内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法制造方法及图纸

一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法，在曲轴反转的情况下，也可以高精度地检测凸轮轴的旋转相位，进行良好的气门正时控制。依次算出以曲轴的1/2旋转速度旋转的链轮和电动机的定子一体旋转的电动VTC的电动机轴旋转角θf_m[deg.]、曲轴正旋转角θf_crp[deg.CA]、曲轴反旋转角θf_crp[deg.CA]、最终的曲轴旋转角θf_cr[deg.CA]、链轮的旋转角θf_cs[deg.]，算出控制周期间Ts[s]间的电动机轴旋转角变化量Δθf_m[deg.]，同样算出链轮旋转角变化量Δθf_cs[deg.]、电动机轴旋转角变化量Δθs_m[deg.]、进气凸轮轴的旋转角变化量Δθs_cm[deg.CA]、进气凸轮轴的当前实际旋转角（VTC实际角度）θs_cm[deg.CA]，运算VTC实际角度θs_cm[deg.CA]追随VTC目标角度θtrg[deg.CA]的VTC操作量。

【技术实现步骤摘要】
内燃机的可变气门正时机构的控制装置及控制方法
本专利技术涉及变更内燃机的内燃机气门（进气门或排气门）的气门正时的可变气门正时机构的控制装置及控制方法。
技术介绍
在这种可变气门正时机构的控制装置中，通过检测凸轮轴相对曲轴的旋转相位，并利用可变气门正时机构使该旋转相位接近于目标旋转相位，来控制气门正时。在日本专利第4123127号公开的可变气门正时机构的控制装置中，在使用电动机驱动进气门开闭用凸轮轴的可变气门正时机构中，与设置于凸轮轴的旋转角传感器比较，使用凸轮轴的每单位旋转角的检测频率高的电动机轴的旋转信号，由此谋求实现内燃机低速域中的精度高的气门正时控制。但是，在停止内燃机的运转等的情况下，在停止之前的极低速旋转时，曲轴有时向正旋转方向的反方向旋转（反转），在上述专利日本第4123127号公开的可变气门正时机构的控制装置中，在反转的情况下不能正确地检测凸轮轴旋转相位。因此，例如在停止举动中要想把进气门的气门正时控制为起动用的气门正时等时，不能进行良好的气门正时控制。
技术实现思路
因此，本专利技术是鉴于这种现有的问题而提出的，其目的在于提供在曲轴反转的情况下，也能够高精度地检测凸轮轴的旋转相位而可以进行良好的气门正时控制的可变气门正时机构的控制装置。为了实现上述目的，本专利技术提供的内燃机的可变气门正时机构的控制装置包括：曲轴角传感器，其检测曲轴的旋转角；凸轮传感器，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；第一旋转相位检测部，其基于来自所述曲轴角传感器及所述凸轮传感器的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；促动器，其使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转，能够变更所述旋转相位；该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，通过进行反馈控制使所述旋转相位接近目标值；并且，该控制装置还包含：正反转检测装置，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；促动器旋转传感器，其以比所述第一旋转相位检测部的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；第二旋转相位检测部，其基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测部的检测频率高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位。另外，本专利技术提供的内燃机的可变气门正时机构的控制方法包括：检测曲轴的旋转角及内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；基于所述曲轴的旋转角及所述内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角的各信号，作为第一旋转相位检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；驱动通过使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而能够变更所述第一旋转相位的促动器，基于所述旋转相位的检测值，进行反馈控制以使所述旋转相位接近目标值；并且，该控制方法还包含：判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；以比所述第一旋转相位的检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位的检测频率高的频率作为第二旋转相位检测所述凸轮轴的旋转相位。参照附图并基于下面的记载，本专利技术的其它目的和特征变得更加明了。附图说明图1是本专利技术实施方式的内燃机系统构成图；图2是表示同上实施方式的曲轴角传感器及凸轮传感器的结构的图；图3是表示同上实施方式的曲轴角传感器及凸轮传感器的输出特性的时间图；图4（A）、（B）是表示同上实施方式的旋转信号随着正转和反转变化的脉宽及振幅的时间图；图5是表示同上实施方式的检测反转时计数器CNTPOS的增减变化的时间图；图6是在同上实施方式中被控制的气门正时，（A）表示起动后的米勒循环运转时，（B）表示起动时气门正时；图7是表示同上实施方式的可变气门正时机构的纵剖面图；图8是同上可变气门正时机构的主要构成部件的主要部分放大剖面图；图9是图7的A－A线剖面图；图10是图7的B－B线剖面图；图11是同上可变气门正时机构的罩部件和第一油封的分解立体图；图12是图7的C－C线剖面图；图13是表示同上实施方式所使用的电动机旋转传感器的构成的立体图；图14是同上电动机旋转传感器输出的信号波形图，（A）表示电动机顺时针方向旋转时，（B）表示电动机逆时针方向旋转时。图15是同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第一实施方式的流程图；图16表示同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第二实施方式的流程的前段；图17表示同上第二实施方式的流程的后段；图18表示同上可变气门正时机构所进行的进气门的气门正时控制的第三实施方式的一部分流程；图19表示同上第三实施方式的一部分流程；图20表示同上第三实施方式的一部分流程；图21是表示同上各实施方式的内燃机停止举动中进气门的气门正时控制的各种状态变化的时间图。具体实施方式下面，基于附图详细说明本专利技术的一实施方式。图1是应用了本专利技术的控制装置的车辆用内燃机101的构成图。在本实施方式中，内燃机101是直列式四缸四冲程内燃机，但不限定于此。在图1中，在内燃机101的进气管102上安装有通过节气门控制马达103a开闭驱动节气门103b的电子控制节气门103。而且，内燃机101经由电子控制节气门103及进气门105，将空气吸入各气缸的燃烧室106。在各气缸的进气口130设有燃料喷射阀131，燃料喷射阀131根据来自作为控制装置的ECU（发动机控制单元）114的喷射脉冲信号进行开阀动作，喷射燃料。燃烧室106内的燃料因点火火花塞104的点火而燃烧。在点火火花塞104上安装有内装了点火线圈及控制对该点火线圈的通电的功率晶体管的点火模块112。燃烧室106内的燃烧气体经由排气门107向排气管111流出。设置于排气管111的前催化剂转换器108及后催化剂转换器109净化流经排气管111的排气。进气凸轮轴134和排气凸轮轴110一体地具有凸轮，利用该凸轮使进气门105及排气门107动作。进气门105通过使用电动机（促动器）使进气凸轮轴134相对于曲轴120相对旋转的可变气门正时机构（电动VTC）113，可变控制气门正时。ECU114内置有微型计算机，根据预先存储于内存的程序进行运算，控制电子控制节气门103，燃料喷射阀131，点火模块112等。ECU114输入来自各种传感器的检测信号。作为各种传感器，设有检测油门踏板116a的开度（油门开度）ACC的油门开度传感器116、检测内燃机101的吸入空气量Q的空气流量传感器115、根据内燃机101的输出轴即曲轴120的旋转输出脉冲状的旋转信号（单位曲轴角信号）POS的曲轴角传感器（旋转传感器）117、检测节气门103b的开度TVO的节气门传感器118、检测内燃机101的冷却水温度TW的水温传感器119、根据进气凸轮轴134的旋转输出脉冲状的凸轮信号PHASE的凸轮传感器133、检测驱动电动VTC113的电动机的电动机轴旋转角的电动机旋转传感器201、在车辆的驾驶者踏下制动踏板121的制动状态下接通的制动开关122、检测以内燃机101为动力源的车辆的行驶速度（车速）VSP的车速传感器123等。另外，ECU114输入内燃机101运转及停止的主开关即点火开关124的接通及断开信号、起动开关125的接通及断开信号。图2表示曲轴角传感器117及凸轮传感器133的结构。曲轴角传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，包括：曲轴角传感器，其检测曲轴的旋转角；凸轮传感器，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；第一旋转相位检测部，其基于来自所述曲轴角传感器及所述凸轮传感器的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；促动器，其能够使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而变更所述旋转相位；该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，并且以使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制，该控制装置还包括：正反转检测部，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；促动器旋转传感器，其以比所述第一旋转相位检测部的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；第二旋转相位检测部，其基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测部高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位。

【技术特征摘要】
2011.09.20 JP 2011-2053911.一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，包括：曲轴角传感器，其检测曲轴的旋转角；凸轮传感器，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；第一旋转相位检测部，其基于来自所述曲轴角传感器及所述凸轮传感器的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转相位；促动器，其能够使所述凸轮轴相对于所述曲轴相对旋转而变更所述旋转相位；该控制装置基于所述旋转相位的检测值驱动所述促动器，并且以使所述旋转相位接近目标值的方式进行反馈控制，该控制装置还包括：正反转检测部，其判别并检测所述曲轴的正向旋转和反向旋转；促动器旋转传感器，其以比所述第一旋转相位检测部的旋转相位检测频率高的频率检测包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量；第二旋转相位检测部，其基于所述曲轴的正向旋转和反向旋转的检测结果和包含所述促动器的旋转方向的旋转动作量，以比所述第一旋转相位检测部高的频率检测所述凸轮轴的旋转相位；在检测出所述曲轴的反向旋转时，或者在所述反馈控制的控制时机所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值从前次值未被更新时，将所述第二旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制，在除此之外的情况下，将所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制。2.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，判定基于来自所述曲轴角传感器的信号检测的曲轴旋转速度是否处于能够发生反向旋转的极低速旋转区域，当判定为处于极低速旋转区域时，由所述第二旋转相位检测部检测旋转相位。3.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，所述第一旋转相位检测部对旋转相位的检测周期在所述可变气门正时机构的控制周期以下时，将所述第一旋转相位检测部所检测到的旋转相位的检测值应用于反馈控制。4.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，将与所述曲轴联动地旋转的链轮和所述凸轮轴同心地配置，所述促动器由电动机构成，该电动机构成为电动机轴与同心地配置的所述链轮及所述凸轮轴同心地配置，并且包含定子的电动机主体与所述链轮一体旋转，通过经由减速器向所述凸轮轴传递所述电动机轴的旋转，使所述凸轮轴相对所述链轮相对旋转，变更所述旋转相位。5.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，基于内燃机的停止举动中由所述第二旋转相位检测部检测到的旋转相位，以使停止后的旋转相位接近起动时用的目标旋转相位的方式进行反馈控制。6.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，将作为内燃机气门的进气门非起动时的目标旋转相位设为米勒循环运转用值，将起动时用的目标旋转相位设定为与非起动时用的目标旋转相位相比接近进气下止点的值。7.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，所述第二旋转相位检测部的形状形成为：固定于所述促动器的旋转轴端部的被检测部中沿绕该旋转轴方向被分割为多个的各部能够连续地检测旋转位置。8.如权利要求1所述的内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，所述曲轴角传感器在所述曲轴的正转时和反转时输出脉宽不同的旋转信号，所述正反转检测部根据该脉宽检测正转和反转。9.一种内燃机的可变气门正时机构的控制装置，其特征在于，包括：曲轴角检测装置，其检测曲轴的旋转角；凸轮角检测装置，其检测内燃机气门开闭用凸轮轴的旋转角；第一旋转相位检测装置，其基于来自所述曲轴角检测装置及所述凸轮角检测装置的各信号，检测所述凸轮轴相对于所述曲轴的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：三河谦太郎，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：