用於學習可變氣門單元的基準位置的裝置和方法
2023-04-29 22:06:26
專利名稱：用於學習可變氣門單元的基準位置的裝置和方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於學習可變氣門單元的基準位置的技術。
背景技術：
.日本特開(Kokai)專利申請公報No.2005-188286中公開了一種可 變氣門機構，其中通過由致動器帶動的控制軸的旋轉來連續地改變發動 機氣門的氣門升程量和氣門操作角。
另外，以上公開的文獻中公開了對致動器進行控制以使得在車輛 減速的同時在停止供應燃料期間實現最小氣門升程量和最小氣門操作 角，並且在這種情況下，對用於檢測控制軸的旋轉角度的角度傳感器的 輸出進行學習。
順便提及，在學習傳感器輸出的過程中，控制軸被致動器旋轉地驅 動直到該控制軸的旋轉運動被止動件限制為止，然後對在控制軸與止動 件接觸時獲得的角度傳感器的輸出進行輸出。
然而，在控制軸與止動件相接觸的情況下對控制軸連續地施加致動 器轉矩造成了角度傳感器安裝單元的偏移等，進而即使控制軸的旋轉停 止也會出現角度傳感器的輸出的變化，結果出現了學習準確性可能劣化 的棘手問題。
發明內容
因此，本發明的目的是避免由於角度傳感器安裝單元的偏移而導致 的學習準確性的劣化等。
為了實現這個目的，本發明提供了以下新技術，即，在對致動器進 行控制以使得控制軸壓靠在止動件上以後，減小由致動器施加的驅動轉 矩，並且對角度傳感器在致動器的驅動轉矩減小的狀態下的輸出信號進 行學習，作為控制軸被止動件限制進行其旋轉運動的基準位置處的信號。 通過以下參照附圖的描述，將會理解本發明的其他目的和特徵。
圖1是根據本發明實施方式的車輛發動機的系統圖2是示出了根據本發明實施方式的可變氣門升程機構的立體圖3是示出了可變氣門升程機構的一部分的截面圖4是根據本發明第一實施方式的學習過程的流程圖5是示出了第一實施方式的學習過程中控制軸的角度和電機運轉
量的特性的時間圖6是根據本發明第二實施方式的學習過程的流程圖7是示出了第二實施方式的學習過程中控制軸的角度和電機運轉
量的特性的時間圖8是根據本發明第三實施方式的學習過程的流程圖；而
圖9是示出了第三實施方式的學習過程中控制軸的角度和電機運轉
量的特性的時間圖。
具體實施例方式
圖1是根據本發明實施方式的車輛發動機的系統圖。 在圖1中，發動機101的進氣管102處設置有電控節氣門104。 電控節氣門104包括節氣閥103b和驅動節氣閥103b的節氣門電機 103a。
經由電控節氣門104和進氣門105將空氣吸入發動機101的燃燒室
106。
每個汽缸的進氣門105的上遊的入口 (inletport) 130中都設置有燃 料噴射閥131。燃料噴射閥131與從發動機控制單元114發送的噴射脈衝 信號的噴射脈衝寬度呈比例地噴射燃料。
通過抽吸而進入燃燒室106的燃料被來自火花塞(未示出)的火花 點火點燃並燃燒。
燃燒室106內部的燃燒廢氣經由排氣門107排出，並通過前級催化 轉化器108和後級催化轉化器109對排出的廢氣進行淨化。
這樣，發動機可以是直接向燃燒室106噴射燃料的發動機或者壓縮 並點燃燃料的發動機。
排氣門107被驅動為按照由安裝在排氣凸輪軸110上的凸輪111維 持的預定氣門升程量、氣門操作角和氣門正時進行打開和關閉。
另一方面，作為改變進氣門105的開度特性的可變氣門機構，安裝 了可變氣門升程機構112和可變氣門正時機構113。
可變氣門升程機構112是一種使進氣門105的氣門升程量與氣門操 作角--起連續改變的機構。
可變氣門正時機構113是一種通過改變進氣驅動軸3 (參見圖2)相 對於曲軸120的旋轉相位來連續改變進氣門105的氣門操作角的中心相 位(centerphase)的機構。
發動機控制單元114中包含有微計算機，並且通過根據預先存儲的 程序的算術處理來計算燃料噴射量、點火正時、目標進氣量等。發動機 控制單元114向燃料噴射氣門131、點火線圈的功率電晶體、電控節氣門 104、可變氣門升程機構112和可變氣門正時機構113輸出控制信號。
來自各種傳感器的信號被輸入發動機控制單元114。
各種傳感器的例子包括:氣流計115，用於檢測發動機101的進氣量； 油門踏板傳感器116，用於檢測由車輛駕駛員操作的油門踏板的踩踏或下 壓量；曲柄角度傳感器117，用於針對曲軸120的各個基準旋轉位置輸出 基準曲柄角度信號；節氣門傳感器118，用於檢測節氣門103b的開度 TVO;水溫傳感器119，用於檢測發動機101的冷卻水的溫度；凸輪傳感 器132，用於針對進氣驅動軸3的各個基準旋轉位置輸出凸輪信號。
此外，點火開關(發動機開關)134的信號也被輸入發動機控制單 元114。
圖2是示出了可變氣門升程機構112的立體圖。 對於每個汽缸都安裝了一對進氣門105，在這些進氣門105的上方， 由曲軸120驅動進行旋轉的進氣驅動軸3沿汽缸柱方向被可旋轉地支撐。
擺動凸輪4在與進氣門105的氣門挺杆105a接觸的同時以相對可旋 轉的方式裝配在進氣驅動軸3上，該擺動凸輪4驅動進氣門105的打開 和關閉。
進氣驅動軸3和擺動凸輪4之間布置有用於連續改變進氣門105的 氣門操作角和氣門升程量的可變氣門升程機構112。
進氣驅動軸3的一端設置有可變氣門正時機構113，該可變氣門正時 機構通過改變進氣驅動軸3相對於曲軸120的旋轉相位來連續改變進氣 門105的氣門操作角的中心相位。
如圖2和圖3所示，可變氣門升程機構112具有偏心且固定地安裝 在進氣驅動軸3上的圓形驅動凸輪(circular drive cam) 11 (驅動偏心軸)、 相對可旋轉地裝配在該驅動凸輪11上的環形連接件12 (第一連接件)、 設置為沿汽缸柱所排列的方向延伸並與進氣驅動軸3幾乎平行的控制軸 13、偏心且固定地安裝在該控制軸13上的圓形控制凸輪14(控制偏心軸)、 相對可旋轉地裝配在該控制凸輪14上同時其一端連接到環形連接件12 頂端的搖臂15，以及連接到該搖臂15的另一端和擺動凸輪4上的杆狀連 接件16 (第二連接件)。'
通過電機(致動器)17經由齒輪柱18可調地驅動控制軸13使之旋轉。
控制軸13上一體地設置有突起13a，並且通過使突起13a與一體地 設置在汽缸蓋上的止動件13b等接觸，將控制軸13的旋轉限制在它的與 最小氣門升程量相對應的角度位置。
可以和用於限定最小氣門升程量的止動件13b —起設置用於限定最 大氣門升程量的另一止動件。
通過上述結構，當進氣驅動軸3與曲軸120相連旋轉時，環形連接 件12經由驅動凸輪11幾乎平行地移動，同時搖臂15圍繞控制凸輪14 的中心軸進行擺動，擺動凸輪4經由杆狀連接件16擺動，從而驅動進氣 門105打開和關閉。
另外，通過由電機17改變控制軸13的旋轉角度，改變了充當搖臂 15的擺動中心的控制凸輪14的軸中心位置並且改變了擺動凸輪4的相對
位置(posture)。
這樣，在進氣門105的氣門操作角的中心相位保持幾乎恆定的同時， 連續地改變進氣門105的氣門操作角和氣門偏移量。
將檢測信號從用於檢測控制軸13的旋轉角度的角度傳感器13輸入 至發動機控制單元114。為了使控制軸13擺動到與目標氣門升程量相對 應的目標角度位置，基於目標角度位置和由角度傳感器133檢測到的實 際角度位置對施加給電機17的電壓的方向和大小進行反饋控制。
在本實施方式的可變氣門升程機構112中，氣門打開/關閉反作用力 作用在氣門升程量減小方向上，因而為了維持氣門升程量的增加狀態， 需要抵抗這種反作用力的電機轉矩。
角度傳感器133是非接觸式角度傳感器。例如，如日本特開(Kokai) 專利申請公報No.2003-194580中公開地，使用了一種具有附接在控制軸 13 —端的磁體和與該磁體外周面相對設置的磁電轉換裝置的傳感器作為 非接觸式角度傳感器，該傳感器用於檢測與控制軸13的旋轉相關的磁通 量的變化。
然而，角度傳感器133並不排他地局限於非接觸式傳感器，還可以 採用例如使用電位計的接觸式角度傳感器。
使用公知的葉片式可變氣門正時機構作為可變氣門正時機構113。
葉片式可變氣門正時機構是這樣一種機構，通過允許由進氣驅動軸 3支撐的葉片存在於由凸輪鏈輪支撐的殼體中而在葉片的兩側形成超前 角側液壓室和滯后角側液壓室，通過控制對於超前角側液壓室和滯后角 側液壓室的油壓供給和排放來改變葉片相對於凸輪鏈輪的相對角度，從 而改變進氣驅動軸3相對於曲軸120的旋轉相位。
現在，在對可變氣門升程機構112進行控制時，根據角度傳感器133 的信號來檢測控制軸13的實際旋轉角度，並且對施加給電機17的電力 供應進行反饋控制，使得該實際旋轉角度的檢測值接近於與目標氣門升 程量相對應的目標旋轉角度。
在反饋控制中，通過改變操作信號的佔空比(操作量)來控制施加 給電機17的電壓，從而根據旋轉角度的檢測值與目標值之間的偏差來接通或關斷對於電機17的電力供應。
注意，本申請中的佔空比是控制循環中的導通時間比，通過改變佔 空比來改變施加給電機17的平均電壓。
帶著符號來計算上述佔空比，並且可以將對於電機17的電力供應在 正佔空比的情況和負佔空比的情況之間進行切換。
當佔空比為正時，生成使控制軸13在導致氣門升程量增大的方向上 旋轉的電機轉矩，而當佔空比為負時，生成使控制軸13在導致氣門升程 量減小的方向上旋轉的電機轉矩。如上所述，根據角度傳感器133的信 號來檢測控制軸13的實際旋轉角度，並且對施加給電機17的電力供應 進行反饋控制。因此，如果角度傳感器133的信號與控制軸13的實際角 度之間的相關性出現任何偏離，都會錯誤地檢測到實際旋轉角度並且使 目標氣門升程量(目標旋轉角度)的控制精度變差。
因此，發動機控制單元114具有在突起13a與止動件13b接觸的最 小氣門升程位置處對角度傳感器133的信號進行學習並基於所學到的信 號對角度傳感器133的信號與控制軸13的角度位置之間的相關性進行校 正的功能。
圖4的流程圖示出了發動機控制單元114的學習過程的細節。圖4 的流程圖中所示的例程是以預定時間為間隔執行的中斷。
在圖4的流程圖中，在步驟S101，確定是否滿足了在最小氣門升程 位置處的學習條件。
這裡，在可變氣門升程機構112和角度傳感器133被診斷為正常的 情況下當點火開關(發動機開關)134從ON變為"關斷"時，判定為滿足 了所述學習條件。
當判定為滿足了所述學習條件時，控制進入步驟S102。
在步驟S102，判斷是否已創建了電機17的"關斷"命令，如果沒有創 建"關斷"命令，則控制進入步驟S103。
在步驟S103，以預定速度沿氣門升程量減小方向強行改變控制軸13 的目標旋轉角度，並根據目標旋轉角度對電機17的操作信號的佔空比(施 加的電壓)進行反饋控制。
在步驟S103中的改變目標旋轉角度的處理中，目標旋轉角度不受與
止動件位置相對應的旋轉角度的限制，並且即使在目標旋轉角度達到與 止動件位置相對應的旋轉角度以後，也可以在保持以前的速度和方向的 情況下改變目標旋轉角度。
當如上所述通過減小作用在使氣門升程量增大的方向上(如圖5所 示)的電機轉矩(換句話說，通過減小正佔空比)在氣門升程量減小方 向上改變目標旋轉角度時，控制軸13由於氣門打開/關閉反作用力而在氣 門升程量減小方向上旋轉。
然而，當控制軸13的旋轉受到止動件13b的限制並且控制軸13的 旋轉停止時，目標旋轉角度逐漸變化，而由角度傳感器133檢測到的實 際旋轉角度並沒有變化，因此目標旋轉角度與實際旋轉角度之間的偏差 增大。
結果，電機17的操作信號的佔空比(施加的電壓)變為如圖5所示 朝向O減小，並且即使當佔空比(施加的電壓)到達O時，控制偏差也 沒有減小，因此佔空比變為負值。
如果佔空比變為負值，則向電機17施加電壓的方向就變為在減小氣 門升程量的方向上產生電機轉矩，並且控制軸13通過電機轉矩壓靠在止 動件13b上。
在這種情況下，為產生用於在氣門升程量減小方向上旋轉控制軸13 的電機轉矩的負佔空比設置限幅(limiter) (<0)。
在步驟S104，判斷電機17的佔空比是否等於或小於該限幅。
如果佔空比等於或小於該限幅，則控制進入步驟S105並通過將限幅 值設定為佔空比，避免造成小於該限幅的佔空比。這將防止控制軸13以 過度的電機轉矩壓靠在止動件13b上。
在步驟S106，在點火開關134斷開以後，基於來自曲柄角度傳感器 117的信號來判斷發動機轉速(rpm)是否變為0，即發動機101是否停 止旋轉。
當發動機101停止旋轉時，控制進入步驟S107並設置電機17的"關 斷"命令。
如果在步驟107中設置了"關斷"命令，則當控制接下來進入步驟
S102時，處理通過判定已經設置了"關斷"命令而從步驟S102轉到步驟 S108。
在步驟S10S，判斷電機17的操作信號的佔空比(施加的電壓)是 否為0，如果佔空比(施加的電壓)不為0，則控制進入步驟Slll，並通 過將佔空比設為0，來中斷施加給電機17的電壓以"關斷"電機17。
當電機17被關閉時，從下一時刻開始處理從步驟S108轉到S109。
在步驟S109，判斷角度傳感器133的信號在與最小氣門升程量相對 應的信號附近(止動件位置附近)是否穩定。
例如，當角度傳感器133的信號位於包括與最小氣門升程量相對應 的信號的區域並且在基準時間內信號的最大值和最小值之間的差小於閾 值時，判定為角度傳感器133的信號是穩定的。
如果角度傳感器133的信號被判定為穩定，則控制進入步驟S110並 隨後將角度傳感器133的信號存儲為控制軸13的旋轉受到止動件13b的 限制的角度位置處的信號，即，最小氣門升程位置處的信號。
因此，每次需要新的最小氣門升程位置處的信號時，就刪除以前的 存儲值並存儲新獲得的傳感器信號。
在對角度傳感器133在最小氣門升程位置處的信號進行存儲(學習) 後，基於新存儲的止動件位置處的傳感器輸出(學習值)，對角度傳感器 133的信號與控制軸13的旋轉角度之間的相關性進行修正，並基於修正 後的相關性，從角度傳感器133的信號中得到控制軸13的旋轉角度。
例如，在將角度傳感器133的信號轉換為控制軸13的旋轉角度的表 中，基於角度傳感器133在最小氣門升程位置處的信號(學習值)，對與 每個信號值相對應的角度的數據進行了統一修正。
在控制軸13由於電機17的轉矩而壓靠在止動件13b上的情況下， 角度傳感器133安裝部發生偏斜(deflection),這造成了儘管控制軸13 的旋轉已停止也會改變角度傳感器133的信號，因而無法以良好的準確 性來學習止動件位置處的傳感器信號。
此外，當發動機101旋轉時，控制軸13伴隨發動機101的振蕩而振
蕩，這改變了角度傳感器133的信號，從而無法以良好的準確性來學習 止動件位置處的傳感器信號。
因此，在上述實施方式中，在控制軸13由於電機轉矩而壓靠在止動 件13b上以後，中斷對電機17施加的電力供應，因此緩解了傳感器安裝 部處的偏斜。同時，在發動機停止旋轉以後，對止動件位置處的傳感器 信號進行學習，因此可以實現高準確度的學習。
此外，在發動機停止旋轉以後，判斷角度傳感器133的信號是否穩 定。因此，可以避免在角度傳感器133的信號的波動沒有恢復到正常狀 態的情況下學習止動件位置處的傳感器信號的情形。
與點火開關134斷開以後使控制軸13旋轉到止動件位置所需的時間 相比，點火開關134斷開以後發動機101要花費足夠長的時間才能停止 旋轉。
因此，在上述實施方式中，當判定發動機101的旋轉停止時，認為 控制軸13被驅動而旋轉到控制軸13壓靠在止動件13b上的位置，並學 習傳感器信號。
然而，例如在減小氣門升程量的方向上改變控制軸13的目標旋轉角 度的速度減慢的情況下，為了減小控制軸13與止動件碰撞時產生的撞擊， 可以通過以下方式來設置學習過程在確定控制軸13被驅動而旋轉到控 制軸13壓靠在止動件13b上的位置以後，中斷對電機17的電力供應。
具體地說，當控制軸13的目標旋轉角度超過止動件位置並且/或者 電機17的佔空比固定為限幅(<0)時，判定控制軸13被驅動而旋轉到 控制軸13壓靠在止動件13b上的位置，並且如果發動機101在這種情況 下停止，則中斷對電機17的電力供應。
另外，在上述實施例中，中斷對電機17的電力供應從而使電機轉矩 變為0，但是電機17的操作信號的佔空比從限幅返回為預設值(0〉預設 值>限幅)，從而可以減小將控制軸13壓靠在止動件13b上的電機轉矩。 圖6的流程圖示出了學習過程的第二實施方式。 在圖6的流程圖中，在步驟S201，判斷是否滿足學習條件。 在第二實施例中，在發動機101的運轉期間對止動件位置處的傳感
器信號進行學習。當可變氣門升程機構112和角度傳感器133正常時，
以及即使在進氣門105的氣門升程量被強行控制為最小氣門升程量的情 況下也沒有出現嚴重損害發動機101的運轉的工作條件時，判定為滿足
所述學習條件。
例如，在停止供應燃料期間，使氣門升程量處於最小氣門升程量並
沒有對發動機101的運轉產生任何明顯的影響。 當滿足學習條件時，控制進入步驟S202。
在步驟S202，判斷是否設置了電機17的"關斷"命令，在未設置"關 斷"命令的情況，控制進入步驟S203。
在步驟S203，以預定速度在氣門升程量減小方向強行改變控制軸13 的目標旋轉角度，並且根據目標旋轉角度(見圖7)對電機17的操作信 號的佔空比(施加的電壓)進行反饋控制。
在第二實施方式中，電機17的操作信號的佔空比與電機轉矩之間的 相關性和第一實施方式的相同，因此應該按照和第一實施方式相同的方 式來進行佔空比的反饋控制。
在步驟S204，判斷控制軸13的目標旋轉角度是否降低到閾值或更低。
所述閾值是氣門升程量低於最小氣門升程量處的值。
在目標旋轉角度已經達到閾值或更低的情況下，控制進入步驟S205。
在步驟S205，確定電機17的操作信號的佔空比是否如結合第一實 施方式所描述的那樣固定在限幅(<0)(參見圖7)。
在這種情況下，如果控制軸13的目標旋轉角度降低到閾值或更低並 且佔空比固定在所述限幅，則判定控制軸13壓靠在止動件13b上並且控 制進入步驟S206。
與步驟S109類似，在步驟S206，判斷角度傳感器133處的信號在 止動件位置處的信號附近是否穩定。
如果角度傳感器133的信號是穩定的，則控制進入步驟S207並且設 置電機17的"關斷"命令。
結果，控制進入步驟S202，然後判定設置了"關斷"命令，控制進入步驟S208。
注意，除了判斷角度傳感器133的信號是否穩定以外，還可以判斷 目標旋轉角度降低到閾值或更低並且佔空比固定在所述限幅(<0)的情 況是否已經持續了預定時間或更久。
在步驟S208,確定佔空比(施加的電壓)是否為0並且在佔空比(施 加的電壓)未到達O的情況下，控制進入步驟S211，將佔空比變為O， 並中斷對於電機17的電力供應。
因為佔空比變為O，所以從下一時刻開始，控制從步驟S208進入步 驟S209。
在步驟S209，判斷角度傳感器133的信號在止動件位置處的信號附 近是否穩定。
如果角度傳感器133的信號被判定為穩定，則控制進入步驟S210， 並隨後將角度傳感器133的信號存儲為控制軸13的旋轉受到止動件Bb 的限制的位置(止動件位置)處的信號(參見圖7)。
在存儲了止動件位置處的信號後，基於以前存儲的信號對角度傳感 器133的信號與控制軸13的旋轉角度(氣門升程量)之間的相關性進行 修正，並基於修正後的相關性，從角度傳感器133的信號中獲得控制軸 13的旋轉角度(氣門升程量)。
此外，在上述實施方式中，在控制軸13由於電機轉矩而壓靠在止動 件13b上以後，中斷對電機17施加的電力供應，因此緩解了傳感器安裝 部處的偏斜。因此，可以避免由於偏移而導致的傳感器輸出的波動，從 而可以高準確度地學習止動件位置處的傳感器信號。
此外，基於目標旋轉角度(目標氣門升程量)和電機17的佔空比來 判斷控制軸13是否由於電機轉矩而壓靠在止動件13b上。因此，可以減 小當控制軸13確切地與止動件13相接觸時的轉矩，這樣也可以提高學 習準確性。
在上述第二實施方式中，除了中斷對電機17的電力供應以外，還可 以將電機17的佔空比從限幅返回到預設值(0>預設值>限幅)從而能夠 減小使控制軸13壓靠在止動件13b上的電機轉矩。
此外，在第二實施方式中，是對最小氣門升程位置進行學習，但是 在控制軸13在氣門升程量增大方向上的旋轉受到止動件13b限制的情況 下，也可以通過相同的方式來學習最大氣門升程位置處的傳感器信號。
圖8的流程圖示出了學習過程的第三實施方式。 在圖8的流程圖中，在步驟S301，判斷是否滿足學習條件。 和第二實施方式一樣，這裡確定學習條件是確定可變氣門升程機構 112和角度傳感器133是否正常，同時確定是否即使進氣門105的氣門升 程量被強行控制為最小氣門升程量，工況也不會使發動機101的運轉顯 著劣化。
在步驟S302，確定是否設置了佔空比的任何改變命令，如果未設置 改變命令，則控制進入步驟S303。
在步驟S303,根據由規則(regular)反饋控制決定的值以預定速度 強行減小電機17的佔空比。
艮P，在第三實施方式中，通過朝向目標旋轉角度對佔空比進行反饋 控制，強行將電機17的佔空比減小而非使控制軸13旋轉到最小氣門升 程位置(止動件位置)，隨後控制軸13旋轉到止動件位置。
在步驟S304，判斷電機17的佔空比是否降低到了閾值B或更低(參 見圖9)。
閾值B是能夠產生使控制軸13在氣門升程量減小方向旋轉的轉矩的 負值(<0)並被預先存儲為絕對值的佔空比，該絕對值的佔空比可以使 控制軸13以大於預定力的擠壓力壓靠在止動件13b上。
如果在步驟S304中判定電機17的佔空比低於閾值B或更小，則控 制進入步驟S305，並判斷角度傳感器133的輸出在止動件位置的附近是 否穩定。
這樣，就通過電機17的佔空比低於閾值B或更小的事實來確定控制 軸13是否壓靠在止動件13b上。
如果角度傳感器133的輸出是穩定的，則控制進入步驟S306並設置 電機17的佔空比的改變命令。
結果，當控制在下一時刻進入步驟S302時，控制從步驟S302進入步驟S307，並且在步驟S307，判斷電機17的佔空比是否已達到閾值A。 閾值A小於0而大於閾值B，並被預先存儲為對止動件13b產生加
壓轉矩的值，閾值A不會在傳感器安裝部處產生額外的偏斜。
在步驟S307,如果判定電機17的佔空比沒有達到閾值A，則控制
進入步驟S310,並且執行將電機17的佔空比從閾值B改變為閾值A的處理。
在步驟S310的改變處理中，在佔空比逐漸從當前佔空值改變為閾值 C (O閾值AW萄值B:H萄值C)以後，佔空比增大並以預定的速度從閥值 C改變到閾值A，傳感器安裝部處的偏斜逐漸減少(參見圖9)，從而減 弱了在偏移減少時產生的任何影響。
注意，除了逐步將佔空比從當前值改變為閾值C然後逐漸將其改變 為閾值A以外，還可以將佔空比從控制進入步驟S310時所獲得的值逐步 改變為閾值B並隨後逐漸將其改變為閾值A，或者將值逐步返回在步驟 S306進行判斷時所獲得的佔空比，然後逐漸將其改變為閾值A。
當在步驟S310的處理中將電機17的佔空比改變為閾值A時，從下 一時刻幵始，控制從步驟S307進入步驟S308,並判斷角度傳感器133 的輸出在止動件位置的附近是否穩定。
如果角度傳感器133的輸出是穩定的，則控制進入步驟S309，然後 將角度傳感器133的信號存儲為控制軸13的旋轉受到止動件13b限制的 位置處的信號，即最小氣門升程位置處的信號(參見圖9)。
根據第三實施方式，在控制軸13穩固地壓靠在止動件13b上以後， 擠壓轉矩得到緩解，並且在控制軸13以較弱的力壓靠在止動件13b上的 情況下來學習傳感器信號。因此，可以很好地避免由於傳感器安裝部的 偏斜而導致的學習準確性的劣化，並且甚至在發動機運轉期間，也可以 穩定地維持最小氣門升程條件(壓靠在止動件13b上的條件)。
另外，本發明並不是通過改變反饋控制的目標來將電機17的佔空比 改變為最小氣門升程位置(止動件位置)的構造。因此，可以通過可選 的特性來改變電機17的佔空比，並且可以在實現控制軸13確切地壓靠 在止動件13b上的同時以期望的特性來緩解傳感器安裝部的偏斜。
注意，可以根據在傳感器信號在最小氣門升程位置(止動件位置) 附近穩正下來時所獲得的佔空比對限幅以及閾值A、 B和C進行更新。
另外，在第一和第二實施例中改變目標氣門升程量和在第三實施例
中將佔空比改變為閾值B的情況下，可以通過以下方式來減少控制軸13
與止動件13b碰撞時產生的影響開始時使這些值高速地改變並在判定
存在控制軸13與止動件13b碰撞的可能性時，將目標氣門升程量以及佔
空比的改變速度改變為較低速度。
在此以引用的方式併入2006年12月21日提交的日本專利申請No. 2006-344118的全部內容。
儘管僅選擇了優選的實施方式來例示本發明，但是本領域的技術人 員應該明白，在不脫離所附權利要求所限定的本發明的範圍的情況下可 對本發明做出多種改變和變型。
此外，僅為了例示而提供前面針對根據本發明的多個實施方式的描 述，這些描述並非要限制由所附權利要求及其等同形式所限定的本發明。
權利要求
1、一種用於學習可變氣門單元的基準位置的裝置，該可變氣門單元設置有可變氣門機構，用於通過控制軸的旋轉運動來改變發動機氣門的開度特性；致動器，用於產生所述控制軸的旋轉運動；止動件，被設置用於限制所述控制軸的旋轉運動；以及角度傳感器，其能夠輸出與所述控制軸的角度位置相對應的信號，該裝置包括驅動控制裝置，用於在對所述致動器進行控制使得所述控制軸壓靠在所述止動件上以後減小所述致動器的驅動轉矩；以及學習裝置，用於在所述致動器的驅動轉矩被所述驅動控制單元減小的情況下學習所述角度傳感器的信號，作為所述控制軸的旋轉運動受到所述止動件限制的基準位置處的信號。
2、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置在發動機停止時對所述致動器進行控制，並 在該發動機停止的情況下減小所述致動器的驅動轉矩。
3、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置基於所述致動器的操作量來判斷所述控制軸 是否壓靠在所述止動件上，並且在判定所述控制軸壓靠在所述止動件上 的情況下減小所述致動器的驅動轉矩。
4、 根據權利要求3所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中當所述操作量達到預定值並且所述角度傳感器的信號穩定時， 所述驅動控制裝置判定所述控制軸壓靠在所述止動件上。
5、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置基於所述角度傳感器的信號來判斷所述控制 軸是否壓靠在所述止動件上，並且在判定所述控制軸壓靠在所述止動件 上的情況下減小所述致動器的驅動轉矩。
6、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中在所述致動器的驅動轉矩減小以後同時所述角度傳感器的信號 穩定時，所述學習裝置學習所述角度傳感器的輸出作為所述基準位置處的輸出。
7、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述致動器為電機，並且所述驅動控制裝置關斷對於所述電機的電力供應，從而減小驅動轉矩。
8、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置逐漸減小所述致動器的驅動轉矩。
9、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中當所述控制軸壓靠在所述止動件上時，所述驅動控制裝置限制 了所述致動器的操作量。
10、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置對所述致動器進行控制，以產生所述控制軸 的朝向目標角度位置的旋轉運動，從而使所述控制軸壓靠在所述止動件 上，所述目標角度位置超出了所述旋轉運動受到所述止動件限制處的角 度位置。
11、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置改變所述致動器的操作量，使得所述控制軸 的角度位置靠近所述旋轉運動受到所述止動件限制處的角度位置，從而 使得所述控制軸可以壓靠在所述止動件上。
12、 根據權利要求1所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的裝 置，其中所述驅動控制裝置改變所述致動器的操作量直到超出第一基準 量為止，從而使所述控制軸壓靠在所述止動件上，隨後使所述操作量返 回到第二基準量以減小所述致動器的驅動轉矩。
13、 一種用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，該可變氣門單元設置有可變氣門機構，用於通過控制軸的旋轉運動來改變發動機氣 門的開度特性；致動器，用於產生所述控制軸的旋轉運動；止動件，被 設置用於限制所述控制軸的旋轉運動；以及角度傳感器，其能夠輸出與 所述控制軸的角度位置相對應的信號，該方法包括以下步驟對所述致動器進行控制，使得所述控制軸壓靠在所述止動件上；在所述控制軸壓靠在所述止動件上的情況下減小所述致動器的驅動 轉矩；以及在所述致動器的驅動轉矩被減小的情況下學習所述角度傳感器的輸 出，作為所述控制軸的旋轉運動受到所述止動件限制的基準位置處的輸 出。
14、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中使所述控制軸壓靠在所述止動件上的步驟包括以下步驟 判斷發動機開關是否關斷；以及在所述發動機開關關斷的情況下，對所述致動器進行控制使得所述 控制軸壓靠在所述止動件上，並且其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 判斷發動機旋轉是否停止；以及在發動機旋轉停止的情況下減小所述致動器的驅動轉矩。
15、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 基於所述致動器的操作量來判斷所述控制軸是否壓靠在所述止動件 上；以及在判定所述控制軸壓靠在所述止動件上的情況下減小所述致動器的 驅動轉矩。
16、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 判斷所述致動器的操作量是否已達到預定值； 判斷所述角度傳感器的信號是否穩定；以及當所述操作量達到所述預定值並且所述角度傳感器的信號穩定時， 減小所述致動器的驅動轉矩。
17、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 基於所述角度傳感器的信號來判斷所述控制軸是否壓靠在所述止動 件上；以及在判定所述控制軸壓靠在所述止動件上的情況下減小所述致動器的 驅動轉矩。
18、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中學習所述角度傳感器的輸出的步驟包括以下步驟 判斷所述致動器的驅動轉矩是否已經減小； 判斷所述角度傳感器的信號是否穩定；以及在所述致動器的驅動轉矩減少以後同時所述角度傳感器的信號穩定 時，學習所述角度傳感器的輸出作為所述基準位置處的輸出。
19、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中所述致動器為電機，並且減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 關斷對於所述電機的電力供應。
20、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 逐漸減小所述致動器的驅動轉矩。
21、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中使所述控制軸壓靠在所述止動件上的步驟包括以下步驟 當所述控制軸壓靠在所述止動件上時限制所述致動器的操作量。
22、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中使所述控制軸壓靠在所述止動件上的步驟包括以下步驟對所述致動器進行控制使得所述控制軸進行朝向目標角度位置的旋 轉運動，所述目標角度位置超出了所述旋轉運動受到所述止動件限制處 的角度位置。
23、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中使所述控制軸壓靠在所述止動件上的步驟包括以下步驟 改變所述致動器的操作量，使得所述控制軸的角度位置靠近所述旋 轉運動受到所述止動件限制處的角度位置。
24、 根據權利要求13所述的用於學習可變氣門單元的基準位置的方法，其中使所述控制軸壓靠在所述止動件上的步驟包括以下步驟 改變所述致動器的操作量直到超出第一基準量為止，並且 其中減小所述致動器的驅動轉矩的步驟包括以下步驟 使所述操作量返回到第二基準量。
全文摘要
本申請提供了用於學習可變氣門單元的基準位置的裝置和方法。可變氣門單元設置有可變氣門機構，用於通過控制軸的旋轉運動來改變發動機氣門的開度特性；致動器，用於產生所述控制軸的旋轉運動；止動件，被設置用於限制所述控制軸的旋轉運動；以及角度傳感器，其能夠輸出與所述控制軸的角度位置相對應的信號，在可變氣門單元中，在對控制軸的旋轉受到止動件限制的角度位置處的角度傳感器的信號進行學習時，對致動器進行控制使得控制軸壓靠在止動件上，隨後減小致動器的驅動轉矩，並且在驅動轉矩減小的情況下存儲當時角度傳感器的信號。
文檔編號F02D13/00GK101205839SQ200710160020
公開日2008年6月25日 申請日期2007年12月20日 優先權日2006年12月21日
發明者岡本直樹, 吉野太容, 永石初雄, 荒井勝博 申請人:株式會社日立製作所