CN112292513B - 可变阀正时机构的控制装置以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的可变阀正时机构的控制装置以及控制方法为，基于马达的旋转角求出旋转相位的第一检测值，基于曲柄轴的旋转角与所述凸轮轴的旋转角的相对关系求出旋转相位的第二检测值，基于第二检测值校正第一检测值，求出与第一检测值与目标值的偏差的变化速度成比例的微分项，在基于第二检测值校正第一检测值时，抑制微分项的变化，基于包含微分项的操作量控制马达。

Description

可变阀正时机构的控制装置以及控制方法

技术领域

本发明涉及可变阀正时机构的控制装置以及控制方法，更具体而言涉及减少操作量的噪声的技术。

背景技术

专利文献1公开的可变阀正时装置在内燃机的高旋转区域中，基于曲柄轴与凸轮轴的旋转相位差检测阀正时，在内燃机的低旋转区域中，基于由马达旋转角信号检测的促动器的工作量依次计算旋转相位变化量，基于旋转相位变化量的累计值检测实际的阀正时。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-292038号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，在通过马达的旋转使凸轮轴相对于曲柄轴的旋转相位可变的可变阀正时机构的控制中，在基于根据曲柄轴的旋转角与凸轮轴的旋转角的相对关系求得的旋转相位校正基于马达的旋转角求得的旋转相位，来检测旋转相位时，能够兼得检测响应性和检测精度。

但是，由于旋转相位的检测值随着校正处理而阶段性地变化，因此旋转相位的检测值与目标旋转相位的偏差发生急变，继而使与该偏差的变化速度成比例的微分项发生急变，而在包含微分项的马达操作量中产生噪声。

而且，在马达的操作量中产生噪声时，会有可变阀正时机构的控制性恶化的问题。

本发明鉴于以往的实际情况而完成，其目的在于，提供一种抑制由于旋转相位的检测值的校正处理而在马达的操作量中产生噪声，能够抑制可变阀正时机构的控制性的降低的可变阀正时机构的控制装置以及控制方法。

用于解决课题的手段

因此，本申请发明的可变阀正时机构的控制装置，作为其一方式，取得与所述马达的旋转角相关的信息、与所述曲柄轴的旋转角相关的信息以及与所述凸轮轴的旋转角相关的信息，基于所述马达的旋转角求出所述旋转相位的第一检测值，基于所述曲柄轴的旋转角与所述凸轮轴的旋转角的相对关系求出所述旋转相位的第二检测值，基于所述第二检测值校正所述第一检测值，求出与所述第一检测值与所述旋转相位的目标值的偏差的变化速度成比例的微分项，在基于所述第二检测值校正所述第一检测值时，抑制所述微分项的变化，基于所述微分项求出所述马达的操作量，输出所述操作量的信号。

另外，本申请发明的可变阀正时机构的控制方法，作为其一方式，基于所述马达的旋转角求出所述旋转相位的第一检测值，基于所述曲柄轴的旋转角与所述凸轮轴的旋转角的相对关系求出所述旋转相位的第二检测值，基于所述第二检测值校正所述第一检测值，求出与所述第一检测值与所述旋转相位的目标值的偏差的变化速度成比例的微分项，在基于所述第二检测值校正所述第一检测值时，抑制所述微分项的变化，基于包含所述微分项的操作量控制所述马达。

发明的效果

根据上述发明，抑制随着旋转相位的检测值的校正处理在马达的操作量中产生噪声，而能够抑制可变阀正时机构的控制性的降低。

附图说明

图1是表示车辆用内燃机的一方式的系统构成图。

图2是表示曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM的输出模式的一方式的时序图。

图3是表示可变阀正时机构的一方式的剖面图。

图4是图3所示的可变阀正时机构的A-A线剖面图。

图5是图3所示的可变阀正时机构的B-B线剖面图。

图6是表示ECM以及电动VTC驱动器的控制功能的一方式的功能框图。

图7是表示伴随相位检测值的校正处理的微分项的变动的时序图。

图8是表示相位检测值的校正处理以及马达操作量的计算处理的顺序的流程图。

图9是表示相位检测值的校正处理以及马达操作量的计算处理的顺序的流程图。

图10是用于说明作为马达操作量的微分项而使用前次值的处理的时序图。

图11是表示相位检测值的校正处理以及马达操作量的计算处理的顺序的流程图。

图12是表示相位检测值的校正处理以及马达操作量的计算处理的顺序流程图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示具备可变阀正时机构的车辆用内燃机的一方式的图。

图1的内燃机101在进气管102具备吸入空气量传感器103，吸入空气量传感器103检测内燃机101的吸入空气流量QA。

进气阀105开闭各汽缸的燃烧室104的进气口。

作为燃料喷射装置的一方式的燃料喷射阀106向各汽缸的进气口102a内喷射作为燃料的汽油。

燃料喷射阀106喷射的燃料经由进气阀105与空气一起被吸引到燃烧室104内，并通过点火芯棒107的火花点火而着火燃烧。

而且，燃烧压力使活塞108朝向曲柄轴109下压，旋转驱动曲柄轴109。

另外，排气阀110开闭燃烧室104的排气口，通过打开排气阀110而使燃烧室104内的排气向排气管111排出。

内置有三元催化剂等催化剂的催化剂转换器112设置于排气管111。

进气阀105伴随着被曲柄轴109而旋转驱动的进气凸轮轴115a的旋转而进行开动作。另外，排气阀110伴随着被曲柄轴109而旋转驱动的排气凸轮轴115b的旋转而进行开动作。

可变阀正时机构114是通过根据作为促动器的马达12的旋转速度使进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位发生变化，而使内燃机阀即进气阀105的阀正时连续地变化的机构。

另外，点火模块116安装于点火芯棒107，向点火芯棒107供给点火能量。点火模块116具有点火线圈以及控制向点火线圈的通电的功率晶体管。

控制内燃机101的运转的控制装置包括：控制燃料喷射阀106的燃料喷射，点火芯棒107的点火等的发动机控制模块(以下，称作ECM)201和控制可变阀正时机构114的电动VTC驱动器202。

ECM201为具备微计算机201a的电子控制装置，电动VTC驱动器202为具备微计算机202a的电子控制装置。

ECM201通过输入各种传感器的信号，根据存储于预先存储器的程序进行计算处理，而计算并输出燃料喷射阀106，点火模块116等的操作量。

另外，电动VTC驱动器202接收ECM201发送的信号等，通过根据预先存储于存储器的程序而进行计算处理，来计算并输出可变阀正时机构114的操作量。

ECM201和电动VTC驱动器202构成为能够经由CAN(Controller Area Network)等通信电路211相互通信。

作为上述各种传感器，内燃机101除了吸入空气量传感器103之外，还具备：针对曲柄轴109的每个规定角度位置输出曲柄角信号POS的曲柄角传感器203；检测加速器踏板207的踩踏量，换言之为加速器开度ACC的加速器开度传感器206；针对进气凸轮轴115a的每个规定角度位置输出凸轮角信号CAM的凸轮角传感器204；检测内燃机101的冷却水的温度TW的水温传感器208；设置于催化剂转换器112的上游的排气管111，基于排气中的氧浓度检测空燃比AF的空燃比传感器209等。

ECM201输入这些各种传感器的信号，进一步地，输入内燃机101的运转以及停止的主开关即点火开关205的信号。

可变阀正时机构114具备根据马达12的输出轴的旋转角输出马达角信号MAS的马达角传感器210。

然后，电动VTC驱动器202从马达角传感器210输入马达角信号MAS，并输入曲柄角传感器203的曲柄角信号POS。

需要说明的是，电动VTC驱动器202能够经由ECM201输入曲柄角信号POS，另外，能够从曲柄角传感器203直接输入曲柄角信号POS。

图2是表示曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM的输出模式的一方式。

如图2所示，曲柄角信号POS为每个单位曲柄角的脉冲信号，在相当于汽缸间的行程相位差的每个曲柄角中，以缺少一个或者连续的多个脉冲的方式设定信号输出模式。

曲柄角信号POS的输出周期即单位曲柄角例如为曲柄角10deg，另外，汽缸间的行程相位差相当于点火间隔，在四汽缸串联内燃机中为曲柄角180deg。

需要说明的是，曲柄角传感器203能够为分别输出没有缺少位置的设定的每个单位曲柄角的曲柄角信号POS和相当于汽缸间的行程相位差的每个曲柄角的基准曲柄角信号REF的传感器。

这里，曲柄角信号POS的缺少位置或者基准曲柄角信号REF的输出位置表示各汽缸的活塞位于基准活塞位置。即，曲柄角信号POS的缺少位置的信息在ECM201中，作为基准曲柄角信号REF的替代而用于基准曲柄角位置的检测。

另一方面，凸轮角传感器204针对相当于汽缸间的行程相位差的每个曲柄角输出凸轮角信号CAM。

进气凸轮轴115a以曲柄轴109的旋转速度的一半的速度旋转。因此，内燃机101在四汽缸串联内燃机，并且相当于汽缸间的行程相位差的曲柄角为180deg的情况下，曲柄角180deg相当于进气凸轮轴115a的旋转角90deg。即，凸轮角传感器204在进气凸轮轴115a每旋转90deg时输出凸轮角信号CAM。

凸轮角传感器204输出的凸轮角信号CAM为在ECM201中，用于位于基准活塞位置的汽缸的检测的信号。需要说明的是，以下，也将位于基准活塞位置的汽缸的检测的处理称作汽缸判定。

因此，凸轮角传感器204在四汽缸串联内燃机中，每隔曲柄角180deg输出能够区别汽缸编号的数量的凸轮角信号CAM。

作为一个例子，凸轮角传感器204每隔曲柄角180deg，按照一个脉冲信号，连续的两个脉冲信号，连续的两个脉冲信号，一个脉冲信号的顺序输出。

ECM201通过对每隔曲柄角180deg输出的凸轮角信号CAM的脉冲数进行计数，实施位于基准活塞位置的汽缸是否为四汽缸中的任一汽缸的汽缸判定处理。

然后，ECM201基于汽缸判定结果，特定进行燃料喷射，点火的汽缸，并针对不同汽缸对燃料喷射阀106，点火模块116进行控制。

需要说明的是，用于汽缸判定处理的凸轮角信号CAM的脉冲数的设定并不限定于上述模式。

另外，能够以代替凸轮角信号CAM的脉冲数而以凸轮角信号CAM的脉冲宽度，振幅实施汽缸判定的方式设定凸轮角传感器204的输出特性。

图3-图5是表示可变阀正时机构114的构造的一方式。

但是，可变阀正时机构114的构造不限于图3-图5所例示的构造，能够适当采用根据马达的旋转速度使凸轮轴相对于曲柄轴的旋转相位可变的公知的可变阀正时机构。

图3-图5所示的可变阀正时机构114具备：被内燃机101的曲柄轴109旋转驱动的驱动旋转体即正时链轮1；经由轴承44旋转自如地支承在缸盖上，并利用从正时链轮1传递的转矩旋转的进气凸轮轴115a；配置于正时链轮1的前方位置，并通过螺栓固定于链罩40的罩部件3；配置于正时链轮1与进气凸轮轴115a之间，并变更进气凸轮轴115a相对于正时链轮1的旋转相位的相位变更装置4。

正时链轮1包括：链轮主体1a；一体地设于链轮主体1a的外周，经由卷绕的正时链42承受来自曲柄轴109的转矩的齿轮部1b。

另外，正时链轮1利用第三滚珠轴承43旋转自如地支承于进气凸轮轴115a，第三滚珠轴承43夹装在形成于链轮主体1a的内周的圆形槽1c与一体设于进气凸轮轴115a的前端部的凸缘部2a的外周之间。

在链轮主体1a的前端部外周缘一体地形成有环状突起1e。

在链轮主体1a的前端部利用螺栓7从轴向一起紧固固定环状部件19和圆环状的板6，环状部件19在环状突起1e的内周被同轴定位并在内周形成有波形状的啮合部即内齿19a。

另外，如图5所示，在链轮主体1a的内周面的一部分，圆弧状的卡合部即限位器凸部1d沿周向遍及规定范围形成。

在板6的前端外周利用螺栓11固定有覆盖构成相位变更装置4的减速机8、马达12等的圆筒状的壳体5。

需要说明的是，马达12为可变阀正时机构114的促动器。

壳体5构成为由铁类金属形成而作为磁轭发挥作用，在前端一体地具有圆环板状的壳体保持部5a，并且具有规定间隙地利用罩部件3覆盖包含壳体保持部5a的外周整体。

进气凸轮轴115a在外周具有使进气阀105进行开工作的驱动凸轮(省略图示)，并且在前端部，从动旋转体即从动部件9利用凸轮螺栓10从轴向结合。

另外，如图5所示，在进气凸轮轴115a的凸缘部2a，链轮主体1a的限位器凸部1d卡入的卡定部即限位器凹槽2b沿圆周方向形成。

该限位器凹槽2b沿圆周方向形成为规定长度的圆弧状，通过使在该长度范围内转动的限位器凸部1d的两端缘分别与周向的对置缘2c、2d抵接，机械地限制进气凸轮轴115a相对于正时链轮1的提前角方向以及滞后角方向的相对旋转位置。

即，利用限位器凸部1d以及限位器凹槽2b机械地构成限位器，限位器凸部1d能够在限位器凹槽2b内移动的角度范围为可变阀正时机构114的工作范围，换言之，为进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位的可变范围。

而且，限位器凸部1d的端缘与限位器凹槽2b的对置缘2c、2d的一方抵接的位置成为被机械式的限位器限制的阀正时的最提前角位置，抵接于另一方的位置成为被机械式的限位器限制的阀正时的最滞后角位置。

在凸轮螺栓10的头部10a的端缘一体形成有凸缘状的座面部10c。而且，在轴部10b的外周形成有与从进气凸轮轴115a的端部形成于内部轴向的内螺纹部螺合的外螺纹部。

从动部件9由铁类金属材料形成，如图4所示，由形成于前端的圆板部9a和一体形成于后端的圆筒状的圆筒部9b构成。

在从动部件9的圆板部9a，在后端面的径向大致中央位置一体地设有进气凸轮轴115a的凸缘部2a和大致同外径的环状台阶突起9c。

而且，环状台阶突起9c的外周面和凸缘部2a的外周面插通配置于第三滚珠轴承43的内轮43a的内周。第三滚珠轴承43的外轮43b压入固定于链轮主体1a的圆形槽1c的内周面。

另外，在从动部件9的圆板部9a的外周部一体地设有保持多个辊34的保持器41。

保持器41从圆板部9a的外周部与圆筒部9b同向突出，在圆周方向的大致等间隔的位置具有规定的间隙而形成有多个细长突起部41a。

圆筒部9b在中央贯通形成有插通凸轮螺栓10的轴部10b的插通孔9d，在圆筒部9b的外周设置有第一滚针轴承28。

罩部件3由合成树脂材料形成，并由以杯状鼓出的罩主体3a和一体设于罩主体3a的后端部外周的托架3b构成。

罩主体3a带有规定间隙地覆盖相位变更装置4的前端，换句话说是从壳体5的轴向的保持部5b到后端部的大致整体。另一方面，托架3b形成为大致圆环状，并在六个突起部分别贯通形成有螺栓插通孔3f。

另外，托架3b经由多个螺栓47固定于链罩40，在罩主体3a的前端部3c的内周面以使各内端面露出的状态埋设固定有内外两层的弹簧48a、48b。

而且，在罩部件3的上端部，具有经由导电部件与弹簧48a、48b连接的连接器端子49a而设置有连接器部49。

需要说明的是，在连接器端子49a经由电动VTC驱动器202供给来自未图示的电池电源的电力。

在罩主体3a的后端部的内周面与壳体5的外周面之间夹装有密封部件即第一油封50。

第一油封50的横截面形成为大致コ形状，在合成橡胶的基材的内部埋设有芯金。另外，第一油封50的外周的圆环状基部50a嵌装固定在形成于罩主体3a后端部的内周面的圆形槽3d内。

进一步地，在第一油封50的圆环状基部50a的内周一体形成有与壳体5的外周面抵接的密封面50b。

相位变更装置4由配置于进气凸轮轴115a的大致同轴上前端的马达12和将马达12的旋转速度减速而向进气凸轮轴115a传递的减速机8构成。

马达12例如为带电刷的DC马达，并具备：与正时链轮1一体地旋转的磁轭即壳体5；旋转自如地设于壳体5的内部的输出轴即马达轴13；固定于壳体5的内周面的半圆弧状的一对永久磁铁14、15；固定于壳体保持部5a的内底面的定子16。

马达轴13形成为筒状而作为电枢发挥作用，在轴向的大致中央位置的外周固定有具有多个极的铁心转子17，在铁心转子17的外周卷绕有电磁线圈18。

另外，在马达轴13的前端部外周压入固定有换向器20，在换向器20上，在分割为与铁心转子17的极数的数量相同的各区段上连接有电磁线圈18。

马达轴13经由第一轴承即第一滚针轴承28和配置于该第一滚针轴承28的轴向的侧部的轴承即第四滚珠轴承35旋转自如地支承在轴部10b的外周面。

另外，在马达轴13的后端部一体地设有构成减速机8的一部分的圆筒状的偏心轴部30。

另外，在马达轴13的外周面与板6的内周面之间设有阻止润滑油从减速机8内部向马达12内泄漏的第二油封32。

第二油封32通过内周部与马达轴13的外周面弹性接触，对马达轴13的旋转赋予摩擦阻力。

减速机8主要包括：进行偏心旋转运动的偏心轴部30；设于偏心轴部30的外周的第二轴承即第二滚珠轴承33；设于第二滚珠轴承33的外周的辊34；一边沿转动方向保持辊34一边允许径向的移动的保持器41；与保持器41一体的从动部件9。

形成于偏心轴部30的外周面的凸轮面的轴心从马达轴13的轴心X向径向稍微偏心。需要说明的是，第二滚珠轴承33、辊34等构成为行星啮合部。

第二滚珠轴承33在第一滚针轴承28的径向位置以整体大致重叠的状态配置。

而且，第二滚珠轴承33的内轮33a压入固定于偏心轴部30的外周面，并且在第二滚珠轴承33的外轮33b的外周面始终抵接有辊34。

另外，在外轮33b的外周形成有圆环状的间隙C，利用该间隙C，第二滚珠轴承33整体能够伴随偏心轴部30的偏心旋转而向径向移动，换句话说是能够偏心移动。

各辊34能够伴随第二滚珠轴承33的偏心移动而一边向径向移动一边嵌入环状部件19的内齿19a，并且利用保持器41的突起部41a一边沿周向被引导一边沿径向摆动运动。

在减速机8的内部，通过润滑油供给机构供给润滑油。

润滑油供给机构包括：形成于缸盖的轴承44的内部并从未图示的主油存储部供给润滑油的油供给通路44a；形成于进气凸轮轴115a的内部轴向，经由凹槽与油供给通路44a连通的油供给孔48；在从动部件9的内部轴向上贯通形成，一端向油供给孔48开口，另一端向第一滚针轴承28与第二滚珠轴承33的附近开口的小径的油供给孔45；同样地贯通形成于从动部件9的未图示的大径的三个油排出孔。

以下，对可变阀正时机构114的工作进行说明。

在曲柄轴109旋转时，经由正时链42使正时链轮1旋转，利用该转矩经由壳体5、环状部件19以及板6使马达12同步旋转。

另一方面，环状部件19的转矩从辊34经由保持器41以及从动部件9向进气凸轮轴115a传递，使进气凸轮轴115a旋转。而且，通过使进气凸轮轴115a旋转，设于进气凸轮轴115a的凸轮使进气阀105进行开闭动作。

电动VTC驱动器202在相对于曲柄轴109的进气凸轮轴115a的旋转相位，即进气阀105的阀正时为提前角或者滞后角的情况下，向可变阀正时机构114的马达12通电而产生转矩。马达12的输出转矩经由减速机8向进气凸轮轴115a传递。

即，在伴随马达轴13的旋转而使偏心轴部30偏心旋转时，各辊34在马达轴13每转一转时，沿保持器41的突起部41a被向径向引导，同时越过环状部件19的一个内齿19a而一边沿邻接的其他内齿19a转动一边移动，一边依次重复上述过程一边向圆周方向转接。

通过该各辊34的转接，一边使马达轴13的旋转减速一边向从动部件9传递转矩。需要说明的是，马达轴13的旋转向从动部件9传递时的减速比能够根据辊34的个数等任意地设定。

由此，进气凸轮轴115a相对于正时链轮1进行正反相对旋转而转换旋转相位，进气阀105的开闭正时向提前角方向或者滞后角方向变化。

即，在马达12从正时链轮1承接旋转驱动力而从动旋转，使马达轴13以与正时链轮1相同的旋转速度旋转时，进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位不变化。

另一方面，马达12产生正转方向的旋转转矩，而使马达轴13的旋转速度比正时链轮1的旋转速度快时，进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位向滞后角方向变化。

相反，马达12产生反转方向的旋转转矩，而使马达轴13的旋转速度比正时链轮1的旋转速度慢时，进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位向提前角方向变化。

即，可变阀正时机构114是根据马达轴13的旋转量与正时链轮1的旋转量之差，换言之，相对于马达轴13的正时链轮1的旋转速度，使阀正时向提前角方向或者滞后角方向变化的机构。

电动VTC驱动器202作为软件，具有通过调整马达12的旋转速度，可变地控制进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的旋转相位的功能。这里，电动VTC驱动器202实施以使相位检测值RA接近目标值TA的方式计算马达12的操作量的、旋转位的反馈控制。

ECM201基于内燃机101的运转状态计算旋转相位的目标值TA，另外，基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM计算相位检测值RAP(第二检测值)，并将与计算的目标值TA以及相位检测值RAP相关的信息发送到电动VTC驱动器202。

另一方面，电动VTC驱动器202基于马达角传感器210输出的马达角信号MAS计算相位检测值RA(第一检测值)，并在相位检测值RAP的更新正时基于相位检测值RAP校正相位检测值RA。

然后，电动VTC驱动器202根据基于相位检测值RA与目标值TA的偏差的比例项(比例成分)，基于偏差的积分值的积分项(积分成分)以及基于偏差的微分值(变化速度)的微分项(微分成分)求得用于调整马达12的施加电压的操作量(驱动占空比)，输出相关的操作量的信号来控制马达12。

即，电动VTC驱动器202根据通过比例动作、积分动作以及微分动作使马达12的操作量变化的所谓的PID控制方式实施使相位检测值RA接近目标值TA的反馈控制。

但是，反馈控制不限于PID控制方式，电动VTC驱动器202例如能够按照使比例动作与微分动作组合的PD控制方式控制马达12。

另外，在使ECM201与电动VTC驱动器202一体化的控制单元中，换言之一个微计算机中，能够实施目标值TA、相位检测值RA、相位检测值RAP以及操作量的计算。

以下，参照图6的控制功能框图，对ECM201以及电动VTC驱动器202进行的可变阀正时机构114的控制处理进行详细说明。

ECM201具有目标值计算部501、旋转相位检测部502、CAN输入输出电路503、POS信号复制电路504。

目标值计算部501基于内燃机101的运转状态，例如内燃机负载、内燃机旋转速度、冷却水温度、内燃机的启动状态等计算目标值TA，将计算的目标值TA经由CAN输入输出电路503发送到电动VTC驱动器202。

旋转相位检测部502输入曲柄角传感器203输出的曲柄角信号POS以及凸轮角传感器204的凸轮角信号CAM，针对凸轮角信号CAM的每次输入计算相位检测值RAP，另外，计算表示相位检测值RAP的更新正时的计算正时信息CTI。

旋转相位检测部502通过计测例如从基于曲柄角信号POS检测的基准曲柄角位置到输入凸轮角信号CAM前的曲柄角度(deg)，针对每次输入凸轮角信号CAM计算进气凸轮轴115a相对于曲柄轴109的相位检测值RAP(deg)。

在从基准曲柄角位置到输入凸轮角信号CAM前的曲柄角度(deg)的计测中，旋转相位检测部502使用曲柄角信号POS的输入数的累计值即POS计数值CPOS、基于内燃机旋转速度(rpm)的经过时间的曲柄角度换算值等。

需要说明的是，ECM201基于曲柄角信号POS的周期TPOS计算内燃机旋转速度(rpm)。

另外，旋转相位检测部502作为计算正时信息CTI，将在输入凸轮角信号CAM时刻的POS计数值CPOS和汽缸判定值CYL经由CAN输入输出电路503发送到电动VTC驱动器202(参照图2)。

POS计数值CPOS对从基于曲柄角信号POS的缺少部设定的基准曲柄角位置的曲柄角信号POS的产生数进行计数。

另外，汽缸判定值CYL是表示通过基于凸轮角信号CAM的汽缸判定检测到为规定的活塞位置的汽缸的编号的数据，电动VTC驱动器202能够根据POS计数值CPOS、汽缸判定值CYL识别相当于相位检测值RAP的计算正时的曲柄角信号POS。

POS信号复制电路504输入曲柄角传感器203的曲柄角信号POS，而将复制的曲柄角信号POS发送到电动VTC驱动器202。

另一方面，电动VTC驱动器202具有：CAN输入输出电路601、POS输入电路602、旋转相位检测部603、校正处理部604、动作控制部605、PWM输出处理部606、马达驱动电路607、马达角输入电路608等。

CAN输入输出电路601输入从ECM201发送的目标值TA、相位检测值RAP以及计算正时信息CTI，将目标值TA输出到动作控制部605，并将相位检测值RAP以及计算正时信息CTI输出到校正处理部604。

POS输入电路602输入从ECM201发送的复制曲柄角信号POS，将复制曲柄角信号POS输出到旋转相位检测部603以及校正处理部604。

旋转相位检测部603输入复制曲柄角信号POS，并且经由马达角输入电路608输入马达角传感器210的马达角信号MAS，进一步地输入来自校正处理部604的校正指令信息。

并且，旋转相位检测部603根据基于马达角信号MAS计算的马达旋转速度和基于复制曲柄角信号POS计算的正时链轮1的旋转速度之差以及基于相位变更装置4的减速比等，计算每个计算周期的旋转相位的变化量dRA。

进一步地，旋转相位检测部603对变化量dRA进行累计，作为从基准的旋转相位位移变化量dRA的累计值的旋转相位，求出相位检测值RA。

校正处理部604针对相位检测值RAP的每个更新正时，将使相位检测值RA与相位检测值RAP一致的校正指令信息输出到旋转相位检测部603。

从校正处理部604接收校正指令信息的旋转相位检测部603在实施使相位检测值RA与相位检测值RAP一致的相位检测值RA的校正处理之后，基于计算的变化量dRA更新相位检测值RA。

由此，旋转相位检测部603作为以相位检测值RAP为基准的旋转相位，根据马达旋转速度更新相位检测值RA。

换言之，电动VTC驱动器202根据基于马达角信号MAS以及复制曲柄角信号POS求得的变化量dRA对相位检测值RAP更新期间，即输入凸轮角信号CAM期间的旋转相位的变化进行插补，求出用于反馈控制的相位检测值RA。

图7表示目标值TA变化时的过渡状态下的、基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM的相位检测值RAP与基于马达角信号MAS以及复制曲柄角信号POS的相位检测值RA的相关性。

相位检测值RAP在每次输入凸轮角信号CAM时被更新，在接下来的凸轮角信号CAM的输入之前期间保持前次值。

因此，在内燃机101的旋转速度低，相位检测值RAP的更新周期即凸轮角信号CAM的周期变长时，在更新之前的相位检测值RAP与实旋转相位的偏离变大，基于相位检测值RAP实施反馈控制的情况下的响应性、收束性降低。

这里，基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM的相位检测值RAP为绝对值，与此相对，基于马达角信号MAS以及复制曲柄角信号POS的相位检测值RA为相对值。

而且，相位检测值RA不会被内燃机101的旋转速度左右地进行一定周期下的更新。

因而，电动VTC驱动器202通过针对相位检测值RAP的每个更新正时将相位检测值RA校正为相位检测值RAP，能够在凸轮角信号CAM的输出周期之间依次更新检测值，并且更够抑制检测误差放大，即便在内燃机101的旋转速度低时，也能够响应良好地向目标值TA收束。

旋转相位检测部603将根据相位检测值RAP校正的相位检测值RA输出到动作控制部605。

动作控制部605对旋转相位检测部603计算的相位检测值RA与ECM201的目标值计算部501计算的目标值TA的偏差进行计算，如前述那样，根据基于偏差的PID控制方式设定马达12的指令电压，将与该指令电压相关的信息输出到PWM输出处理部606。

PWM输出处理部606基于输入的指令电压，输出用于PWM(Pulse WidthModulation)控制马达驱动电路607的驱动脉冲信号。

马达驱动电路607通过根据驱动脉冲信号控制马达12的通电，将马达12的施加电压调整为指令电压。

然而，在针对相位检测值RAP的每个更新正时实施将相位检测值RA校正为相位检测值RAP的处理时，伴随校正的相位检测值RA阶段性地变化而使基于偏差的微分值的微分项急变(参照图7)，在包含微分项的马达操作量中产生噪声，可变阀正时机构114的控制性可能恶化。

因此，电动VTC驱动器202的动作控制部605实施抑制相位检测值RA被校正时的校正导致的微分项的变化的处理，抑制伴随校正处理使可变阀正时机构114的控制性恶化。

图8的流程图表示抑制微分项的变化的处理的一方式。

需要说明的是，图8的流程图所示的例程表示电动VTC驱动器202通过每隔一定时间的中断来实施的处理。

电动VTC驱动器202首先在步骤S301中，判定是否输入了凸轮角信号CAM，换言之，是否是相位检测值RAP的更新正时，并且是否是基于更新的相位检测值RAP校正相位检测值RA的正时。

然后，在相位检测值RAP的更新正时时，电动VTC驱动器202进入步骤S302，并实施了使相位检测值RA与基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM求得的相位检测值RAP的最新值一致的校正处理之后，进入步骤S303。

另一方面，在不是相位检测值RAP的更新正时时，电动VTC驱动器202绕开步骤S302进入步骤S303。

电动VTC驱动器202在步骤S303中，将本例程的前次执行时计算的微分项作为前次值保存在存储器中。

接着，电动VTC驱动器202在步骤S304中，基于相位检测值RA与目标值TA的偏差的微分值计算微分项的本次值。

然后，电动VTC驱动器202在步骤S305中，判断是否实施了相位检测值RA的校正。

这里，实施了相位检测值RA的校正的情况是根据基于校正前的相位检测值RA的偏差即前次值、基于校正后的相位检测值RA的偏差即本次值，在步骤S304中计算微分项的状态。

在实施了相位检测值RA的校正的情况下，通过校正处理使相位检测值RA阶段性地变化，在步骤S304中，本次计算的微分项可能从前次值大幅地变化。而且，微分项的急剧变化会在马达12的操作量中产生噪声，使旋转相位的控制性恶化。

因此，电动VTC驱动器202在实施了相位检测值RA的校正的情况下，从步骤S305进入步骤S306，使用在步骤S303保存的微分项的前次值来计算马达操作量。

即，电动VTC驱动器202不使用受到校正处理的影响而可能从前次值急变的微分项，而使用与前次相同的微分项计算马达操作量，从而抑制伴随相位检测值RA的校正处理在马达操作量中产生噪声。

换言之，电动VTC驱动器202在校正相位检测值RA时，通过使用校正前的微分项即前次值求出马达操作量，使校正前后的微分项的变化成为零，抑制伴随相位检测值RA的校正处理而在马达操作量中产生噪声。

由此，即便伴随相位检测值RA的校正处理使微分项急变，也抑制进气阀105的阀正时的控制性恶化。

另一方面，在不是相位检测值RA的校正正时，而不是通过校正处理使相位检测值RA阶段性地变化的状况的情况下，电动VTC驱动器202进入步骤S307，使用本次步骤S304计算的微分项的本次值来计算马达操作量。

微分项的本次值是正确地反映控制错误的变化速度的真值，电动VTC驱动器202通过使用该本次值求出马达操作量，实现旋转相位的收束稳定。

然而，在图8的流程图所示的处理中，在进行了相位检测值RA的校正处理时使用于马达操作量的计算的微分项成为前次值，但在该情况下，即便在微分项未伴随相位检测值RA的校正处理而急变时，使用微分项的前次值来计算马达操作量，可能损害向目标值TA的收束稳定性。

这里，电动VTC驱动器202检测是否随着相位检测值RA的校正处理使微分项超过规定等级而急变，在产生了急变时，使用微分项的前次值计算马达操作量，在未急变时，原样地使用本次值来计算马达操作量，从而既能够尽可能抑制在马达12的操作量中产生噪声，又能够尽可能抑制向目标值TA的收束稳定性受损。

图9的流程图表示，判断随着相位检测值RA的校正处理的微分项的变化程度，在马达操作量的计算中切换使用微分项的本次值还是使用前次值的处理的顺序。

在图9的流程图中，从步骤S401到步骤S405的各步骤是与前述的从步骤S301到步骤S305的各步骤相同的处理，因此省略详细说明。

电动VTC驱动器202在判断为在步骤S405实施了相位检测值RA的校正时，进入步骤S406。

电动VTC驱动器202在步骤S406中，判断微分项的本次值与前次值的偏差的绝对值ΔDT是否为规定值SL以上，从而判断是否随着相位检测值RA的校正处理而在微分项中产生了超过设定等级的变化。

需要说明的是，在步骤S406中，前次值是相位检测值RA的校正前的微分项，本次值是相位检测值RA的校正前的微分项，本次值与前次值的偏差表示校正前后的微分项的变化量。

上述的规定值SL适于区别与马达操作量重叠的噪声是否是使阀正时的控制性恶化的等级，ΔDT为规定值SL以上的状态表示因噪声造成的控制性的降低是不能允许的等级。

电动VTC驱动器202在ΔDT为规定值SL以上的情况下，进入步骤S407，使用在步骤S403中保存的微分项的前次值，换言之，使用变化被抑制的微分项来计算马达操作量。

即，电动VTC驱动器202抑制用于马达操作量的计算的微分项的变化，以使得在相位检测值RA的校正前后的微分项的变化量不足规定值SL。

电动VTC驱动器202通过使用微分项的前次值计算马达操作量，从而抑制用于马达操作量的计算的微分项的变化，并抑制由于微分项的急变在马达操作量中产生噪声而降低控制性。

另一方面，电动VTC驱动器202在ΔDT不足规定值SL的情况下，进入步骤S408，使用在本次步骤S404中计算的微分项的本次值来计算马达操作量。

微分项的本次值是正确反映控制错误的变化速度的真值，电动VTC驱动器202在校正相位检测值RA时，并且在用于马达操作量的计算的微分项的变化量不足规定值SL的情况下，通过原样地使用本次值来求出马达操作量，实现旋转相位的收束稳定。

如以上那样，电动VTC驱动器202在实现了相位检测值RA的校正时，并且随着相位检测值RA的校正的微分项的变化小，即便使用微分项的本次值来计算马达操作量，也充分地抑制由于马达操作量的噪声导致的控制性的降低时，使用微分项的本次值计算马达操作量。

由此，能够将使用微分项的前次值来计算马达操作量的状态抑制为必要最小限度，能够通过基于微分项的前次值的马达操作量的计算抑制向目标值TA的收束稳定性受损。

图10的时序图例示了电动VTC驱动器202实施图9的流程图所示的处理时的相位检测值RA以及微分项的变化。

在图10的时刻t1中，更新基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM的相位检测值RAP，电动VTC驱动器202实施使基于马达角信号MAS以及复制曲柄角信号POS的相位检测值RA与更新后的相位检测值RAP一致的相位检测值RA的校正处理。

随着校正处理，相位检测值RA阶段性地变化，从而使微分项急变，而使微分项的本次值与前次值的偏差的绝对值ΔDT成为规定值SL以上时，电动VTC驱动器202通过在马达操作量的计算中使用微分项的前次值，来抑制马达操作量的噪声。

电动VTC驱动器202在图9的流程图所示的处理的情况下，根据校正了相位检测值RA时的微分项的本次值与前次值的偏差的绝对值ΔDT是否为规定值SL以上，能够使用于马达操作量的计算的微分项在本次值与前次值中切换，但微分项的本次值与前次值的中间值，换言之，能够将本次值减少后的值用于马达操作量的计算。

图11的流程图所示的例程表示根据校正了相位检测值RA时的微分项的本次值与前次值的偏差的绝对值ΔDT的大小，将微分项的本次值与前次值的中间值用于马达操作量的计算的马达操作量的计算处理。

在图11的流程图中，从步骤S701到步骤S705的各步骤为与前述的从步骤S301到步骤S305的各步骤相同的处理，因此省略详细的说明。

电动VTC驱动器202在判断为在步骤S705实施了相位检测值RA的校正时，进入步骤S706。

电动VTC驱动器202在步骤S706中，判断微分项的本次值与前次值的偏差的绝对值ΔDT是否为第一规定值SLA以上。

这里，在ΔDT为规定值SLA以上的情况下，即伴随相位检测值RA的校正的微分项的急变显著的情况下，电动VTC驱动器202进入步骤S707，使用在步骤S703保存的微分项的前次值计算马达操作量。

另一方面，在ΔDT不足规定值SLA的情况下，电动VTC驱动器202进入步骤S708，判断ΔDT是否为第二规定值SLB(SLB＜SLA)以上。

然后，在ΔDT不足规定值SLA并且规定值SLB以上的情况下，即随着相位检测值RA的校正的微分项的急变相对较轻微的情况下，电动VTC驱动器202进入步骤S709。

电动VTC驱动器202在步骤S709使用微分项的本次值与前次值的中间值，换言之，使用以使本次值接近前次值的方式减少的结果计算马达操作量。

由此，在相位检测值RA的校正量相对较小时，通过使用微分项的前次值计算马达操作量，能够抑制目标值TA的收束稳定性受损。

另外，电动VTC驱动器202在未实施相位检测值RA的校正时，从步骤S705进入步骤S710，在ΔDT不足规定值SLB，且伴随相位检测值RA的校正的微分项的变化小到能够忽略程度的情况下，从步骤S708进入步骤S710。

电动VTC驱动器202在步骤S710，使用本次在步骤S704计算的微分项的本次值来计算马达操作量。

如此，在图11的流程图所示的处理的情况下，电动VTC驱动器202根据随着相位检测值RA的校正的微分项的步骤变化的大小，使用前次值、本次值、中间值中的任一个来计算马达操作量。

因而，在伴随相位检测值RA的校正的微分项的步骤变化相对较小的情况下，既能够抑制马达操作量的噪声，又能够在一定程度上实施与偏差的变化速度对应的微分动作而提高向目标值TA的收束稳定性。

然而，在凸轮角信号CAM的输入间隔角度存在传感器的机械式的位置精度所引起的偏差时，由于该角度偏差使相位检测值RAP在凸轮角信号CAM的每次输入中产生偏差，在凸轮角信号CAM的每次输入中，在相位检测值RA与相位检测值RAP之间产生差异，会在马达操作量中产生噪声。

而且，内燃机101的旋转速度越快，凸轮角信号CAM的输入间隔时间越短，伴随校正处理的噪声的产生频度进一步增加，相对于阀正时控制的噪声的影响放大。

由于抑制主要因该凸轮角信号CAM的输入间隔的偏差而高频率地产生噪声，因此电动VTC驱动器202不是每次输出凸轮角信号CAM，换言之，不是相位检测值RAP的每次更新中实施相位检测值RA的校正，而在一部分的凸轮角信号CAM的输入时实施校正，在其他凸轮角信号CAM的输入时不实施校正，这样来进行校正的间隔。

具体而言，电动VTC驱动器202在内燃机101的高旋转区域中，在输入表示特定的一个凸轮角信号CAM，换言之，特定的1汽缸为基准活塞位置的凸轮角信号CAM时，实施相位检测值RA的校正处理，在其他凸轮角信号CAM的输入时不实施校正处理。

需要说明的是，电动VTC驱动器202限定在输入特定的一个凸轮角信号CAM时实施相位检测值RA的校正处理的情况下，进气凸轮轴115a的每转一转实施一次相位检测值RA的校正处理。

另一方面，电动VTC驱动器202在每次输入凸轮角信号CAM，换言之，相位检测值RAP的每次更新实施相位检测值RA的校正处理的情况下，在图2的成为信号模式的四汽缸内燃机中，进气凸轮轴115a的每转一转，实施四次相位检测值RA的校正处理。

图12的流程图表示，作为校正处理的间隔，限定在内燃机101的高旋转区域中输入特定的一个凸轮角信号CAM时，实施相位检测值RA的校正处理的情况下的马达操作量的计算顺序。

电动VTC驱动器202，首先，在步骤S801，判定内燃机101的旋转速度是否超过设定速度。

所述设定速度是用于通过每个凸轮角信号CAM的校正处理判断反馈控制性是否超过允许范围而降低的阈值。

即，在针对每个凸轮角信号CAM实施校正处理的情况下，内燃机101的旋转速度越快，主要因凸轮角信号CAM的输入间隔的偏差而产生噪声的产生频度升高而反馈控制性降低。

因此，在针对每个凸轮角信号CAM实施校正处理的情况下，将即便由于凸轮角信号CAM的输入间隔的偏差而产生噪声也限制在能够允许反馈控制性的降低的范围内的旋转速度的上限值设定为所述设定速度。

这里，在内燃机101的旋转速度为设定速度以下的情况下，电动VTC驱动器202进入步骤S802，判定是否输入了凸轮角信号CAM，即判定是否是在相位检测值RAP的更新正时并且基于更新后的相位检测值RAP校正相位检测值RA的正时。

然后，在输入凸轮角信号CAM时，电动VTC驱动器202进入步骤S804，实施使相位检测值RA与基于曲柄角信号POS以及凸轮角信号CAM求得的相位检测值RAP的最新值一致的校正处理。

即，在内燃机101的旋转速度为设定速度以下的情况下，电动VTC驱动器202在每次输入凸轮角信号CAM，换言之，相位检测值RAP的每次更新时实施相位检测值RA的校正处理。

另一方面，在内燃机101的旋转速度超过设定速度的情况下，电动VTC驱动器202从步骤S801进入步骤S803。

电动VTC驱动器202在步骤S803，判断是否输入了特定的一个凸轮角信号CAM，在输入了特定的一个凸轮角信号CAM时，进入步骤S804，实施使相位检测值RA与相位检测值RAP一致的校正处理。

在内燃机101为四汽缸内燃机时，电动VTC驱动器202例如在步骤S803判断是否输入了表示第一汽缸位于基准活塞位置的凸轮角信号CAM。

然后，电动VTC驱动器202在输入表示第一汽缸位于基准活塞位置的凸轮角信号CAM时，进入步骤S804而实施相位检测值RA的校正处理。

另一方面，电动VTC驱动器202在输入表示第二-第四汽缸位于基准活塞位置的凸轮角信号CAM时，绕过步骤S804，而不实施相位检测值RA的校正处理。

即，电动VTC驱动器202在内燃机101的旋转速度高时，将凸轮角信号CAM的输入时的相位检测值RA的校正处理间隔而实施，降低校正处理的频度，进而降低噪声的产生频度。换言之，电动VTC驱动器202相对于内燃机101的旋转速度的增大，使相位检测值RA的校正频度降低。

电动VTC驱动器202限定在输入特定的一个凸轮角信号CAM时实施相位检测值RA的校正处理，从而能够抑制用于凸轮角信号CAM的输入间隔角度的偏差使用于校正处理的相位检测值RAP产生差异，由此，能够抑制伴随校正处理的微分项的变化，另外，能够抑制高频度地产生马达操作量的噪声。

如以上那样在实施了相位检测值RA的校正处理之后，电动VTC驱动器202在步骤S805-步骤S812，与前述步骤S703-步骤S710同样，实施微分项的前次值的保存、微分项的本次值的计算、与微分项的变化量对应的微分项的选定处理。

上述实施方式说明的各技术的思想只要不产生矛盾，能够适当组合而使用。

另外，参照优选实施方式具体说明了本发明的内容，但基于本发明的基本的技术思想以及启示，作为本领域技术人员，能够采用各种变形方式，这是不言自明的。

例如作为抑制微分项的变化的方法，电动VTC驱动器202(可变阀正时机构的控制装置)能够实施微分项的低通滤波器处理、加重平均处理等。

另外，内燃机101的高旋转区域中的相位检测值RA的校正处理的间隔除了限定在输出特定的一个凸轮角信号CAM时实施校正处理的模式之外，例如能够是四汽缸内燃机中输入两个汽缸或者三个汽缸所对应的凸轮角信号CAM时实施校正处理的模式。

进一步地，内燃机101的旋转速度越高，电动VTC驱动器202越能够使校正处理的频度阶段性地越低地变化。

电动VTC驱动器202不是针对每个凸轮角信号CAM进行相位检测值RA的校正处理，而是间隔实施，从而能够抑制操作量噪声高频度地产生，能够抑制由于操作量噪声导致的控制性的降低。

另外，可变阀正时机构114不限于图3-图5所示的机构，例如能够采用日本特开2008-069719号公报公开、由链轮、凸轮板，联动装置、引导板、减速机以及马达构成的可变阀正时装置等。

另外，作为使排气凸轮轴115b相对于曲柄轴109的旋转相位变化的机构，能够将可变阀正时机构114设于内燃机101，在该情况下，ECM201以及电动VTC驱动器202通过与上述相同的构成以及处理控制可变阀正时机构114，而能够起到相同的作用效果。

另外，在内燃机101在规定速度以下的低旋转区域实施基于相位检测值RA的马达控制，并在超过所述规定速度的高旋转区域，并且在相位检测值RAP以短周期更新时，电动VTC驱动器202能够基于相位检测值RAP实施马达控制。

另外，电动VTC驱动器202在实施使相位检测值RA与相位检测值RAP一致的校正处理时，关于包含使用校正处理后的相位检测值RA而计算的微分项而求得的马达操作量，实施抑制变化的处理，即实施低通滤波器处理，并能够基于该处理后的马达操作量控制马达12。

附图标记说明

12…马达，101…内燃机，105…进气阀，109…曲柄轴，114…可变阀正时机构，115a…进气凸轮轴，201…ECM(发动机控制模块)，202…电动VTC驱动器，203…曲柄角传感器，204…凸轮角传感器，210…马达角传感器

Claims (4)

1.一种可变阀正时机构的控制装置，其为通过马达的旋转使内燃机的凸轮轴相对于曲柄轴的旋转相位可变的可变阀正时机构的控制装置，其特征在于，

取得与所述马达的旋转角相关的信息、与所述曲柄轴的旋转角相关的信息以及与所述凸轮轴的旋转角相关的信息，

基于所述马达的旋转角求出所述旋转相位的第一检测值，

基于所述曲柄轴的旋转角与所述凸轮轴的旋转角的相对关系求出所述旋转相位的第二检测值，

基于所述第二检测值校正所述第一检测值，

求出与所述第一检测值与所述旋转相位的目标值的偏差的变化速度成比例的微分项，

在基于所述第二检测值校正所述第一检测值时，通过使用所述第一检测值的校正前的所述微分项求出所述马达的操作量，抑制所述微分项的变化，

输出所述操作量的信号。

2.如权利要求1所述的可变阀正时机构的控制装置，其特征在于，

抑制所述微分项的变化，以使得在校正前后的所述微分项的变化量不足规定值。

3.如权利要求1所述的可变阀正时机构的控制装置，其特征在于，

根据所述内燃机的旋转速度的增大，降低所述第一检测值的校正频度。

4.一种可变阀正时机构的控制方法，其为通过马达的旋转使内燃机的凸轮轴相对于曲柄轴的旋转相位可变的可变阀正时机构的控制方法，其特征在于，

基于所述马达的旋转角求出所述旋转相位的第一检测值，

基于所述曲柄轴的旋转角与所述凸轮轴的旋转角的相对关系求出所述旋转相位的第二检测值，

基于所述第二检测值校正所述第一检测值，

求出与所述第一检测值与所述旋转相位的目标值的偏差的变化速度成比例的微分项，

在基于所述第二检测值校正所述第一检测值时，通过使用所述第一检测值的校正前的所述微分项求出所述马达的操作量，抑制所述微分项的变化，

基于包含所述微分项的操作量控制所述马达。

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