[發明專利]相角檢測裝置以及使用該裝置的內燃機閥正時控制設備

無效

• 申請號: 200710136696.0
• 申請日: 2007-07-20
• 公開（公告）號: CN101109328A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 小久保直樹;小林喜幸
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F02D13/02
• 分類號: F02D13/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 康建忠

技術領域

本發明涉及一種被配置以檢測至少兩個旋轉軸之間的旋轉相位差的相角檢測裝置，特別涉及一種在內燃機閥正時控制設備中使用的相角檢測裝置，所述內燃機閥正時控制設備被配置以根據引擎操作條件來變化地控制引擎閥正時，例如，進氣閥關閉正時(IVC)和進氣閥打開正時(IVO)和/或排氣閥關閉正時(EVC)和排氣閥打開正時(EVO)。

背景技術

近些年來，已提出并開發了各種適合內燃機的可變閥正時控制(VTC)系統的相角檢測裝置。在第6-299876號日本專利臨時公開(以下，稱為“JP6-299876”，)中公開了一種所述相角檢測裝置。在JP6-299876中，配備有相角檢測器的可變閥正時控制系統在安裝在進氣閥側的VTC裝置中作為示例。VTC系統包括：相位改變機構，被配置以通過根據引擎操作條件(諸如引擎速度和/或引擎負荷)來改變凸輪軸到引擎曲柄軸的相對相位而變化地調整引擎閥正時(IVO和IVC)；以及相角檢測裝置，被配置以檢測凸輪軸到曲柄軸的相對旋轉相位差，并向相位改變機構輸出驅動信號(基于檢測的相對旋轉相位差和它的期望值的反饋信號)。

相角檢測裝置包括：曲柄角傳感器(或曲柄軸位置傳感器)，檢測曲柄軸的旋轉角；凸輪角傳感器(或凸輪軸位置傳感器)，檢測凸輪軸的旋轉角；以及控制器，被配置以基于來自這些傳感器的傳感器信號來檢測曲柄軸與凸輪軸之間的相對旋轉相位差。

存在各種適合曲柄角傳感器和凸輪角傳感器中的每一個的旋轉角傳感器，例如，電磁拾取類型、磁阻元件類型、光元件類型等。

發明內容

假設將電磁拾取旋轉角傳感器用作曲柄角傳感器，通常，拾取類型的曲柄角傳感器包括：基本為盤形的曲柄標靶(target)，其安裝在引擎曲柄軸上，并具有多個形成于外圍的標靶突起(就像外部鋸齒)；以及曲柄角檢測元件，被配置以通過拾取多個標靶突起來檢測曲柄軸的旋轉位置和旋轉速度并向控制器產生檢測的信號。通過類似的方式，假設將電磁拾取旋轉角傳感器用作凸輪角傳感器，例如，拾取類型的凸輪角傳感器包括：三個標靶突起，其安裝在凸輪軸上并沿圓周彼此等距離地間隔開；以及凸輪角檢測元件，其位于接近凸輪軸處，并被配置以通過拾取所述三個標靶突起中的每一個來檢測凸輪軸的旋轉位置，并向控制器產生檢測的信號。

以下描述的是一種用于檢測凸輪軸到曲柄軸的相對旋轉相位差的方法。關于從曲柄角傳感器產生的曲柄角脈沖信號，作為示例，假設每10°曲柄角(CA)產生一個脈沖信號，并且每120°CA另外設置缺失的外部鋸齒部分(即，缺失的標靶突起)，從而每120°CA產生與缺失的鋸齒部分相應的曲柄角傳感器信號(例如，零輸出或沒有脈沖信號輸出)。每120°CA產生的、與缺失的鋸齒部分相應的曲柄角傳感器信號輸出用作曲柄角基準位置(簡言之，曲柄角基準)。另一方面，關于從凸輪角傳感器產生的凸輪角脈沖信號，假設由于安裝在凸輪軸上并沿圓周彼此等距離地間隔開的所述三個標靶突起中的兩個鄰近標靶突起之間的角(即，120度)而每120°凸輪角產生一個脈沖信號。每120°凸輪角(因為凸輪軸對于每兩次曲柄軸旋轉將旋轉一次，所以每120°凸輪角相應于每240°曲柄角)產生的、與所述三個標靶突起中的每一個相應的凸輪角傳感器信號輸出用作凸輪角基準位置(簡言之，凸輪角基準)。因此，對于每240°CA僅更新一次凸輪角基準位置(凸輪角基準)。通過將檢測到先前提到的凸輪角基準的正時(通常以曲柄角表示)與先前提到的曲柄角基準進行比較，可計算凸輪相角(換言之，凸輪軸到曲柄軸的相對旋轉相位差)。更具體地說，基于檢測的曲柄角基準來計算參考凸輪角基準(在沒有相位改變的情況下產生的)，然后，計算檢測的凸輪角基準與計算的參考凸輪角基準的偏離。將該偏離確定為凸輪相角(換言之，凸輪軸到曲柄軸的相對旋轉相位差)。例如，當實際檢測的凸輪角基準與參考凸輪角基準相比相位超前了60度時，控制器確定凸輪軸到曲柄軸的相對旋轉相位是60度的相位超前。