器和操作单元，该油门开度传感器感知由驾驶员的操纵造成的油门开度。操作单元计算作为目标阀正时与实际阀正时之间差的正时偏差、计算油门开度改变速率、并根据正时偏差与油门开度改变速率来调整使实际阀正时接近目标阀正时的阀正时改变速率。
通过这样的特征，当例如由于驾驶员改变油门开度而使内燃机的工作状态发生改变时，阀开启/关闭正时也发生改变，以获得适当的正时。在此情况下，操作单元计算正时偏差，正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差。即，它确定当前的阀正时相对于目标阀正时发生了多少提前或延迟。此外，操作单元感知由驾驶员的操纵造成的油门开度改变速率。即，它通过油门开度的改变速率来识别驾驶员的需要(所需的加速/减速水平)。根据这些信息，操作单元调整使实际阀正时接近目标阀正时的阀正时改变速率。即，它对于是执行使阀正时快速接近目标阀正时的控制还是执行使阀正时平缓地接近目标阀正时的控制作出选择，并执行所选控制。具体地说，当油门开度的改变速率较高时，驾驶员需要进行迅速的加速或减速。因此，为了服从这种需要，根据上述正时偏差将阀正时改变速率(增益)确定为较高的值。另一方面，当油门开度的改变速率较低时，驾驶员不需要进行迅速的加速或减速。因此，对上述阀正时改变速率施加限制以获得较低的阀正时改变速率，阀正时以这样的速率接近目标阀正时。因此，可以防止与阀正时的急剧改变有关的转矩改变，并防止车体产生冲击，从而不会使车辆乘客感到不舒服。
解决该问题的一种更具体结构可以是如下所述的结构。类似于上述解决方式，它基于一种可变阀正时控制装置，该装置用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时。这种可变阀正时控制装置包括油门开度传感器和操作单元，该油门开度传感器感知由驾驶员的操纵造成的油门开度。操作单元计算作为目标阀正时与实际阀正时之间差的正时偏差、计算油门开度改变速率、并将根据正时偏差获得的阀正时改变速率与根据油门开度改变速率获得的阀正时改变速率限制值进行比较。当阀正时改变速率不超过阀正时改变速率限制值时，操作单元采用阀正时改变速率来执行使实际阀正时接近目标阀正时的阀正时控制操作。当阀正时改变速率超过了阀正时改变速率限制值时，操作单元采用阀正时改变速率限制值来执行使实际阀正时接近目标阀正时的阀正时控制操作。
根据这样的特征，与上述解决方式一样，当油门开度改变速率较高时，驾驶员需要迅速的加速或减速。因此，为了服从这种需要，根据上述正时偏差以较高的阀正时改变速率(增益)来执行阀正时控制操作。另一方面，当油门开度的改变速率较低时，驾驶员不需要进行迅速的加速或减速。因此，以较低的阀正时改变速率来执行阀正时控制操作，其中如上所述对阀正时改变速率施加了限制。因此，可以防止产生与阀正时的急剧改变有关的冲击。
阀正时改变速率限制值是如下所述获得的。首先，油门开度的改变速率越小，获得的阀正时改变速率限制值越小。
当油门开度的改变速率超过规定速率时，获得的阀正时改变速率限制值是恒定值；而当油门开度的改变速率不超过该规定速率时，油门开度的改变速率越小，获得的阀正时改变速率限制值越小。
如上所述，根据油门开度的改变速率来采用不同的值作为阀正时改变速率限制值，在油门开度的改变速率很小时大大限制了阀正时改变速率。因此，可以可靠地防止产生与阀正时的急剧改变有关的冲击。
阀正时改变速率限制值还可以通过如下方式获得。即，当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向(例如沿着使油门开度增大的方向)的改变速率超过第一规定速率时，获得的阀正时改变速率限制值就是恒定值。而当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的改变速率不超过第一规定速率时，沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的改变速率越小，获得的阀正时改变速率限制值越小。当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向(例如沿着使油门开度减小的方向)的改变速率超过第二规定速率时，获得的阀正时改变速率限制值就是恒定值。而当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的改变速率不超过第二规定速率时，沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的改变速率越小，获得的阀正时改变速率限制值越小。第二规定速率设定为小于第一规定速率。
因此，例如对于以某个改变速率增大油门开度的情况，以及以相同改变速率减小油门开度的情况，取决于该改变速率(例如，以第一规定速率与第二规定速率之间的中间速率)，将阀向着提前侧进行控制的阀正时改变速率与将阀向着延迟侧进行控制的阀正时改变速率可以设定在不同的速率。具体地说，即使在以相同速率(例如以第一规定速率与第二规定速率之间的中间速率)增大和减小油门开度的情况下，如果执行使油门开度减小的操纵，即如果将阀向着延迟侧进行控制，则该速率(使阀正时向延迟侧延迟的速率)就相当于较高(对该速率的限制较小，因为阀正时改变速率不在所获得的阀正时改变速率限制值随着油门开度改变速率的减小而减小的范围内)，从而可以使短时间内的阀重叠量变小，并可以迅速减小从气缸内部返回进气系统的燃烧气体量(称为内部EGR(废气再循环)量)以维持向气缸提供的空气燃料混合物量，由此使发动机的工作状态稳定。相反，当阀正时以该速率发生提前时，要考虑上述发生冲击的情况。因此，假设以与上述相同的速率执行使油门开度增大的操纵，即，如果将阀向着提前侧进行控制，则速率(使阀正时向提前侧提前的速率)相对较低(对该速率的限制较大，因为阀正时改变速率在所获得的阀正时改变速率限制值随着油门开度改变速率的减小而减小的范围内，并因此相对于使阀正时朝向延迟侧发生延迟的速率变得较低)。因此，避免了转矩急剧改变并防止了车体发生冲击。如上所述，对于将阀朝向提前侧进行控制的情况与将阀朝向延迟侧进行控制的情况，设定不同的阀正时改变速率(有差别地设定对阀正时改变速率的限制程度)对于使内燃机的工作状态稳定以及提高驾驶性能很有效。
作为可以应用上述解决方式的可变阀正时控制装置的一种示例，包括所谓的电动机驱动式可变阀正时装置，它包括相位改变机构，该相位改变机构使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的转动相改变以改变阀正时，其中相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变阀的开启和关闭正时。
本发明的技术教导范围内还包括了装有上述可变阀正时控制装置(其中，进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时受到改变)的内燃机。即，这种内燃机设置成根据正时偏差和油门开度改变速率来调整阀正时改变速率。
在本发明中，对于由目标阀正时与实际阀正时之间的差获得的阀正时改变速率，当由驾驶员的操纵造成的油门开度改变速率较低时，对阀正时改变速率设置限制。这样可以防止下述情况：尽管驾驶员只对油门进行了较小的操纵，阀正时也发生急剧改变，从而引起转矩改变并使车体产生冲击。因此，可以提高驾驶性能。
根据下面对本发明的详细说明，接合附图，可以更加明白本发明中前述的以及其他的目的、特征、方面和优点。
附图说明
图1示出了根据一种实施例，发动机及其控制系统的示意性结构。
图2是对发动机ECU电气结构的说明所涉及的框图。
图3是对VVT-ECU的电气结构的说明所涉及的框图。
图4是发动机的正视图，示出了可变阀正时装置安装到发动机中的状态。
图5是对可变阀正时装置工作原理的说明所涉及的示意性结构图。
图6A示出了增益计算图表。
图6B示出了警戒计算图表。
图7是用于对阀正时改变操作的过程进行说明的流程图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的一种实施例进行说明。该实施例描述了本发明作为可变阀正时控制装置的一种应用，所述可变阀正时控制装置改变车用内燃机(发动机)的进气阀的阀正时。
[发动机的示意性结构]
图1示出了根据本实施例，发动机1的示意性结构。如图1所示，发动机1中设有活塞3，活塞3可以在形成于气缸座2中的缸膛2a中向上和向下运动。活塞3由连杆4连接到曲轴。活塞3、缸膛2a以及气缸盖5所包围的空间形成了燃烧室6，其中气缸盖5覆盖缸膛2a的顶部。
进气歧管7和排气歧管8设在燃烧室6上并与之连通。进气阀9安装到进气端口7a，进气端口7a在进气歧管7处形成通往燃烧室6的开口。排气阀10安装到排气端口8a，排气端口8a在排气歧管8处形成通往燃烧室6的开口。
可以经过空气滤清器将外部空气引入进气歧管7。进气歧管7设有喷射器11，用于在进气端口7a附近喷射燃料以将燃料喷入进气歧管7。通过燃料泵的工作从燃料箱向喷射器11供给规定压力的燃料。随着进气阀9的阀开启操作，使空气-燃料混合物经过进气端口7a引入燃烧室6，其中空气-燃料混合物由从喷射器11喷射并进入进气歧管7的燃料与外部空气构成。引入燃烧室6的空气-燃料混合物发生爆炸和燃烧，并从而通过活塞3和曲轴等向发动机1提供驱动力。此外，随着排气阀10的阀开启操作，燃烧室6中燃烧过的燃烧气体经过排气歧管8排放到外部。
节气门13设置在沿进气歧管7的途中。节气门电动机13a设置在节气门13的旋转轴一端，作为驱动节气门13的致动器。节气门传感器14设置到旋转轴另一端，用于检测节气门13的开度。即，节气门13构造成电子控制式节气门，其开度由节气门电动机13a调整，并通过其开启/关闭操作来调整进气歧管7的进气量。
缓冲罐15设置在相对于节气门13的下游侧，使进气量的波动变得平缓。此外，空气流量计16设置在相对于节气门13的上游侧，对从外部进入进气歧管7的进气量进行检测。
火花塞27安装在气缸盖5的气缸中心部分，其排放部分27a处于燃烧室6内部，从而可以对引入燃烧室6的空气-燃料混合物点火。根据分配器(distributor)28分配的点火信号来驱动火花塞27。分配器28将点火器29输出的高压对发动机1的曲轴角进行同步，并将其分配到火花塞27。
冷却剂温度传感器32安装到气缸座2，对发动机1的冷却剂温度进行检测。氧气传感器33安装到沿排气歧管8的途中，对排放气体中的氧气浓度进行检测。此外，还设有车速传感器34，对车辆的行驶速度(车速)进行检测。
布置在车辆内部的油门踏板12设有油门开度传感器12a。油门开度传感器12a输出与油门踏板12的加速(accel)行程(油门开度)相对应的检测信号。通过识别每单位时间的油门开度改变量，可以识别油门的操纵速度。
油门开度传感器12a、节气门传感器14、为节气门传感器14设置的完全关闭开关14a(参见图2)、气流计16、曲轴角传感器30、凸轮角传感器31(参见图2)、冷却剂传感器32、氧气传感器33、车速传感器34、启动器开关39(参见图2)等电连接到发动机电子控制装置(下文中简称为“发动机ECU(电子控制单元)”)的输入侧。喷射器11、点火器29等电连接到发动机ECU 40的输出侧。发动机ECU根据各个输入信号，对喷射器11、点火器29等进行适当的控制。
发动机ECU 40是主要对喷射器11的燃料喷射正时和燃料喷射量、火花塞27的点火正时等进行支配的控制装置。除了发动机ECU 40，根据本实施例的发动机1还设有VVT-ECU 41，用于对可变阀正时控制装置(下文中称为VVT(可变阀正时))70进行控制，VVT-ECU 41将在下文中进行说明。VVT-ECU 41支配了对VVT电动机25的输出轴84(参见图5)转速的控制，这将在下文中进行说明。因此，各个检测值作为数据信号输入到VVT-ECU 41的输入侧，这些检测值例如油门开度、节气门开度、节气门完全关闭信号、发动机速度、冷却剂温度、车速、启动器信号、进气量等。来自制动传感器36(参见图3)的制动信号也输入到VVT-ECU 41的输入侧。由此，VVT-ECU 41根据输入数据信号等确定与发动机1的工作状态相对应的阀重叠量(进气阀9的阀正时提前位置)大小，并输出阀正时控制信号来适当地控制VVT电动机25，从而控制进气阀9的开启/关闭正时。
[对发动机ECU 40和VVT-ECU 41的说明]
接下来将参考图2和图3的框图，说明发动机ECU 40和VVT-ECU41各自的设置。图2的框图涉及与发动机ECU 40相连的电气结构。发动机ECU 40设置为逻辑运算电路，其中CPU(中央处理单元)42、ROM(只读存储器)43、RAM(随机访问存储器)44、备份RAM 45、以及外部输入电路46和外部输出电路47等由总线48连接，所述ROM 43预先储存了规定的控制程序等，所述RAM 44暂时储存CPU 2的运算结果，所述备份RAM 45保存预先储存的数据等。
油门开度传感器12a、节气门传感器14、完全关闭开关14a、空气流量计16、曲轴角传感器30、凸轮角传感器31、冷却剂传感器32、氧气传感器33、车速传感器34、启动器开关39等各自连接到外部输入电路46。喷射器11、点火器29、VVT-ECU 14等各自连接到外部输出电路47。CEP 42通过外部输入电路46读取各个信号输入作为输入值，并根据所读取的输入值对喷射器11、点火器29等进行适当控制。
在通过外部输入电路46从油门开度传感器12a、完全关闭开关14a、空气流量计16、传感器14及30-34、启动器开关39等读取作为输入值的信号中，CPU 42通过外部输出电路47将油门开度、节气门开度、完全关闭信号、发动机速度、冷却剂温度、启动器信号、进气量等作为数据信号输出到VVT-ECU 41。
图3的框图涉及与VVT-ECU 41相连的电气结构。VVT-ECU 41设置成逻辑运算电路，其中MPU(微处理单元)50、ROM 51、RAM 52以及输入/输出端口53和输出端口54由总线55连接，ROM 51预先储存了VVT 70等所用的规定控制程序等，RAM 52暂时储存MPU 50的运算结果。VVT-ECU 41包括时钟发生器56，时钟发生器产生周期性时钟脉冲并向MPU 50提供该时钟脉冲。VVT-ECU 41还包括与其输出端口54相连的锁存电路57和闸门(gate)58。
输入/输出端口53连接到发动机ECU 40。制动传感器36连接到输入/输出端口53。VVT电动机25连接到闸门58。
MPU 50通过输入/输出端口53读取各个信号(例如油门开度、节气门开度、节气门完全关闭信号、发动机速度、冷却剂温度、启动器信号、进气量、制动信号等输入)作为输入值，并根据所读取的输入值对VVT电动机25进行适当的控制。即，MPU 50基于所读取的输入值并根据ROM51中储存的控制程序运算并判定VVT电动机25的转速，并通过输出端口54向锁存电路57输出运算结果作为阀正时控制信号。锁存电路57接收阀正时控制信号，并根据规定次序输出闸门58的打开/关闭指令以执行该信号。闸门58遵循该打开/关闭指令并驱动VVT电动机25。
[阀机构(Valve Train)和VVT 70的设置]
接下来将说明用于执行进气阀9和排气阀10的开启/关闭操作的阀机构、以及由VVT-ECU 41控制对进气阀9的开启/关闭正时进行调整的VVT 70。
如图1所示，进气阀9和排气阀10各自具有向上延伸的杆9a、10a。阀弹簧17、18、阀抬升器19、20等分别安装到杆9a、10a的上部。设有凸轮21a、22a分别与阀抬升器19、20啮合。凸轮21a、22a分别形成于进侧的凸轮轴21和排气侧的凸轮轴22上，这些进气侧和排气侧的凸轮轴21和22由气缸5支撑并与气缸数目一样多。进气阀9和排气阀10由阀弹簧17、18的推动力向上推动，即沿着使进气端口7a和排气端口8a关闭的方向推动。
本实施例的发动机1包括电动机驱动式VVT 70，VVT 70使进气阀9的开启/关闭正时发生改变。下面的说明参考附图4和图5。
图4是发动机1的正视图，示出VVT 70装入发动机1中的状态。图5是涉及对VVT 70的工作原理进行说明的示意性结构图。
如图4所示，正时链(timing chain)(或正时带(timing belt))63悬挂在曲轴62、进气侧凸轮链轮(cam sprocket)(或凸轮带轮)64、以及排气侧凸轮链轮(或凸轮带轮)65上，来自曲轴62的动力由正时链63经过链轮64、65传递到进气侧凸轮轴21和排气侧凸轮轴22。进气侧凸轮轴21侧设有电动机驱动的VVT 70。通过VVT 70改变进气侧凸轮轴21相对于曲轴62的转动相(凸轮轴相位)来改变进气阀9的阀正时，其中进气阀受到进气侧凸轮轴21的驱动而开关。
凸轮角传感器31安装在进气侧凸轮轴21的周边侧，并输出针对各个规定凸轮角的凸轮角信号。另一方面，曲轴角传感器30安装在曲轴62的周边侧，并输出针对各个规定曲轴角的曲轴角信号。
现在将详细说明VVT 70。如图5所示，VVT 70包括相位改变机构80，相位改变机构80设置成包括：外齿轮81，带有内齿并与进气侧凸轮轴21同心布置；内齿轮82，带有外齿，布置在外齿轮81的内侧并与之同心；行星齿轮83，布置在外齿轮81和内齿轮82之间并与它们啮合。外齿轮81设置成与进气侧链轮64一体旋转，所述进气侧链轮64随着曲轴62同步旋转。内齿轮82设置成与进气侧曲轴21一体旋转。行星齿轮83在与外齿轮81和内齿轮82啮合的同时围绕内齿轮82沿圆轨道旋转，执行将外齿轮81的转动力传递到内齿轮82的功能。通过改变行星齿轮83相对于内齿轮82转速(进气侧凸轮轴21的旋转速度)的转动速度(公转速度)，来调整内齿轮82相对于外齿轮81的旋转相位(凸轮轴相位)。
发动机1设有VVT电动机25，以改变行星齿轮83的转动速度。VVT电动机25的输出轴84布置成与进气侧凸轮轴21、外齿轮81及内齿轮82同轴，VVT电动机25的输出轴84与支撑行星齿轮83的支撑轴85由沿径向延伸的连接部件86相连。由此，随着VVT电动机25的旋转，行星齿轮83可以在围绕支撑轴85旋转(自传)的同时沿其圆轨道围绕内齿轮82转动(公转)。VVT电动机25上安装有电动机转速传感器87(参见图4)，以检测VVT电动机25的转速(输出轴84的转速)。
在VVT 70中，当VVT电动机25的转速与进气侧凸轮轴21的速度匹配，从而行星齿轮83的公转速度与内齿轮82的转速(外齿轮81的转速)匹配时，外齿轮81与内齿轮82之间的转动相位差保持稳定，从而使阀正时(凸轮轴相位)保持稳定。
在要使进气阀9的阀正时提前时，使VVT电动机25的转速快于进气侧凸轮轴21的转速，从而使行星齿轮83的公转速度快于内齿轮82的转速。通过这样的方式，使内齿轮82相对于外齿轮81的转动相提前，并使阀正时(凸轮轴相位)提前。
另一方面，在要使进气阀9的阀正时延迟时，使VVT电动机25的转速慢于进气侧凸轮轴21的转速，从而使行星齿轮83的公转速度慢于内齿轮82的转速。通过这样的方式，使内齿轮82相对于外齿轮81的转动相延迟，并从而使阀正时延迟。
这样，通过控制VVT电动机25的VVT-ECU 41执行使进气阀9的开启/关闭正时提前和延迟的操作。具体地说，VVT-ECU 41执行可变阀正时控制程序，从而控制VVT电动机25，以减小进气阀9的目标阀正时(目标VVT相位φT)与实际阀正时(实际VVT相位φ)之间的偏差Δφ，所述控制程序示于图7中并将在下文中进行说明。
本实施例的特征在于，当使实际阀正时接近目标阀正时时，阀正时改变速率(单位时间的提前量或延迟量)随着发动机1的工作状态或驾驶员的驾驶操纵状态而改变。
下文中将对用于使阀正时改变速率发生改变的结构及其阀正时改变操作进行说明。在下面的说明中，阀正时提前那侧称为“正”，而阀正时延迟那侧称为“负”。
[对控制图表的说明]
首先，本实施例的VVT-ECU 41的ROM 51中储存了两个图表，这些下面将对这些图表进行说明。图表之一是图6A所示的图表，它是用于由正时偏差Δφ获得参考阀正时改变速率A的增益计算图表，其中正时偏差Δφ是目标阀正时与实际阀正时之间的差。即，它是用于由MPU 50的运算结果获得参考阀正时改变速率A的图表，所述运算用于获得正时偏差Δφ，即目标阀正时与实际阀正时之间的差(当实际阀正时相对于目标阀正时延迟的时候为正值，而当实际阀正时相对于目标阀正时提前的时候为负值)。在这个增益计算图表中，随着正时偏差Δφ的绝对值增大，增益的绝对值也设定得增大，以增大阀正时改变速率。换句话说，当实际阀正时相对于目标阀正时发生延迟时、并随着延迟量(偏差)的增大(即当正时偏差Δφ为正的时候、并随着该偏差绝对值的增大)，将阀正时向提前侧的改变速率设定得更高。当实际阀正时相对于目标阀正时提前时、并随着提前量(偏差)的增大(即当正时偏差Δφ为负的时候、并随着该偏差绝对值的增大)，将阀正时向延迟侧的改变速率设定得更高。应当注意，在这个增益计算图表中，设置成使得正时偏差Δφ的绝对值较小的区域(图中的区域I)中，用于改变正时偏差Δφ的增益改变量也较小(即图中特征线的斜率较小)，从而抑制阀正时在短时间内的较大改变。
VVT-ECU 41的ROM 51中储存的另一图表是图6B所示的图表，它是一个警戒计算图表，用于根据油门开度的改变速率对阀正时改变速率设置限制。即，它是用于根据油门开度的改变速率(既包括沿增大油门开度的方向的改变速率，也包括沿减小油门开度的方向的改变速率)，来判定是否对由上述增益计算图表获得的参考阀正时改变速率A设置限制。在警戒计算图表中，设置有提前侧警戒线B和延迟侧警戒线C，在实际阀正时相对于目标阀正时发生延迟时，即要向阀正时提前侧改变阀正时的时候，用提前侧警戒线B来调整阀正时改变速率；而在实际阀正时相对于目标阀正时发生提前时，即要向延迟侧改变阀正时的时候，则用延迟侧警戒线C来调整阀正时改变速率。这些警戒线B、C用于根据油门开度的改变速率绝对值来获得警戒值(阀正时改变速率的限制值)，所述警戒值对阀正时改变速率设置了限制。当通过增益计算图表获得的参考阀正时改变速率A是处于警戒线B、C之间范围内的值(即该值未处于阀正时改变速率的允许范围之外：在限制值之内)时，用实际的参考阀正时改变速率A来执行阀正时改变操作。当参考阀正时改变速率A处于警戒线B、C之间的区域之外时，用经过警戒线B、C调整的警戒值来执行阀正时控制操作。
下面将对这些警戒线B、C进行说明。正值侧的警戒线B用于在要向提前侧改变阀正时的时候，对阀正时改变速率进行限制。当油门开度的改变速率绝对值超过了第一规定速率(图中的α)时，由特定的警戒值限制阀正时改变速率。在油门开度的改变速率绝对值不超过第一规定速率α的情况下，用较小的警戒值来限制阀正时改变速率，因为改变速率较小。
负值侧的警戒线C用于在要向延迟侧改变阀正时的时候，对阀正时的改变速率进行限制。当油门开度的改变速率绝对值超过了第二规定速率(图中的β)时，由特定的警戒值来限制阀正时改变速率。在油门开度的改变速率绝对值不超过第二规定速率β的情况下，用较小的警戒值(具有较小绝对值的警戒值)来限制阀正时改变速率，因为改变速率较小。第二规定速率β设定为小于第一规定速率α。即，在要使阀正时延迟的时候，设置警戒线C来放松对阀正时改变速率的限制。
[对阀正时改变操作的说明]
现在参考图7的流程图，说明由VVT-ECU 41采用上述各个图表执行的阀正时改变操作的过程。例如在开启点火开关(未示出)之后，以预定时间间隔执行可变阀正时控制程序。或者在每当上述时钟发生器56产生时钟脉冲时执行。
当该程序启动时，首先在步骤ST1，读取发动机负载、发动机速度、冷却剂温度、实际VVT相位φ、油门开度θth。注意，实际VVT相位φ是根据来自曲轴角传感器30的曲轴角信号输出和来自凸轮角传感器31的凸轮角信号输出计算的。此后，在步骤ST2，根据发动机负载、发动机速度和冷却剂温度确定目标VVT相位φT。
在步骤ST3，计算目标VVT相位φT与实际VVT相位φ之间的偏差(Δφ＝φT-φ)(正时偏差计算操作)。当偏差Δφ为正值时，实际VVT相位φ处于相对于目标VVT相位φT发生延迟的位置，应当控制阀正时使之向提前侧改变。另一方面，如果偏差Δφ为负值，则实际VVT相位φ处于相对于目标VVT相位φT发生提前的位置，应当控制阀正时使之向延迟侧改变。
在步骤ST4，根据步骤ST3获得的偏差Δφ并参考上述增益计算图表，来获得参考阀正时改变速率A。由增益计算图表(图6A)可见，随着正时偏差Δφ的绝对值增大，增益的绝对值也增大，获得的参考阀正时改变速率A的值也更大。
在步骤ST5，根据每次规定采样正时读取的油门开度，计算油门开度的当前值与先前值之间的差(Δθth＝Δθthn-Δθthn-1)。油门开度的当前值与先前值之间的差Δθth是对于各个恒定采样正时的油门开度改变量，因此可以看作油门开度的改变速率(驾驶员的操纵速度)(感知油门开度改变速率的操作)。
之后，在步骤ST6，根据计算出的油门开度改变速率并参考上述警戒图表(图6B)，分别获得提前侧警戒值B和延迟侧警戒值C。在步骤ST5的操作中，在执行增大油门开度的操纵时Δθth取为正值，而在执行减小油门开度的操纵时Δθth取为负值。在警戒计算图表中，通过Δθth的绝对值确定警戒值，并分别获得提前侧警戒值B(正值)和延迟侧警戒值C(负值)。这里所用的提前侧警戒值B是在要将阀正时提前的时候用于对改变速率设置限制的值，而延迟侧警戒值C是在要将阀正时延迟的时候用于对改变速率设置限制的值。
因此，在根据偏差Δφ获得参考阀正时改变速率A并根据油门开度的改变速率获得各个警戒值B、C之后，对它们进行相互比较，从而执行确定阀正时改变速率的操作(调整阀正时改变速率的操作)。即，在步骤ST7，判定参考阀正时改变速率A是否小于提前侧警戒值B，并在结果为“是”时判定为阀正时的控制方向在延迟侧(即参考阀正时改变速率A为负值)，或者，即使方向在提前侧，参考阀正时改变速率A也较小并小于警戒值B(即参考阀正时改变速率A为正值并小于警戒值B)，本处理进行到步骤ST8。
另一方面，当在步骤ST7判定结果为“否”时，判定阀正时的控制方向在提前侧，且参考阀正时改变速率A较高并至少为警戒值B(即，参考阀正时改变速率A为正值并至少为警戒值B，例如图6B中的点A1和A2的位置)，本处理进行到步骤ST9，在该步骤用这个警戒值B限定的阀正时改变速率执行阀正时改变操作。具体地说，当参考阀正时改变速率位于图中A1处时，将阀正时改变速率限制为警戒值B1，并以警戒值B1的速率执行阀正时改变操作(向提前侧进行改变的操作)，其中警戒值B1是根据针对A1位置的油门开度改变速率(α2)获得的。
在步骤ST8，判定参考阀正时改变速率A是否超过了延迟侧警戒值C。当判定结果为“否”时，就判定为阀正时的控制方向在延迟侧，且参考阀正时改变速率(向延迟侧发生改变的速率)较高并且比警戒值C更快(即参考阀正时改变速率A为负值，并且小于警戒值C，例如处于图6B中的点A3和A4的位置)，本处理进行到步骤ST10，在该步骤用这个警戒值C限定的阀正时改变速率执行阀正时改变操作。具体地说，当参考阀正时改变速率处于图中A3处时，将阀正时改变速率限制为警戒值C1，并以警戒值C1的速率执行阀正时改变操作(向延迟侧进行改变的操作)，其中警戒值C1是根据针对A3位置的油门开度改变速率(β1)获得的。
当步骤ST8中判定结果为“是”时，判定为阀正时的控制方向在延迟侧，且参考阀正时改变速率(向延迟侧发生改变的速率)较低并低于警戒值C(即参考阀正时改变速率A为负值并至少为警戒值C，例如处于图6B中的点A5的位置)，或者，由于在此情况下已经在步骤ST7中作出了“是”的判定，所以判定为阀正时的控制方向在提前侧，且参考阀正时改变速率A(向提前侧发生改变的速率)较低并低于警戒值B(即，参考阀正时改变速率A为正值并小于警戒值B，例如处于图6B中的点A6的位置)。本处理进行到步骤ST11，不对阀正时改变速率设置限制，而用实际的参考阀正时改变速率A执行阀正时改变操作。
因此，在本实施例中，对于通过目标VVT相位φT和实际VVT相位φ之间的偏差Δφ获得的参考阀正时改变速率A，当驾驶员操纵造成的油门开度改变速率Δθth较低时，判定为驾驶员不需要快速改变阀正时，并对阀正时改变速率设置限制。具体地说，当由增益计算图表获得的参考阀正时改变速率A为图6B中的A6时，由于油门开度的改变速率Δθth较高(图中的α1)，所以用A6的实际值(参考阀正时改变速率A)来执行阀正时改变操作。另一方面，当由增益计算图表获得的参考阀正时改变速率A为图6B中的A1(与A6相同的速率)时，由于油门开度的改变速率Δθth较低(图中的α2)，所以不使用A1的值(参考阀正时改变速率A)而以下述状态执行阀正时改变操作(图6B中箭头所示的控制方向)：在所述状态下，用警戒值(图中的B1)给阀正时改变速率(需要较慢)设置了限制，所述警戒值对应于该油门开度改变速率α2(图6B中箭头所示的控制方向)。这样可以防止下述情况：即尽管油门开度只有较小操纵量，但阀正时发生急剧改变并给发动机1的输出转矩造成较大改变。由此，可以防止车体产生冲击并可以提高驾驶性能。对于将阀正时向延迟侧进行控制的情况，上述情形也成立。
如上所述，当驾驶员的操纵造成的油门开度改变速率Δθth较快时，用实际的参考阀正时改变速率A来改变阀正时。这样可以使实际VVT相位φT迅速接近目标VVT相位φT以满足驾驶员的需要(例如迅速的加速或减速)。
如上所述，在警戒计算图表(图6B)中，第二规定速率β设定在比第一规定速率α低。即，在要使阀正时延迟的时候，对阀正时改变速率的限制较宽松。因此，当以相同速率(例如以第一规定速率α与第二规定速率β之间的中间速率，例如图中的速率γ)增大和减小油门开度时，如果执行的是减小油门开度的操纵，即如果向延迟侧控制进气阀9，则该速率(阀正时向延迟侧的改变速率)相当于较高(对该速率的限制较小，因为阀正时改变速率不在下述范围内：所述范围中，油门开度改变速率越小，获得的警戒值就越小。例如在图中的A7点处，就未设置警戒值C这样的限制)，从而可以使短时间内的阀重叠量变小，并可以迅速减小从气缸内部返回进气系统的燃烧气体量(称为内部EGR(废气再循环)量)以维持向气缸提供的空气燃料混合物量，由此使发动机1的工作状态稳定。相反，当阀正时以速率γ发生提前时，要考虑上述发生冲击的情况。因此，假设以与上述相同的速率执行增大油门开度的操纵，即，如果将阀向提前侧进行控制，则速率(阀正时向提前侧发生提前的速率)相对较低(对该速率的限制较大，因为阀正时改变速率处于下述范围内：所述范围中，油门开度改变速率越小，获得的警戒值就越小，并因此相对于阀正时向延迟侧的延迟速率较低。例如，图中的点A8处，阀正时改变速率被限制在警戒值B2)。因此，避免了转矩急剧改变并防止了车体发生冲击，从而提高了驾驶性能。
[其他实施例]
在上述实施例中，已经对本发明作为VVT以改变进气阀9的阀正时这样的应用进行了说明。但是本发明不限于这样的应用，还可以用作对排气阀10的阀正时进行改变的VVT 70，或者既对进气阀9又对排气阀10的阀正时进行改变的VVT 70。注意，对于应用了本发明的发动机1，其型号、气缸数目、燃料喷射方案以及其他指标没有具体限制。
在上述实施例中，已经对本发明用于电动机驱动式可变阀正时装置进行了说明，其中使用了来自由电动机构成的VVT电动机25的驱动力来驱动相位改变机构80，以使凸轮轴21相对于曲轴62的旋转相位发生改变并从而改变阀正时。但是本发明不限于此，还可以应用到下述情况：可变阀正时控制装置，其中通过使阀开启和关闭的力造成凸轮轴转矩反向，从而增大阀正时改变速率(例如日本专利公开No.2004-156603中公开的)；或者可变阀正时控制装置，其中通过对电磁制动器的接通情况进行开/关切换来控制阀正时(例如日本专利公开No.2002-227615中公开的)；或者可变阀控制装置，具有电动液压泵作为驱动源，其中采用电动液压泵产生的液压来控制阀正时(例如日本专利公开No.11-62643中公开的)。
注意，增益计算图表和警戒计算图表中的警戒线B、C可以任意设置。例如，可以将警戒计算图表中的警戒线B、C设置成如图6B中虚线所示的直线状。在此情况下，对于整个油门操作范围，都可以随着油门操纵速率降低而获得更小的警戒值。
应当明白，本申请中公开的实施例在任何方面都是示意性而不是限制性的。本发明的范围由权利要求的条款而不是上述说明来限定，并应当包括权利要求的范围以及与权利要求的条款等同的含义之内的任何改动。

Claims (23)

1.一种可变阀正时控制装置，用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述可变阀正时控制装置包括：
油门开度传感器，感知由驾驶员操纵造成的油门开度；以及
操作单元，其中
所述操作单元计算正时偏差、计算所述油门开度的改变速率、并根据所述正时偏差与所述油门开度的所述改变速率来调整实际阀正时向目标阀正时接近的阀正时改变速率，所述正时偏差是所述目标阀正时与所述实际阀正时之间的差。
2.一种可变阀正时控制装置，用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述可变阀正时控制装置包括：
油门开度传感器，感知由驾驶员操纵造成的油门开度；以及
操作单元，其中
所述操作单元计算正时偏差、计算所述油门开度的改变速率、并将根据所述正时偏差获得的阀正时改变速率与根据所述油门开度的所述改变速率获得的阀正时改变速率限制值进行比较，所述正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差，其中
当所述阀正时改变速率不超过所述阀正时改变速率限制值时，所述操作单元采用所述阀正时改变速率执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作；并且其中
当所述阀正时改变速率超过所述阀正时改变速率限制值时，所述操作单元采用所述阀正时改变速率限制值执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作。
3.根据权利要求2所述的可变阀正时控制装置，其中
所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
4.根据权利要求2所述的可变阀正时控制装置，其中
当所述油门开度的所述改变速率超过了规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当所述油门开度的所述改变速率不超过所述规定速率时，所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
5.根据权利要求2所述的可变阀正时控制装置，其中
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第一规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第一规定速率时，沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第二规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第二规定速率时，沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，并且其中
所述第二规定速率设置成比所述第一规定速率小。
6.根据权利要求2所述的可变阀正时控制装置，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
7.根据权利要求1所述的可变阀正时控制装置，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
8.一种内燃机，包括根据权利要求1-7中任意一项所述的可变阀正时控制装置，其中，进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时被改变。
9.一种可变阀正时控制装置，用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述可变阀正时控制装置包括：
油门开度传感装置，用于感知由驾驶员的操纵造成的油门开度；
正时偏差计算装置，用于计算正时偏差，所述正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差；
油门操纵速率计算装置，用于计算所述油门开度的改变速率；以及
阀正时改变速率调整装置，用于根据所述正时偏差和所述油门开度的所述改变速率，调整使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时改变速率。
10.一种可变阀正时控制装置，用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述可变阀正时控制装置包括：
油门开度传感装置，用于感知由驾驶员的操纵造成的油门开度；
正时偏差计算装置，用于计算正时偏差，所述正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差；
油门操纵速率计算装置，用于计算所述油门开度的改变速率；以及
阀正时改变速率调整装置，用于接收所述正时偏差计算装置和所述油门操纵速率计算装置的输出，并将根据所述正时偏差获得的阀正时改变速率与根据所述油门开度的所述改变速率获得的阀正时改变速率限制值进行比较，其中
当所述阀正时改变速率不超过所述阀正时改变速率限制值时，所述阀正时改变速率调整装置采用所述阀正时改变速率来执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作，并且其中
当所述阀正时改变速率超过所述阀正时改变速率限制值时，所述阀正时改变速率调整装置采用所述阀正时改变速率限制值来执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作。
11.根据权利要求10所述的可变阀正时控制装置，其中
所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
12.根据权利要求10所述的可变阀正时控制装置，其中
当所述油门开度的所述改变速率超过了规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当所述油门开度的所述改变速率不超过所述规定速率时，所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
13.根据权利要求10所述的可变阀正时控制装置，其中
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第一规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第一规定速率时，沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第二规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第二规定速率时，沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，并且其中
所述第二规定速率设置成比所述第一规定速率小。
14.根据权利要求10所述的可变阀正时控制装置，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
15.根据权利要求9所述的可变阀正时控制装置，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
16.一种内燃机，包括根据权利要求9-15中任意一项所述的可变阀正时控制装置，其中，进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时被改变。
17.一种可变阀正时控制方法，改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述方法包括下列步骤：
感知由驾驶员的操纵造成的油门开度；
计算正时偏差，所述正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差；
计算所述油门开度的改变速率；以及
根据所述正时偏差和所述油门开度的所述改变速率，调整所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时改变速率。
18.一种可变阀正时控制方法，改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时，所述方法包括下列步骤：
感知由驾驶员的操纵造成的油门开度；
计算正时偏差，所述正时偏差是目标阀正时与实际阀正时之间的差；
计算所述油门开度的改变速率；
将根据所述正时偏差获得的阀正时改变速率与根据所述油门开度的所述改变速率获得的阀正时改变速率限制值进行比较，
当所述阀正时改变速率不超过所述阀正时改变速率限制值时，采用所述阀正时改变速率执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作；并且
当所述阀正时改变速率超过所述阀正时改变速率限制值时，采用所述阀正时改变速率限制值执行使所述实际阀正时接近所述目标阀正时的阀正时控制操作。
19.根据权利要求18所述的可变阀正时控制方法，其中
所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
20.根据权利要求18所述的可变阀正时控制方法，其中
当所述油门开度的所述改变速率超过了规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当所述油门开度的所述改变速率不超过所述规定速率时，所述油门开度的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小。
21.根据权利要求18所述的可变阀正时控制方法，其中
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第一规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值；并且
当沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第一规定速率时，沿着将阀正时向提前侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率超过第二规定速率时，获得的所述阀正时改变速率限制值是恒定值，其中
当沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率不超过所述第二规定速率时，沿着将阀正时向延迟侧进行控制的油门操纵方向的所述改变速率越小，获得的所述阀正时改变速率限制值越小，并且其中
所述第二规定速率设置成比所述第一规定速率小。
22.根据权利要求18所述的可变阀正时控制方法，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
23.根据权利要求17所述的可变阀正时控制方法，还包括
相位改变机构，使内燃机的凸轮轴相对于曲轴的旋转相位发生改变以改变阀正时，其中
所述相位改变机构由来自电动机的驱动力驱动，以改变所述阀的所述开启和关闭正时。
CN2006800020070A 2005-10-24 2006-09-28 内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机 Expired - Fee Related CN101103191B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP308067/2005 2005-10-24
JP2005308067A JP4609278B2 (ja) 2005-10-24 2005-10-24 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置及びその可変バルブタイミング制御装置を備えた内燃機関
PCT/JP2006/320001 WO2007049443A1 (en) 2005-10-24 2006-09-28 Variable valve timing control apparatus for internal combustion engine and internal combustion engine including variable valve timing control apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101103191A true CN101103191A (zh) 2008-01-09
CN101103191B CN101103191B (zh) 2011-07-06

Family

ID=37496511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800020070A Expired - Fee Related CN101103191B (zh) 2005-10-24 2006-09-28 内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7438033B2 (zh)
EP (1) EP1941141B1 (zh)
JP (1) JP4609278B2 (zh)
CN (1) CN101103191B (zh)
DE (1) DE602006011200D1 (zh)
WO (1) WO2007049443A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076035A (zh) * 2014-11-04 2017-08-18 标致雪铁龙集团 用于估算机动车辆的可变配气热力发动机汽缸的燃烧室中所包含的空气的质量的方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011148342A (ja) 2010-01-19 2011-08-04 Toyota Motor Corp 車両制御装置
US8919309B2 (en) * 2012-02-06 2014-12-30 Braydon Jensen Method and mechanism to confirm engine timing
DE102016118163A1 (de) * 2016-09-26 2018-03-29 Rausch & Pausch Gmbh Lösbare verbindungseinrichtung für hohe ströme
WO2018084108A1 (ja) * 2016-11-07 2018-05-11 株式会社デンソー 車両用モータの取付構造、車載機器及びブラシレスモータ
DE112017005600T5 (de) 2016-11-07 2019-09-12 Denso Corporation Anbringungsstruktur für einen Fahrzeugmotor, Ausstattung in einem Fahrzeug, und bürstenloser Motor
JP6941078B2 (ja) * 2018-06-13 2021-09-29 日立Astemo株式会社 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法
JP2020153310A (ja) * 2019-03-20 2020-09-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 可変バルブタイミング制御装置
CN114810366B (zh) * 2022-03-28 2023-06-06 上海汽车集团股份有限公司 可变气门正时的控制方法、系统、整车控制器及车辆

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0749786B2 (ja) * 1987-12-25 1995-05-31 日産自動車株式会社 車両用駆動力制御装置
JP2957311B2 (ja) * 1991-06-07 1999-10-04 マツダ株式会社 バルブタイミング制御装置
JP2956340B2 (ja) * 1992-02-25 1999-10-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP3185439B2 (ja) 1993-01-22 2001-07-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3837819B2 (ja) * 1997-03-19 2006-10-25 株式会社デンソー 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP4061674B2 (ja) 1997-08-28 2008-03-19 株式会社デンソー 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP3070547B2 (ja) * 1997-10-24 2000-07-31 三菱電機株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE19825283A1 (de) * 1998-06-05 1999-12-09 Bayerische Motoren Werke Ag Motorleistungsregelung für Kraftfahrzeuge mit einem Leistungssteuerorgan
JP3601386B2 (ja) * 1999-12-03 2004-12-15 日産自動車株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
JP3798944B2 (ja) 2001-01-31 2006-07-19 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
DE10256993B4 (de) * 2001-12-06 2018-05-09 Denso Corporation Steuergerät für eine Brennkraftmaschine
JP4118575B2 (ja) * 2002-03-05 2008-07-16 株式会社日立製作所 内燃機関の可変動弁装置及び内燃機関の可変動弁装置のコントローラ
DE10251347A1 (de) * 2002-07-11 2004-03-11 Ina-Schaeffler Kg Regelstruktur für den Verstellmotor eines elektrischen Nockenwellenverstellers
KR100669303B1 (ko) * 2002-10-25 2007-01-16 가부시키가이샤 덴소 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 제어 장치
CN101178032B (zh) * 2002-10-25 2010-09-01 株式会社电装 内燃机的可变气门正时控制设备
US6883479B2 (en) 2002-11-04 2005-04-26 Borgwarner Inc. VCT phaser having an electromagnetic lock system for shift and lock operation
JP2004162662A (ja) * 2002-11-15 2004-06-10 Hitachi Unisia Automotive Ltd 可変動弁機構の制御装置
JP4066366B2 (ja) * 2002-11-28 2008-03-26 株式会社デンソー 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2004245192A (ja) 2003-02-17 2004-09-02 Nissan Motor Co Ltd 可変バルブタイミング機構の制御装置
JP4228785B2 (ja) * 2003-06-03 2009-02-25 スズキ株式会社 エンジンの制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107076035A (zh) * 2014-11-04 2017-08-18 标致雪铁龙集团 用于估算机动车辆的可变配气热力发动机汽缸的燃烧室中所包含的空气的质量的方法
CN107076035B (zh) * 2014-11-04 2020-04-17 标致雪铁龙集团 用于估算机动车辆的可变配气热力发动机汽缸的燃烧室中所包含的空气的质量的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4609278B2 (ja) 2011-01-12
US20070089696A1 (en) 2007-04-26
DE602006011200D1 (de) 2010-01-28
US7438033B2 (en) 2008-10-21
EP1941141B1 (en) 2009-12-16
EP1941141A1 (en) 2008-07-09
WO2007049443A1 (en) 2007-05-03
CN101103191B (zh) 2011-07-06
WO2007049443A8 (en) 2007-08-16
JP2007113537A (ja) 2007-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101103191B (zh) 内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机
EP2169202B1 (en) Control of spark ignited internal combustion engine
US7520261B2 (en) Apparatus for and method of controlling intake operation of an internal combustion engine
CN100359149C (zh) 用于内燃机的进气控制装置及方法
US7520255B2 (en) Control for an engine having a variable valve-driving unit
US7082923B2 (en) Idling speed control system and method
CN101737173A (zh) 用于内燃机的可变阀动装置
CN105008697B (zh) 内燃机的控制装置以及控制方法
US7444969B2 (en) Variable valve timing apparatus
US8355857B2 (en) Control apparatus of internal combustion engine for vehicle
JP2008057349A (ja) エンジンシステム
CN101151445B (zh) 内燃机的控制装置和控制方法
CN108730052A (zh) 内燃机的控制装置
EP2029863B1 (en) Variable valve timing apparatus and control method therefor
CN101922359B (zh) 降低燃料消耗的发动机气门升程控制系统和方法
US8165785B2 (en) Variable valve timing apparatus and control method therefor
JPH09303165A (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
JPH08218823A (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4706547B2 (ja) 内燃機関装置およびこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法
JP3075126B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2008274822A (ja) 内燃機関の制御装置
JP3424479B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2010084730A (ja) 内燃機関の制御装置
JPH09242573A (ja) 自動変速機の制御装置
JP4690094B2 (ja) 内燃機関の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110706

Termination date: 20190928