CN1834409A - 用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法 - Google Patents

用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1834409A
CN1834409A CNA200610057066XA CN200610057066A CN1834409A CN 1834409 A CN1834409 A CN 1834409A CN A200610057066X A CNA200610057066X A CN A200610057066XA CN 200610057066 A CN200610057066 A CN 200610057066A CN 1834409 A CN1834409 A CN 1834409A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reduction value
variable valve
torque
inertia torque
operation amount
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.)
Pending
Application number
CNA200610057066XA
Other languages
English (en)
Inventor
宫腰竜
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN1834409A publication Critical patent/CN1834409A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-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
    • F01L1/344Valve-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
    • F01L1/34409Valve-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 by torque-responsive means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L13/00Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
    • F01L13/0015Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
    • F01L13/0063Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot
    • F01L2013/0073Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque by modification of cam contact point by displacing an intermediate lever or wedge-shaped intermediate element, e.g. Tourtelot with an oscillating cam acting on the valve of the "Delphi" type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/03Auxiliary actuators
    • F01L2820/032Electric motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

基于发动机转速的检测值计算发动机的转动加速度,基于转动加速度计算待传递至可变气门机构(例如可变气门正时控制机构等)的惯性转矩,计算用于可变气门机构的操作量的、对应于惯性转矩的修正量,并用根据惯性转矩的修正量对用于可变气门机构的操作量进行修正,从而基于修正后的操作量控制可变气门机构。

Description

用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法
技术领域
本发明大体涉及一种用于内燃机的可变气门控制装置和方法,该内燃机设有改变气门特性的可变气门机构,例如改变发动机气门(进气门/排气门)的开/闭正时的可变气门正时机构。
背景技术
日本未审专利公开No.10-153104公开了一种可变气门正时机构,其具有这样的结构,其中通过电磁制动器或螺线管制动器的制动改变内燃机中凸轮轴相对于曲轴的转动相位,从而改变发动机气门的开/闭正时。
在上述可变气门正时机构中,因为通过电磁制动器的电磁力沿提前角方向的转矩与复位弹簧沿延迟角方向的转矩的平衡确定转动相位,所以可通过在发动机转速改变时产生的惯性转矩改变转动相位。
尽管通过反馈控制使得以上述方式改变的转动相位收敛至目标值,但是在转动相位收敛以前需要花费很多时间。因此,存在一个问题,即由于在收敛期间的相位改变而引起燃烧性能降低。
发明内容
因此,本发明的一个目的是,即使在发动机转速改变时,也能将转动相位迅速收敛至气门特性的目标值,从而抑制由于相位改变而引起的燃烧性能的降低。
为了实现上述目的,根据本发明,基于发动机转速的检测值计算发动机的转动加速度,基于转动加速度计算待传递至可变气门机构的惯性转矩,计算用于可变气门机构的操作量的、对应于惯性转矩的修正量,并用计算得到的修正量对用于可变气门机构的操作量进行修正,从而基于修正后的操作量控制可变气门机构。
从以下参照附图的描述中将理解本发明的其它目的和特征。
附图说明
图1是本发明实施例中内燃机的系统图;
图2是表示自曲柄角传感器和凸轮传感器的输出信号的时序图;
图3是表示可变气门正时控制机构的剖面图;
图4是表示其中通过可变气门正时控制机构控制进气门使其处于最延迟位置时的状态的示意图;
图5是表示其中通过可变气门正时控制机构控制进气门使其处于最提前位置时的状态的示意图;
图6是表示其中通过可变气门正时控制机构控制进气门使其处于中间提前位置时的状态的示意图;
图7是表示在可变气门正时控制机构中的螺旋弹簧的连接状态的示意图;
图8是表示在可变气门正时控制机构中的磁滞材料的磁通密度变化特性的曲线图;
图9是表示在可变气门正时控制机构中的磁滞制动器的示意图;
图10是表示在磁滞制动器中的磁场方向的示意图;
图11是表示在该实施例的可变气门正时控制机构中的控制的概要框图;以及
图12是表示在可变气门正时控制机构的控制中的前馈操作量计算部分的细节的框图。
具体实施方式
图1是本发明实施例中用于车辆的内燃机的系统图。
图1中,在内燃机101的进气管102上布置有电子控制节气门104。
电子控制节气门104是用于通过节气门电机103a来驱动节气门103b的打开或关闭的装置。
因而,通过电子控制节气门104和进气门105将空气吸入发动机101的燃烧室106中。
发动机101的燃烧废气通过排气门107从燃烧室106排出,然后通过前催化剂108和后催化剂109净化,之后排入大气。
排气门107通过由排气侧凸轮轴110轴向支承的凸轮111驱动而打开或关闭,同时保持其固定的升程量、固定的气门工作角和固定的气门正时。
另一方面,在进气门105侧上布置有可变气门动作及升程(VEL)机构112,其连续改变进气门105的升程量及其工作角。
另外,在进气门105侧上布置有可变气门正时控制(VTC)机构113,其改变进气侧凸轮轴相对于曲轴120的转动相位,从而连续改变进气门105的工作角的中心相位。
其中含有微型计算机的发动机控制单元(ECU)114控制VEL机构112和VTC机构113,从而获得对应于所需转矩的所需的进气量、所需的缸内残余气体比率等,并且实现对电子控制节气门104的控制,从而获得所需的进气负压。
ECU 114接收来自以下传感器的检测信号:用于检测内燃机101进气量的气流计115,用于检测加速器开度的加速器踏板传感器116,用于针对曲轴120的每个单位曲柄角发出单位角信号POS的曲柄角传感器117,用于检测节气门103b开度TVO的节气门传感器118,用于检测内燃机101的冷却水温度的水温传感器119,以及用于从凸轮轴发出凸轮信号CAM的凸轮传感器132。
这里,曲柄角传感器117检测以每10°的曲柄角布置在与曲轴120一体转动的转动体上的待检测部分,从而以每10°的曲柄角输出单位角信号POS,如图2所示。图2中,在以180°的曲柄角间距隔开的两个不同位置处去掉两个连续的待检测部分,从而不能输出两个连续的单位角信号POS。
180°的曲柄角相当于本实施例四缸发动机中的缸间冲程相位差。
然后,基于单位角信号POS等的输出周期检测单位角信号POS的输出暂时停止的部分,并基于例如在单位角信号POS输出已经停止后首次输出的单位角信号POS检测曲轴120的基准转动位置。
ECU 114通过对每预定时间段内基准转动位置的检测周期或单位角信号POS的发生频率进行计数,来计算发动机转速。
附带地,曲柄角传感器117可配置为在曲轴120的每个基准转动位置(每180°位置)单独输出基准角信号REF、以及单位角信号POS(其输出不停止)。
另外,凸轮传感器132检测布置在可与凸轮轴一体转动的转动体上的待检测部分,从而输出凸轮信号CAM,该信号通过脉冲数量指示在与180°的曲柄角相当的每90°的凸轮角处的缸号(第一缸至第四缸),如图2所示。
然后,通过对单位角信号POS计数来测量从曲轴120的基准转动位置到凸轮轴13的基准转动位置(由凸轮信号CAM检测)的角度,并基于该测量角检测凸轮轴相对于曲轴120的转动相位(实际转动相位)。
具体地说,使用一计数器对单位角信号POS的每次发生进行计数,并且使该计数器在曲轴120的基准转动位置处重置为0,从而在每次凸轮信号CAM(每180°的曲柄角的引前信号)输出时,确定计数器此时的值从而检测实际转动相位。
转向图1,对于各缸,在进气门105上游侧的进气口130上布置有电磁型喷油阀131。
基于来自ECU 114的喷射脉冲信号驱动喷油阀131使之打开,从而以与喷射脉冲信号的喷射脉冲宽度成比例的量喷射燃料。
下面,将基于图3至图10描述用作应用本发明的可变气门机构的VTC机构113的配置。
VTC机构113包括:正时链轮502,其装配到凸轮轴13的前端部,从而可相对凸轮轴13转动,如图3所示,并通过正时链(图中未示出)链接到曲轴120上;布置在正时链轮502内周侧上的装配角变更装置504,用于变更正时链轮502与凸轮轴13之间的装配角;用于驱动装配角变更装置504的操作力施加装置505;相对位移检测装置506,用于检测凸轮轴13相对于正时链轮502的相对转动位移角;和VTC盖532,其覆盖装配角变更装置504和相对位移检测装置506的正面。
相对位移检测装置506包括:布置在从动轴部件507侧面上的磁场产生机构;和布置在VTC盖532作为固定部分侧的侧面上的传感器机构,用于检测来自磁场产生机构(533至551)的磁场的变化,并能够在任何时候基于磁场变化检测相对转动位移角,即凸轮轴13相对于曲轴120的转动相位(实际转动相位)。
这里,在基于从曲轴120的基准转动位置到凸轮轴13的基准转动位置的角度跨度检测实际转动相位的第一检测方法中,尽管其检测精度较高,但是仅能在每个凸轮信号CAM的输出处,即,仅在缸间的每个冲程相位差处检测实际转动相位。因此,当发动机的转动波动较大,例如在发动机开始运转时,实际转动相位与先前检测到的转动相位检测值之间的偏差在一段时间内变大直到检测值更新,因此不能令人满意地进行反馈控制。
本实施例中,在每次根据第一检测方法检测转动相位时更新转动相位检测值,并且在这段时间内使用由相对位移检测装置506检测的检测值直到检测值更新,因此即使在转动波动较大时也能进行满意的反馈控制。
从动轴部件507通过凸轮螺栓510固定在凸轮轴13的端部上。
凸缘507a布置成与从动轴部件507形成一体。
正时链轮502设有:大直径的柱形部分502a,在其上形成与正时链啮合的齿部503;小直径的柱形部分502b;和连接在柱形部分502a和柱形部分502b之间的圆板部分502c。
柱形部分502b通过球轴承530可转动地装配在从动轴部件507的凸缘507a上。
如图4至图6所示,在柱形部分502b、柱形部分502c的侧面上,三个径向槽508形成为沿着正时链轮502的径向方向径向延伸。
另外,位于凸轮轴13侧的从动轴部件507的凸缘部分507a的端面在其中一体形成有三个沿径向方向径向伸出的突出部分509。
三个联接件511的底端以可围绕销512转动的方式,分别可转动地连接到相应的突出部分509上。
在各联接件511的顶端上一体形成柱形喷射部分513,其可滑动地接合在各径向槽508中。
因为各联接件511在其中各喷射部分513接合在相应的径向槽508中的情况下通过销512连接到从动轴部件507上,所以当各联接件511的顶端侧受到外力而沿径向槽508移位时,正时链轮502和从动轴部件507由于各联接件511的作用而相对转动。
另外,在各联接件511的喷射部分513上,形成朝凸轮轴13侧开口的接收孔514。
将要与螺旋槽515(以后描述)接合的接合销516和朝螺旋槽515侧推动接合销516的盘簧517容纳在接收孔514中。
另一方面,圆板形的中间转动体518由位于突出部分509的凸轮轴13侧上的从动轴部件507通过轴承529支承为可转动。
位于突出部分509侧上的中间转动体518的端面在其中形成有螺旋槽515,在各联接件511顶端上的接合销516接合在螺旋槽515中。
螺旋槽515形成为其直径沿着正时链轮502的转动方向逐渐减小。
因此,在其中各接合销516与相应的螺旋槽515接合的情况下,当中间转动体518沿延迟方向相对于正时链轮502移位时,引起各联接件511的顶端部分被径向槽508引导朝螺旋槽515沿径向向内移动。
与上述相反,当中间转动体518沿提前方向相对正时链轮502移位时,各联接件511的顶端部分沿径向向外移动。
装配角变更装置504设有:正时链轮502的各径向槽508;各联接件511,各喷射部分513;各接合销516;中间转动体518;螺旋槽515等。
当转动操作力从操作力施加装置505输入中间转动体518时,联接件511的顶端沿径向移位,该移位通过联接件511传递,作为用于改变正时链轮502与从动轴部件507之间的相对位移角的转动力。
操作力施加装置505设有:螺旋弹簧519,其朝正时链轮502的转动方向推动中间转动体518;磁滞制动器520,用于产生朝着与正时链轮502的转动方向相反的方向使中间转动体518转动的制动力。
这里,ECU 114根据内燃机101的工作状况控制磁滞制动器520的制动力,使得中间转动体518能够相对于正时链轮502转动至螺旋弹簧519的推动力和磁滞制动器520的制动力彼此平衡的位置。
如图7所示,螺旋弹簧519设在正时链轮502的柱形部分502a中,其外周端部519a与柱形部分502a的内周接合,同时其内周端部519b与中间转动体518的底部518a的接合槽518b接合。
磁滞制动器520设有:磁滞环523;用作磁场控制装置的电磁线圈或螺线管线圈524;和感应电磁线圈524磁性的线圈磁轭525。
磁滞环523通过保持板522和一体布置在保持板522后端面上的突起522a安装在中间转动体518的后端部上。
ECU 114根据发动机工作状况控制电磁线圈524的电源(励磁电流源)。
磁滞环523设有:圆板形底部523a;柱形部分523b,其通过螺钉523c连接到底部523a的外周侧。
各突起522a压入沿周向以均匀间隔布置的套筒521中,从而将底部523a连接到保持板522上。
另外,磁滞环523由具有这种特性的材料形成,即,其磁通随着外部磁场的改变而发生相位滞后的变化(参照图8),柱形部分523b受到线圈磁轭525的制动作用。
线圈磁轭525形成为环绕电磁线圈524,其外周面固定在气缸盖(图中未示出)上。
另外,线圈磁轭525的内周侧通过滚针轴承528可转动地支承凸轮轴13,并且通过球轴承531可转动地支承磁滞环523的底部523a侧。
另外,在线圈磁轭525的中间转动体518侧上形成一对通过环状间隙彼此面对的相对面526和527。
多个凸起部526a和多个凸起部527a分别沿相对面526和527的相应周向以均匀间隔形成在相应的相对面526和527上,如图9所示。
一个相对面526的凸起部526a和另一相对面527的凸起部527a沿周向交替设置,从而彼此相对的面526和527的彼此相邻的凸起部526a和凸起部527a都偏离了周向。
因此,在两个相对面526和527的彼此相邻的凸起部526a和凸起部527a之间,由电磁线圈524的励磁产生朝周向倾斜定向的磁场(参照图10)。
在两个相对面526和527之间的间隙中,磁滞环523的柱形部分523a布置为非接触状态。
当磁滞环523在相对面526和527之间的磁场中移位时,由于磁滞环523内侧的磁通方向与磁场方向之间的偏差产生制动力。
该制动力的值与磁场强度,即,用于电磁线圈524的励磁电流强度近似成比例,而与相对面526和527与磁滞环523之间的相对速度无关。
根据上述配置的VTC机构113,当发动机运转停止时,磁滞制动器520的电磁线圈524关闭,从而中间转动体518通过螺旋弹簧519的作用沿发动机转动方向充分转动至正时链轮502(参照图4),进气门105的工作角的中心相位保持在最大的延迟角侧。
然后,当发动机从上述状态开始运转,并且基于将中心相位改变至提前角侧的命令对磁滞制动器520的电磁线圈524励磁时,抵抗螺旋弹簧519的作用力的制动力施加到中间转动体518上。
结果,中间转动体518沿与正时链轮520相反的方向转动,从而联接件511顶端上的接合销516受螺旋槽515引导,因此联接件511的顶端部沿径向槽508向内移位。
然后,如图5和图6所示,在正时链轮502和从动轴部件507之间的装配角由于联接件511的作用而变更至提前角侧,并根据用于电磁线圈524的励磁电流强度控制装配角向提前角侧的变更。
附带地,图5表示中心相位保持在最大提前角侧的状态,图6表示中心相位保持在中间提前角侧的状态。
另外,ECU 114计算VTC机构113中的转动相位的提前角目标,并反馈控制用于电磁线圈524的励磁电流,从而使实际转动相位与提前角目标一致。
在VTC机构113的上述控制中,基于发动机的转动加速度进行对于传递到VTC机构113的惯性转矩的修正和对于来自凸轮轴113的凸轮转矩的修正。
图11表示VTC机构113中的控制框图。
反馈操作量计算部分接收目标转动相位(凸轮轴13相对于曲轴120的转动相位的提前角目标)和如在上述描述中检测到的实际转动相位,从而基于目标转动相位与实际转动相位之间的偏差计算用于VTC机构113的反馈操作量(用于电磁线圈524的励磁电流值)。
另一方面,如上所述,发动机转速Ne的变化、即根据转动加速度的惯性转矩和来自凸轮轴的凸轮转矩传递至VTC机构113(的操作部分)。
如果VTC机构113的致动器部分(磁滞制动器520的电磁线圈524)仅通过反馈操作量驱动,则惯性转矩和凸轮转矩的转矩量延迟了转动相位收敛至目标转动相位。
因此,在本实施例中,为了涵盖通过VTC致动器来补偿惯性转矩和凸轮转矩的转矩量,前馈操作量计算部分计算补偿转矩量作为前馈操作量。
前馈操作量计算部分设有:惯性转矩修正量计算部分,其根据惯性转矩计算修正量;和凸轮转矩修正量计算部分,其根据凸轮转矩计算修正量。
如图12所示,惯性转矩修正量计算部分将发动机转速(rpm:每分钟的转数)乘以1/60,将其转化成发动机转速(rps:每秒的转数),之后将转化后的发动机转速乘以1/2以将其转化成凸轮轴13的转速Ncam,再进一步将转速Ncam乘以2π以将其转化成角速度ω。
另外,惯性转矩修正量计算部分求出凸轮轴13的角速度ω(rad/s)的微分以将其转化成角加速度α(rad/s2),并将角加速度α乘以VTC机构113的操作部分惯性矩J,以计算施加在VTC机构113的操作部分(磁滞环523等)上的惯性转矩Tne。
该惯性转矩Tne传递至磁滞环523,当其为正值时(此时发动机转速Ne增加)作用使转动相位提前,而当其为负值时(此时发动机转速Ne减小)作用使转动相位延迟。
如果用于VTC机构113的操作量在提前方向上的值为正,则对其进行计算。因此,为了补偿惯性转矩Tne的作用,将惯性转矩Tne转化成相反数以输入VTC致动器的扭矩-电流转换部分,作为根据惯性转矩的修正量。附带地,将惯性转矩Tne转化成相反数意味着当惯性转矩Tne计算为正值时,转化值为负,然而当惯性转矩Tne计算为负值时,由于将负值转化成相反数,所以转化值为正值。
另一方面,凸轮转矩修正量计算部分基于发动机转速Ne和冷却水温度Tw,通过参照映射计算凸轮转矩Tcam。
凸轮转矩Tcam传递至磁滞环523,并作用以延迟转动相位。因此,将凸轮转矩Tcam照原样输入VTC致动器的转矩-电流转换部分,从而产生沿提前方向的转矩,其补偿凸轮转矩Tcam的延迟作用,用作根据凸轮转矩的修正量。
然后,通过合计根据惯性转矩的修正量(惯性转矩Tne的相反数)和根据凸轮转矩的修正量(凸轮转矩Tcam),得到转矩修正量(=-Tne+Tcam),通过转矩-电流转换部分将其转换成电流值,并将转换后的电流值乘以VTC机构113的致动器部分的电阻R,进行电流/电压转换,从而计算出作为VTC驱动电压的前馈操作量[V]。
因此,通过将反馈操作量计算部分计算的反馈操作量加上前馈操作量计算部分计算的前馈操作量得到总操作量(驱动电压),将其输出至VTC机构113(电磁线圈524)。
结果,通过将(由于从发动机传递的发动机转动波动而产生的)用于惯性转矩和凸轮转矩的修正转矩量加上来自VTC机构113的输出转矩得到的转矩来驱动VTC机构113。
因此,用于补偿从发动机传递的惯性转矩和凸轮转矩的修正量设定为VTC机构113的操作量,从而能防止由于惯性转矩和凸轮转矩而产生的转动相位收敛至目标转动相位的延迟,从而响应良好地将转动相位收敛至目标转动相位,另外可改进工作性能、燃料消耗等。
附带地,在本实施例中,所述配置用于完成用于补偿惯性转矩和凸轮转矩的修正。然而,所述配置可以完成仅用于补偿惯性转矩的修正。
另外,根据惯性转矩或凸轮转矩的修正量可设定为前馈操作量,而与反馈操作量无关,因此在转矩改变后可进行迅速修正,并能尽可能快地将气门特性收敛至目标气门特性。
另外,作为第二实施例,可以这样配置,使得在用于惯性转矩的修正量的设定中,改变反馈操作量中积分的增益I(积分增益I)。例如,当发动机转速Ne增加(或减少)时,在提前方向上(或在延迟方向上)的积分增益I可增加并且/或者在延迟方向上(或在提前方向上)的积分增益I可减少。
根据这样的配置,在反馈控制中可进行对惯性转矩的修正。
另外,作为第三实施例,在惯性转矩计算中设置死区(dead band),从而仅在预定转动波动或超过预定转动波动的转动波动处计算惯性转矩。
根据这样的配置,当发动机转速以最小程度变化时,可通过惯性转矩的修正抑制摆动。
另外,在上述实施例中,与其中通过液压驱动方法来平衡在提前方向和延迟方向上的变化的转动相位的机构相比,通过应用本发明的电磁制动器的制动改变凸轮轴相对于曲轴的转动相位的可变气门正时机构容易受到外部转矩影响。因此,可通过应用本发明获得明显的效果。
然而,可变气门正时机构不限于VTC机构113。可适当采用已知的机构,另外本发明可适于通过摩擦力进行制动的摩擦制动型电磁VTC。
另外,布置VTC机构113的发动机气门不限于进气门105,可以将VTC机构113布置在排气门107侧,以通过与上述实施例相同的方式进行控制。
此处引入2005年3月17日提交的日本专利申请No.2005-076246的全部内容作为参考,并要求其优先权。
虽然仅选择了所选实施例来阐释本发明,但是本领域中的技术人员可从本公开中了解到,在不脱离所附权利要求限定的本发明范围的情况下,可进行各种变更和修改。
另外,根据本发明实施例的前述说明仅用于阐释,而不象所附权利要求及其等同物那样用于限定本发明。

Claims (19)

1.一种用于内燃机的可变气门控制装置,包括:
可变气门机构,其改变内燃机的发动机气门的操作特性;
转速检测器,检测发动机转速;和
控制器,包括:转动加速度计算部分,其基于所述检测到的发动机转速计算发动机转动加速度;惯性转矩计算部分,基于所述计算得到的转动加速度计算传递至所述可变气门机构的惯性转矩;惯性转矩修正量计算部分,计算用于所述可变气门机构的操作量的、对应于所述计算得到的惯性转矩的修正量;操作量修正部分,用所述计算得到的修正量对用于所述可变气门机构的操作量进行修正;和控制部分,基于所述修正后的操作量控制所述可变气门机构。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述控制器还包括:
凸轮转矩计算部分,计算驱动发动机气门的凸轮的凸轮转矩;和
凸轮转矩修正量计算部分,计算用于所述可变气门机构的操作量的、对应于所述计算得到的凸轮转矩的修正量,
其中
所述操作量修正部分用根据惯性转矩的修正量和根据所述凸轮转矩的修正量对用于所述可变气门机构的操作量进行修正。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述惯性转矩修正量计算部分将根据惯性转矩的修正量设为前馈操作量。
4.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述凸轮转矩修正量计算部分将根据凸轮转矩的修正量设为前馈操作量。
5.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述凸轮转矩计算部分基于发动机转速的检测值和发动机温度的检测值计算凸轮转矩。
6.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述可变气门机构是可变气门正时控制机构,其通过电磁制动器的制动改变凸轮轴相对于曲轴的转动相位,从而改变发动机气门的开/闭正时。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述可变气门正时控制机构包括:
驱动件,转动力从所述曲轴传递至该驱动件;
与所述凸轮轴一体布置的从动件;
布置在所述驱动件和所述从动件之间的中间转动体,其相对于所述驱动件转动以增加/减少传递至所述从动件的转动;和
电磁致动器,使所述中间转动体相对于所述驱动件转动。
8.如权利要求6所述的装置,其特征在于,用于所述可变气门正时控制机构的操作量设定为用于所述凸轮轴相对于曲轴的转动相位的提前角大小,并在惯性转矩为正值时作用从而使转动相位提前;并且
所述惯性转矩修正量计算部分计算根据惯性转矩的修正量作为操作量的量,所述操作量产生正负号与计算得到的惯性转矩的正负号相反的转矩。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述惯性转矩修正量计算部分计算根据惯性转矩的修正量,作为改变反馈控制中积分增益的修正量。
10.如权利要求1所述的装置,其特征在于,仅当发动机转速的变化等于或大于预定变化时,所述惯性转矩修正量计算部分计算根据惯性转矩的修正量。
11.一种用于内燃机的可变气门控制装置,包括:
可变气门机构,其改变内燃机的发动机气门的操作特性;
转速检测装置,用于检测发动机转速;
转动加速度计算装置,用于基于由所述转速检测装置检测到的发动机转速计算发动机转动加速度;
惯性转矩计算装置,用于基于所述计算得到的转动加速度计算传递至所述可变气门机构的惯性转矩;
惯性转矩修正量计算装置,计算用于所述可变气门机构的操作量的、对应于所述计算得到的惯性转矩的修正量;
操作量修正装置,用于用所述根据惯性转矩计算得到的修正量对用于所述可变气门机构的操作量进行修正;和
控制装置,用于基于所述修正后的操作量控制所述可变气门机构。
12.一种用于内燃机的控制方法,该内燃机设有改变发动机气门操作特性的可变气门机构,该方法包括以下步骤:
检测发动机转速;
基于检测到的发动机转速计算发动机的转动加速度;
基于所述计算得到的转动加速度计算传递至所述可变气门机构的惯性转矩;
计算用于所述可变气门机构的操作量的、对应于所述计算得到的惯性转矩的修正量;
用所述根据惯性转矩计算得到的修正量对用于所述可变气门机构的操作量进行修正;并且
基于所述修正后的操作量控制所述可变气门机构。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,还包括以下步骤:
计算驱动发动机气门的凸轮的凸轮转矩;并且
计算用于所述可变气门机构的操作量的、根据所述计算得到的凸轮转矩的修正量,
其中所述修正用于所述可变气门机构的操作量的步骤用根据惯性转矩的修正量和根据所述凸轮转矩的修正量对用于所述可变气门机构的操作量进行修正。
14.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述计算根据惯性转矩的修正量的步骤将根据惯性转矩的修正量设为前馈操作量。
15.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述计算根据凸轮转矩的修正量的步骤将根据凸轮转矩的修正量设为前馈操作量。
16.如权利要求13所述的方法,其特征在于,所述计算根据凸轮转矩的修正量的步骤基于发动机转速的检测值和发动机温度的检测值计算凸轮转矩。
17.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述可变气门机构是可变气门正时控制机构,其通过电磁制动器的制动改变凸轮轴相对于曲轴的转动相位,从而改变发动机气门的开/闭正时,其操作量设定为用于所述凸轮轴相对于曲轴的转动相位的提前角大小,并在惯性转矩为正值时作用从而使转动相位提前;并且
所述计算对应于惯性转矩的修正量的步骤计算根据惯性转矩的修正量作为操作量的量,所述操作量产生正负号与计算得到的惯性转矩的正负号相反的转矩。
18.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述计算对应于惯性转矩的修正量的步骤计算对应于惯性转矩的修正量,作为改变反馈控制中积分增益的修正量。
19.如权利要求12所述的方法,其特征在于,仅当发动机转速的变化等于或大于预定变化时,所述计算对应于所述计算得到的惯性转矩的修正量的步骤计算对应于惯性转矩的修正量。
CNA200610057066XA 2005-03-17 2006-03-17 用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法 Pending CN1834409A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005076246A JP2006257959A (ja) 2005-03-17 2005-03-17 可変動弁機構の制御装置
JP2005076246 2005-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1834409A true CN1834409A (zh) 2006-09-20

Family

ID=36934079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200610057066XA Pending CN1834409A (zh) 2005-03-17 2006-03-17 用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7246582B2 (zh)
JP (1) JP2006257959A (zh)
CN (1) CN1834409A (zh)
DE (1) DE102006012188A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103321702A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 日立汽车系统株式会社 可变气门正时机构的控制装置及控制方法
CN103670728A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 日立汽车系统株式会社 可变气门机构的控制装置及控制方法
CN106285978A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 江门市大长江集团有限公司 内燃机控制方法及装置
CN114270017A (zh) * 2019-08-22 2022-04-01 株式会社电装 气门正时调整装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5104983B2 (ja) * 2007-06-04 2012-12-19 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP4952653B2 (ja) * 2007-06-04 2012-06-13 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
KR100980865B1 (ko) * 2007-12-14 2010-09-10 기아자동차주식회사 가변 밸브 타이밍 기구 제어 방법
US8150605B2 (en) * 2009-02-17 2012-04-03 Ford Global Technologies, Llc Coordination of variable cam timing and variable displacement engine systems
JP2010223017A (ja) * 2009-03-19 2010-10-07 Hitachi Automotive Systems Ltd 可変バルブタイミング機構の制御装置
US7835848B1 (en) * 2009-05-01 2010-11-16 Ford Global Technologies, Llc Coordination of variable cam timing and variable displacement engine systems
US8567359B2 (en) 2010-08-06 2013-10-29 Ford Global Technologies, Llc Feed forward control for electric variable valve operation
JP5851898B2 (ja) * 2012-03-21 2016-02-03 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機構の制御装置
JP7413916B2 (ja) 2020-05-01 2024-01-16 トヨタ自動車株式会社 エンジン装置の制御装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10153104A (ja) 1996-11-22 1998-06-09 Nittan Valve Kk 可変バルブタイミング装置
JP4089594B2 (ja) * 2003-11-11 2008-05-28 トヨタ自動車株式会社 可変動弁システムの制御装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103321702A (zh) * 2012-03-21 2013-09-25 日立汽车系统株式会社 可变气门正时机构的控制装置及控制方法
CN103321702B (zh) * 2012-03-21 2018-04-27 日立汽车系统株式会社 可变气门正时机构的控制装置及控制方法
CN103670728A (zh) * 2012-09-12 2014-03-26 日立汽车系统株式会社 可变气门机构的控制装置及控制方法
CN103670728B (zh) * 2012-09-12 2018-04-20 日立汽车系统株式会社 可变气门机构的控制装置及控制方法
CN106285978A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 江门市大长江集团有限公司 内燃机控制方法及装置
CN106285978B (zh) * 2016-10-20 2019-05-03 江门市大长江集团有限公司 燃油内燃机控制方法及装置
CN114270017A (zh) * 2019-08-22 2022-04-01 株式会社电装 气门正时调整装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7246582B2 (en) 2007-07-24
JP2006257959A (ja) 2006-09-28
US20060207539A1 (en) 2006-09-21
DE102006012188A1 (de) 2006-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1834409A (zh) 用于内燃机的可变气门控制装置和可变气门控制方法
CN100441843C (zh) 用于内燃机的气门正时控制装置及其控制方法
CN1818364A (zh) 用于控制可变气门致动机构的装置和方法
CN1683757A (zh) 用于接收可变凸轮正时系统中的过多输入的方法及装置
JP2003065089A (ja) 内燃機関の可変動弁装置
CN101035967A (zh) 用于调整活塞式内燃机凸轮轴相对于曲轴的转角位置的方法
CN101046168A (zh) 用于可变气门正时机构的控制装置和控制方法
CN1267639C (zh) 内燃机控制装置和控制方法
CN101008355A (zh) 用于控制可变气门机构的装置和方法
WO2008075704A1 (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
CN1670341A (zh) 用于内燃机的气门正时控制装置及其控制方法
JP3395240B2 (ja) 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP3961237B2 (ja) 可変バルブタイミング装置の制御装置
JP4299327B2 (ja) 可変バルブタイミング装置
CN1884810A (zh) 判定发动机中的活塞位置的装置和方法
JPH10331670A (ja) 内燃機関のバルブ特性制御装置
JP4379273B2 (ja) 可変圧縮比機構を備えた内燃機関
JP3666483B2 (ja) 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP5249814B2 (ja) 可変動弁機構の制御装置
JP4901677B2 (ja) 可変動弁機構の制御装置
CN1702307A (zh) 用于内燃机的可变气门控制装置及其控制方法
JP3666482B2 (ja) 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP3711977B2 (ja) 内燃機関用バルブタイミング制御装置
JP2006105095A (ja) 可変圧縮比機構を備えた内燃機関
CN1690370A (zh) 使用双位置开/关螺线管的vct闭环控制

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
AD01 Patent right deemed abandoned

Effective date of abandoning: 20060920

C20 Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned