CN107709736B - 可变气门正时机构的控制装置及其控制方法 - Google Patents

可变气门正时机构的控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明的可变气门正时机构的控制装置具有:根据曲轴(2)的旋转而输出预先设定有多个基准位置的曲轴转角信号的曲轴转角传感器(4);根据内燃机气门开闭用的进气凸轮轴(3)的旋转而输出多个凸轮信号脉冲的凸轮传感器(5);使所述进气凸轮轴(3)相对于所述曲轴(2)相对旋转,从而能够变更所述进气凸轮轴(3)相对于所述曲轴(2)的旋转相位角的电动马达(6);以及电子控制装置(7),所述电子控制装置(7)基于在曲轴旋转开始后最初检测到的所述凸轮信号脉冲和此后检测到的所述曲轴信号的最初的基准位置,运算所述进气凸轮轴(3)的实际的旋转相位角,由此计算可变气门正时机构(14)的绝对位置。

Description

可变气门正时机构的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及可变气门正时机构的控制装置,尤其涉及能够使起动时的可变气门正时机构的绝对位置的计算提前的可变气门正时机构的控制装置及其控制方法。
背景技术
在以往的可变气门正时机构的控制装置中,基于从曲轴转角传感器输出的曲轴转角信号和从凸轮传感器输出的凸轮信号,计算凸轮信号输出时的实际气门正时,并且,基于马达和进气凸轮轴的转速差来计算相对于该凸轮信号输出时的实际气门正时的气门正时变化量,使用凸轮信号输出时的实际气门正时和气门正时变化量来计算最终的实际气门正时(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4123127号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,在这样的以往的可变气门正时机构的控制装置中,上述专利文献1未公开使起动时的进气凸轮轴的真实的旋转相位角、即可变气门正时机构的绝对位置的计算提前的技术。因此,不能实现提高车辆的起动性。
于是,本发明的目的在于应对上述那样的问题并提供一种能够使起动时的可变气门正时机构的绝对位置的计算提前的可变气门正时机构的控制装置及其控制方法。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的,本发明的可变气门正时机构的控制装置的特征在于,具有:曲轴转角传感器,所述曲轴转角传感器根据曲轴的旋转而输出预先设定有多个基准位置的曲轴转角信号;凸轮传感器,所述凸轮传感器根据内燃机气门开闭用的进气凸轮轴的旋转而输出多个凸轮信号脉冲;促动器,所述促动器使所述进气凸轮轴相对于所述曲轴旋转,从而能够变更所述进气凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位角;以及控制部,所述控制部基于在曲轴旋转开始后最初检测到的所述凸轮信号脉冲和此后检测到的所述曲轴信号的最初的基准位置,运算所述进气凸轮轴的实际的旋转相位角,由此计算可变气门正时机构的绝对位置。
另外,本发明的可变气门正时机构的控制方法的特征在于,进行如下的第一步骤至第五步骤:在第一步骤中,开始曲轴旋转;在第二步骤中,从曲轴转角传感器开始输入根据曲轴的旋转而输出的预先设定有多个基准位置的曲轴转角信号,并且,从凸轮传感器开始输入根据内燃机气门开闭用的进气凸轮轴的旋转而输出的多个凸轮信号脉冲;在第三步骤中,在所述曲轴旋转开始后,取得最初的所述凸轮信号脉冲;在所述第三步骤后,在第四步骤中,取得所述曲轴转角信号的最初的基准位置;在第五步骤中,基于在所述第三步骤中取得的所述凸轮信号脉冲和在所述第四步骤中取得的所述基准位置,运算所述进气凸轮轴相对于所述曲轴的实际的旋转相位角,由此计算可变气门正时机构的绝对位置。
发明的效果
根据本发明,可以使起动时的可变气门正时机构的绝对位置的计算提前。因此,可以提高车辆的起动性。
附图说明
图1是表示本发明的可变气门正时机构的控制装置的一实施方式的示意图。
图2是表示上述控制装置中的曲轴转角传感器以及凸轮传感器的结构的说明图。
图3是表示上述曲轴转角传感器以及凸轮传感器的输出特性的时序图。
图4是图2的A-A截面向视图。
图5是对起动时的可变气门正时机构的绝对位置的计算方法的一例进行说明的时序图。
图6是对本发明的可变气门正时机构的控制方法的第一实施方式进行说明的时序图。
图7是对本发明的可变气门正时机构的控制方法的第二实施方式进行说明的时序图。
图8是对本发明的可变气门正时机构的控制方法的第三实施方式进行说明的时序图。
图9是对本发明的可变气门正时机构的控制方法的第四实施方式进行说明的时序图。
具体实施方式
以下,基于附图详细说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的可变气门正时机构的控制装置的一实施方式的示意图。该可变气门正时机构的控制装置对内燃机1的曲轴2和进气凸轮轴3之间的相对旋转相位角进行控制,并构成为具有曲轴转角传感器4、凸轮传感器5、电动马达6、以及电子控制装置7。
上述曲轴转角传感器4根据内燃机1的输出轴即曲轴2的旋转而输出脉冲状的旋转信号,详细而言,如图2所示,由信号板9和旋转检测装置10构成,所述信号板9轴支承于曲轴2,在周围具有作为被检测部的突起部8,所述旋转检测装置10固定在内燃机1侧,对突起部8进行检测并输出曲轴转角信号POS。
在此,上述旋转检测装置10一并具有包括波形产生电路、选择电路等在内的各种处理电路以及检测突起部8的拾取器,旋转检测装置10输出的曲轴转角信号POS是由脉冲序列构成的脉冲信号,其通常是低电平,在检测到上述突起部8时仅在一定时间变化到高电平。
上述信号板9的突起部8按照曲轴转角以10deg的间距等间隔地形成,但在隔着曲轴2的旋转中心相向的两个部位设置有使突起部8连续地欠缺两个而形成的部分。另外,突起部8的欠缺数还可以是一个,也可以连续地欠缺三个以上。在以下的说明中,对突起部8欠缺两个的情况进行论述。
根据上述结构,如图3所示,曲轴转角传感器4(旋转检测装置10)输出的曲轴转角信号POS按照曲轴转角每隔10deg(单位曲轴转角)连续16次变化到高电平后,在30deg期间保持低电平,再次连续16次变化到高电平。
因此,曲轴转角为30deg的低电平期间(是缺齿区域或欠缺部分,以下称为“基准位置”)后的最初的曲轴转角信号以曲轴转角180deg间隔被输出,该曲轴转角180deg相当于4缸发动机中的气缸之间的行程相位差、换言之点火间隔。
上述凸轮传感器5用于检测内燃机气门开闭用的进气凸轮轴3的旋转角,详细而言,如图2所示,构成为具有:轴支承于进气凸轮轴3的一端,在周围具有作为被检测部的突起部11的信号板12;以及固定在内燃机1侧,检测突起部11并输出凸轮信号相位的旋转检测装置13。
在此,上述旋转检测装置13一并具有包括波形整形电路等在内的各种处理电路以及检测突起部11的拾取器。
上述信号板12的突起部11按照凸轮角在每隔90deg的4个部位的每一个部位各设置有一个、三个、四个、两个,在连续地设置有多个突起部11的部分,将突起部11的间距按照曲轴转角设定为30deg(按照凸轮角设定为15deg)。
而且,如图3所示,凸轮传感器5(旋转检测装置13)输出的凸轮信号相位是由脉冲序列构成的脉冲信号,其通常是低电平,通过检测到上述突起部11从而仅在一定时间变化到高电平,按照凸轮角每隔90deg、按照曲轴转角每隔180deg,一个单独、三个连续、四个连续、两个连续地变化到高电平。
另外,一个单独的凸轮信号、以及多个连续地输出的凸轮信号的前头的信号(以下,将其称为“凸轮信号脉冲”)按照曲轴转角以180deg间隔被输出。
在上述进气凸轮轴3的另一端,如图2所示设置有电动马达6(促动器)。该电动马达6构成可变气门正时机构(以下称为“电动VTC”)14的一部分,该电动VTC14通过使进气凸轮轴3相对于曲轴2的旋转相位变化,从而变更对进气口的开口进行开闭的进气门的气门正时,该进气口将进气导入到内燃机1的各气缸的燃烧室中。另外,在上述电动马达6配设有在任意的正时包括旋转方向在内能够检测该电动马达6的马达轴旋转角(动作量)的检测频度高的马达旋转传感器(促动器传感器)15。
如图2所示,上述电动VTC14与卷绕有传递曲轴2的旋转驱动力的正时链16的正时链轮17构成一体,利用内置有减速器的上述电动马达6,使进气凸轮轴3相对于正时链轮17相对旋转,从而可以使气门正时提前或滞后。另外,电动VTC14不限于设置于进气门,只要设置于进气门以及排气门的至少一方即可。
详细而言,上述电动VTC14如图4表示的图2的A-A截面向视图所示,正时链轮17构成为包括:内周面为台阶形状的圆环状的链轮主体17a、以及一体地设置在该链轮主体17a的外周且经由卷绕的正时链16接收来自曲轴2的旋转力的齿轮部18。另外,正时链轮17利用省略图示的滚珠轴承旋转自如地支承于进气凸轮轴3,所述滚珠轴承夹设于在上述链轮主体17a的内周侧形成的圆形槽和在进气凸轮轴3的前端部一体地设置的厚壁的省略图示的凸缘部外周之间。
另外,如图4所示,在上述链轮主体17a的内周面的一部分,圆弧形的卡合部即止动凸部19沿着周向形成至规定长度范围。
并且,如图4所示,在进气凸轮轴3的上述凸缘部,沿着圆周方向形成有止动凹槽20,该止动凹槽20是供链轮主体17a的止动凸部19卡入的卡定部。该止动凹槽20沿圆周方向形成为规定长度的圆弧形,在该长度范围转动的止动凸部19的两端缘19a、19b与周向的相向缘20a、20b分别抵接,从而限制进气凸轮轴3相对于正时链轮17的最大提前侧或最大滞后侧的相对旋转位置。
与上述曲轴转角传感器4、凸轮传感器5、电动马达6以及马达旋转传感器15电连接而设置有电子控制装置(控制部)7。该电子控制装置7基于在曲轴旋转开始后最初检测到的凸轮信号脉冲及此后检测到的曲轴转角信号的最初的基准位置即曲轴基准位置,运算进气凸轮轴3的实际的旋转相位角(以下称为“实际旋转相位角”),由此计算电动VTC14的绝对位置(电动VTC14相对于曲轴2的实际旋转相位角),该电子控制装置7内置微型计算机,按照预先保存在存储部中的程序进行运算,并输出对燃料喷射装置21、上述电动马达6的驱动进行控制的操作信号。
另外,上述进气凸轮轴3的实际旋转相位角与电动VTC14的绝对位置对应,若运算进气凸轮轴3的实际旋转相位角,则直接算出电动VTC14的绝对位置。
详细而言,上述电子控制装置7从算出电动VTC14的绝对位置的时刻起将电动马达6的驱动方式从不驱动切换到基于反馈控制的驱动、或从基于前馈控制的驱动切换到基于反馈控制的驱动,并且,对电动马达6的驱动进行控制以使电动VTC14的绝对位置接近目标位置。
更详细地说,当在从曲轴旋转开始后检测到最初的凸轮信号脉冲时起直至检测到曲轴转角信号的曲轴基准位置为止的期间电动马达6进行了动作时,上述电子控制装置7利用从马达旋转传感器15输入的马达轴旋转角(动作量)对上述电动VTC14的绝对位置进行修正。
或者,上述电子控制装置7也可以构成为,当在曲轴旋转开始后通过前馈控制使电动马达6进行了动作时,利用马达旋转传感器15检测电动马达6的马达轴旋转角(差动量),并利用该检测到的马达轴旋转角(差动量)中的、从上述曲轴旋转开始后检测到最初的凸轮信号脉冲时起直至检测到曲轴转角信号的曲轴基准位置为止的期间的马达轴旋转角(差动量)对上述电动VTC14的绝对位置进行修正。
并且,在上述电动VTC14的绝对位置为内燃机1停止时的初始位置(默认位置)以外时,上述电子控制装置7对电动马达6的驱动进行控制以便仅在一定时间抑制驱动开始后的电动马达6的操作量即可。
另外,上述电子控制装置7也可以构成为,进行电动VTC14的驱动控制,在其与对内燃机1的燃料喷射装置21以及点火装置等进行控制的分体的电子控制装置7之间进行双向通信。另外,在图1中,附图标记22是检测内燃机1的吸入空气量Q的空气流量传感器。并且,在图4中,附图标记23是对变更正时链轮17和进气凸轮轴3之间的相对旋转相位的省略图示的相位变更机构进行支承的大径圆环状板,附图标记24是将正时链轮17固定于大径圆环状板23的螺栓。
接着,对如上所述构成的电动VTC14的控制装置的动作进行说明。
通常,电动VTC14在内燃机1停止时返回到预先确定的规定的默认位置(初始位置)并停止。但是,在起动时,也可能会产生如下情况:电动VTC14因前一次内燃机1停止中等的外力而位移,其位置会从上述默认位置偏移。在这种情况下,电动VTC14的绝对位置可能会错误地被判定。因此,存在如下风险:电动马达6利用基于该错误的电动VTC14的位置的、错误的反馈操作量朝向目标位置进行驱动操作,图4所示的止动凸部19与进气凸轮轴3的止动凹槽20的相向缘20a或20b碰撞而破损、或对电动VTC14进行驱动的凸轮机构啮合而固定。
为了避开上述风险,本发明的电动VTC14的控制装置在判定起动时的电动VTC14的绝对位置θ1后,欲开始电动VTC14的电动马达6的驱动。
作为判定起动时的进气凸轮轴3相对于曲轴2的实际旋转相位角的方法,例如可考虑图5所示的作法。即,在曲轴旋转开始(图5的点a)后,将利用曲轴转角传感器4检测到的曲轴转角信号POS的最初的基准位置判定为曲轴基准位置(图5的点b)。并且,在该曲轴基准位置判定后,在从凸轮信号相位检测到最初的凸轮信号脉冲(图5的点c)时,计算从曲轴基准位置起直至上述最初的凸轮信号脉冲为止的旋转相位角(图5的点b-点c之间)。由此,可以判定进气凸轮轴3相对于曲轴2的实际旋转相位角、即电动VTC14的绝对位置θ1。这样一来,若从判明了进气凸轮轴3的实际旋转相位角的、最初的凸轮信号脉冲检测时刻(图5的点c)起对电动马达6进行驱动并开始电动VTC14的驱动,则可以避开电动VTC14的破损风险。
在图5所示的电动VTC位置处,虚线表示使用马达旋转传感器15和曲轴转角传感器4检测到的电动VTC14的相对角。从曲轴旋转开始起直至确定进气凸轮轴3的实际旋转相位角(电动VTC14的绝对位置θ1)为止,由于电动VTC14的绝对位置不清楚,因此,电动VTC14的绝对位置和上述相对角不一致。但是,若确定进气凸轮轴3的实际旋转相位角、即电动VTC14的绝对位置θ1,则电动VTC14的绝对位置和上述相对角一致,之后,通过电动马达6的反馈控制驱动,电动VTC14被驱动,上述相对角朝向目标位置θtr逐渐增加。另一方面,电动VTC14的绝对位置也朝向目标位置θtr变化。但是,由于每当利用凸轮传感器5检测到凸轮信号脉冲时运算电动VTC14的绝对位置并更新为新的绝对位置,因此,直至检测到接下来的凸轮信号脉冲为止维持当前的绝对位置。而且,电动VTC14的绝对位置如图5所示朝向目标位置θtr呈阶梯状地变化。
另外,在图5中,凸轮信号相位以单一的脉冲信号示出,但这是着眼于用于对进气凸轮轴3相对于曲轴2的旋转相位角进行判定的、图3所示那样的一个单独、三个连续、四个连续、两个连续地变化到高电平的信号的前头信号而示出的。另外,图5的横轴表示时间。以下,针对图6~图9也一样。
在图5所示那样的方法中,起动后最初算出的进气凸轮轴3的实际旋转相位角(电动VTC14的绝对位置),基于如上所述在判定曲轴基准位置后被检测到的凸轮信号脉冲而得到,在判定曲轴基准位置前检测到的凸轮信号脉冲被忽视,因此,电动VTC14的驱动开始正时滞后。该电动VTC14的驱动开始正时的滞后会给车辆的起动性带来影响。
于是,本发明的电动VTC14的控制装置避开上述电动VTC14的破损风险,并且,欲使电动VTC14的驱动开始提前。以下,详细说明本发明的电动VTC14的控制方法。
首先,参照图6对本发明的电动VTC14的控制方法中的第一实施方式进行说明。
〔第一实施方式〕
首先,作为第一步骤,使省略图示的启动马达工作而开始内燃机1的曲轴旋转(图6的点a)。由此,曲轴2开始旋转,进气凸轮轴3随着曲轴2的旋转而开始旋转。
接着,作为第二步骤,电子控制装置7开始输入随着曲轴2的旋转从曲轴转角传感器4输出的曲轴转角信号POS。
与此同时,电子控制装置7也开始输入随着进气凸轮轴3的旋转从凸轮传感器5输出的凸轮信号相位。
接着,作为第三步骤,电子控制装置7在上述曲轴旋转开始(图6的点a)后,从凸轮信号相位取得最初的凸轮信号脉冲(图6的点b)。而且,在取得该最初的凸轮信号脉冲时,以此为契机,按照曲轴转角每隔10deg进行计数。
另一方面,作为第四步骤,电子控制装置7在从曲轴转角传感器4输入的曲轴转角信号POS中,在检测到上述最初的凸轮信号脉冲后,将最初检测到的基准位置判定为曲轴基准位置(图6的点c)。而且,在取得最初的凸轮信号脉冲后,利用直至检测到上述曲轴基准位置为止的计数值,运算上述最初的凸轮信号脉冲和上述曲轴基准位置之间的旋转相位角(图6的点b-点c之间),将其结果临时存储在存储部中。在该情况下,若将计数值设为n(n为正整数),则上述旋转相位角为n×10deg。
作为第五步骤,电子控制装置7基于上述最初的凸轮信号脉冲和上述曲轴基准位置,运算进气凸轮轴3相对于曲轴2的实际旋转相位角(图6的点a-点b之间)。详细而言,曲轴转角信号的基准位置以曲轴转角180deg间隔被输出,因此,上述曲轴基准位置和其之前一个的基准位置之间的曲轴转角为180deg(固定值)。因此,上述曲轴基准位置的之前一个的基准位置和上述最初的凸轮信号脉冲之间的曲轴转角为(180deg-n×10deg)。即,该曲轴转角被确定为是进气凸轮轴3相对于曲轴2的实际旋转相位角、即起动后的最初的凸轮信号脉冲检测时刻处的电动VTC14的绝对位置θ1。
另外,在图6中,作为一例示出了曲轴旋转开始点和曲轴转角信号POS的基准位置一致的情况,但两者未必一致。
在如上所述算出电动VTC14的绝对位置时,从其算出时刻(图6的点c)起电子控制装置7使电动马达6驱动而开始电动VTC14的驱动。此后,与图5同样地,对电动马达6进行反馈控制并进行驱动,以使电动VTC14的绝对位置达到目标位置θtr。由此,电动VTC14的绝对位置朝向目标位置θtr逐渐变化。
另外,在电动VTC14驱动后,如图6所示,在凸轮信号相位中每当检测到凸轮信号脉冲时运算电动VTC14的绝对位置,并更新电动VTC14的绝对位置。
图7是对本发明的电动VTC14的控制方法中的第二实施方式进行说明的时序图。以下,参照图7对第二实施方式进行说明。在此,说明与第一实施方式不同的部分。
〔第二实施方式〕
在曲轴旋转开始后,在从检测到最初的凸轮信号起直至确定曲轴基准位置为止的期间(图7的点b-点c之间),例如在某些外力进行作用而使得电动马达6运转了的情况下,电动VTC14的位置从上述基于最初的凸轮信号和曲轴基准位置确定了的电动VTC14的绝对位置θ1偏移。当在这样的状态下对电动VTC14进行了驱动时,电子控制装置7将电动VTC14的真实的位置判断为上述确定的绝对位置θ1,根据该位置和目标位置θtr来确定电动马达6的操作量并对电动马达6进行驱动。因此,在该情况下,可能会产生电动马达6的破损风险。
于是,在本发明的电动VTC14的控制方法的第二实施方式中,在确定起动后的最初的进气凸轮轴3的实际旋转相位角(电动VTC14的绝对位置θ1)之后,当在直至判定曲轴基准位置为止的期间(图7的点b-点c之间)电动马达6运转了的情况下,利用马达旋转传感器15检测电动马达6的马达轴旋转角(动作量),在曲轴基准位置判定时(图7的点c),将上述马达轴旋转角(动作量)θ2与上述确定的电动VTC14的绝对位置θ1相加,从而对电动VTC14的绝对位置进行修正。由此,确定电动VTC14的真实的位置(θ1+θ2)。以后的电动VTC14的驱动控制与第一实施方式相同。
图8是对本发明的电动VTC14的控制方法中的第三实施方式进行说明的时序图。以下,参照图8对第三实施方式进行说明。
〔第三实施方式〕
为了抑制由外力带来的电动VTC14的位置偏移的影响,也可以与曲轴旋转开始一同以规定的操作量对电动马达6进行前馈控制来对其进行驱动。在该情况下,与第一实施方式同样地算出的、曲轴旋转开始(图8的点a)后的最初的凸轮信号脉冲检测时刻(图8的点b)处的电动VTC14的绝对位置为θ1。
电动马达6此后也继续旋转,因此,在从上述最初的凸轮信号脉冲检测时刻起直至上述曲轴基准位置判定时刻为止的期间(图8的点b-点c之间)电动VTC14也继续运转,电动VTC14的真实的位置与基于上述最初的凸轮信号脉冲和曲轴基准位置算出的电动VTC14的绝对位置θ1不同。在本发明的第三实施方式中,在从上述最初的凸轮信号脉冲检测时刻起直至上述曲轴基准位置判定时刻为止的期间(图8的点b-点c之间)利用马达旋转传感器15检测运转了的电动马达6的马达轴旋转角(动作量)θ2,在上述曲轴基准位置判定时将上述马达轴旋转角(动作量)θ2与上述算出的电动VTC14的绝对位置θ1相加(θ1+θ2),从而对电动VTC14的绝对位置进行修正。以后的电动VTC14的驱动控制与第一实施方式相同。由此,可以进一步提高电动VTC14的响应性。
图9是对本发明的电动VTC14的控制方法中的第四实施方式进行说明的时序图。以下,参照图9对第四实施方式进行说明。
〔第四实施方式〕
在电动VTC14的绝对位置为在内燃机1停止时通常应该处于的默认位置以外时,如上所述,存在电动VTC14的破损风险。于是,在本发明的电动VTC14的控制方法的第四实施方式中,如图9所示,仅在预先确定的规定期间抑制电动VTC14的驱动开始时的电动马达6的反馈操作量。由此,电动VTC14的移动速度被抑制,可以避开如下风险:电动VTC14过冲而导致图4所示的止动凸部19与进气凸轮轴3的止动凹槽20的相向缘碰撞而破损、或对电动VTC14进行驱动的凸轮机构啮合而固定。
另外,上述各实施方式在电动VTC14对默认位置进行学习时不实施。另外,当在电动VTC14的提前侧的控制极限和滞后侧的控制极限之间的差动角范围内不存在进气凸轮轴3的旋转相位角的目标位置时,也不实施上述各实施方式。
附图标记说明
1 内燃机(内燃机)
2 曲轴
3 进气凸轮轴
4 曲轴转角传感器
5 凸轮传感器
6 电动马达(促动器)
7 电子控制装置(控制部)
14 电动VTC(可变气门正时机构)
15 马达旋转传感器(促动器传感器)

Claims (6)

1.一种可变气门正时机构的控制装置,其特征在于,具有:
曲轴转角传感器,所述曲轴转角传感器根据曲轴的旋转而输出预先设定有多个基准位置的曲轴转角信号;
凸轮传感器,所述凸轮传感器根据内燃机气门开闭用的进气凸轮轴的旋转而输出多个凸轮信号脉冲;
促动器,所述促动器使所述进气凸轮轴相对于所述曲轴旋转,从而能够变更所述进气凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位角;以及
控制部,所述控制部基于在曲轴旋转开始后最初检测到的所述凸轮信号脉冲和此后检测到的所述曲轴信号的最初的基准位置,运算所述进气凸轮轴的实际的旋转相位角,由此计算可变气门正时机构的绝对位置。
2.如权利要求1所述的可变气门正时机构的控制装置,其特征在于,
所述控制部从算出所述可变气门正时机构的绝对位置的时刻起将所述促动器的驱动方式从不驱动切换到基于反馈控制的驱动、或从基于前馈控制的驱动切换到基于反馈控制的驱动。
3.如权利要求1所述的可变气门正时机构的控制装置,其特征在于,
当在从所述曲轴旋转开始后检测到所述最初的凸轮信号脉冲时起直至检测到所述曲轴转角信号的所述最初的基准位置为止的期间所述促动器进行了动作时,所述控制部利用促动器传感器检测所述促动器的差动量,利用检测到的该差动量对所述可变气门正时机构的绝对位置进行修正。
4.如权利要求1所述的可变气门正时机构的控制装置,其特征在于,
当在所述曲轴旋转开始后通过前馈控制使所述促动器进行了动作时,所述控制部利用促动器传感器检测所述促动器的差动量,利用检测到的该差动量中的、从所述曲轴旋转开始后检测到所述最初的凸轮信号脉冲时起直至检测到所述曲轴转角信号的所述最初的基准位置为止的期间的动作量,对所述可变气门正时机构的绝对位置进行修正。
5.如权利要求2所述的可变气门正时机构的控制装置,其特征在于,
在所述可变气门正时机构的绝对位置为内燃机停止时的初始位置以外时,所述控制部对所述促动器的反馈操作量进行抑制并驱动所述促动器。
6.一种可变气门正时机构的控制方法,其特征在于,进行如下的第一步骤至第五步骤:
在第一步骤中,开始曲轴旋转;
在第二步骤中,从曲轴转角传感器开始输入根据曲轴的旋转而输出的预先设定有多个基准位置的曲轴转角信号,并且,从凸轮传感器开始输入根据内燃机气门开闭用的进气凸轮轴的旋转而输出的多个凸轮信号脉冲;
在第三步骤中,在所述曲轴旋转开始后,取得最初的所述凸轮信号脉冲;
在所述第三步骤后,在第四步骤中,取得所述曲轴转角信号的最初的基准位置;
在第五步骤中,基于在所述第三步骤中取得的所述凸轮信号脉冲和在所述第四步骤中取得的所述基准位置,运算所述进气凸轮轴相对于所述曲轴的实际的旋转相位角,由此计算可变气门正时机构的绝对位置。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018102880A1 (de) * 2017-02-16 2018-08-16 Borgwarner Inc. Verfahren zur Anlaufregelung eines elektrischen Nockenwellenverstellers
US11746859B2 (en) 2018-05-23 2023-09-05 Cummins Inc. System and method for a captive sprocket in an engine
JP2020007942A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP7211302B2 (ja) * 2019-08-22 2023-01-24 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP7443172B2 (ja) 2020-07-01 2024-03-05 株式会社アイシン 弁開閉時期制御装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1763360A (zh) * 2004-10-18 2006-04-26 株式会社电装 用于内燃机的可变气门正时控制器
CN1834433A (zh) * 2005-03-17 2006-09-20 株式会社日立制作所 凸轮角检测装置、凸轮相位检测装置、凸轮相位检测方法
CN101178032A (zh) * 2002-10-25 2008-05-14 株式会社电装 内燃机的可变气门正时控制设备
CN102486105A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 现代自动车株式会社 用电动cvvt控制改善gdi发动机的启动性能的方法
JP2015001167A (ja) * 2013-06-13 2015-01-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6460774A (en) * 1987-08-28 1989-03-07 Fuji Heavy Ind Ltd Ignition timing controller
JP4123127B2 (ja) * 2002-10-25 2008-07-23 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
KR100669303B1 (ko) 2002-10-25 2007-01-16 가부시키가이샤 덴소 내연 기관의 가변 밸브 타이밍 제어 장치
JP3843965B2 (ja) * 2003-06-04 2006-11-08 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP4358827B2 (ja) * 2004-05-27 2009-11-04 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関のカムシャフトに配置された位相センサの改善された位相信号形成方法および形成装置
JP2009257186A (ja) 2008-04-16 2009-11-05 Denso Corp 可変バルブタイミング装置の制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101178032A (zh) * 2002-10-25 2008-05-14 株式会社电装 内燃机的可变气门正时控制设备
CN1763360A (zh) * 2004-10-18 2006-04-26 株式会社电装 用于内燃机的可变气门正时控制器
CN1834433A (zh) * 2005-03-17 2006-09-20 株式会社日立制作所 凸轮角检测装置、凸轮相位检测装置、凸轮相位检测方法
CN102486105A (zh) * 2010-12-06 2012-06-06 现代自动车株式会社 用电动cvvt控制改善gdi发动机的启动性能的方法
JP2015001167A (ja) * 2013-06-13 2015-01-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

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