[發(fā)明專利]內(nèi)燃機(jī)用可變閥正時(shí)控制裝置及包括可變閥正時(shí)控制裝置的內(nèi)燃機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680002007.0
• 申請(qǐng)日: 2006-09-28
• 公開（公告）號(hào): CN101103191A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 守谷嘉人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F02D13/02
• 分類號(hào): F02D13/02;F01L1/34;F01L1/352
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 柳春雷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的可變閥正時(shí)控制裝置，該裝置用于改變內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣閥和排氣閥中之一或全部二者的閥正時(shí)；本發(fā)明還涉及包括該可變閥正時(shí)控制裝置的內(nèi)燃機(jī)。具體地說，本發(fā)明涉及使改變閥正時(shí)的時(shí)候發(fā)生的沖擊減小或消除的改進(jìn)。

背景技術(shù)

近年來，在車輛中安裝的內(nèi)燃機(jī)(發(fā)動(dòng)機(jī))中，越來越多的內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)采用了可變閥正時(shí)裝置來改變進(jìn)氣閥和排氣閥的閥正時(shí)，其目的是增加輸出、減小燃料消耗、以及降低廢氣排放。

例如，像日本專利申請(qǐng)公開No.2004-245192中公開的那樣，目前使用的大多數(shù)可變閥正時(shí)裝置采用來自液壓泵的液壓來驅(qū)動(dòng)相位改變機(jī)構(gòu)，以改變凸輪軸相對(duì)于曲軸的旋轉(zhuǎn)相位，從而改變進(jìn)氣閥和/或排氣閥的閥正時(shí)，其中液壓泵由來自曲軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力致動(dòng)，進(jìn)氣閥和/或排氣閥由凸輪軸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開閉。

但是，采用這樣的液壓驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置，在某些情況下，在寒冷條件下啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)發(fā)生液壓不足或液壓控制的響應(yīng)性下降的情況，因此存在著閥正時(shí)控制的精度不能完全實(shí)現(xiàn)的缺點(diǎn)。

為此，像例如日本專利申請(qǐng)公開No.6-213021中公開的那樣，已經(jīng)開發(fā)了電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變閥正時(shí)裝置，其中相位改變機(jī)構(gòu)由來自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以改變凸輪軸相對(duì)于曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)相，并從而改變閥正時(shí)。

盡管在上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置中，具有響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)，但是這種高響應(yīng)速度也可能造成改變閥正時(shí)的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩急劇改變。由于這種轉(zhuǎn)矩改變，有時(shí)車體會(huì)發(fā)生沖擊(振動(dòng))并使乘客感到不舒服。例如，在隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載增大而使閥正時(shí)提前時(shí)，即使在駕駛員逐漸增大油門開度的情況下，閥正時(shí)也會(huì)在較短時(shí)間中向提前那側(cè)發(fā)生很大改變。閥正時(shí)的這種瞬時(shí)改變涉及到內(nèi)燃機(jī)燃燒狀態(tài)的變化，燃燒狀態(tài)變化接著造成轉(zhuǎn)矩的急劇改變。因此使車體產(chǎn)生沖擊(振動(dòng))。

如上所述，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置會(huì)造成液壓驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置并不造成的問題，所述液壓驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置使用由曲軸的驅(qū)動(dòng)力旋轉(zhuǎn)致動(dòng)的液壓泵。

為了解決這種問題，可以通過下述方式設(shè)置可變閥正時(shí)裝置：給閥正時(shí)改變速率設(shè)置某個(gè)上限，使閥正時(shí)總是以較低速率改變，在該速率下車體不會(huì)發(fā)生沖擊。例如，可以將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速最大值設(shè)定得較低，所述電動(dòng)機(jī)是改變閥正時(shí)的驅(qū)動(dòng)源。

但是，即使在駕駛員突然增大油門開度的情況下，即駕駛員需要迅速加速的情況下，閥正時(shí)也因上述原因而緩慢改變。獲得與駕駛員的要求相符的閥正時(shí)需要較長(zhǎng)時(shí)間，不能充分實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)響應(yīng)。因此，不能完全利用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置的真實(shí)能力。

應(yīng)當(dāng)注意，這樣的問題并不限于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置，對(duì)于與上述液壓驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置相比，閥正時(shí)的響應(yīng)速度更高的任何可變閥正時(shí)裝置(例如用電動(dòng)液壓泵作為驅(qū)動(dòng)源的裝置)，這樣的問題都可能發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述問題而作出的，其目的是：對(duì)于以電動(dòng)驅(qū)動(dòng)式可變閥正時(shí)裝置為代表的、具有較高響應(yīng)速度的可變閥正時(shí)裝置，消除駕駛員不希望的閥正時(shí)急劇改變，從而提供一種能夠防止產(chǎn)生與閥正時(shí)改變有關(guān)的沖擊的可變閥正時(shí)控制裝置，以及具有該可變閥正時(shí)控制裝置的內(nèi)燃機(jī)。

[克服該問題的原理]

根據(jù)本發(fā)明設(shè)置來實(shí)現(xiàn)上述目的的解決方法，對(duì)于由目標(biāo)閥正時(shí)與實(shí)際閥正時(shí)之間的差所獲得的閥正時(shí)改變速率(增益)，當(dāng)駕駛員操縱造成的油門開度改變速率較低時(shí)，判定為駕駛員不需要閥正時(shí)快速改變，并對(duì)閥正時(shí)改變速率設(shè)置限制來防止車體中的沖擊。另一方面，當(dāng)駕駛員操縱造成的油門開度改變速率較高時(shí)，以由目標(biāo)閥正時(shí)與實(shí)際閥正時(shí)之間的差確定的閥正時(shí)改變速率來改變閥正時(shí)，使得閥正時(shí)快速接近目標(biāo)閥正時(shí)以滿足駕駛員的需要。

[解決方式]

具體地說，本發(fā)明基于一種可變閥正時(shí)控制裝置，該裝置用于改變內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣閥和排氣閥中至少其一的開啟和關(guān)閉正時(shí)。這種可變閥正時(shí)控制裝置包括油門開度傳感器和操作單元，該油門開度傳感器感知由駕駛員的操縱造成的油門開度。操作單元計(jì)算作為目標(biāo)閥正時(shí)與實(shí)際閥正時(shí)之間差的正時(shí)偏差、計(jì)算油門開度改變速率、并根據(jù)正時(shí)偏差與油門開度改變速率來調(diào)整使實(shí)際閥正時(shí)接近目標(biāo)閥正時(shí)的閥正時(shí)改變速率。