專利名稱：可變氣門正時設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及可變氣門正時設備，具體而言，本發(fā)明涉及具有改變多個 氣缸組(多個氣缸列)中的每個氣缸組的進氣門和排氣門中至少一者的開 啟/關閉相位的改變機構的可變氣門正時設備。
背景技術：
傳統(tǒng)上已知VVT (可變氣門正時)設備根據(jù)運轉狀況來改變進氣門或 排氣門開啟/關閉的正時，即，開啟/關閉相位(曲軸轉角)。通常，在可 變氣門正時設備中，通過使凸輪軸相對于鏈輪等旋轉來改變相位，所述凸 輪軸使進氣門或排氣門開啟/關閉。由例如液壓機構或電動機之類的致動器 來使凸輪軸旋轉。
在具有多個氣缸組(列)的構造的發(fā)動機中，VVT機構設置在每個氣 缸列中。因而，當在這種發(fā)動機構造中引入到氣缸的空氣量隨著氣缸列的 不同而不同時，趨于產生發(fā)動機旋轉的變動(在曲軸旋轉一周時轉速變 動)，這會導致較大的發(fā)動機振動。因而，需要調節(jié)氣缸組(列)中氣門 正時的設定。
在此方面，日本專利早期公開No. 2003-172160 (專利文獻1)公開了 一種內燃機的可變氣門正時控制裝置，即使由于附件類型的差異使得多個 氣缸之間凸輪軸負荷轉矩不平衡，其也能使多個氣缸之間氣門正時控制的 響應性相匹配。具體地，專利文獻1針對其中諸如燃料泵(尤其是向缸內 直接噴射器供應燃料的高壓泵)和真空泵之類的附件僅由一側的氣缸組 (一側的氣缸列)上凸輪軸驅動的設計。具體地，考慮到由于附件負荷引 起的特定氣缸組的氣門正時控制的延遲，對用于特定氣缸組和/或其它氣缸 組的氣門正時調節(jié)部分的控制量進行校正，使得對特定氣缸組的氣門正時 控制的響應性與對其它氣缸組的氣門正時控制的響應性相匹配。為了使用可變氣門正時設備來精確地控制氣門開啟/關閉相位(氣門正 時)，需要防止檢測氣門開啟/關閉的實際相位的誤差。為了減小檢測誤 差，已經(jīng)有通用的實踐方法來將氣門開啟/關閉相位設定在以機械的方式受 到限制的預定基準位置處，并將此時的氣門開啟/關閉相位的檢測值的誤差
學習為偏移量(例如，參見日本專利早期公開No.2004-156461)。
在專利文獻2 (日本專利早期公開No.2004-156461)所公開的可變氣 門正時設備中，在預定學習條件下(例如，每次發(fā)動機運轉開始時)學習 氣門正時的基準位置，以確保實際氣門正時的檢測精度。此外，根據(jù)該公 開，當學位未完成時，判定檢測精度較低，并限制氣門正時的改變率。因 此，可以防止由可動部分撞擊止擋件等引起的對設備的損傷。
如上所述，在具有多個氣缸組(列)構造的發(fā)動機中，在如在專利文 獻2中所描述的這種基準位置學習過程中也需要考慮在氣門正時控制時使 氣缸組(列)之間的氣門正時設定相匹配。然而，專利文獻2并未提及如 何執(zhí)行用于設置在這種構造的發(fā)動機中的可變氣門正時設定設備的基準位 置學習。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在具有設置在多個氣缸組(列)的每個中的VVT機 構的可變氣門正時設備中，執(zhí)行合適的氣門正時的基準位置學習，使得在 氣門正時控制時抑制引入到氣缸的空氣量在氣缸組(列)之間的變動，以 維持良好的燃燒特性。
本發(fā)明提供一種可變氣門正時設備，其設置在具有多個氣缸組的發(fā)動 機中，所述可變氣門正時設備包括改變機構、基準位置學習部分、學習完 成確認部分和控制開始限制部分。改變機構與所述多個氣缸組的每個氣缸 組相對應地設置，每個所述改變機構被配置為用于改變在相對應的氣缸組 中的進氣門和排氣門中至少一者的開啟/關閉正時?；鶞饰恢脤W習部分與每 個所述改變機構相對應地設置，并被構造為當指示基準位置學習時，向相 對應的所述改變機構的致動器產生用于將所述開啟/關閉正時被改變到預定 正時的操作指令，并且響應于所述開啟/關閉正時達到所述預定正時而學習所述開啟/關閉正時的基準。學習完成確認部分確認是否在所有所述改變機 構中均已經(jīng)完成由所述基準位置學習部分進行的所述基準位置學習?？刂?開始限制部分在每個所述改變機構中禁止用于跟隨依次設定的目標值來改 變所述開啟/關閉正時的開啟/關閉正時控制的開始，直到由所述學習完成 確認部分確認在所有所述改變機構中均已經(jīng)完成所述基準位置學習。
可選地，本發(fā)明提供一種可變氣門正時設備，其設置在具有多個氣缸 組的發(fā)動機中，所述可變氣門正時設備包括改變機構和用于控制改變機構 的操作的控制單元。改變機構與所述多個氣缸組的每個氣缸組相對應地設 置，每個所述改變機構被配置為改變在相對應的氣缸組中的進氣門和排氣 門中至少一者的開啟/關閉正時。所述控制單元被構造為在每個所述改變機 構中獨立地執(zhí)行基準位置學習，并還被構造為在指示基準位置學習時，向 相對應的所述改變機構的致動器產生用于將所述開啟/關閉正時改變到預定 正時的操作指令，并且響應于所述開啟/關閉正時達到所述預定正時而學習 所述開啟/關閉正時的基準。所述控制單元還被構造為確認是否在所有所述 改變機構中已經(jīng)完成由所述基準位置學習裝置進行的所述基準位置學習， 并在每個所述改變機構中禁止用于跟隨依次設定的目標值來改變所述開啟/ 關閉正時的開啟/關閉正時控制的開始，直到確認在所有所述改變機構中已 經(jīng)完成所述基準位置學習。
本發(fā)明提供了一種控制可變氣門正時設備的方法，所述可變氣門正時 設備具有針對每個氣缸組的改變機構，所述改變機構用于改變設置在發(fā)動 機中的進氣門和排氣門中至少一者的開啟/關閉正時，所述方法包括基準位 置學習步驟、學習完成確認步驟和控制開始限制步驟。在為每個所述改變 機構執(zhí)行的基準位置學習步驟，當指示基準位置學習時，向相應的所述改 變機構的致動器產生用于將所述開啟/關閉正時改變到預定正時的操作指 令，并且響應于所述開啟/關閉正時達到所述預定正時而學習所述開啟/關 閉正時的基準。在學習完成確認步驟，確認是否在所有所述改變機構中均 已經(jīng)完成所述基準位置學習步驟的所述基準位置學習。在控制開始限制步 驟，在每個所述改變機構中禁止用于跟隨依次設定的目標值來改變所述開 啟/關閉正時的開啟/關閉正時控制的開始，直到確認在所有所述改變機構中均己經(jīng)完成所述基準位置學習。
根據(jù)可變氣門正時設備或其控制方法，在確認在所有氣缸組(列)的 改變機構中均已經(jīng)完成基準位置學習之前，在每個氣缸列中禁止跟隨目標 值的氣門正時控制的開始。因而，在氣門正時控制時能抑制引入到氣缸中 的空氣量在各氣缸列之間的變動，由此能維持令人滿意的燃燒特性。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設備中，每個改變機構被構造 為將所述開啟/關閉正時改變根據(jù)所述致動器的操作量的改變量，并還被構 造為使得至少在所述基準位置學習期間，在所述預定正時以機械的方式限 制所述開啟/關閉正時的改變。當指示所述基準位置學習時，所述基準位置 學習部分產生每個所述改變機構中的所述致動器的操作指令，使得所述開 啟/關閉正時達到所述預定正時的正時根據(jù)不同的所述改變機構而各不相 同?？蛇x地，當指示所述基準位置學習時，所述控制單元產生每個所述改 變機構中的致動器操作指令，使得所述開啟/關閉正時達到所述預定正時的 正時根據(jù)不同的所述改變機構而各不相同。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時設備的方法中，每個所述 改變機構被構造為將所述開啟/關閉正時改變根據(jù)所述致動器的操作量的改 變量，并還被構造為使得至少在所述基準位置學習期間，在所述預定正時 以機械的方式限制所述開啟/關閉正時的改變。在所述基準位置學習步驟， 當指示所述基準位置學習時，產生每個所述改變機構中的致動器操作指 令，使得所述開啟/關閉正時達到所述預定正時的正時根據(jù)不同的所述改變 機構而各不相同。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時設備或者其控制方法，在其中在基準位 置學習結束時以機械的方式限制開啟/關閉正時(氣門正時)的改變并且致 動器的電力消耗增大的構造中，執(zhí)行基準位置學習的正時在各氣缸組 (列)之間切換，使得能避免由于電力消耗的集中而引起的電力負荷的增 大。因而，基準位置學習的完成的正時也隨著氣缸列的不同而不同。因 而，禁止氣門正時控制的開始，直到確認在所有氣缸列中已經(jīng)完成基準位 置學習，由此在控制氣門正時的同時能抑制引入到氣缸的空氣量在各氣缸 列之間的變動。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設備還包括增大部分。當在所述 發(fā)動機處于怠速運轉的情況下執(zhí)行所述基準位置學習時，增大部分將引入 到所述發(fā)動機的空氣量增大為比在相同的狀況下不執(zhí)行所述基準位置學習 時更大?？蛇x地，所述控制單元還被構造為當在所述發(fā)動機處于怠速運轉 的情況下執(zhí)行所述基準位置學習時，產生用于將引入到所述發(fā)動機的空氣 量增大為比在相同的狀況下不執(zhí)行所述基準位置學習時更大的控制指令。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的控制可變氣門正時設備的方法中，還包括增 大步驟。在增大步驟，當在所述發(fā)動機處于怠速運轉的情況下執(zhí)行所述基 準位置學習時，將引入到所述發(fā)動機的空氣量增大為比在相同的狀況下不 執(zhí)行所述基準位置學習時更大。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時設備或其控制方法，當在發(fā)動機處于怠 速運轉的情況下執(zhí)行基準位置學習時，能相對地增大引入到發(fā)動機的空氣 量。因而，無需考慮燃燒特性就可以將開啟/關閉正時(氣門正時)設定為 用于基準位置學習的預定正時，因而，能防止由于惡化的燃燒特性而引起
的發(fā)動機停機(engine stall)。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設備或其控制方法中，在每個改 變機構中，將預定正時設置為開啟/關閉正時的可變范圍的機械方式的限制 位置。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時設備或其控制方法，不用增加任何特定 的機構，通過使用開啟/關閉正時(氣門正時)的可變范圍的限制位置(諸 如，最大延遲角的相位)就可以執(zhí)行基準位置學習。
可選地，或更優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的可變氣門正時設備或其控制方 法中，所述致動器由電動機實現(xiàn)，并且所述改變機構被構造為將所述開啟/ 關閉正時改變與所述電動機的轉速相對于凸輪軸的轉速的差相對應的改變 量，所述凸輪軸驅動其開啟/關閉正時被改變的所述氣門。
根據(jù)以上所述的可變氣門正時設備或其控制方法，在其中電動機用作 致動器并且致動器的操作量是電動機的轉速相對于凸輪軸(凸輪軸的旋轉 隨著發(fā)動機停止而停止)的轉速的差的構造中，在氣門正時控制時能抑制 引入到氣缸的空氣量在各氣缸組(列)之間的變動，并能維持令人滿意的燃燒特性。
因而，本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，在具有設置在多個氣缸組(列)的每 個中的VVT機構的構造中，能適當?shù)貓?zhí)行基準位置學習以抑制在氣門正 時控制時引入到氣缸的空氣量在各氣缸組(列)之間的變動，并維持令人 滿意的燃燒特性。


圖1的示意圖示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的可變氣門正時設備安裝于其 上的車輛的發(fā)動機的構造。
圖2示出了對進氣門的相位進行界定的對照圖。
圖3是示出進氣VVT機構的橫截面。
圖4是沿圖3中的A-A的橫截面。
圖5是沿圖3中的B-B的(第一)橫截面。
圖6是沿圖3中的B-B的(第二)橫截面。
圖7是沿圖3中的C-C的橫截面。
圖8是沿圖3中的D-D的橫截面。
圖9示出了進氣VVT機構整體的減速比。
圖10示出了引導板相對于鏈輪的相位與進氣凸輪軸的相位之間的關系。
圖11的示意性框示了由根據(jù)本發(fā)明實施例的可變氣門正時設備 執(zhí)行的進氣門相位的控制結構。
圖12的框示了作為根據(jù)本實施例的可變氣門正時設備的致動器 的電動機的轉速控制。
圖13圖示了電動機的轉速控制。
圖14的流程圖表示根據(jù)本發(fā)明實施例的可變氣門正時設備中的基準 位置學習。
圖15是在圖14所示的基準位置學習時的波形圖。 圖16的流程圖表示在根據(jù)本發(fā)明實施例的可變氣門正時設備中對可 變氣門正時控制是否可以開始的判定。圖17是表示執(zhí)行與發(fā)動機起動對應的基準位置學習的正時的波形圖。
圖18的流程圖表示在怠速運轉期間執(zhí)行基準位置學習時的方式。
具體實施例方式
參考附圖，以下將對本發(fā)明的實施例進行說明。在以下說明中，相似 的部件由相似的標記表示。其名稱和功能也相同。因此將不再重復其詳細 說明。
參考圖1，給出對車輛的發(fā)動機的說明，在該車輛上安裝有根據(jù)本發(fā) 明的實施例的可變氣門正時設備。
發(fā)動機IOOO是V型8缸發(fā)動機，其具有第一氣缸列1010和第二氣缸 列1012，每個氣缸列包括一組四個氣缸。這里，本發(fā)明的應用不限于任何 發(fā)動機類型，將在下文描述的可變氣門正時設備也可以應用至與V型8缸 發(fā)動機不同類型的發(fā)動機。
空氣從空氣濾清器1020吸入發(fā)動機1000中。所吸入的空氣量由節(jié)氣 門1030調節(jié)。節(jié)氣門1030是由電動機驅動的電子節(jié)氣門。
空氣經(jīng)過進氣歧管1032供應到氣缸1040中。空氣與燃料在氣缸1040 (燃燒室)中混合。燃料從噴射器1050直接噴射到氣缸1040中。換言 之，噴射器1050的噴射孔設置在氣缸1040內。
在進氣沖程中噴射燃料。燃料噴射正時不限于進氣沖程。此外，在本 實施例中，將發(fā)動機1000描述為直噴式發(fā)動機，其所具有的噴射器1050 的噴射孔設置在氣缸1040內。但是，除了直噴(缸內)噴射器1050外， 還可以設置進氣口噴射器。而且，可以只設置進氣口噴射器。
氣缸1040中的空氣燃料混合物由火花塞1060點燃，并因而燃燒。燃 燒之后的空氣燃料混合物(即排氣)由三元催化劑1070凈化，隨后被排 放到車輛外部?？諝馊剂匣旌衔锶紵詫钊?080下壓，從而使曲軸 1090旋轉。
進氣門1100和排氣門1110設置在氣缸1040的頂部。進氣門1100由 進氣凸輪軸1120驅動。排氣門1110由排氣凸輪軸1130驅動。進氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130通過例如鏈條和齒輪之類的零件連接，從而以相 同的轉速(曲軸1090轉速的一半)旋轉。諸如軸之類的旋轉體的轉速通 常由每單位時間的轉數(shù)表示(通常為每分鐘轉數(shù)rpm)
進氣門1100的相位(開啟/關閉正時)由設置于進氣凸輪軸1120的進 氣VVT機構2000控制。排氣門1110的相位(開啟/關閉正時)由設置于 排氣凸輪軸1130的排氣VVT機構3000控制。
在本實施例中，由VVT機構使進氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130 旋轉，以控制進氣門1100和排氣門1110各自的相位。這里，相位控制方 法不限于前述的這一種方法。如圖所示，為各氣缸列設置VVT機構。
進氣VVT機構2000由電動機2060 (圖3中示出)操作。電動機 2060由電子控制單元(ECU) 4000控制。電動機2060的電流和電壓由安 培表(未示出)和伏特表(未示出)檢測，測量結果被輸入到ECU 4000。
排氣VVT機構3000以液壓方式操作。這里，進氣VVT機構2000也 可以以液壓方式操作，而排氣VVT機構3000可以由電動機操作。
表示曲軸1090的轉速和曲軸轉角的信號從曲軸轉角傳感器5000輸入 到ECU 4000。此外，表示進氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130各自的相 位(相位在旋轉方向上的凸輪軸位置)的信號從凸輪位置傳感器5010 輸入到ECU 4000。
此外，來自冷卻劑溫度傳感器5020的表示發(fā)動機1000的水溫(冷卻 劑溫度)的信號以及來自氣流計5030的表示發(fā)動機1000的進氣量(吸入 或取入發(fā)動機1000的空氣的量)的信號輸入到ECU 4000。
根據(jù)從傳感器輸入的這些信號以及儲存在存儲器(未示出)中的對照 圖和程序，ECU 4000控制例如節(jié)氣門開度、點火正時、燃料噴射正時、 噴射燃料量、進氣門1100的相位和排氣門1110的相位，從而使發(fā)動機 1000以所期望的運轉狀態(tài)運行。
在本實施例中，ECU 4000根據(jù)圖2所示的對照圖來確定進氣門1100 的相位，該對照圖使用發(fā)動機速度NE和進氣量KL作為參數(shù)。儲存了針 對各個冷卻劑溫度的多個對照圖來確定進氣門1100的相位。以下，將給出進氣VVT機構2000的進一步說明。這里，排氣VVT 機構3000可以具有與如下所述的進氣VVT機構2000相同的構造，艮卩， 進氣VVT機構2000和排氣VVT機構3000每個都可以具有與如下所述的 進氣VVT機構2000相同的構造。
如圖3所示，進氣VVT機構2000包括鏈輪2010、凸輪板2020、連 桿機構2030、引導板2040、減速齒輪2050和電動機2060。
鏈輪2010經(jīng)過鏈條等連接到曲軸1090。如同進氣凸輪軸1120和排氣 凸輪軸1130的情況，鏈輪2010的轉速是曲軸1090的轉速的一半。進氣凸 輪軸1120設置成與鏈輪2010的旋轉軸線同心，并可相對于鏈輪2010旋 轉。
凸輪板2020用銷(1) 2070連接到進氣凸輪軸1120。凸輪板2020在 鏈輪2010內與進氣凸輪軸1120—起旋轉。這里，凸輪板2020和進氣凸輪 軸1120可以集成為一個單元。
連桿機構2030由臂(1) 2031和臂(2) 2032構成。圖4是沿圖3中 的A-A的橫截面，如圖4所示， 一對臂(1) 2031設置在鏈輪2010內，使 得這些臂關于進氣凸輪軸1120的旋轉軸線彼此點對稱。每個臂(1) 2031 連接到鏈輪2010，使得該臂能夠繞銷(2) 2072擺動。
圖5是沿圖3中的B-B的橫截面，圖6示出了進氣門1100的相位相 對于圖5中的狀態(tài)提前的狀態(tài)，如圖5和圖6所示，臂(1) 2031和凸輪 板2020通過臂(2) 2032連接。
臂(2) 2032被支撐為使得該臂能夠繞銷(3) 2074相對于臂(1) 2031擺動。此外，臂(2) 2032還被支撐為使得該臂能夠繞銷(4) 2076 相對于凸輪板2020擺動。
一對連桿機構2030使進氣凸輪軸1120相對于鏈輪2010旋轉，并從而 改變進氣門1100的相位。因此，即使這對連桿機構2030中的一個連桿機 構損壞或斷裂，也可以用另一個連桿機構來改變進氣門1100的相位。
再參考圖3，控制銷2034設置在每個連桿機構2030 (臂(2) 2032) 的表面處，所述表面是面向引導板2040的表面?？刂其N2034被設置為與 銷(3) 2074同心。每個控制銷2034在設置于引導板2040中的引導槽2042中滑動。
每個控制銷2034在引導板2040的引導槽2042中滑動以沿徑向偏移。 每個控制銷2034的徑向偏移使進氣凸輪軸1120相對于鏈輪2010旋轉。
圖7是沿圖3中的C-C的橫截面，如圖7所示，引導槽2042被形成 為螺旋形狀，由此引導板2040的旋轉使每個控制銷2034沿徑向偏移。這 里，引導槽2042的形狀不限于此。
控制銷2034從引導板2040的軸心沿徑向偏移越大，進氣門1100的相 位就被延遲到更大的程度。換言之，相位的改變量具有與由控制銷2034 的徑向偏移所產生的連桿機構2030的操作量相對應的值?；蛘?，也可以 是控制銷2034從引導板2040的軸心沿徑向偏移越大，進氣門1100的相位 就被提前到更大的程度。
如圖7所示，在控制銷2034抵靠引導槽2042的端部時，連桿機構 2030的操作受到限制。因此，控制銷2034抵靠引導槽2042的端部時的相 位是最大延遲角或最大提前角的相位。
再參考圖3，在引導板2040中，在其面向減速齒輪2050的表面中設 有多個凹入部分2044，用于使引導板2040和減速齒輪2050彼此連接。
減速齒輪2050由外齒輪2052和內齒輪2054組成。外齒輪2052相對 于鏈輪2010固定，使得該齒輪與鏈輪2010—起旋轉。
內齒輪2054在其上具有多個突起部分2056，這些突起部分被接納在 引導板2040的凹入部分2044中。內齒輪2054被支撐為可繞聯(lián)軸器2062 的偏心軸線2066旋轉，所述聯(lián)軸器2062被形成為相對于電動機2060的輸 出軸的軸心2064偏心。
圖8示出了沿圖3中的D-D的橫截面。內齒輪2054被設置為使其齒 的一部分與外齒輪2052嚙合。在電動機2060的輸出軸的轉速與鏈輪2010 的轉速相同時，聯(lián)軸器2062和內齒輪2054以與外齒輪2052 (鏈輪 2010)相同的轉速旋轉。在此情況下，引導板2040以與鏈輪2010相同的
轉速旋轉，因而進氣門iioo的相位得以保持。
在電動機2060使聯(lián)軸器2062繞軸心2064相對于外齒輪2052旋轉 時，在內齒輪2054繞偏心軸線2066旋轉的同時內齒輪2054作為整體相應地繞軸心2064公轉。內齒輪2054的旋轉運動使引導板2040相對于鏈輪 2010旋轉，從而改變進氣門IIOO的相位。通過減速齒輪2050、引導板2040和連桿機構2030使電動機2060的 輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉速(電動機2060的操作量)減 小，來改變進氣門1100的相位。這里，也可以增大電動機2060的輸出軸 與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉速來改變進氣門1100的相位。在電動機 2060的輸出軸上設置了電動機轉角傳感器5050，其輸出表示該輸出軸的 轉角(輸出軸在旋轉方向上的位置)的信號。電動機轉角傳感器5050通 常被構造為每次電動機的輸出軸轉過預定角時就產生脈沖信號。基于電動 機轉角傳感器5050的輸出，可以檢測電動機2060的輸出軸的轉速(此后 也簡稱為電動機2060的轉速)。如圖9所示，進氣VVT機構2000整體的減速比R(。，即電動機2060 的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉速對于相位改變量的比率，可 以具有基于進氣門1100的相位的值。在本實施例中，減速比R(0)越高， 相位改變量相對于電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉 速就越小。在進氣門1100的相位處于從最大延遲角至CA(1)的第一區(qū)域中時，進 氣VVT機構2000整體的減速比為R(l)。在進氣門1100的相位處于從 CA(2) (CA(2)相比CA(1)提前)至最大提前角的第二區(qū)域中時，進氣VVT 機構2000整體的減速比為R(2) (R(1)>R(2))。在進氣門1100的相位處于從CA(1)至CA(2)的第三區(qū)域中時，進氣 VVT機構2000整體的減速比以預定改變率((R(2)-R(1))/(CA(2)-CA(1))) 改變?；谏鲜鰳嬙?，以下將說明本實施的可變氣門正時設備的進氣VVT 機構2000的功能。在要使進氣門1100 (進氣凸輪軸1120)的相位提前的情況下，操作 電動機2060使引導板2040相對于鏈輪2010旋轉，從而如圖10所示使進 氣門IIOO的相位提前。在進氣門IIOO的相位處于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域中時，以減速比R(l)降低電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉 速，以使進氣門1100的相位提前。
在進氣門1100的相位處于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域中的情 況下，以減速比R(2)降低電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋
轉的轉速，以使進氣門iioo的相位提前。
在要使進氣門1100的相位延遲的情況下，使電動機2060的輸出軸相 對于鏈輪2010沿與要使其相位提前的情況下的方向相反的方向旋轉。與 要使相位提前的情況類似，在要使該相位延遲并且進氣門1100的相位處 于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域中時，以減速比R(l)降低電動機 2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉速，以使該相位延遲。此 外，在進氣門1100的相位處于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域中時， 以減速比R(2)降低電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉 速，以使該相位延遲。
因此，只要電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的方向 相同，則對于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域以及CA(2)與最大提前 角之間的第二區(qū)域兩者都可以使進氣門1100的相位提前或延遲。這里， 對于CA(2)與最大提前角之間的第二區(qū)域，可以使該相位提前更多或延遲 更多。這樣，可以在較寬的范圍內改變相位。
此外，由于對于最大延遲角與CA(1)之間的第一區(qū)域的減速比較高， 所以為了由隨著發(fā)動機1000的運轉而作用在進氣凸輪軸1120上的轉矩使 電動機2060的輸出軸旋轉，需要較大的轉矩。因此，即使在例如電動機 2060停機的情況下電動機2060不產生轉矩，也可以防止由作用在進氣凸 輪軸1120上的轉矩引起的電動機2060的輸出軸的旋轉。因此，可以抑制 實際相位從根據(jù)控制確定的相位發(fā)生改變。
如上所述，在進氣VVT機構2000中，由于存在減速比R(0)，所以在 停止向作為致動器的電動機2060供應電力時，不容易產生不期望的相位 改變。
在進氣門1100的相位處于CA(1)與CA(2)之間的第三區(qū)域中時，電動 機2060的輸出軸與鏈輪2010之間的相對旋轉的轉速以根據(jù)預定改變率改變的減速比進行減速，這可以造成進氣門iioo的相位提前或延遲。因此，在該相位從第一區(qū)域改變到第二區(qū)域或從第二區(qū)域改變到第一區(qū)域的情況下，相位改變量相對于電動機2060的輸出軸與鏈輪2010之間 的相對旋轉的轉速可以逐漸增大或減小。以此方式，可以對相位改變量的 突然階躍式的改變進行抑制，從而抑制相位的突然改變。因此，可以改善 控制相位的能力。如上所述，在用于本實施例的可變氣門正時設備的進氣VVT機構 中，在進氣門的相位處于從最大延遲角至CA(1)的區(qū)域中時，VVT機構 2000整體的減速比是R(l)。在進氣門的相位處于從CA(2)至最大提前角的 區(qū)域中時，VVT機構2000整體的減速比是小于R(l)的R(2)。因此，只要 電動機的輸出軸的轉速相同，就可以對于這兩個區(qū)域(即，最大延遲角和 CA(1)之間的第一區(qū)域以及CA(2)和最大提前角之間的第二區(qū)域)提前或延 遲進氣門的相位。這里，對于CA(2)和最大提前角之間的第二區(qū)域，可以 將相位提前或延遲到更大程度。因此，可以在較寬范圍內改變相位。此 外，對于最大延遲角和CA(1)之間的第一區(qū)域，減速比較高，因此可以防 止由隨著發(fā)動機的運轉而作用在進氣凸輪軸上的轉矩引起的電動機的輸出 軸的旋轉。因此，可以抑制實際相位從根據(jù)控制確定的相位發(fā)生改變。因 此，可以在較寬范圍內改變相位，并可以精確地控制相位。接著，將詳細說明用于控制進氣門1100的相位(此后也簡稱為進氣 門相位)的結構。參考圖11,如已經(jīng)參考圖l所述，發(fā)動機IOOO被構造為使得來自曲 軸1090的動力借助于正時鏈條1200 (或正時帶)分別通過鏈輪2010和 2012傳遞到進氣凸輪軸1120和排氣凸輪軸1130。此外，凸輪位置傳感器 5010安裝在進氣凸輪軸1120的外周側上，用于在每個預定凸輪轉角時輸 出凸輪轉角信號Piv。曲軸轉角傳感器5000安裝在曲軸1090的外周側 上，用于在每個預定曲軸轉角時輸出曲軸轉角信號Pca。此外，電動機轉 角傳感器5050安裝在電動機2060的轉子(未示出)上，用于在每個預定 轉角時輸出電動機轉角信號Pmt。凸輪轉角信號Piv、曲軸轉角信號Pca和 電動機轉角信號Pmt被輸入到ECU 4000。此外，基于檢測發(fā)動機1000的狀態(tài)的傳感器的輸出并基于運轉狀況 (駕駛員的踏板操作、當前車速等)，ECU 4000控制發(fā)動機1000的運 轉，使得能夠獲得發(fā)動機1000的要求輸出。作為發(fā)動機控制的一部分， ECU 4000基于如圖基層ECU 2所示的對照圖來設定進氣門1100和排氣門 1110的相位目標值。此外，ECU 4000產生作為進氣VVT機構2000的致動器的電動機 2060的轉速指令值Nmref，使得進氣門1100的相位達到目標相位。如下 文將說明的，與電動機2060的輸出軸相對于鏈輪2010 (進氣凸輪軸 1120)的轉速相對應地確定轉速指令值Nmref。電動機2060相對于進氣凸 輪軸1120的轉速差對應于致動器的操作量。電動機EDU (電子驅動單 元)4100根據(jù)來自ECU 4000的轉速指令值Nmref來控制電動機2060的 轉速。圖12是圖示作為根據(jù)本實施例的進氣VVT機構2000的致動器的電 動機2060的轉速控制的框圖。參考圖12，致動器操作量設定部分6000包括氣門相位檢測部分 6010、凸輪軸相位改變量計算部分6020、相對轉速設定部分6030、凸輪 軸轉速檢測部分6040、轉速指令值產生部分6050和切換部分6150。致動 器操作量產生部分6000執(zhí)行氣門正時控制，通過該控制進氣門1100的相 位被改變以跟隨根據(jù)圖2的對照圖依次設定的目標值IV("。此外，設置學習控制部分6100，用于學習進氣門相位的基準位置。通 過在每個預定控制周期根據(jù)預先存儲在ECU 4000中的預定程序執(zhí)行控制 處理，來實現(xiàn)致動器操作量設定部分6000和學習控制部分6100的操作。氣門相位檢測部分6010基于來自曲軸轉角傳感器5000的曲軸轉角信 號Pca、來自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉角信號Piv和來自電動機2060 的電動機轉角傳感器5050的電動機轉角信號Pmt，來計算進氣門相位 IV(0)(此后也表示為相位檢測值IV(。)。氣門相位檢測部分6010可以基于曲軸轉角信號Pca和凸輪轉角信號 Piv來計算相位檢測值IV(。。例如，在產生凸輪轉角信號Piv時，將凸輪 轉角信號Piv與產生曲軸轉角信號Pca的時間差轉換為曲軸1090和進氣凸輪軸1120之間的相位差，從而可以計算進氣凸輪軸1120的當前相位檢測 值IV(0)(第一相位計算方法)?；蛘撸诟鶕?jù)本發(fā)明的實施例的進氣VVT機構2000中，可以基于作 為致動器的電動機2060的操作量(相對轉速ANm)來精確地追蹤進氣門 的相位改變量。具體而言，基于各種傳感器的輸出，計算實際的相對轉速 ANm，并基于計算得到的實際相對轉速ANm根據(jù)后述表達式(1)的運 算，可以計算每單位時間(控制周期)進氣門相位的改變量dIV(。。因 此，通過對相位改變量dlV(0)進行累計，氣門相位檢測部分6010可以依 次計算進氣凸輪軸1120的當前相位檢測值IV(。(第二相位計算方法)。 氣門相位檢測部分6010可以考慮運算負荷或發(fā)動機速度的穩(wěn)定性通過適 當?shù)厥褂玫谝缓偷诙辔挥嬎惴椒▉碛嬎阆辔粰z測值IV("。凸輪軸相位改變量計算部分6020具有計算部分6022和需求相位改變 量計算部分6025。計算部分6022計算相位與目標相位IV(。r的偏差 △IV(0) (AIV(0)=IV(。一IV(0)r)。需求相位改變量計算部分6025根據(jù)由 計算部分6022計算的偏差AIV(。，來計算此控制周期的進氣凸輪軸1120 的需要改變量A0。例如，預先設定在單個控制周期中相位改變量Ae的最大值A9max， 并且需求相位改變量計算部分6025在上至最大值A0max的范圍內根據(jù)相 位偏差AIV(。來確定相位改變量Ae。這里，最大值Aemax可以是預定固 定值，或者可以由需求相位改變量計算部分6025根據(jù)發(fā)動機1000的運轉 狀態(tài)(轉速、進氣量等)或相位偏差AIV(0)的大小來可變地設定。相對轉速設定部分6030計算為了產生由需求相位改變量計算部分 6025計算的需求相位改變量A9所需要的、電動機2060相對于鏈輪2010 的轉速的相對轉速ANm。例如，相對轉速ANm在要使進氣門相位提前時 被設定為正值(ANm〉0)，在要使進氣門相位延遲時被設定為負值 (△Nm<0)，而在要保持進氣門相位時被設定為大約零(A0=O)。這里，與控制周期相對應的每單位時間的相位改變量Ae與相對轉速 △Nm之間的關系由以下表達式(1)表示。在表達式(1)中，R(0)表示根 據(jù)進氣門相位改變的減速比，如圖9所示?！鱡^ANm* 360° (l,)) AT …(l)因此，相對轉速設定部分6030可以根據(jù)表達式(1)的運算來計算電動機2060的相對轉速ANm，以用于產生在控制周期AT所需的凸輪軸相位改變量A0。凸輪軸轉速檢測部分6040將鏈輪2010的轉速(即，進氣凸輪軸1120 的實際轉速IVN)計算為曲軸1090的轉速的一半。凸輪軸轉速檢測部分 6040可以被構造為基于來自凸輪位置傳感器5010的凸輪轉角信號Piv來 計算進氣凸輪軸1120的實際轉速IVN。但是，通常進氣凸輪軸1120的每 一圈旋轉輸出的凸輪轉角信號的次數(shù)小于曲軸1090的每一圈旋轉輸出的 曲軸轉角信號的次數(shù)。因此，通過基于曲軸1090的轉速來檢測凸輪軸轉 速IVN，可以提高檢測精度。切換部分6150布置在轉速指令值產生部分6050與相對轉速設定部分 6030和學習控制部分6100之間。除了在正由學習控制部分6100執(zhí)行基準 位置學習時之外，切換部分6150將由相對轉速設定部分6030設定的相對 轉速ANm輸入到轉速指令值產生部分6050。下文將詳細說明根據(jù)本實施 例的基準位置學習。轉速指令值產生部分6050將由凸輪軸轉速檢測部分6040檢測到的進 氣凸輪軸1120的實際轉速IVN和從切換部分6150輸入的相對轉速ANm 相加以產生電動機2060的轉速指令值Nmref。因此，除了在基準位置學習 時之外，在包括正常操作在內的操作期間，基于由相對轉速設定部分6030 設定的相對轉速ANm來產生電動機2060的轉速指令值Nmref。在基準位 置學習時，基于由學習控制部分6100設定的相對轉速ANmO來產生電動 機2060的轉速指令值Nmref。由轉速指令值產生部分6050產生的轉速指 令值Nmref被傳輸?shù)诫妱訖CEDU 4100。電動機EDU 4100通過中繼電路4250連接到電源4200。由控制信號 SRL來控制中繼電路4250的接通/關斷。通常，由能夠在發(fā)動機運轉時充 電的二次電池來形成電源4200。因此，通過使中繼電路關斷，可以停止對 電動機2060的電力供應。電動機EDU 4100執(zhí)行轉速控制，使得電動機2060的轉速與轉速指令值Nmref相符。例如，電動機EDU 4100控制功率半導體器件(例如晶體 管)的開關，使得根據(jù)電動機2060的實際轉速與轉速指令值Nmref的轉 速偏差(Nref-Nm)來控制從電源4200向電動機2060供應的電力(由電 動機電流Imt表示)。具體而言，控制這種功率半導體器件的開關操作的 占空比。尤其是，為了提高電動機可控性，電動機EDU 4100根據(jù)以下等式 (2)來控制作為轉速控制中的調節(jié)量的占空比DTY。DTY=DTY(ST)+DTY(FB) …(2)在等式(2)中，DTY(FB)是基于上述轉速偏差和具有預定控制增益 的控制操作(例如，通用P控制、PI控制等)的反饋項。在等式(2)中，DTY(ST)是基于電動機2060的轉速指令值和所設定 的相對轉速ANm設定的預設項。參考圖13，與在相對轉速ANm二O時(即，在電動機2060要針對轉 速指令值Nmref以與電動機2060相同的轉速(ANm=0)旋轉時)需要的 電動機電流值相對應的占空比特性6060被預先設定為表。然后，通過將 與相對轉速ANm相對應的電流值加上根據(jù)占空比特性6060的基準值/從根 據(jù)占空比特性6060的基準值減去與相對轉速ANm相對應的電流值，來設 定等式(2)中的DTY(ST)。通過由預設項和反饋項的組合來控制向電動 機2060的電力供應的這種轉速控制，與簡單的反饋控制(即，簡單地通 過等式(2)的項DTY(FB)進行的轉速控制)相比，電動機EDU4100使 得電動機2060的轉速迅速地跟隨轉速指令值Nmref的任何改變。 (根據(jù)本發(fā)明實施例的基準位置學習)為了提高檢測進氣凸輪軸1120的相位時的精度，進氣VVT機構2000 在滿足指示學習的預定條件時使用學習控制部分6100執(zhí)行進氣門相位的 基準位置學習。在本發(fā)明的實施例中，在減速比R(。較大的區(qū)域中進行基 準位置學習。具體地，通過使進氣門相位達到最大延遲角來進行基準位置 學習。參考圖12，響應于當滿足指令學習的預定條件時接通的學習指示信 號，學習控制部分6100將電動機2060的相對轉速ANmO設定為用于執(zhí)行基準位置學習的致動器操作量。在基準位置學習時，開關部分6150將學 習控制部分6100的輸出向轉速指令值產生部分6050輸入，因而基于由學 習控制部分6100設定的相對轉速ANmO，產生電動機2060的轉速指令值 Nmref。在其中電動機2060根據(jù)相對轉速ANmO運轉的基準位置學習期間， 學習控制部分6100基于由氣門相位檢測部分6100檢測到的相位檢測值 IV(。判定進氣門相位是否已經(jīng)達到作為基準相位的最大延遲角(例如，0 ) Q當檢測到進氣門相位已經(jīng)達到基準相位時，學習控制部分6100結束 基準位置學習，并將此時的相位檢測值IV(0)設定為相位學習值仍n。以此方式計算的相位學習值01n反映在此后的氣門正時控制中對氣門 相位的檢測上。例如，將由氣門相位檢測部分6010獲得的相位檢測值 IV(0)和以上所述的相位學習值之間的相對差視為實際進氣門相位和基準泣 置學習時的基準相位(即，0° )之間的差來控制氣門正時。具體地，相 位學習值Wn反映在計算部分6022處對相位偏差AIV("的計算上。圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的基準位置學習的流程圖，圖15示出 了在基準位置學習時的操作波形。由ECU 4000以預定周期執(zhí)行根據(jù)圖14 的流程圖的基準位置學習例程。參照圖14，在步驟S100， ECU 4000判定是否滿足預定的學習執(zhí)行條 件。如參照圖9所述的那樣，在根據(jù)本實施例的進氣VVT機構2000中， 由于減速比R(0)，當向作為致動器的電動機2060的電力供應停止時，不 期望的相位變化的可能性較低。因而，通過將在ECU 4000中相繼檢測到 的相位檢測值IV(。存儲在即使當點火開關關斷時(當運轉停止時)仍保 留所存儲內容的存儲區(qū)域(諸如SRAM:靜態(tài)隨機存取存儲器)中，可以 不需要在每次發(fā)動機起動時執(zhí)行基準位置學習。當采用這種配置時，可以 在存儲在存儲器中的內容被清除時(例如，在電池更換等時)，滿足用于 執(zhí)行步驟S100的學習的條件?？蛇x地，為了提高檢測進氣門相位的精度，可以在每次發(fā)動機起動時 滿足用于執(zhí)行步驟S100的學習的條件。當不滿足用于執(zhí)行學習的條件(步驟S100中的"否")，由于不指 示基準位置學習，所以ECU4000結束處理。相反，當滿足用于執(zhí)行學習的條件(在步驟S100中的"是")時， ECU 4000將輸入到學習控制部分6100 (圖12)的學習指示信號轉為"接 通"，并通過步驟S110以后的處理執(zhí)行基準位置學習。在步驟SI 10， ECU 4000將電動機2060的相對轉速ANmO設定為用于 執(zhí)行基準位置學習的致動器操作量。相對轉速ANmO被設定為用于將進氣 門相位改變?yōu)樽鳛榛鶞氏辔坏淖畲笱舆t角(0° )的值。具體地，在本實 施例中，相對轉速ANmO被設定為預定負值。這與響應于圖12的學習指 示信號轉為"接通"而進行的學習控制部分6100的操作相對應。參考圖15，當滿足用于執(zhí)行學習的條件并且在時間點t0學習指示信 號轉為"接通"時，電動機2060根據(jù)相對轉速命令值ANmO (<0)運 轉，由此以恒定速率來延遲相位檢測值IV("。當實際進氣門相位在時間點tl達到最大延遲角(0° )時，連桿機構 2030的操作被鎖止，并且進氣門相位的改變量變得大致為零。此時，電動 機2060的相對轉速也變成大約為零。當在相位檢測值IV(0)中存在偏離誤差時，實際進氣門相位在IV(。= O之前達到最大延遲角，并且電動機2060的相對轉速達到零，相位檢測值 IV(。的變化停止。因而，可以根據(jù)相位檢測值IV(。的改變量或者根據(jù)基 于實際相對轉速ANm的改變量dIV("(即，值dlV(。達到dlV(。"0)來 檢測實際進氣門相位是否已經(jīng)到達作為基準相位的最大延遲角。響應于此，基準位置學習完成，并且學習完成標記轉為"接通"。此 時的相位檢測值IV(0)存儲為相位學習值Wn，并反映于此后的氣門正時控 制。再次參照圖14，為了實現(xiàn)圖15的時間點t0之后的操作，ECU4000執(zhí) 行下述步驟S120至S160。在步驟S120， ECU 4000檢測通過電動機2060根據(jù)相對轉速ANmO進 行的操作而產生的進氣門相位的變化。這對應于由氣門相位檢測部分6010 對相位檢測值IV(0)的計算。此外，在步驟S130， ECU 4000基于在步驟S120對進氣門相位的檢測 來計算相位改變量。如上所述這相當于對相位改變量dlV(0)的計算。
在步驟S140， ECU 4000將在步驟S130計算出的相位改變量與判定值 M進行比較。判定值卵被設定為零附近的預定值，以能夠對相位改變量 幾乎到達零進行檢測。
當相位改變量》6K)(步驟S140中的"否")時，ECU 4000判定實際 進氣門相位尚未達到基準相位(最大延遲角)，并且在步驟S150，繼續(xù)對 電動機2060進行電力供應，由此繼續(xù)基準位置學習。具體地，在圖15的 時間點tO和tl之間，執(zhí)行步驟S150。
當相位改變量<00 (步驟S140中的"是")，ECU 4000判定實際進 氣門相位已經(jīng)達到基準相位(最大延遲角)，并完成基準位置學習，獲得 相位學習值Wn。具體地，在圖15的時間點tl，執(zhí)行步驟S160。
此外，在進氣門相位的改變量近似為零的基準位置學習的完成時，其 處于鎖止狀態(tài)，因而預期電動機電流增大。因而，當在學習結束時各氣缸 列之間電動機電流增大的正時重疊的情況下，電源負荷瞬間增大。因而， 優(yōu)選地，在基準位置學習完成的正時(圖15的時間點tl)在多個氣缸列 之間不同的情況下執(zhí)行基準位置學習。例如，通過使開始基準位置學習的 正時(圖15的時間點t0)在多個氣缸列之間不同，能夠避免以上所述的 電源負荷的增大。
在根據(jù)本實施例的可變氣門正時設備中，在構造有多個氣缸列的發(fā)動 機中，執(zhí)行諸如圖16所示對是否可以開始氣門正時控制的判定，以防止 在各氣缸列之間氣門正時設定的偏差所引起的發(fā)動機速度的變動。
參照圖16，在基準位置學習結束時，ECU 4000通過下述的步驟S170 至S195判定在每個氣缸列中是否可以開始氣門正時控制。
在步驟S170， ECU 4000確認在相應的氣缸列中學習完成標記是否為 "接通"，學習是否已經(jīng)完成。此外，當在相應的氣缸列中學習己經(jīng)完成 時(步驟S170中的"是")，在步驟S180， ECU 4000確認在其它氣缸 列中的學習完成標記是否為"接通"，學習是否已經(jīng)完成。
當在相應氣缸列和其它氣缸列中基準位置學習已經(jīng)完成時(即，當在所有的氣缸列中基準位置學習已經(jīng)完成時)(在步驟S170和S180中均為 "是")，在步驟S190， ECU 4000允許相應氣缸列的進氣VVT機構 2000開始氣門正時控制。結果，通過反映了基準位置學習結果的氣門正時 控制，進氣門1100的相位以跟隨根據(jù)圖2的對照圖依次設定的目標值 IV("r的方式被改變。
當在步驟S170或S180任一者為"否"時(即，當在任一氣缸列中基 準位置學習完成時)，在步驟S195， ECU 4000禁止相應氣缸列的VVT機 構2000進行的氣門正時控制的開始。具體地，在確認在所有氣缸列中均 完成基準位置學習之前，即使在某一氣缸列中基準位置學習已經(jīng)完成，也 限制每個氣缸列中氣門正時控制的開始。
因為這樣的構造，在根據(jù)本實施例的可變氣門正時設備中，可以使多 個氣缸列之間氣門正時設定相符，以防止引入到氣缸的空氣量在各氣缸列 之間變動。因而，能防止發(fā)動機速度等的波動，并維持令人滿意的發(fā)動機 燃燒特性。
尤其是在有意使基準位置學習的完成正時(圖15的時間點tl)在多 個氣缸列之間不同的情況下執(zhí)行基準位置學習時，通過如圖16所示判定 是否可以開始氣門控制，在正時控制時使在多個氣缸列中氣門正時設定相 符，這是有利的。
當每次發(fā)動機起動時執(zhí)行基準位置學習時，優(yōu)選地，如圖17所示， 在時間點ta的起動之后通過發(fā)動機完全燃燒使得發(fā)動機速度已經(jīng)增大之后 一旦發(fā)動機速度沉降穩(wěn)定時的時間點tb之后，盡快開始基準位置學習。
然而，在基準位置學習時，不用考慮發(fā)動機的燃燒特性就可以均一地 設定進氣門相位。因而，當在怠速運轉期間執(zhí)行基準位置學習時，發(fā)動機 的燃燒特性趨于惡化，在最差的情況下可能導致在發(fā)動機停機(engine stall)。
此外， 一般地，在怠速運轉中，為了將發(fā)動機速度維持在預定的怠速 速度，執(zhí)行怠速速度控制(ISC)以調節(jié)引入到氣缸的空氣量。在怠速速 度控制中，在發(fā)動機較熱的穩(wěn)定運轉狀態(tài)下(在熱狀況下)維持目標怠速 速度所需的基本空氣量被校正(增大或者減小)，以反映穩(wěn)定運轉狀態(tài)和當前狀態(tài)之間狀況的差異(諸如發(fā)動機溫度和附件的工作狀態(tài))。通常，通過控制節(jié)氣門1030的開度來調節(jié)在怠速速度控制下要引入的空氣量。在本實施例中，當在怠速運轉期間執(zhí)行基準位置學習時，通過根據(jù)圖18的流程圖的控制結構來防止燃燒特性的惡化。參照圖18，在步驟S200， ECU 4000確認是否正在執(zhí)行基準位置學 習，在步驟S210確認發(fā)動機是否處于怠速運轉中。當在怠速運轉期間執(zhí)行基準位置學習時(在步驟S200和S210中均為 "是")，ECU 4000在步驟S220增大在怠速速度控制下引入的空氣量以 防止發(fā)動機停機。具體地，假定其它狀況相同，當執(zhí)行基準位置學習時， 以比當沒有執(zhí)行基準位置學習時更大的引入空氣量來進行怠速控制比增 大。結果，當在發(fā)動機怠速運轉期間執(zhí)行基準位置學習時能防止導致發(fā)動 機停機的燃燒特性的惡化。在根據(jù)本實施例的可變氣門正時設備中，當設置諸如鎖止銷之類的機 構用于在基準位置學習時在基準相位以機械的方式限制進氣門相位的變化 時，基準位置可以不是最大延遲角。然而，如在本實施例中那樣通過將基 準位置學習中的基準相位設定為與可變氣門相位的可變范圍的限制位置相 對應的相位(最大延遲角/最大提前角)，不用增加諸如鎖止銷之類的任何 特定機構就可以執(zhí)行基準位置學習。在以上所述的實施例中，圖12的學習控制部分6100或者圖14的步驟 S110至S160對應于本發(fā)明的"基準位置學習裝置(步驟)"，圖16的步 驟S160和S170對應于本發(fā)明的"學習完成確認裝置(步驟)"，步驟 S195對應于本發(fā)明的"控制開始限制裝置(步驟)"。此外，圖18的步 驟S220對應于本發(fā)明的"增大裝置(步驟)"。應該理解，本文公開的實施例是在每個方面都是圖示性而非限制性 的。本發(fā)明的精神和范圍僅僅由各項權利要求限制，而不是以上的描述限 制，并意在包括落在與各項權利要求等同的范圍和含義內的任何修改。
權利要求
1.一種可變氣門正時設備，其設置在具有多個氣缸組的發(fā)動機中，所述可變氣門正時設備包括改變機構，其與所述多個氣缸組中的每個氣缸組相對應地設置，每個所述改變機構用于改變在相對應的所述氣缸組中的進氣門和排氣門中至少一者的開啟/關閉正時；基準位置學習裝置，其與每個所述改變機構相對應地設置，并用于當指示基準位置學習時，向相對應的所述改變機構的致動器產生操作指令使得將所述開啟/關閉正時改變到預定正時，并且用于響應于所述開啟/關閉正時達到所述預定正時而學習所述開啟/關閉正時的基準；學習完成確認裝置，其用于確認是否在所有所述改變機構中均已經(jīng)完成由所述基準位置學習裝置進行的所述基準位置學習；以及控制開始限制裝置，其用于在每個所述改變機構中禁止用于跟隨依次設定的目標值來改變所述開啟/關閉正時的開啟/關閉正時控制的開始，直到由所述學習完成確認裝置確認在所有所述改變機構中均已經(jīng)完成所述基準位置學習。
2. 根據(jù)權利要求1所述的可變氣門正時設備，其中， 每個所述改變機構被構造為將所述開啟/關閉正時改變根據(jù)所述致動器的操作量的改變量，并還被構造為使得至少在所述基準位置學習期間，在 所述預定正時以機械的方式限制所述開啟/關閉正時的改變；并且當指示所述基準位置學習時，所述基準位置學習裝置產生每個所述改 變機構中的所述致動器的操作指令，使得所述開啟/關閉正時達到所述預定 正時的正時根據(jù)不同的所述改變機構而各不相同。
3. 根據(jù)權利要求1所述的可變氣門正時設備，還包括，增大裝置，其用于當在所述發(fā)動機處于怠速運轉的情況下執(zhí)行所述基 準位置學習時，將引入到所述發(fā)動機的空氣量增大為比在相同條件下不執(zhí) 行所述基準位置學習時更大。
4. 一種可變氣門正時設備，其設置在具有多個氣缸組的發(fā)動機中，所述可變氣門正時設備包括改變機構，其與所述多個氣缸組中的每個氣缸組相對應地設置，每個 所述改變機構用于改變在相對應的所述氣缸組中的進氣門和排氣門中至少 一者的開啟/關閉正時；以及控制單元，其用于控制所述改變機構的操作，其中所述控制單元被構造為在每個所述改變機構中獨立地執(zhí)行基準位置學 習，以在指示所述基準位置學習時，向相對應的所述改變機構的致動器產 生操作指令使得將所述開啟/關閉正時改變到預定正時，并且用于響應于所 述開啟/關閉正時達到所述預定正時而學習所述開啟/關閉正時的基準；并 且所述控制單元還被構造為確認是否在所有所述改變機構中已經(jīng)完成所 述基準位置學習，并在每個所述改變機構中禁止用于跟隨依次設定的目標 值來改變所述開啟/關閉正時的開啟/關閉正時控制的開始，直到確認在所 有所述改變機構中已經(jīng)完成所述基準位置學習。
5. 根據(jù)權利要求4所述的可變氣門正時設備，其中， 每個所述改變機構被構造為將所述開啟/關閉正時改變根據(jù)所述致動器的操作量的改變量，并還被構造為使得至少在所述基準位置學習期間，在 所述預定正時以機械的方式限制所述開啟/關閉正時的改變；并且當指示所述基準位置學習時，所述控制單元產生每個所述改變機構中 的所述致動器的操作指令，使得所述開啟/關閉正時達到所述預定正時的正 時根據(jù)不同的所述改變機構而各不相同。
6. 根據(jù)權利要求4所述的可變氣門正時設備，其中， 所述控制單元還產生控制指令，使得當在所述發(fā)動機處于怠速運轉的情況下執(zhí)行所述基準位置學習時，將引入到所述發(fā)動機的空氣量增大為比 在相同條件下不執(zhí)行所述基準位置學習時更大。
7. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的可變氣門正時設備，其中， 在每個所述改變機構中，所述預定正時與所述開啟/關閉正時的可變范圍的機械方式的限制相對應地設置。
8. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的可變氣門正時設備，其中，所述致動器由電動機實現(xiàn)，并且所述改變機構被構造為將所述開啟/關 閉正時改變與所述電動機的轉速相對于凸輪軸的轉速的差相對應的改變 量，所述凸輪軸驅動其開啟/關閉正時被改變的所述氣門。
9. 一種控制可變氣門正時設備的方法，所述可變氣門正時設備具有針對每個氣缸組的改變機構，所述改變機構用于改變設置在發(fā)動機中的進氣門和排氣門中至少一者的開啟/關閉正時，所述方法包括為每個所述改變機構執(zhí)行的基準位置學習步驟，所述基準位置學習步 驟如下當指示基準位置學習時，向相對應的所述改變機構的致動器產生 操作指令使得將所述開啟/關閉正時改變到預定正時，并且響應于所述開啟 /關閉正時達到所述預定正時而學習所述開啟/關閉正時的基準；學習完成確認步驟，所述學習完成確認步驟如下確認是否在所有所 述改變機構中均在所述基準位置學習步驟已經(jīng)完成所述基準位置學習；以 及控制開始限制步驟，所述控制開始限制步驟如下在每個所述改變機 構中禁止用于跟隨依次設定的目標值來改變所述開啟/關閉正時的開啟/關 閉正時控制的開始，直到確認在所有所述改變機構中均在所述基準位置學 習步驟已經(jīng)完成所述基準位置學習。
10. 根據(jù)權利要求9所述的控制可變氣門正時設備的方法，其中， 每個所述改變機構被構造為將所述開啟/關閉正時改變根據(jù)所述致動器的操作量的改變量，并還被構造為使得至少在所述基準位置學習期間，在 所述預定正時以機械的方式限制所述開啟/關閉正時的改變；并且在所述基準位置學習步驟，當指示所述基準位置學習時，產生每個所 述改變機構中的所述致動器的操作指令，使得所述開啟/關閉正時達到所述 預定正時的正時根據(jù)不同的所述改變機構而各不相同。
11. 根據(jù)權利要求9所述的控制可變氣門正時設備的方法，還包括增大步驟，所述增大步驟如下當在所述發(fā)動機處于怠速運轉的情況 下執(zhí)行所述基準位置學習時，將引入到所述發(fā)動機的空氣量增大為比在相 同條件下不執(zhí)行所述基準位置學習時更大。
12. 根據(jù)權利要求9至11中任一項所述的控制可變氣門正時設備的方法，其中，在每個所述改變機構中，所述預定正時與所述開啟/關閉正時的可變范 圍的機械方式的限制相對應地設置。
13.根據(jù)權利要求9至11中任一項所述的控制可變氣門正時設備的方 法，其中，所述致動器由電動機實現(xiàn)，并且所述改變機構被構造為將所述開啟/關 閉正時改變與所述電動機的轉速相對于凸輪軸的轉速的差相對應的改變 量，所述凸輪軸驅動其開啟/關閉正時被改變的所述氣門。
全文摘要
在多個氣缸列的每個中具有VVT機構的可變氣門正時設備中，不允許氣門正時控制的開始(S190)，直到在相應氣缸列和在其它氣缸列中氣門正時的基準位置學習完成(S170、S180)。因而，在氣門正時控制時，多個氣缸列的氣門正時相符，由此能抑制引入到氣缸的空氣量的變動，并能維持令人滿意的燃燒特性。
文檔編號F02D13/02GK101410608SQ200780011448
公開日2009年4月15日 申請日期2007年2月21日 優(yōu)先權日2006年3月30日
發(fā)明者井上靖通, 漆畑晴行, 益城善一郎, 野村光宏 申請人:豐田自動車株式會社