專利名稱：用于發(fā)動(dòng)機(jī)的能使工作角和相位變化的可變閥操作系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)動(dòng)機(jī)的能使工作角和相位變化的可變閥操作系統(tǒng)，具體來說，涉及采用都用于進(jìn)氣閥的可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，有人提出和開發(fā)了能使工作角和相位變化的各種可變閥操作系統(tǒng)，以便達(dá)到閥門升程特性的較大的自由度，并提高所有發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能。在日本專利臨時(shí)出版物No.2001-280167(在下文中簡(jiǎn)稱為“JP2001-280167”)和2002-89303(在下文中簡(jiǎn)稱為“JP2002-89303”)中說明了這樣的可變閥操作系統(tǒng)。在JP2001-280167和JP2002-89303中說明的系統(tǒng)中，提供了通過液壓操作的可變工作角控制機(jī)構(gòu)，以連續(xù)地抽出或收縮進(jìn)氣閥的工作角，并提供了通過液壓操作的可變相位控制機(jī)構(gòu)以使最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的角相位(常常稱為“中心角相”)滯后或超前。具體來說，在JP2001-280167的系統(tǒng)中，為避免液壓的迅速下降，即，充當(dāng)可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)所通用的液壓源的油泵上的過載，控制系統(tǒng)禁止兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)在指定的瞬變狀態(tài)(如存在從低負(fù)載到高負(fù)載過渡的情況下或存在從高負(fù)載到低負(fù)載過渡的情況下)同時(shí)被驅(qū)動(dòng)。換句話說，在JP2001-280167的系統(tǒng)中，當(dāng)工作角和中心角相兩者都在瞬變狀態(tài)期間大大地改變時(shí)，控制系統(tǒng)首先驅(qū)動(dòng)兩個(gè)控制機(jī)構(gòu)中的一個(gè)，然后在一定的時(shí)間延遲之后驅(qū)動(dòng)另外一個(gè)。

發(fā)明內(nèi)容
在這樣的使用用于可變工作角控制機(jī)構(gòu)的第一致動(dòng)器和用于可變相位控制機(jī)構(gòu)的第二致動(dòng)器的可變閥操作系統(tǒng)中，可以通過結(jié)合由第一致動(dòng)器調(diào)整的工作角的變化和第二致動(dòng)器調(diào)整的中心角相的變化來實(shí)現(xiàn)一定的閥門升程特性。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在瞬變狀態(tài)下，即，在存在顯著的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載改變的情況下，工作角的變化(特別是由第一致動(dòng)器調(diào)整的工作角的時(shí)間變化率)并不總是和中心角相的變化(特別是由第二致動(dòng)器調(diào)整的中心角相的時(shí)間變化率)一致，因此，瞬變閥門升程特性偏離所期望的閥門升程特性的趨勢(shì)增大。這樣的偏離導(dǎo)致過度的閥門重疊，降低燃燒穩(wěn)定性，增大燃燒室積灰或者不希望的扭矩波動(dòng)。如此，需要更準(zhǔn)確地優(yōu)化閥門升程特性，而該特性是由瞬變狀態(tài)下(例如，存在從低負(fù)載到高負(fù)載過渡的情況下或存在從高負(fù)載到低負(fù)載過渡的情況下)的工作角和中心角相確定的。
相應(yīng)地，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供使用都用于進(jìn)氣閥的可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠優(yōu)化閥門升程特性，該特性是由瞬變狀態(tài)下(例如，在發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載存在顯著變化的情況下)的工作角和中心角相確定的。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述及其他目的，提供發(fā)動(dòng)機(jī)的能使進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的最大升程點(diǎn)處的相位變化的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括能夠連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的工作角的可變工作角控制機(jī)構(gòu)，能夠連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的相位的可變相位控制機(jī)構(gòu)，被配置為電連接到可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)兩者的控制單元，以便基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件響應(yīng)所期望的工作角和所期望的相位兩者同時(shí)控制可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)，以及執(zhí)行同步控制的控制單元，以使工作角的時(shí)間變化率和相位的時(shí)間變化率在發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件改變的瞬變狀態(tài)下彼此同步。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供發(fā)動(dòng)機(jī)的能使進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的最大升程點(diǎn)處的相位變化的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的工作角的第一致動(dòng)裝置，用于連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的相位的第二致動(dòng)裝置，被配置為電連接到第一和第二致動(dòng)裝置兩者的控制單元，用于基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件響應(yīng)所期望的工作角和所期望的相位兩者同時(shí)控制第一和第二致動(dòng)裝置，以及執(zhí)行同步控制的控制單元，以使工作角的時(shí)間變化率和相位的時(shí)間變化率在發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件改變的瞬變狀態(tài)下彼此同步。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供一種控制發(fā)動(dòng)機(jī)的能使進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的最大升程點(diǎn)處的相位連續(xù)地變化的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)的方法，該方法包括啟動(dòng)工作角控制，以使工作角與所期望的工作角更接近，與工作角控制并行地啟動(dòng)相位控制，以使相位與所期望的相位更接近，在工作角控制和相位控制之間執(zhí)行同步控制，以使工作角的時(shí)間變化率和相位的時(shí)間變化率在發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件改變的瞬變狀態(tài)下彼此同步。


通過閱讀下面參考附圖進(jìn)行的說明，本發(fā)明的其他目的和特點(diǎn)將變得顯而易見。
圖1是說明使用都用于進(jìn)氣閥的可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)的可變閥操作系統(tǒng)的實(shí)施例的系統(tǒng)方框圖。
圖2是說明使用可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)的實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖3A是顯示在低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載操作時(shí)的進(jìn)氣閥特性圖，其中進(jìn)氣閥的打開時(shí)間為IVO，關(guān)閉時(shí)間為IVC，工作角θ從IVO到IVC，最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的中心角相為φ。
圖3B是顯示高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載操作時(shí)的IVO、IVC、θ和φ的進(jìn)氣閥特性圖。
圖4A顯示了一個(gè)非優(yōu)選的進(jìn)氣閥時(shí)間特性的例子，在該示例中，在從低負(fù)載到高負(fù)載的第一瞬變狀態(tài)的加速期間，中心角相φ的改變相對(duì)于工作角θ的改變有一個(gè)時(shí)間延遲。
圖4B是顯示第一瞬變狀態(tài)下IVO和IVC的進(jìn)氣閥特性圖。
圖5是說明工作角θ控制例程的流程圖。
圖6是說明中心角相φ控制例程的流程圖。
圖7A和7B是顯示在從高負(fù)載(參見圖7A)到非常低的負(fù)載(參見圖7B)的第二瞬變狀態(tài)的減速期間的IVO、IVC、θ和φ的進(jìn)氣閥特性圖。
圖8A、8B和8C是分別顯示在第二瞬變狀態(tài)下沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖9A、9B和9C是分別顯示在第二瞬變狀態(tài)下對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖10A和10B是顯示在從低負(fù)載(參見圖10A)到高負(fù)載(參見圖10B)的第三瞬變狀態(tài)下加速期間IVO、IVC、θ和φ進(jìn)氣閥特性圖。
圖11A、11B和11C是分別顯示在第三瞬變狀態(tài)下沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖12A、12B和12C是分別顯示在第三瞬變狀態(tài)下對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖13A和13B是顯示在從低負(fù)載(參見圖13A)到低速和高負(fù)載(參見圖13B)的第四瞬變狀態(tài)下的換低檔期間IVO、IVC、θ和φ的進(jìn)氣閥特性圖。
圖14A、14B和14C是分別顯示在第四瞬變狀態(tài)下沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖15A、15B和15C是分別顯示在第四瞬變狀態(tài)下對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖16A和16B是顯示在從高負(fù)載(參見圖16A)到低負(fù)載(參見圖16B)的第五瞬變狀態(tài)的減速期間的IVO、IVC、θ和φ的進(jìn)氣閥特性圖。
圖17A、17B和17C是分別顯示在第五瞬變狀態(tài)下沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
圖18A、18B和18C是分別顯示在第五瞬變狀態(tài)下對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ的變化，中心角相φ的變化，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化的時(shí)間圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在請(qǐng)參看附圖，具體來說參看圖1。本實(shí)施例的可變閥操作系統(tǒng)以V-6四沖程火花點(diǎn)燃汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1為例，其帶有發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，具有其中心線被設(shè)置為彼此成預(yù)先確定的傾斜角的三對(duì)汽缸的雙汽缸排。如圖1所示，在左汽缸排和右汽缸排內(nèi)提供了可變閥操作設(shè)備2，以使兩個(gè)汽缸排的進(jìn)氣閥3由相應(yīng)的可變閥操作設(shè)備2驅(qū)動(dòng)。如此，如稍后全面地描述的，進(jìn)氣閥門升程特性是可變的。另一方面，每一個(gè)汽缸排的排氣閥4的閥門操作機(jī)構(gòu)是作為直接操作的閥操作機(jī)構(gòu)來構(gòu)建的，以使排氣閥4直接由排氣凸輪軸5驅(qū)動(dòng)。排氣閥門升程特性是固定的(恒定)。左汽缸排和右汽缸排排氣歧管6，6連接到相應(yīng)的催化轉(zhuǎn)化器7，7。在催化轉(zhuǎn)化器7，7的相應(yīng)的上游側(cè)提供了一對(duì)空氣/燃料(A/F)比傳感器(微升傳感器(Lambda sensor)或氧傳感器)8，8，用于監(jiān)視或檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣內(nèi)包含的氧的百分比，即，空氣/燃料混合比。左汽缸排和右汽缸排排氣通道9，9彼此合并作為相應(yīng)的催化轉(zhuǎn)化器下游的的一個(gè)單排氣管。第二催化轉(zhuǎn)化器10和消聲器11位于單排氣管的下游。左汽缸排和右汽缸排進(jìn)氣歧管分支通道(六個(gè)分支15)在下游端連接到相應(yīng)的進(jìn)氣口。六個(gè)進(jìn)氣歧管分支15的上游端連接到收集器16。收集器16在其上游端連接到進(jìn)氣通道17。在進(jìn)氣通道17中提供了以電子方式控制的節(jié)流閥18。雖然在附圖中沒有明確顯示，但是以電子方式控制的節(jié)流閥單元18包括圓盤狀的節(jié)流閥、節(jié)流閥位置傳感器和由諸如步進(jìn)馬達(dá)之類的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥致動(dòng)器。節(jié)流閥致動(dòng)器響應(yīng)來自電子發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)19的控制命令信號(hào)調(diào)整節(jié)流閥開度。提供節(jié)流閥位置傳感器是為了監(jiān)視或檢測(cè)實(shí)際節(jié)流閥開度。正如所理解的，在傳統(tǒng)的方式中，借助于具有節(jié)流閥位置傳感器、節(jié)流閥致動(dòng)器和連接到節(jié)流閥致動(dòng)器的節(jié)流閥的電子節(jié)流閥控制系統(tǒng)，可以通過閉環(huán)控制(前饋控制)將節(jié)流閥開度調(diào)整或控制到所期望的節(jié)流閥開度。在以電子方式控制的節(jié)汽閥單元18的節(jié)流閥的上游提供了氣流計(jì)25以測(cè)量或檢測(cè)吸氣量。在氣流計(jì)25的上游進(jìn)一步提供了空氣凈化器20。提供曲柄角度傳感器(或曲軸位置傳感器)21以通知ECU發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的相對(duì)位置(即，曲柄角)。提供加速器位置傳感器22以監(jiān)視或檢測(cè)由駕駛員踏下的加速器踏板的下降的量，即，加速器開度。ECU 19一般包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)。ECU 19包括輸入/輸出接口(I/O)、內(nèi)存(RAM、ROM)，和微處理器或中央處理單元(CPU)。ECU 19的輸入/輸出接口(I/O)接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器，即節(jié)流閥位置傳感器、微升傳感器8、曲柄位置傳感器21、加速器位置傳感器22、氣流計(jì)25、控制軸傳感器64(稍后描述)和驅(qū)動(dòng)軸傳感器66(稍后描述)的輸入信息。在ECU 19內(nèi)，中央處理單元(CPU)允許通過I/O接口訪問來自前面討論的發(fā)動(dòng)機(jī)/車輛傳感器的輸入信息數(shù)據(jù)信號(hào)。ECU 19的CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的燃料噴射/點(diǎn)火時(shí)間/進(jìn)氣閥門升程特性/節(jié)流控制程序，并能夠執(zhí)行必要的算術(shù)及邏輯運(yùn)算。具體來說，基于輸入信息，由電子燃料噴射控制系統(tǒng)控制每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的燃料噴射閥或噴射器23的燃料噴射量和燃料噴射時(shí)間。由電子點(diǎn)火系統(tǒng)控制每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的火花塞24的點(diǎn)火時(shí)間。以電子方式控制的節(jié)流閥18的節(jié)流閥開度由電子節(jié)流控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)包含響應(yīng)來自ECU 19的控制命令而操作的節(jié)流閥致動(dòng)器。另一方面，進(jìn)氣閥門升程特性是通過可變閥操作設(shè)備2以電子方式控制的，該設(shè)備包括可變升程工作角控制機(jī)構(gòu)51和可變相位控制機(jī)構(gòu)71(稍后將詳細(xì)描述)。計(jì)算結(jié)果，即，計(jì)算出的輸出信號(hào)通過ECU 19的輸出接口電路被中繼到輸出級(jí)，即，電子節(jié)流控制系統(tǒng)(發(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制系統(tǒng))中包括的節(jié)流閥致動(dòng)器、燃料噴射器、火花塞、用于可變升程工作角控制機(jī)構(gòu)51的第一致動(dòng)器，和可變相位控制機(jī)構(gòu)71的第二致動(dòng)器。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖2，該圖顯示了可變閥操作設(shè)備2的具體結(jié)構(gòu)。從圖2的透視圖可以看出，可變閥操作設(shè)備2具有可變升程工作角控制機(jī)構(gòu)51和可變相位控制機(jī)構(gòu)71，兩者彼此合并在一起。提供了可變升程工作角控制機(jī)構(gòu)51以連續(xù)地改變進(jìn)氣閥3的閥門升程和進(jìn)氣閥3的工作角θ。另一方面，提供了可變相位控制機(jī)構(gòu)71以改變最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的角相位，即，中心角相φ。
可變升程工作角控制機(jī)構(gòu)51包括可滑動(dòng)地安裝在汽缸頭上的進(jìn)氣閥，可旋轉(zhuǎn)地由安裝在汽缸頭的上部的凸輪支架(未顯示)支撐的驅(qū)動(dòng)軸52，可按壓到驅(qū)動(dòng)軸52上的偏心凸輪53，具有偏心凸輪部分68的其軸對(duì)于控制軸62的軸是偏心的控制軸62，它位于驅(qū)動(dòng)軸52的上方，可旋轉(zhuǎn)地由相同的凸輪支架支撐，并與驅(qū)動(dòng)軸52平行，可搖動(dòng)地支撐在控制軸62的偏心凸輪部分68上的搖臂56，與進(jìn)氣閥3的挺桿(起閥器)60滑動(dòng)接觸的可搖動(dòng)凸輪59。偏心凸輪53以機(jī)械方式通過連桿臂54連接到搖臂56，此外，搖臂56通過連接構(gòu)件58以機(jī)械方式連接到可搖動(dòng)的凸輪59。驅(qū)動(dòng)軸52通過正時(shí)鏈或正時(shí)皮帶由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸驅(qū)動(dòng)。偏心凸輪53具有一個(gè)圓柱形外圍表面。偏心凸輪53的軸按預(yù)先確定的偏心率對(duì)驅(qū)動(dòng)軸52的軸是偏心的。連桿臂54的環(huán)形部分的內(nèi)周邊可旋轉(zhuǎn)地安裝到偏心凸輪53的圓柱形外周邊。搖臂56的基本上的中心部分可搖動(dòng)地由控制軸62的偏心凸輪部分68支撐。搖臂56的一端通過連接銷55以機(jī)械方式連接到或者栓接到連桿臂54的臂部分。搖臂56的另一端通過連接銷57以機(jī)械方式連接到或栓接到連接構(gòu)件58的上端。如上文所討論的，偏心凸輪部分68的軸按預(yù)先確定的偏心率對(duì)控制軸62的軸是偏心的。如此，搖臂56的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的中心隨著控制軸62的角位置而變化?？蓳u動(dòng)的凸輪59可旋轉(zhuǎn)地安裝到驅(qū)動(dòng)軸52的外周邊。可搖動(dòng)的凸輪59的一端在與驅(qū)動(dòng)軸52的軸正交的方向上伸長(zhǎng)，該端通過連接銷67連接到或栓接到連接構(gòu)件58的下端?？蓳u動(dòng)的凸輪59是這樣構(gòu)成的在其底面上帶有與驅(qū)動(dòng)軸52同心的基圓表面部分，以及與基圓表面部分相連的適當(dāng)?shù)貜澢耐馆啽砻娌糠??？蓳u動(dòng)的凸輪59的基圓部分和凸輪表面部分被設(shè)計(jì)為與進(jìn)氣閥3的挺桿60的頂面的指定點(diǎn)貼近接觸(或滑動(dòng)接觸)，具體情況取決于振動(dòng)的可搖動(dòng)凸輪59的角位置。如此，基圓表面部分充當(dāng)在其中進(jìn)氣閥門升程為零的基圓部分。另一方面，與基圓表面部分相連的凸輪表面部分的預(yù)先確定的角度范圍充當(dāng)傾斜(ramp)部分。此外，與傾斜部分相連的凸輪尖部分的預(yù)先確定的角度范圍充當(dāng)升程部分。如圖2明確顯示的，可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51的控制軸62在一個(gè)預(yù)先確定的角度范圍內(nèi)由第一致動(dòng)器(升程和工作角控制液壓致動(dòng)器)63驅(qū)動(dòng)。在所顯示的實(shí)施例中，第一致動(dòng)器63包括伺服馬達(dá)、充當(dāng)伺服馬達(dá)的輸出軸的蝸桿65，與蝸桿65互相咬合的并固定連接到控制軸62的外周邊的蝸輪。第一致動(dòng)器63的伺服馬達(dá)的操作是響應(yīng)來自ECU 19的控制信號(hào)以電子方式控制的。為了監(jiān)視或檢測(cè)控制軸62的角位置，控制軸傳感器64位于控制軸62的附近。實(shí)際上，通過第一液壓控制模塊(未顯示)，響應(yīng)來自ECU的控制信號(hào)調(diào)節(jié)施加到第一致動(dòng)器63的可控壓力。第一致動(dòng)器63是這樣設(shè)計(jì)的使輸出軸(蝸桿65)的角位置被往前推，并通過帶有被去能的第一液壓控制模塊的復(fù)位彈簧保持在其初始角位置?？勺兩毯凸ぷ鹘强刂茩C(jī)構(gòu)51按如下方式操作。
在驅(qū)動(dòng)軸52旋轉(zhuǎn)期間，連桿臂54依靠偏心凸輪53的凸輪動(dòng)作上下移動(dòng)。連桿臂54的上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致?lián)u臂56振動(dòng)。搖臂56的振動(dòng)通過連接構(gòu)件58被傳遞到可搖動(dòng)的凸輪59，結(jié)果導(dǎo)致可搖動(dòng)的凸輪59振動(dòng)。由于振動(dòng)的可搖動(dòng)凸輪59的凸輪動(dòng)作，進(jìn)氣閥3的挺桿60被按下，如此進(jìn)氣閥3升起。當(dāng)控制軸62的角位置由第一致動(dòng)器63改變時(shí)，搖臂56的原始位置也改變，結(jié)果，可搖動(dòng)的凸輪59的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的原始位置(或起點(diǎn))也改變。假設(shè)控制軸62的偏心凸輪部分68的角位置從偏心凸輪部分68的軸剛好位于控制軸62的軸下面的第一角位置移到偏心凸輪部分68的軸剛好位于控制軸62的軸上面的第二角位置，搖臂56整個(gè)地向上移動(dòng)。結(jié)果，可搖動(dòng)的凸輪59的尾部，包括連接銷67的孔，相對(duì)地被向上拉。即，可搖動(dòng)的凸輪59的原始位置移動(dòng)，以使可搖動(dòng)的凸輪本身傾斜，傾斜的方向使得可搖動(dòng)的凸輪59的凸輪表面部分離開進(jìn)氣閥挺桿60。在搖臂56向上移動(dòng)的情況下，當(dāng)可搖動(dòng)的凸輪59在驅(qū)動(dòng)軸52旋轉(zhuǎn)期間振動(dòng)時(shí)，可搖動(dòng)的凸輪59的基圓表面部分在一個(gè)相對(duì)比較長(zhǎng)的時(shí)間段與挺桿60保持接觸。換句話說，可搖動(dòng)的凸輪59的凸輪表面部分與挺桿60保持接觸的時(shí)間段較短。結(jié)果，進(jìn)氣閥3的閥門升程變短。此外，從進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO到進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的工作角θ(即，升起的時(shí)段)變小。
相反，當(dāng)控制軸62的偏心凸輪部分68的角位置從第二角位置移到第一角位置時(shí)，搖臂56整個(gè)地向下移動(dòng)。結(jié)果，可搖動(dòng)的凸輪59的尾部，包括連接銷67的孔，相對(duì)地被向下拉。即，可搖動(dòng)的凸輪59的原始位置移動(dòng)，以使可搖動(dòng)的凸輪本身傾斜，傾斜的方向使得可搖動(dòng)的凸輪59的凸輪表面部分朝著進(jìn)氣閥挺桿60移動(dòng)。在搖臂56向下移動(dòng)的情況下，當(dāng)可搖動(dòng)的凸輪59在驅(qū)動(dòng)軸52旋轉(zhuǎn)期間振動(dòng)時(shí)，與進(jìn)氣閥挺桿60接觸的部分從可搖動(dòng)的凸輪59的基圓表面部分移到可搖動(dòng)的凸輪59的凸輪表面部分。結(jié)果，進(jìn)氣閥3的閥門升程變大。此外，從進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO到進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的工作角θ(即，升起的時(shí)段)變大。
控制軸62的偏心凸輪部分65的角位置可以連續(xù)地通過第一致動(dòng)器63在極限范圍內(nèi)改變，如此閥門升程特性(閥門升程和工作角)也連續(xù)地改變。即，如圖2所示的可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51可以同時(shí)連續(xù)地放大和縮小閥門升程和工作角。換句話說，根據(jù)同時(shí)發(fā)生的閥門升程的變化和工作角θ的變化，可以彼此對(duì)稱地改變進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC。在1999年11月23日公開的美國(guó)專利No.5，988125中闡述了這樣的可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)，在此引用了該申請(qǐng)的啟示作為參考。
另一方面，可變相位控制機(jī)構(gòu)71包括星輪72和第二致動(dòng)器(相位控制液壓致動(dòng)器)73。在驅(qū)動(dòng)軸52的前端提供星輪72。提供第二個(gè)致動(dòng)器73以使驅(qū)動(dòng)軸52在預(yù)先確定的角度范圍內(nèi)相對(duì)于星輪72旋轉(zhuǎn)。星輪72通過正時(shí)鏈(未顯示)或正時(shí)皮帶(未顯示)具有與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的驅(qū)動(dòng)的連接。為了監(jiān)視或檢測(cè)驅(qū)動(dòng)軸52的角位置，驅(qū)動(dòng)軸傳感器66位于驅(qū)動(dòng)軸52的附近。實(shí)際上，通過第二液壓控制模塊(未顯示)，響應(yīng)來自ECU的控制信號(hào)調(diào)節(jié)施加到第二致動(dòng)器73的可控壓力。驅(qū)動(dòng)軸52在一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)于星輪72的相對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的中心角相φ的相位超前。驅(qū)動(dòng)軸52在相反的旋轉(zhuǎn)方向上對(duì)于星輪72的相對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的中心角相φ的相位滯后。在如圖2所示的可變相位控制機(jī)構(gòu)71中，只有最大進(jìn)氣閥門升程點(diǎn)處的中心角相φ超前或滯后，進(jìn)氣閥3的閥門升程沒有變化，進(jìn)氣閥3的工作角沒有變化。驅(qū)動(dòng)軸52對(duì)于星輪72的相對(duì)角位置可以連續(xù)地通過第二致動(dòng)器73在極限范圍內(nèi)改變，如此中心角相φ也連續(xù)地改變。在顯示的實(shí)施例中，第一和第二致動(dòng)器63和73兩者都包括液壓致動(dòng)器。作為替代，第一和第二致動(dòng)器63和73兩者都可以由以電磁方式操作的致動(dòng)器構(gòu)建。
如上文所討論的，該實(shí)施例的系統(tǒng)中包括的可變閥操作設(shè)備2是由彼此合并在一起的可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51和可變相位控制機(jī)構(gòu)71構(gòu)建的。如此，可以廣泛而連續(xù)地通過合并可變升程和工作角控制以及可變相位控制來改變進(jìn)氣閥門升程特性，具體來說，改變進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC。
圖3A顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的例子，兩者都是通過結(jié)合由可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51控制的工作角θ和由可變相位控制機(jī)構(gòu)71控制的中心角相φ在部分負(fù)載的條件下確定。圖3B顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的例子，兩者都是通過工作角θ和中心角相φ(兩者都適合于高負(fù)載操作)確定。從圖3A(在部分負(fù)載的條件下)和3B(在高負(fù)載條件下)的進(jìn)氣閥特性圖表看出，在高負(fù)載條件下工作角θ的調(diào)整比在部分負(fù)載條件下的調(diào)整寬，而與部分負(fù)載條件下比較，在高負(fù)載條件下中心角相φ在相位滯后方向上調(diào)整。關(guān)于包含第一致動(dòng)器63和ECU 19的可變升程和工作角控制系統(tǒng)，在計(jì)算進(jìn)氣閥3的工作角θ的期望值時(shí)，使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩作為發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的參數(shù)。工作角θ的期望值是計(jì)算或從預(yù)編程的特性圖實(shí)際檢索的，該圖顯示了所期望的工作角如何必須相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩而改變。然后，基于關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的最新信息，響應(yīng)對(duì)應(yīng)于按圖檢索到的所期望的工作角的控制信號(hào)來控制可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51。關(guān)于包含第二致動(dòng)器73和ECU 19的可變相位控制系統(tǒng)，在計(jì)算進(jìn)氣閥3的中心角相φ的期望值時(shí)，使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩作為發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件的參數(shù)。中心角相φ的期望值是計(jì)算或從預(yù)編程的特性圖實(shí)際檢索的，該圖顯示了所期望的中心角相如何必須相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩而改變。然后，基于關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的最新信息，響應(yīng)對(duì)應(yīng)于按圖檢索到的所期望的中心角相的控制信號(hào)控制可變相位控制機(jī)構(gòu)71?？梢员舜霜?dú)立地控制可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51以及可變相位控制機(jī)構(gòu)71。
假設(shè)從低負(fù)載操作到高負(fù)載操作的瞬變狀態(tài)，換句話說，在存在到加速狀態(tài)過渡的情況下，進(jìn)氣閥特性必須從適合于部分負(fù)載操作的狀態(tài)(參見圖3A)變化到適合于高負(fù)載操作的狀態(tài)(參見圖3B)。即，在存在從低負(fù)載到高負(fù)載過渡的情況下，工作角θ必須增大，而中心角相φ必須滯后。如圖4A和4B所示，假設(shè)在對(duì)工作角θ漸增地補(bǔ)償和滯后中心角相φ時(shí)，中心角相φ的變化(特別是中心角相φ的時(shí)間變化率)相對(duì)于工作角θ的變化(特別是工作角θ的時(shí)間變化率)而滯后。從圖4A和4B所示的某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)t1的進(jìn)氣閥特性(參見圖4B的時(shí)間圖下面顯示的進(jìn)氣閥特性圖)可以看出，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO過度超前，因此閥門重疊過度變大。這就使燃燒穩(wěn)定性變差。
如下文詳細(xì)描述的，為了避免在指定的瞬變狀態(tài)下工作角θ的時(shí)間變化率和中心角相φ的時(shí)間變化率之間的暫時(shí)不匹配，本實(shí)施例的系統(tǒng)可以執(zhí)行同步控制，根據(jù)該同步控制，工作角θ的時(shí)間變化率和中心角相φ的時(shí)間變化率彼此同步。
在顯示的實(shí)施例中，基本上可以通過使用可變閥操作設(shè)備2而不使用以電子方式控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥來可變地控制進(jìn)氣閥3的閥門升程特性以控制進(jìn)氣量。從而，以電子方式控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥開度通常保持在一個(gè)預(yù)先確定的恒定值，在該恒定值，可以在收集器16中產(chǎn)生預(yù)先確定的負(fù)壓。收集器16中的預(yù)先確定的負(fù)壓被設(shè)置為負(fù)壓源的預(yù)先確定的最小負(fù)壓，如-50mmHg。將以電子方式控制的節(jié)流閥單元18的節(jié)流閥開度固定到對(duì)應(yīng)于預(yù)先確定的收集器壓力(諸如-50mmHg的預(yù)先確定的最小負(fù)壓)的預(yù)先確定的恒定值意味著一個(gè)幾乎沒有節(jié)流的狀況(換句話說，輕微節(jié)流的狀況)。這就大大地降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的泵送損失。預(yù)先確定的最小負(fù)壓(預(yù)先確定的真空)可以有效地用于通常安裝在實(shí)際內(nèi)燃機(jī)中的漏氣再循環(huán)系統(tǒng)中的漏氣的再循環(huán)和/或蒸發(fā)氣散發(fā)控制系統(tǒng)中的罐清除。如上文所述，作為一種控制吸氣量的基本方法，可以使用可變進(jìn)氣閥門升程特性控制。然而，在吸氣量非常小的非常低的速度和非常低的負(fù)載范圍內(nèi)，進(jìn)氣閥3的閥門升程必須精細(xì)控制或調(diào)整到一個(gè)非常小的升程。這樣的將進(jìn)氣閥門升程微調(diào)到非常小的升程的過程很難，從而實(shí)際進(jìn)氣閥門升程可能會(huì)輕微地偏離期望的閥門升程(非常小的升程)。在非常低的速度和非常低的負(fù)載范圍內(nèi)使用可變進(jìn)氣閥門升程特性控制可能會(huì)造成空氣/燃料混合比的顯著錯(cuò)誤發(fā)生，在每一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的進(jìn)氣量方面發(fā)生顯著錯(cuò)誤的趨勢(shì)增大。為避免這種情況發(fā)生，在非常低的速度和非常低的負(fù)載范圍內(nèi)，進(jìn)氣閥門升程特性是固定的常數(shù)，作為替代，通過以電子方式控制的節(jié)流閥單元18啟動(dòng)節(jié)流控制，以便產(chǎn)生適合于非常低的速度和非常低的負(fù)載操作的期望的進(jìn)氣量。
下面將參考圖5和6所示的流程圖詳細(xì)描述同步控制的細(xì)節(jié)，根據(jù)該同步控制，工作角θ的時(shí)間變化率和中心角相φ的時(shí)間變化率彼此同步。圖5顯示了作為每隔預(yù)先確定的采樣時(shí)間間隔觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷例程來執(zhí)行的工作角θ控制例程，而圖6顯示了作為每隔預(yù)先確定的采樣時(shí)間間隔觸發(fā)的時(shí)間觸發(fā)中斷例程來執(zhí)行的中心角相φ控制例程。
首先，在圖5的步驟S1中，計(jì)算期望的工作角θT(工作角θ的期望值)或者從預(yù)編程的“發(fā)動(dòng)機(jī)速度”對(duì)“發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩”對(duì)“期望的工作角θT”特性圖中進(jìn)行檢索。
在步驟S2中，將實(shí)際工作角θA與通過步驟S1檢索的期望的工作角θT進(jìn)行比較。具體來說，進(jìn)行檢查，以確定實(shí)際工作角θA是否小于期望的工作角θT。實(shí)際工作角θA是通過控制軸傳感器64檢測(cè)的。如果步驟S2的答案是否定的(否)，即，θA≥θT，則ECU 19的處理器確定必須漸減地補(bǔ)償工作角。如此，在θA≥θT的情況下，例程從步驟S2通過步驟S3進(jìn)入步驟S4。
在步驟S3中，計(jì)算進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的當(dāng)前值IVC(n)。當(dāng)前進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC(n)實(shí)際上是基于由控制軸傳感器64檢測(cè)的實(shí)際工作角θA和由驅(qū)動(dòng)軸傳感器66檢測(cè)的實(shí)際中心角相φA計(jì)算的。
在步驟S4中，進(jìn)行檢查，以確定通過步驟S3計(jì)算出的當(dāng)前進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較是否超前。如果步驟S4的答案是肯定的(是)，則ECU 19禁止工作角漸減地得到補(bǔ)償，即，禁止對(duì)工作角的遞減補(bǔ)償。相反，如果步驟S14的答案是否定的(否)，則ECU 19判斷必須對(duì)工作角漸減地補(bǔ)償，從而例程從步驟S4進(jìn)入步驟S5。
在步驟S5中，ECU 19使工作角能漸減地得到補(bǔ)償。具體來說，從ECU 19的輸出接口向用于可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51的第一致動(dòng)器63輸出表示工作角遞減補(bǔ)償?shù)拿睢８鶕?jù)工作角遞減補(bǔ)償，在每一個(gè)控制周期內(nèi)，工作角遞減一個(gè)預(yù)先確定的減量(非常小的工作角)，從而在工作角θ控制例程的隨后執(zhí)行期間逐漸而適當(dāng)?shù)販p少。從步驟S1經(jīng)過步驟S2、S3和S4到步驟S5可以看出，在θA≥φT的情況下，工作角θ縮小的時(shí)間變化率可以適當(dāng)?shù)氐玫较拗?，以便防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而超前。更詳細(xì)來說，工作角θ減小的時(shí)間變化率可以通過預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC而進(jìn)行限制，以便進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC慢慢而適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而超前。
相反，如果步驟S2的答案是肯定的(是)，即，θA＜θT，則ECU 19的處理器判斷必須對(duì)工作角漸增地補(bǔ)償。如此，在θA＜θT的情況下，例程從步驟S2通過步驟S6進(jìn)入步驟S7。
在步驟S6中，計(jì)算進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO的當(dāng)前值IVO(n)。當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)實(shí)際上是基于由控制軸傳感器64檢測(cè)的實(shí)際工作角θA和由驅(qū)動(dòng)軸傳感器66檢測(cè)的實(shí)際中心角相φA計(jì)算的。
在步驟S7中，進(jìn)行檢查，以確定通過步驟S6計(jì)算出的當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較是否超前。如果步驟S7的答案是肯定的(是)，即，如果當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較超前，則ECU 19禁止工作角漸增地得到補(bǔ)償，即，禁止對(duì)工作角的漸增的補(bǔ)償。如果步驟S7的答案是否定的(否)，即，如果當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較沒有超前，則ECU 19確定有必要對(duì)工作角漸增地補(bǔ)償，從而例程從步驟S7進(jìn)入步驟S8。
在步驟S8，ECU 19使工作角能漸增地得到補(bǔ)償。具體來說，從ECU 19的輸出接口向可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51的第一致動(dòng)器63輸出表示工作角遞增補(bǔ)償?shù)拿?。根?jù)工作角遞增補(bǔ)償，在每一個(gè)控制周期內(nèi)，工作角遞增一個(gè)預(yù)先確定的增量(非常小的工作角)，從而在工作角θ控制例程的隨后執(zhí)行期間逐漸而適當(dāng)?shù)卦龃?。從步驟S1經(jīng)過步驟S2、S6和S7到S8的流程可以看出，在θA＜φT的情況下，工作角θ增大的時(shí)間變化率可以適當(dāng)?shù)氐玫较拗疲员惴乐惯M(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較而超前。更詳細(xì)來說，工作角θ增大的時(shí)間變化率可以通過預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT來限制進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO而進(jìn)行限制，以便進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO慢慢而適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較而超前。
前面提及的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT是基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件而設(shè)置的。例如，進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT基于允許的殘余氣體濃度推出或者基于該濃度設(shè)置，該濃度基于進(jìn)氣空氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而確定。另一方面，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT基本上基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的當(dāng)前值和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的當(dāng)前值)而被設(shè)置為期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間(即，基于前面提及的期望的工作角θT和期望的中心角相φT而確定的期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間)。與進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT的上述基本設(shè)置方式相同，可以基于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件(如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的當(dāng)前值和所需要的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的當(dāng)前值)將進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT設(shè)置為期望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間(即，基于前面提及的期望的工作角θT和期望的中心角相φT而確定的期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間)?；蛘撸M(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLMIT可以被設(shè)置為稍微偏離期望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間一個(gè)預(yù)先確定的曲柄角的一個(gè)進(jìn)氣閥打開時(shí)間，而進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT可以被設(shè)置為稍微偏離期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間一個(gè)預(yù)先確定的曲柄角的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖6，該圖顯示了與圖5的工作角θ控制例程并行執(zhí)行的中心角相φ控制例程。
在步驟S11，計(jì)算期望的中心角相φT(中心角相φ的期望值)或從預(yù)編程的“發(fā)動(dòng)機(jī)速度”對(duì)“發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩”對(duì)“期望的中心角相φT”特性圖進(jìn)行檢索。
在步驟S12中，將實(shí)際中心角相φA與通過步驟S11檢索的期望的中心角相φT進(jìn)行比較。具體來說，進(jìn)行檢查，以確定實(shí)際中心角相φA與期望的中心角相φT比較是否滯后。實(shí)際中心角相φA是通過驅(qū)動(dòng)軸傳感器66檢測(cè)的。如果步驟S12的答案是否定的(否)，即，如果實(shí)際相位φA與期望的相位φT比較超前，則ECU 19的處理器判斷必須將中心角相的相位滯后，從而例程從步驟S12通過步驟S13進(jìn)入步驟S14。
在步驟S13中，計(jì)算進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的當(dāng)前值IVC(n)。當(dāng)前進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC(n)實(shí)際上是基于由控制軸傳感器64檢測(cè)的實(shí)際工作角θA和由驅(qū)動(dòng)軸傳感器66檢測(cè)的實(shí)際中心角相φA計(jì)算的。
在步驟S14中，進(jìn)行檢查，以確定通過步驟S13計(jì)算出的當(dāng)前進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間 IVC(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較是否滯后。如果步驟S14的答案是肯定的(是)，則ECU 19禁止中心角相進(jìn)一步發(fā)生相位滯后，即，禁止對(duì)中心角相的相位滯后補(bǔ)償。相反，如果步驟S14的答案是否定的(否)，則ECU 19判斷必須將中心角相滯后，從而例程從步驟S14進(jìn)入步驟S15。
在步驟S15，ECU 19使中心角相發(fā)生相位滯后。具體來說，從ECU 19的輸出接口向可變相位控制機(jī)構(gòu)71的第二致動(dòng)器73輸出一個(gè)表示相位滯后補(bǔ)償?shù)拿?。根?jù)相位滯后補(bǔ)償，在每一個(gè)控制周期內(nèi)，中心角相被滯后一個(gè)預(yù)先確定的曲柄角(非常小的曲柄角)，從而在中心角相φ控制例程的隨后執(zhí)行期間逐漸而適當(dāng)?shù)販蟆牟襟ES11經(jīng)過步驟S12、S13和S14到步驟S15可以看出，在從期望的相位φT到實(shí)際相位φA的相位超前狀態(tài)，中心角相φ的相位滯后的時(shí)間變化率可以適當(dāng)?shù)氐玫较拗疲员惴乐惯M(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而滯后。更詳細(xì)來說，中心角相φ的相位滯后的時(shí)間變化率可以通過預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT來限制閥關(guān)閉時(shí)間IVC而進(jìn)行適當(dāng)?shù)叵拗疲员氵M(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC慢慢而適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而滯后。
相反，如果步驟S12的答案是肯定的(是)，即，如果實(shí)際相位φA與期望的相位φT比較而滯后，則ECU 19的處理器判斷必須將中心角相的相位超前，從而例程從步驟S12通過步驟S16進(jìn)入步驟S17。
在步驟S16中，計(jì)算進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO的當(dāng)前值IVO(n)。當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)實(shí)際上是基于由控制軸傳感器64檢測(cè)的實(shí)際工作角θA和由驅(qū)動(dòng)軸傳感器66檢測(cè)的實(shí)際中心角相φA計(jì)算的。
在步驟S17中，進(jìn)行檢查，以確定通過步驟S16計(jì)算出的當(dāng)前進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO(n)與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較是否超前。如果步驟S17的答案是肯定的(是)，則ECU 19禁止中心角相進(jìn)一步發(fā)生相位超前，即，禁止對(duì)中心角相的相位超前補(bǔ)償。相反，如果步驟S17的答案是否定的(否)，則ECU 19判斷必須將中心角相超前，從而例程從步驟S17進(jìn)入步驟S18。
在步驟S15，ECU 19使中心角相發(fā)生相位超前。具體來說，從ECU 19的輸出接口向可變相位控制機(jī)構(gòu)71的第二致動(dòng)器73輸出一個(gè)表示相位超前補(bǔ)償?shù)拿睢８鶕?jù)相位超前補(bǔ)償，在每一個(gè)控制周期內(nèi)，中心角相被超前一個(gè)預(yù)先確定的曲柄角(非常小的曲柄角)，從而在中心角相φ控制例程的隨后執(zhí)行期間逐漸而適當(dāng)?shù)爻?。從步驟S11經(jīng)過步驟S12、S16和S17到步驟S18可以看出，在從期望的相位φT到實(shí)際相位φA的相位滯后狀態(tài)，中心角相φ的相位超前的時(shí)間變化率可以適當(dāng)?shù)氐玫较拗?，以便防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較而超前。更詳細(xì)來說，中心角相φ的相位超前的時(shí)間變化率可以通過預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT來限制閥打開時(shí)間IVO而進(jìn)行適當(dāng)?shù)叵拗疲员氵M(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO慢慢而適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVCLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較而超前。
用于如圖6所示的中心角相φ控制例程的前面提及的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT可以被設(shè)置為與用于如圖5所示的工作角θ控制例程的相應(yīng)的時(shí)間極限IVOLIMIT和IVCLIMIT相同。或者，用于如圖6所示的中心角相φ控制例程的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT可以被設(shè)置為與用于如圖5所示的工作角θ控制例程的相應(yīng)的時(shí)間極限IVOLIMIT和IVCLIMIT不同。
從上文可以看出，根據(jù)本實(shí)施例的系統(tǒng)，圖5的工作角θ控制例程和圖6的中心角相φ控制例程是彼此并行同時(shí)執(zhí)行的。在圖5的工作角θ控制例程和圖6的中心角相φ控制例程同時(shí)執(zhí)行期間，假設(shè)工作角θ的時(shí)間變化率是根據(jù)工作角θ控制例程限制的(參見從圖5的步驟S4到步驟S5的流程或從步驟S7到步驟S8的流程)，中心角相φ相對(duì)于t(時(shí)間)的變化與工作角θ相對(duì)于t的變化相比有變大的趨勢(shì)。也就是說，當(dāng)中心角相φ的相位變化與工作角θ的變化比較由于某種原因相對(duì)滯后，工作角θ的時(shí)間變化率是通過預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT(或預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT)來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC而適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行限制的，因此，本實(shí)施例的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)以等待中心角相φ的相位變化變大一段時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)，工作角θ的時(shí)間變化率受到限制。結(jié)果，工作角θ控制和中心角相φ控制同時(shí)執(zhí)行，以使工作角θ的時(shí)間變化率和中心角相φ的時(shí)間變化率彼此同步，從而避免造成不希望的反常的閥門時(shí)間。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖7A和7B，該圖顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC，兩者是通過結(jié)合由可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51控制的工作角θ和由可變相位控制機(jī)構(gòu)71控制的中心角相φ在從高負(fù)載操作(參見圖7A的操作點(diǎn)“a”和進(jìn)氣閥特性圖)到非常低的負(fù)載操作(參見圖7B的操作點(diǎn)“b”和進(jìn)氣閥特性圖)的瞬變狀態(tài)的減速期間確定的。通過如圖7A(在高負(fù)載操作期間)所示的從進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO到進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的工作角θ和中心角相φ(對(duì)應(yīng)于IVO的曲柄角和IVC的曲柄角之間的中心角)與如圖7B(在非常低的負(fù)載操作期間)所示的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的比較可以看出，在從操作點(diǎn)“a”到操作點(diǎn)“b”的過渡期間，中心角相φ必須滯后，而工作角θ減小。圖8A、8B和8C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(高負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(非常低的負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的減速期間沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化。圖8A-8C中的實(shí)線表示的特性曲線分別顯示了理想的工作角θ特性，理想的中心角相φ特性，以及理想的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC特性。另一方面，圖8B和8C中的虛線表示的特性曲線分別顯示了由于某種原因而發(fā)生的不希望的中心角相φ特性，以及不希望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC特性。假設(shè)與圖8B中的實(shí)線表示的其期望的相位比較，在沒有同步控制的情況下中心角相φ的相位滯后是時(shí)間延遲的(參見圖8B中的虛線)，由于工作角θ減小，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC相對(duì)于其期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間(即，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT)而超前有增大的趨勢(shì)(參見圖8C中IVC超過IVCLIMIT的上面突出部分)。這就導(dǎo)致進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的吸氣量缺乏，從而可能會(huì)發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。另一方面，圖9A、9B和9C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(高負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(非常低的負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的減速期間對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化。假設(shè)與圖9B中的實(shí)線表示的其期望的相位比較在進(jìn)行同步控制的情況下中心角相φ的相位滯后是時(shí)間延遲的(參見圖9B中的虛線)，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC受到預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT的限制，如此，工作角θ減小的時(shí)間變化率漸減地得到抵償，結(jié)果，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC慢慢地接近預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而超前(參見圖5中的從步驟S4到步驟S5的流程)。結(jié)果，工作角θ根據(jù)圖9A中的虛線表示的特性曲線的變化與中心角相φ的變化同步(參見圖9B中的虛線)。然后，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC保持在預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT(參見圖9C)。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖10A和10B，該圖顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC，兩者是通過結(jié)合工作角θ控制和中心角相φ控制在從低負(fù)載操作(參見圖10A的操作點(diǎn)“a”和進(jìn)氣閥特性圖表)到高負(fù)載操作(參見圖10B的操作點(diǎn)“b”和進(jìn)氣閥特性圖表)的瞬變狀態(tài)的加速期間確定的。通過如圖10A(在低負(fù)載操作期間)所示的從IVO到IVC的工作角θ和中心角相φ(對(duì)應(yīng)于IVO和IVC之間的中心角)與如圖10B(在高負(fù)載操作期間)所示的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的比較可以看出，中心角相φ必須滯后，而工作角θ增大。圖11A、11B和11C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(低負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(高負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的加速期間沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO的變化。圖11A-11C中的實(shí)線表示的特性曲線分別顯示了理想的工作角θ特性，理想的中心角相φ特性，以及理想的進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO特性。另一方面，圖11B和11C中的虛線表示的特性曲線顯示了由于某種原因而發(fā)生的不希望的中心角相φ特性，以及不希望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO特性。假設(shè)與圖11B中的實(shí)線表示的其期望的相位比較在沒有同步控制的情況下中心角相φ的相位滯后是時(shí)間延遲的(參見圖11B中的虛線)，由于工作角θ增大，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO相對(duì)于其期望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間(即，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT)而超前有增大的趨勢(shì)(參見圖11C中的IVO超過IVOLIMIT的上面突出部分)。這就導(dǎo)致過度的閥門重疊，從而燃燒穩(wěn)定性可能會(huì)暫時(shí)變差。另一方面，圖12A、12B和12C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(低負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(高負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的加速期間對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO的變化。假設(shè)與圖12B中的實(shí)線表示的其期望的相位比較在進(jìn)行同步控制的情況下中心角相φ的相位滯后是時(shí)間延遲的(參見圖12B中的虛線)，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO受到預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT的限制，如此，工作角θ增大的時(shí)間變化率漸減地得到補(bǔ)償，結(jié)果，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO慢慢地接近預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVCLIMIT比較而超前(參見圖5中的從步驟S7到步驟S8的流程)。結(jié)果，工作角θ根據(jù)圖12A中的虛線表示的特性曲線與中心角相φ的變化而同步地變化(參見圖12B中的虛線)。然后，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO保持在預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT(參見圖12C)。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖13A和13B，該圖顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC，兩者是通過結(jié)合工作角θ控制和中心角相φ控制在從低負(fù)載操作(參見圖13A的操作點(diǎn)“a”和進(jìn)氣閥特性圖)到低速高負(fù)載操作(參見圖13B的操作點(diǎn)“b”和進(jìn)氣閥特性圖)的瞬變狀態(tài)的換低檔期間確定的。通過如圖13A(在低負(fù)載操作期間)所示的從IVO到IVC的工作角θ和中心角相φ(對(duì)應(yīng)于IVO和IVC之間的中心角)與如圖13B(在低速和高負(fù)載操作期間)所示的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的比較可以看出，中心角相φ必須滯后，而工作角θ減小。圖14A、14B和14C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(低負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(低速高負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的換低檔期間沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化。圖14A-14C中的實(shí)線表示的特性曲線分別顯示了理想的工作角θ特性，理想的中心角相φ特性，以及理想的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC特性。另一方面，圖14A和14C中的虛線表示的特性曲線分別顯示了由于某種原因而發(fā)生的不希望的工作角θ特性，以及不希望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC特性。假設(shè)與圖14A中的實(shí)線表示的其期望的工作角比較在沒有同步控制的情況下工作角θ的減小是時(shí)間延遲的(參見圖14A中的虛線)，由于中心角相φ的相位滯后，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC相對(duì)于其期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間(即，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT)而滯后有增大的趨勢(shì)(參見圖14C中IVC下沖IVCLIMIT的下沖部分)。這就導(dǎo)致異常的扭矩波動(dòng)。另一方面，圖15A、15B和15C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(低負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(低速高負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的換低檔期間對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化。假設(shè)與圖15A中的實(shí)線表示的其期望的工作角比較在進(jìn)行同步控制的情況下工作角θ的減小是時(shí)間延遲的(參見圖15A中的虛線)，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC受到預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT的限制，如此，中心角相φ的相位滯后的時(shí)間變化率漸減地得到抵償，結(jié)果，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC慢慢地接近預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT比較而滯后(參見圖6中的從步驟S14到步驟S15的流程)。結(jié)果，中心角相φ根據(jù)圖15B中的虛線表示的特性曲線與工作角θ的變化而同步地變化(參見圖15A中的虛線)。然后，進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC保持在預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVCLIMIT(參見圖15C)。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖16A和16B，該圖顯示了進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO和進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC，兩者是通過結(jié)合工作角θ控制和中心角相φ控制在從高負(fù)載操作(參見圖16A的操作點(diǎn)“a”和進(jìn)氣閥特性圖)到低負(fù)載操作(參見圖16B的操作點(diǎn)“b”和進(jìn)氣閥特性圖)的瞬變狀態(tài)的減速期間確定的。通過如圖16A(在高負(fù)載操作期間)所示的從IVO到IVC的工作角θ和中心角相φ(對(duì)應(yīng)于IVO和IVC之間的中心角)與如圖16B(在低負(fù)載操作期間)所示的對(duì)應(yīng)項(xiàng)的比較可以看出，中心角相φ必須超前，而工作角θ減小。圖17A、17B和17C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(高負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(低負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的減速期間沒有對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間IVC的變化。圖17A-17C中的實(shí)線表示的特性曲線分別顯示了理想的工作角θ特性，理想的中心角相φ特性，以及理想的進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO特性。另一方面，圖17A和17C中的虛線表示的特性曲線顯示了由于某種原因而發(fā)生的不希望的工作角θ特性，以及不希望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO特性。假設(shè)與圖17A中的實(shí)線表示的其期望的工作角比較在沒有同步控制的情況下工作角θ的減小是時(shí)間延遲的(參見圖17A中的虛線)，由于中心角相φ的相位超前，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO相對(duì)于其期望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間(即，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVCLIMIT)而超前有增大的趨勢(shì)(參見圖17C中IVO超過IVCLIMIT的上面突出部分)。這就導(dǎo)致過度的閥門重疊，從而燃燒穩(wěn)定性可能會(huì)暫時(shí)變差。另一方面，圖18A、18B和18C分別顯示了在從操作點(diǎn)“a”(高負(fù)載操作)到操作點(diǎn)“b”(低速低負(fù)載操作)的瞬變狀態(tài)的減速期間對(duì)工作角和相位同步進(jìn)行控制而獲得的工作角θ、中心角相φ，以及進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO的變化。假設(shè)與圖18A中的實(shí)線表示的其期望的工作角比較在進(jìn)行同步控制的情況下工作角θ的減小是時(shí)間延遲的(參見圖18A中的虛線)，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO受到預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限IVOLIMIT的限制，如此，中心角相φ的相位超前的時(shí)間變化率漸減地得到補(bǔ)償，結(jié)果，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO慢慢地接近預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT比較而超前(參見圖6中的從步驟S17到步驟S18的流程)。結(jié)果，中心角相φ根據(jù)圖18B中的虛線表示的特性曲線與工作角θ的變化而同步地變化(參見圖18A中的虛線)。然后，進(jìn)氣閥打開時(shí)間IVO保持在預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限IVOLIMIT(參見圖18C)。
作為一種可變工作角控制機(jī)構(gòu)，所顯示實(shí)施例的系統(tǒng)使用可變升程和工作角控制機(jī)構(gòu)51(參見圖2)，該機(jī)構(gòu)能夠同時(shí)連續(xù)地放大和縮小閥門升程和工作角。作為替代，也可以使用另一種類型的工作角控制機(jī)構(gòu)，在這種機(jī)構(gòu)中，最大閥門升程是固定常數(shù)，只有工作角是可變地控制的。
這里引用了日本專利申請(qǐng)No.2002-211993(2002年7月22日申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容作為參考。
雖然前述的內(nèi)容是對(duì)實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的描述，可以理解，本發(fā)明不僅限于這里顯示和描述的特定的實(shí)施例，在不偏離下面的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的范圍或精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)能使進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的最大升程點(diǎn)處的相位變化，該系統(tǒng)包括能夠連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的工作角的可變工作角控制機(jī)構(gòu)；能夠連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的相位的可變相位控制機(jī)構(gòu)；控制單元，其被配置為電連接到可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)兩者，以便基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件響應(yīng)于所期望的工作角和所期望的相位同時(shí)控制可變工作角控制機(jī)構(gòu)和可變相位控制機(jī)構(gòu)；以及該控制單元執(zhí)行同步控制，以使工作角的時(shí)間變化率和相位的時(shí)間變化率在發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件改變的瞬變狀態(tài)下彼此同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的增大的時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是受限制的，以便防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位超前時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是受限制的，以便防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的減小的時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是受限制的，以便防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限相比較而超前。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位滯后時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是受限制的，以便防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限相比較而滯后。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變工作角控制機(jī)構(gòu)改變的工作角的當(dāng)前值；以及第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變相位控制機(jī)構(gòu)改變的相位的當(dāng)前值；以及其中，基于工作角的當(dāng)前值和相位的當(dāng)前值計(jì)算關(guān)于進(jìn)氣閥打開時(shí)間的最新信息數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變工作角控制機(jī)構(gòu)改變的工作角的當(dāng)前值；以及第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變相位控制機(jī)構(gòu)改變的相位的當(dāng)前值；以及其中，基于工作角的當(dāng)前值和相位的當(dāng)前值計(jì)算關(guān)于進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間的最新信息數(shù)據(jù)。
8根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變工作角控制機(jī)構(gòu)改變的工作角的當(dāng)前值；以及第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變相位控制機(jī)構(gòu)改變的相位的當(dāng)前值；以及其中，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限被設(shè)置為與基于所期望的工作角和所期望的相位確定的所期望的進(jìn)氣閥打開時(shí)間相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，進(jìn)一步包括第一檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變工作角控制機(jī)構(gòu)改變的工作角的當(dāng)前值；以及第二檢測(cè)器，用于檢測(cè)由可變相位控制機(jī)構(gòu)改變的相位的當(dāng)前值；以及其中，預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限被設(shè)置為與基于所期望的工作角和所期望的相位確定的所期望的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間相同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的增大的時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥打開時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥打開時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位超前時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥打開時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥打開時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的減小的時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限相比較而超前。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位滯后時(shí)間變化率在瞬變狀態(tài)中是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限比較而滯后。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的增大的時(shí)間變化率在從低負(fù)載操作到高負(fù)載操作的瞬變狀態(tài)的加速期間是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥打開時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥打開時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位超前時(shí)間變化率在從高負(fù)載操作到低負(fù)載操作的瞬變狀態(tài)的減速期間是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥打開時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥打開時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥打開時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥打開時(shí)間極限相比較而超前。
16.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于工作角的減小的時(shí)間變化率在從高負(fù)載操作到非常低的負(fù)載操作的瞬變狀態(tài)的減速期間是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限相比較而超前。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或14所述的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)，其特征在于相位的相位滯后時(shí)間變化率在從低負(fù)載操作到低速高負(fù)載操作的瞬變狀態(tài)的換低檔期間是通過以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件設(shè)置的預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限來限制進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間而進(jìn)行限制的，以便進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間適當(dāng)?shù)亟咏A(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限，同時(shí)防止進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間與預(yù)先確定的進(jìn)氣閥關(guān)閉時(shí)間極限相比較而滯后。
全文摘要
在一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)的能使進(jìn)氣閥的工作角和進(jìn)氣閥的最大升程點(diǎn)處的相位變化的可變進(jìn)氣閥操作系統(tǒng)中，提供可變工作角控制機(jī)構(gòu)以連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的工作角，并提供可變相位控制機(jī)構(gòu)以連續(xù)地改變進(jìn)氣閥的相位。一個(gè)控制單元被配置為電連接到這兩個(gè)可變控制機(jī)構(gòu)，以基于發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件響應(yīng)所期望的工作角和所期望的相位同時(shí)控制這些控制機(jī)構(gòu)。控制單元執(zhí)行同步控制，以使工作角的時(shí)間變化率和相位的時(shí)間變化率在發(fā)動(dòng)機(jī)操作條件改變的瞬變狀態(tài)下彼此同步。
文檔編號(hào)F02D13/02GK1495347SQ0313310
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月22日
發(fā)明者川村克彥, 江頭猛 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社