CN106103944A - 可变气门机构的控制装置及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可变气门机构的控制装置及控制方法，可变气门机构利用能够改变容量的可变容量泵的液压而动作。提供一种能够抑制燃油效率及运转性能变差的可变气门机构的控制装置及控制方法。在对利用可变容量泵的液压而动作的可变气门机构进行控制时，根据可变容量泵的容量的切换条件或切换操作，使可变气门机构的控制增益变化。通过根据可变容量泵的切换使可变气门机构的控制特性变化，能够按照实际的液压状态驱动液压可变气门机构，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。

Description

可变气门机构的控制装置及控制方法
技术领域
本发明涉及一种利用能够改变容量的可变容量泵的液压而动作的可变气门机构的控制装置及控制方法。
背景技术
以往，在搭载利用液压进行动作的可变气门机构(简称液压VTC机构)的发动机中，根据发动机转动数、冷却水温度等推定液压，并设定用于驱动液压VTC机构的控制增益。但是，在利用可变容量泵例如电控二档液压控制泵(也称作电控VDVP或二级液压泵)供给液压油的情况下，为了抑制螺线管的振荡，一直是使供给特性的切换具有滞后特性。因此，即使在相同发动机转速、相同冷却水温度的情况下，液压有时也与推定不同，不一定能得到期待的液压VTC机构的响应性和控制性。
于是，在例如专利文献1中，通过切换低液压时的目标相位，保持控制稳定性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2008-157066号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，在专利文献1的技术中，虽然能够使控制较为稳定，但是一旦切换了目标相位角，则目标值就不再是发动机的运转状态下的最优值，因此有可能导致燃油效率和运转性能变差。
本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种能够抑制燃油效率及运转性能变差的可变气门机构的控制装置及控制方法。
用于解决技术问题的手段
本发明的可变气门机构的控制装置及控制方法的特征在于，在对利用可变容量泵的液压而动作的可变气门机构进行控制时，根据所述可变容量泵的容量的切换条件或切换操作，使所述可变气门机构的控制增益变化。
发明效果
根据本发明，通过根据可变容量泵的切换使可变气门机构的控制增益变化，能够按照实际的液压状态驱动可变气门机构，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
附图说明
图1是应用本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的发动机的概略结构图。
图2是将图1中的与利用液压VTC机构改变气门正时相关的主要部分提取出来进行表示的结构图。
图3是表示图2中的电控VDVP的结构例的图。
图4是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第一控制方法的流程图。
图5是表示图4所示的第一控制方法中的液压与控制增益之间的关系的时序图。
图6是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第二控制方法的流程图。
图7是表示接着图6之后的控制方法的流程图。
图8是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第三控制方法的流程图。
图9是表示接着图8之后的控制方法的流程图。
图10是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第四控制方法的流程图。
图11是表示接着图10之后的控制方法的流程图。
图12是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第五控制方法的流程图。
图13是表示接着图12之后的控制方法的流程图。
图14是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第六控制方法的流程图。
图15是表示接着图14之后的控制方法的流程图。
图16是表示本发明实施方式的可变气门机构的控制装置的第七控制方法的流程图。
图17是表示对电控VDVP中的电磁阀的粘着进行诊断的诊断方法的流程图。
图18是表示接着图17之后的诊断方法的流程图。
图19是用于对液压状态、电磁阀的粘着及电磁阀状态的指示值的关系进行说明的图。
图20是用于对诊断电控VDVP中的电磁阀的粘着时的动作进行说明的时序图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是应用本发明实施方式的可变气门机构的控制方法的发动机的概略结构图。
在用于向发动机(内燃机)1的各汽缸导入空气的进气管11中，设有检测发动机1的吸入空气流量QA的吸入空气量传感器12。作为吸入空气量传感器12，可以使用例如检测进气的质量流量的热线式流量计等。
进气门13开闭各汽缸的燃烧室14的进气口，并且在进气门13的上游侧的进气管11中，针对每个汽缸设置了燃料喷射阀15。由燃料喷射阀15喷射的燃料，经由进气门13被与空气一起吸入到燃烧室14内，通过利用火花塞16进行的火花点火发火燃烧，该燃烧产生的压力将活塞17向曲轴18压下，由此驱动曲轴18转动。曲轴角传感器27检测曲轴18的转动角，输出曲轴18的基准位置信号REF及单位角度信号POS。
在火花塞16各自之上直接安有对火花塞16供给点火能量的点火模块19。点火模块19具备点火线圈及控制向点火线圈通电的功率晶体管。
排气门20开闭燃烧室14的排气口，通过打开排气门20将排出气体向排气管21排出。排气管21上设置有具备三元催化剂等的催化转化器22，利用催化转化器22净化排气。另外，在催化转换器22的上游侧的排气管21上设置有空燃比传感器23，基于排气中的氧浓度检测空燃比A/F。
进气门13及排气门20伴随着被曲轴18驱动而转动的进气凸轮轴24及排气凸轮轴25的转动进行动作。进气门13被设于进气凸轮轴24上的凸轮驱动而进行开闭，利用液压VTC机构26使进气门13的工作角(开阀作用角)的中心相位可变，使进气门13的气门正时提前或延迟。液压VTC机构26通过利用电磁阀34切换液压通路，使工作角的中心相位改变。
凸轮角传感器28从进气凸轮轴24取出基准位置信号(进气凸轮轴的转动角信号)CAM。另一方面，排气门20被设于排气凸轮轴25上的凸轮驱动而进行开闭。
水温传感器29检测发动机1的冷却水的温度(水温)TW。另外，油温传感器33检测油盘内或机油循环路径中的机油的油温TO。并且，油门开度传感器30检测油门踏板31的踏入量(油门开度ACC)。
ECU(Engine Control Unit)6具备微型计算机，输入来自设于发动机1的各种传感器的信号，例如吸入空气流量QA、油门开度ACC、基准位置信号REF、单位角度信号POS、空燃比A/F、水温TW、油温TO及转动角信号CAM等。另外，向ECM6中输入表示发动机1的运转及停止的总开关即点火开关32的状态的信号。ECU6基于这些信息，按照预先存储的程序进行运算处理，计算燃料喷射阀15、电磁阀34及点火模块19等各种装置的操作量或控制量，并对这些装置输出控制信号进行控制。
注意，发动机1除了可以是图示的直列型以外，还可以是V型或水平对置型等各种形式。另外，虽然此处是以燃料喷射阀15向进气管11内喷射燃料的结构为例，但是也可以是直接向燃烧室14内喷射燃料的缸内直喷式发动机。并且，除了进气侧VTC机构26之外，也可以具备使排气门20的开闭时间(气门正时)可变的排气侧VTC机构。
图2将图1中的与利用液压VCT机构26改变气门正时相关的主要部分提取出来进行了表示。液压VCT机构26配设于进气凸轮轴24的一端，该进气凸轮轴24设有使进气门13开闭的进气凸轮。液压VCT机构26是将链轮41和转子42可相对转动地组合在一起而构成，链轮41与发动机1的曲轴18同步转动，转子42与进气凸轮轴24可一体转动地连结。链轮41利用未图示出的正时带与发动机1的曲轴18连结，与曲轴18同步转动。
在链轮41上设有收容转子42的圆筒状的壳体43。壳体43呈前后两端形成开口的圆筒状，在内周面上突出设置有横截面呈梯形形状且分别沿壳体43的轴向设置的隔壁部43a、43b、43c。在转子42的外周形成有沿其径向延伸的多个叶片42a、42b、42c，在壳体43的内周形成有分别收容这些叶片42a、42b、42c的收容部44a、44b、44c。叶片42a、42b、42c各自的截面呈大致倒梯形形状，将收容部44a、44b、44c在转动方向上前后分隔开，在叶片42a、42b、42c的两侧和各隔壁部43a、43b、43c的两侧面之间，形成提前侧液压室45a、45b、45c和延迟侧液压室46a、46b、46c。
第一液压通路47对提前侧液压室45a、45b、45c给排液压，第二液压通路48对延迟侧液压室46a、46b、46c给排液压。供油通路49和排油通路50、51分别经由通路切换用的电磁阀34连接于两液压通路47、48。供油通路49上设有压送油盘53内的油的电控VDVP(可变容量泵)54，排油通路50、51的下游端与油盘53连通。电磁阀34内部的滑柱阀体34b对各液压通路47、48和供油通路49及排油通路50、51相对地进行切换控制。
ECU6基于重叠了高频振动信号的占空度控制信号(操作量)，控制对驱动电磁阀34的螺线管34a的通电量。在液压VTC机构26中，若向螺线管34a输出占空比为0％的关闭控制信号，则由电控VDVP54压送的油通过液压通路48向延迟侧液压室46a、46b、46c供给，提前侧液压室45a、45b、45c内的油通过液压通路47从排油通路51排出到油盘53内。
这样，若向螺线管供给占空比为0％的关闭控制信号，则延迟侧液压室46a、46b、46c的内压变高，而提前侧液压室45a、45b、45c的内压变低，转子42利用叶片42a、42b、42c向最大延迟侧转动。其结果是，相对于活塞位置，进气门13的打开时间(气门工作角的中心相位)相对地发生延迟变化。即，若切断向螺线管34a的通电，则进气门13的气门工作角的中心相位将做延迟变化，最终在最大延迟位置停止。
另外，若向螺线管输出占空比为100％的打开控制信号，则滑柱阀体34b被向箭头方向驱动，通过液压通路47向提前侧液压室45a、45b、45c内供给油而使内压变高，延迟侧液压室46a、46b、46c内的油通过液压通路48及排油通路50向油盘53排出，使延迟侧液压室46a、46b、46c的内压变低。
这样，若向螺线管34b供给占空比为100％的打开控制信号，则转子42利用叶片42a、42b、42c最大程度地向提前侧转动，由此，相对于活塞位置，进气门13的打开时间(气门工作角的中心相位)相对地发生提前变化。
因此，通过改变向螺线管34b供给的控制信号的占空比，能够使气门工作角的中心相位变化为从最大延迟位置到最大提前位置之间的任意位置。因此，能够通过根据发动机1的运转状态调节进气门13的提前量，改变打开气门、关闭气门的时间以及进气门13与排气门20的气门重叠等。
图3示出了图2中的电控VDVP(可变容量泵)54的结构例。在泵壳61的两侧部设有吸入口和排出口，在大致中央处贯通配置有驱动轴62，驱动轴62被从发动机1的曲轴18传递转动力。在泵壳61的内部收容配置有转子64和凸轮环65，转子64结合于驱动轴62，并在其外周侧以向大致半径方向进退自如的方式保持多个叶片63，凸轮环65偏心摆动自如地设于该转子64的外周侧，且其内周面供各叶片63的前端滑动接触。另外，在转子64的内周部侧的两侧面，滑动自如地配置有一对叶片环72。
在凸轮环65的外周部通过密封部件66a、66b分隔成工作室67、68，凸轮环65根据向工作室67、68中导入的泵排出压，以枢销69为中心向偏离量减少的方向摆动，并且利用对一体地设于其外周的杆部65a进行推压的螺旋弹簧70的弹簧力，向偏心量增大的方向摆动。
在初始状态下，通过螺旋弹簧70的弹簧力对凸轮环65向偏心量最大的方向施力而增加排出压，但若工作室67内的液压达到规定以上，则将使凸轮环65克服螺旋弹簧70的弹簧力向偏心量减小的方向摆动，使排出压减少。
从主通道向该电控VDVP54的工作室67中供给油，经由开/闭电磁阀71向工作室68中供给油，将排出的油向发动机1供给。
在电磁阀71为开时，工作室67与排油管(油盘53)连通而为低压状态，而在电磁阀71为闭时，工作室67中作用有液压，故为高压状态。
这样，通过使用电控VDVP54，在要求液压小的情况下(低速转动时)，能够减小泵排出量，能够降低辅机负荷。另外，在要求液压大的情况下(高速转动时)，能够增大泵排出量，能够满足润滑、冷却等要求。
接下来，对在上述结构下的动作进行说明。在本发明中，在搭载液压VTC机构26和电控VDVP54的发动机1中，根据电控VDVP54的切换条件或切换操作改变液压VTC机构26的控制增益。即，电控VDVP54的容量的切换条件的成立或切换操作进行检测，在检测出切换条件成立或切换操作的情况下，使液压VTC机构26的控制增益变化。
具体而言，判定电控VDVP54的电磁阀71的状态是高液压侧还是低液压侧，并根据高液压侧和低液压侧切换液压VTC机构26的控制增益。或者，对控制增益进行修正(限制)。另外，在切换控制增益时，对控制增益进行修正，以使控制增益的变化追从实际的液压的上升(或下降)特性。
上述动作基本上是通过按照ECU6的程序、参照各种传感器的输出、预先存储的映射和修正系数等对液压VTC机构26的电磁阀34和电控VDVP54的电磁阀71进行控制来实现。
以下对具体的控制方法进行说明。
[第一控制方法]
图4所示的第一控制方法是切换反馈控制量的映射的方法。首先，利用水温传感器29检测发动机1的冷却水的温度(水温)TW，或利用油温传感器33检测机油的油温TO(步骤S1)。另外，通过利用例如曲轴角传感器27检测曲轴18的转动角(基准位置信号REF、单位角度信号POS)来检测发动机转速(步骤S2)。在步骤S3中，从ECU6指示电控VDVP54的电磁阀71的状态(开还是闭)。在接下来的步骤S4中，利用ECU6运算液压VTC机构26的目标转动相位，在步骤S5中，基于凸轮角传感器28从进气凸轮轴24取出的基准位置信号CAM，利用ECU6运算液压VTC机构26的检测角度。这些目标转动相位及检测角度的运算可通过公知的算法执行。
接下来，在进行了对电磁阀71的状态指示的判定(步骤S6)后，判定电磁阀71的状态是否为闭(步骤S7)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。并且，如果电磁阀71为闭，则将液压VTC机构26的比例增益映射向高液压侧切换(步骤S8)，如果电磁阀71为开，则将液压VTC机构26的比例增益映射向低液压侧切换(步骤S9)。在此，在步骤S8、S9中，虽然在比例增益映射中使用了水温TW或油温TO，但是优选油温TO，在未设有油温传感器33的情况下可使用水温TW替代。
在步骤S10中，利用ECU6判定从电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内，如果在规定时间以内，则对照着液压迁移特性对比例增益进行过滤(加权平均等)(步骤S11)，并进行比例控制运算(步骤S12)。另外，如果不在规定时间以内，则进入步骤S12进行比例控制运算。即使切换电磁阀71，液压也是伴有时间延迟地变化，因此步骤S11的过滤处理是为了使比例增益也产生时间延迟。另外，步骤S12的比例控制量运算是根据比例增益和“目标角度－实际角度”的相位进行运算的。通过利用过滤处理使迁移平滑，能够使比例增益逐渐变化。
在接下来的步骤S13中，利用在前一步骤S12中算出的比例控制量及微分、积分操作量等，利用ECU6运算液压VTC机构26的反馈控制量。
然后，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，通过根据高液压侧和低液压侧准备液压VTC机构26的比例增益的映射，根据电磁阀71的开/闭切换所参照的映射，能够根据实际的液压状态驱动液压VTC机构26，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。并且，通过利用过滤处理形成与液压的变化相对应的平滑的迁移，能够使比例增益逐渐变化。
注意，在上述控制方法中，根据高液压侧和低液压侧准备了液压VTC机构26的比例增益的映射，但是不只是对比例增益，对PID控制中的微分增益、积分增益等控制增益也同样能够适用。
图5示出了上述的步骤S10～S13中的电磁阀71的开/闭与控制增益及液压之间的关系。若在t1时刻将电磁阀71从开切换为闭而使液压急剧上升，并于t2时刻达到规定值，则控制增益从t1时刻开始逐渐下降，并在t2时刻切换。这样，通过与液压上升的延迟对应地对控制增益进行修正，使控制增益的变化产生时间延迟，能够维持液压VTC机构26的响应性。
[第二控制方法]
图6及图7所示的第二控制方法是对反馈控制量的增益(控制增益)进行修正的方法。与第一控制方法相同，检测水温或油温(步骤S21)，并检测发动机转速(步骤S22)。在步骤S23中，指示电磁阀71的状态。在接下来的步骤S24中运算液压VTC机构26的目标转动相位，在步骤S25中运算液压VTC机构26的检测角度。
接下来，读入液压VTC机构26的控制增益的映射(步骤S26)。在此，虽然在控制增益的映射中使用了水温TW或油温TO，但是优选油温TO，在未设有油温传感器33的情况下可使用水温TW代替。然后，在进行了对电磁阀71的状态指示的判定(步骤S27)后，判定电磁阀71的状态是否为闭(步骤S28)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。并且，如果电磁阀71为闭，则判定从该电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内(步骤S29)。另一方面，如果为开，则参照将每个发动机转速下的低液压侧和高液压侧的液压比作为修正系数存储的映射(步骤S30)，将液压VTC机构26的控制增益乘以修正系数(步骤S31)，之后判定是否在规定时间以内。
在步骤S32中，如果步骤S29的判定结果为在规定时间以内，则对照着液压迁移特性对控制增益进行过滤(加权平均等)(步骤S32)，并进行比例控制运算(步骤S33)。另外，如果不在规定时间以内，则进入S33进行比例控制运算。即使切换电磁阀71，液压也是伴有时间延迟地变化，因此步骤S32的过滤处理是为了使控制增益随也产生时间延迟。另外，步骤S33的比例控制量运算是根据比例增益和“目标角度－实际角度”的相位进行运算的。通过利用过滤处理使迁移平滑，能够使控制增益逐渐变化。
在接下来的步骤S34中，根据在前一步骤S33中算出的比例控制量及微分、积分操作量等，运算液压VTC机构26的反馈控制量。
然后，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，通过参照将每个发动机转速下的低液压侧和高液压侧的液压比作为修正系数存储的映射，根据电磁阀71的开/闭使液压VTC机构26的控制增益乘以修正系数，能够根据实际的液压状态驱动液压VTC机构26，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。并且，通过利用过滤处理形成平滑的迁移，能够使控制增益逐渐变化。
[第三控制方法]
图8及图9所示的第三控制方法与上述的第一控制方法在反馈控制量的过渡修正方式方面不同。即，第三控制方法虽然同样是使用高液压侧和低液压侧的两个控制增益的映射进行切换，但是与第一控制方法在通过过滤处理使迁移平滑的做法方面是有所变化的。
在第一、第二控制方法中是将实验上求得的数据设定为过滤的增益，但是在此则是根据电磁阀71是从闭到开、还是从开到闭来改变修正系数。具体而言，从高液压侧向低液压侧是将修正系数调大，最终达到1(不进行修正的状态)。另外，从低液压侧向高液压侧是将修正系数向逐渐减小的方向设定，最终达到1(不进行修正的状态)。
即，检测水温或油温(步骤S41)并检测发动机转速(步骤S42)。在步骤S43中，指示电磁阀71的状态。在接下来的步骤S44中运算液压VTC机构26的目标转动相位，在步骤S45中运算液压VTC机构26的检测角度。
接下来，在进行了对电磁阀71的状态指示的判定(步骤S46)后，判定电磁阀71的状态是否为闭(步骤S47)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。并且，如果电磁阀71为闭，则将液压VTC机构的比例增益映射向高液压侧切换(步骤S48)，如果电磁阀71为开，则将液压VTC机构的比例增益映射向低液压侧切换(步骤S49)。在此，在步骤S48、S49中，虽然在比例增益映射中使用了水温TW或油温TO，但是优选油温TO，在未设有油温传感器33的情况下可使用水温TW替代。
在步骤S50中，判定从电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内，如果在规定时间以内，则判定电磁阀71的状态是否从闭变化成开。在从闭变化成开的情况下，参照使修正系数增大最终变为1(不进行修正的状态)的映射(步骤S52)，将比例增益乘以该映射的修正系数(步骤S54)。与此相对，在从开变化成闭的情况下，参照使修正系数减小最终变为1(不进行修正的状态)的映射，将比例增益乘以该映射的修正系数。另外，当在步骤S50中判定超出规定时间时，进入步骤S54，将比例增益乘以修正系数。
在接下来的步骤S55中，进行比例控制运算(步骤S12)。在该比例控制量运算中，根据比例增益和“目标角度－实际角度”的相位计算比例控制量。在步骤S56中，利用在前一步骤S55中算出的比例控制量及微分、积分操作量等，运算液压VTC机构26的反馈控制量。
并且，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
上述的控制方法实质上与上述的第一、第二控制方法是相同的，也能够根据实际的液压状态驱动液压VTC机构26，也能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
[第四控制方法]
图10及图11所示的第四控制方法具有高液压侧和低液压侧的两个基础占空度(保持基础占空度)的映射，并且不是通过电磁阀71的开/闭、而是通过占空比推定液压从而进行切换。
首先，检测水温或油温(步骤S61)，并检测发动机转速(步骤S62)。在步骤S63中，指示电磁阀71的状态。在接下来的步骤S64中，运算液压VTC机构的目标转动相位。
接下来，在进行了对电磁阀71的状态指示的判定(步骤S65)后，判定电磁阀71的状态是否为闭(步骤S66)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。并且，如果电磁阀71为闭，则将液压VTC机构26的基础占空度映射向高液压侧切换(步骤S67)，如果电磁阀71为开，则将液压VTC机构26的基础占空度映射向低液压侧切换(步骤S68)。
在步骤S69中，参照存储了水温或油温与修正系数的关系的映射，在步骤S70中，将基础占空度乘以修正系数的结果作为基础占空度。在步骤S71中，判定从电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内，如果在规定时间以内，则对照着液压迁移特性对基础占空度进行过滤(加权平均等)(步骤S71)，运算液压VTC机构26的反馈控制量(步骤S73)。另外，如果不在规定时间以内，则进入步骤S73进行反馈控制量的运算。
在接下来的步骤S74中，将在前一步骤S73中算出的反馈控制量和在步骤S70中修正的基础占空度相加，运算液压VTC机构26的最终控制量。
然后，基于算出的最终控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，通过根据高液压侧和低液压侧准备液压VTC机构26的基础占空度的映射，根据电磁阀71的开/闭切换所参照的映射并修正基础占空度，能够根据实际的液压状态保持液压VTC机构26的转动相位进行驱动，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
[第五控制方法]
图12及图13所示的第五控制方法是修正基础占空度的方法。
首先，检测水温或油温(步骤S81)，并检测发动机转速(步骤S82)。在步骤S83中，指示电磁阀71的状态。在接下来的步骤S84中，运算液压VTC机构的目标转动相位。
接下来，参照基础占空度映射(步骤S85)，对电磁阀71的状态指示进行判定(步骤S86)，之后，对电磁阀71的状态是否为闭进行判定(步骤S87)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。并且，如果电磁阀71为闭，则参照表示水温或油温与修正系数2之间的关系的映射(步骤S90)，将基础占空度乘以修正系数后的结果作为基础占空度。
另一方面，如果电磁阀71不为闭，则参照表示发动机转速与修正系数1之间的关系的映射(步骤S88)，将基础占空度乘以修正系数后的结果作为基础占空度(步骤S89)，之后进入步骤S90。
在步骤S92中，判定从电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内，如果在规定时间以内，则对照着液压迁移特性对控制增益进行过滤(加权平均等)(步骤S93)，并进行比例控制量的运算(步骤S94)。另外，如果不在规定时间以内，则进入步骤S94进行比例控制量的运算。
在接下来的步骤S95中，将在前一步骤S94中算出的比例控制量和在步骤S91中修正的基础占空度相加，运算液压VTC机构26的反馈控制量。
然后，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的电磁体34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，通过根据电磁阀71的开/闭状态对液压VTC机构26的基础占空度的修正进行切换并且对基础占空度修正，能够根据实际的液压状态保持液压VTC机构26的转动相位进行驱动，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
[第六控制方法]
图14及图15所示的第六控制方法与上述的第四控制方法在基础占空度的过渡修正方式方面是不同的。即，第六控制方法虽然同样是使用高液压侧与低液压侧的两个基础占空度的映射进行切换，但是与第四控制方法在通过过滤处理使迁移平滑的做法方面有所改变。
首先，检测水温或油温(步骤S101)，并检测发动机转速(步骤S102)。在步骤S103中，指示电磁阀71的状态。在接下来的步骤S104中对液压VTC机构26的目标转动相位进行运算，并对电磁阀71的状态指示进行判定(步骤S105)。对电磁阀71的状态指示的判定基本上是对利用ECU6指示的状态进行判定，但是在电磁阀71故障(打开粘着、关闭粘着)等情况下，不是参照ECU6的指示状态，而是参照后述诊断结果。
接下来，判定电磁阀71的状态是否为闭(步骤S106)，如果电磁阀71为闭，则参照高液压侧的基础占空度映射(步骤S107)，如果电磁阀71不为闭，则参照低液压侧的基础占空度映射(步骤S108)。然后，参照表示水温或油温与修正系数之间的关系的映射(步骤S109)，将基础占空度乘以修正系数后的结果作为基础占空度(步骤S110)。
在步骤S111中，判定从电磁阀71的状态变化开始是否在规定时间以内，如果在规定时间以内，则判定电磁阀71的状态变化是否是从闭向开变化(步骤S112)。如果是从闭向开变化，则将修正系数增大最终至1(不进行修正的状态)(步骤S113)。另一方面，如果是从开向闭变化则将修正系数向逐渐减小的方向设定，最终达到1(不进行修正的状态)(步骤S114)。然后，在接下来的步骤S115中将比例增益乘以修正系数进行修正(步骤S115)。
另一方面，如果在步骤S111中不是在规定时间以内，则进入步骤S115，将比例增益乘以修正系数进行修正。
在接下来的步骤S116中，运算液压VTC机构26的反馈控制量，之后、运算液压VTC机构26的最终控制量(步骤S117)。该最终控制量是在前一步骤S116中算出的反馈控制量加上基础占空度得到的结果。
然后，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，通过根据电磁阀71的开/闭状态切换液压VTC机构26的高液压侧和低液压侧的基础占空度的映射并对基础占空度进行修正，能够根据实际的液压状态保持液压VTC机构26的转动相位进行驱动，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
[第七控制方法]
上述第一至第六控制方法以电控VDVP54为两档的情况为例进行了说明，图16所示的第七控制方法表示电控VDVP为多档的情况下的控制方法。
首先，检测水温或油温(步骤S121)，并检测发动机转速(步骤S122)。在步骤S123中，指示电磁阀71的占空度。在电控VDVP为多档的情况下，电磁阀的占空度指示值可取0～100％。该占空度指示值与电控VDVP的泵转速或泵的转动控制量对应。在接下来的步骤S124中运算液压VTC机构26的目标转动相位，在步骤S125中运算液压VTC机构26的检测角度。
接下来，参照液压VTC机构26的控制增益映射(步骤S126)，并参照对电磁阀进行驱动的信号中的占空度的修正系数的映射(步骤S127)。在此，在步骤S126中，虽然在控制增益映射中使用了水温TW或油温TO，但是优选油温TO，在未设有油温传感器33的情况下可使用水温TW替代。另外，步骤S127中的电磁阀的占空度与电控VDVP的转速或转动控制量对应。
在接下来的步骤S128中，使在步骤S126中从映射求得的液压VTC机构26的控制增益，乘以在步骤S127中从映射求得的修正系数。在步骤S129中，根据比例增益和“目标角度－实际角度”的相位运算比例控制量。在接下来的步骤S130中，根据算出的比例控制量及微分、积分操作量等，运算液压VTC机构的反馈控制量。
然后，基于算出的反馈控制量，通过从ECU6向电磁阀34的螺线管34a供给占空度控制信号，利用液压VTC机构26使进气门13的气门正时提前或延迟。
根据上述的控制方法，即使电控VDVP为多档，也能够根据实际的液压状态驱动液压VTC机构，能够抑制过度调节和响应延迟，抑制燃油效率和运转性能变差。
[诊断方法]
接下来，根据图17至图20对诊断电磁阀71粘着的方法进行说明。如图17及图18的流程图所示，检测水温或油温(步骤S131)，并检测发动机转速(步骤S132)。在步骤S133中，运算液压VTC机构26的检测角度的前次值。在接下来的步骤S134中对液压VTC机构26的检测角度进行运算，对液压VTC机构26的最终控制量进行运算(步骤S135)，对液压VTC机构26的相位变化量进行运算(步骤S136)。
在步骤S137中，判定对电磁阀71的状态的指示是否为闭(步骤S137)，如果电磁阀71为闭，则参照高液压侧的推定液压映射(步骤S138)，并参照液压VTC机构26的相位变化量的期望值的映射(步骤S139)，从相位变化量减去相位变化量期望值(步骤S140)。
在步骤S141中，判定前一步骤S140的运算结果是否在规定值Va以下、即是否满足“相位变化量－相位变化量的期望值＜规定值Va”。在满足的情况下判定是否经过了规定时间(步骤S142)，在经过了规定时间的情况下判定为电磁阀71粘着在打开侧(步骤S143)。在不满足步骤S141或步骤S142中的条件的情况下，电磁阀71没有粘着，因此回到控制动作。
另一方面，如果在步骤137中电磁阀71不为闭，则参照低液压侧的推定液压映射(步骤S144)，并参照液压VTC机构26的相位变化量的期望值的映射(步骤S145)，从相位变化量减去相位变化量的期望值(步骤S146)。
在步骤S147中，判定前一步骤S146的运算结果是否在规定值Vb以下、即是否满足“相位变化量－相位变化量的期望值＞规定值Vb”。在满足的情况下判定是否经过了规定时间(步骤S148)，在经过了规定时间的情况下判定为电磁阀71粘着在关闭侧(步骤S149)。在不满足步骤S147或步骤S148中的条件的情况下，螺线管没有粘着，因此回到控制动作。
图19汇总表示了上述图17及图18所示的流程图中的液压状态、螺线管的粘着及螺线管状态的指示值的关系。如图19所示，根据电磁阀71的状态的指示值是开还是闭以及这时的相位变化量与期望值的关系，能够对电磁阀71是粘着在打开侧还是粘着在关闭侧进行判定。
另外，如图20的时序图所示，若假设“相位变化量－相位变化量的期望值”在t1时刻的时候超过规定值Vb，而在t2时刻的时候变为低于规定值Vb，则计时器在t1时刻开始计时动作，并在t2时刻停止。如果该t1、t2之间的期间T1比规定时间短，则判定为没有粘着。另外，若假设“相位变化量－相位变化量的期望值”在t3时刻的时候变为低于规定值Va，且即使超过t5时刻也维持较低的状态(期间T2)，则计时器在t3时刻开始计时动作，并在t4时刻超过规定时间。在该t4时刻这一时间点判定为打开侧粘着。
通过将上述诊断方法与前述的第一至第七控制方法组合使用，能够检测电磁阀71的故障(打开粘着、关闭粘着)。
附图标记说明
1…发动机(内燃机)
6…ECU
26…液压VTC机构(可变气门机构)
34…电磁阀
34a…螺线管
54…电控VDVP(可变容量泵)
71…电磁阀

Claims (18)

1.一种可变气门机构的控制装置，所述可变气门机构利用可变容量泵的液压而作动，所述可变气门机构的控制装置的特征在于，
根据所述可变容量泵的容量的切换条件或切换操作，使所述可变气门机构的控制增益变化。
2.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
所述可变容量泵根据搭载有所述可变气门机构的内燃机的运转状态改变容量。
3.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
所述控制增益是基于包括所述内燃机的水温、油温及发动机转速中的至少任一个的映射而设定的。
4.如权利要求3所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
所述控制增益还对照着所述可变容量泵中的液压的迁移特性进行设定。
5.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
所述控制增益是基于使用修正系数的运算而设定的。
6.如权利要求5所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
所述控制增益还对照着所述可变容量泵中的液压的迁移特性进行设定。
7.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
对所述容量的切换条件的成立或切换操作的检测就是对所述可变容量泵的电磁阀是在高液压侧还是在低液压侧进行判定，根据高液压侧和低液压侧对所述可变气门机构的控制增益进行切换。
8.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
对所述容量的切换条件的成立或切换操作的检测就是对所述可变容量泵的电磁阀是在高液压侧还是在低液压侧进行判定，对所述可变气门机构的控制增益进行修正。
9.如权利要求1所述的可变气门机构的控制装置，其特征在于，
在切换所述控制增益时，对所述控制增益进行修正，以使控制增益的变化追从实际的液压的上升特性或下降特性。
10.一种可变气门机构的控制方法，所述可变气门机构利用可变容量泵的液压而作动，所述可变气门机构的控制方法的特征在于，
对所述可变容量泵的容量的切换条件的成立或切换操作进行检测，
在检测出所述切换条件成立或切换操作的情况下，使所述可变气门机构的控制增益变化。
11.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
还根据搭载有所述可变气门机构的内燃机的运转状态改变所述可变容量泵的容量。
12.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
所述控制增益是基于包括所述内燃机的水温、油温及发动机转速中的至少任一个的映射而设定的。
13.如权利要求12所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
所述控制增益还对照着所述可变容量泵中的液压的迁移特性进行设定。
14.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
所述控制增益是基于使用修正系数的运算而设定的。
15.如权利要求14所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
所述控制增益还对照着所述可变容量泵中的液压的迁移特性进行设定。
16.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
对所述容量的切换条件的成立或切换操作的检测就是对所述可变容量泵是在高液压侧还是在低液压侧进行判定，根据高液压侧和低液压侧对所述可变气门机构的控制增益进行切换。
17.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
对所述容量的切换条件的成立或切换操作的检测就是对所述可变容量泵的电磁阀是在高液压侧还是在低液压侧进行判定，对所述可变气门机构的控制增益进行修正。
18.如权利要求10所述的可变气门机构的控制方法，其特征在于，
在切换所述控制增益时，对所述控制增益进行修正，以使控制增益的变化追从实际的液压的上升特性或下降特性。
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