專(zhuān)利名稱(chēng)：致動(dòng)器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及致動(dòng)器的控制裝置，并且具體涉及將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出該直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器的控制裝置。
背景技術(shù)：
在日本專(zhuān)利申請(qǐng)公報(bào)No. 2008-223705 (JP-A-2008-223705)中公開(kāi)了改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的閥特性的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)。該可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制軸沿著其中心軸延伸的方向移位時(shí)被驅(qū)動(dòng)，以按照控制軸的移位量來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量。更具體地，可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)在控制閥朝向中心軸的延伸方向的一端移位時(shí)增加操作角和升程量，并且在控制閥朝向中心軸的延伸方向的另一端移位時(shí)減小操作角和升程量。將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)器被如JP-A-2008-223705所述連接到可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸。在包括可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，致動(dòng)器的電機(jī)被控制為使其將與致動(dòng)器的輸出軸連接的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸沿著中心軸的延伸方向移位，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量。在如上所述的內(nèi)燃機(jī)中的致動(dòng)器的控制裝置具有位置傳感器或以隨著電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的給定旋轉(zhuǎn)角的間隔來(lái)產(chǎn)生脈沖信號(hào)的傳感器。致動(dòng)器的控制裝置對(duì)從一個(gè)或多個(gè)位置傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，以提供位置計(jì)數(shù)值，并且基于位置計(jì)數(shù)值掌握控制軸的位置。即，與致動(dòng)器的輸出軸相連接的控制軸的移位量按照致動(dòng)器的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角來(lái)改變；因此，使用該關(guān)系，基于按照電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)方向增加或減小的位置計(jì)數(shù)值，控制裝置從其基準(zhǔn)位置估計(jì)控制軸和輸出軸的移位量。之后，基于由此估計(jì)的控制軸和輸出軸從基準(zhǔn)位置的移位量，控制裝置檢測(cè)控制軸的位置和輸出軸的位置。如在JP-A-2008-223705中描述的內(nèi)燃機(jī)中，致動(dòng)器的電機(jī)被以反饋方式控制，使得由此檢測(cè)到的控制軸和輸出軸的位置接近或等于與目標(biāo)操作角和升程量相對(duì)應(yīng)的位置，由此控制發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量。與此同時(shí)，當(dāng)致動(dòng)器的控制裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)停止的同時(shí)不工作時(shí)，例如，控制裝置不對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，如果可變閥致動(dòng)器機(jī)構(gòu)的控制軸和致動(dòng)器的輸出軸由于某些原因而沿著中心軸的延伸方向移位，同時(shí)致動(dòng)器的控制裝置不工作，那么該移位不由位置計(jì)數(shù)值反應(yīng)，并且控制軸的實(shí)際位置和輸出軸的實(shí)際位置不再與由控制裝置掌握的位置計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)。如果控制軸的實(shí)際位置和輸出軸的實(shí)際位置不能對(duì)應(yīng)于由控制裝置掌握的實(shí)際計(jì)數(shù)值，那么在內(nèi)燃機(jī)下次工作時(shí)，控制軸的位置和輸出軸的位置被基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值而控制，并且不能適當(dāng)?shù)乜刂撇僮鹘呛蜕塘?。因此，在最差的情況下，可能發(fā)生閥踩踏(valve stamp),即，已經(jīng)被抬升到上死點(diǎn)的活塞與被打開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)閥接觸。輸出軸的位置被基于錯(cuò)誤位置計(jì)數(shù)值控制的上述問(wèn)題不僅發(fā)生在如上述地驅(qū)動(dòng)可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器中，并且也類(lèi)似地發(fā)生在這樣的致動(dòng)器的控制裝置中，其基于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)并且基于位置計(jì)數(shù)值來(lái)相對(duì)于輸出軸的基準(zhǔn)位置計(jì)算輸出軸的位置。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種致動(dòng)器的控制裝置，其減小或消除了致動(dòng)器的輸出軸的位置基于錯(cuò)誤位置計(jì)數(shù)值而被控制并且輸出軸的位置不能被適當(dāng)?shù)乜刂频目赡苄浴?br> 本發(fā)明的第一方面涉及一種致動(dòng)器的控制設(shè)備，該致動(dòng)器在作用于其輸出軸上的反作用力隨著輸出軸朝向沿著輸出軸的中心軸延伸的方向上的末端移位而增加的情況下使用，該致動(dòng)器適合于將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其中，該控制設(shè)備通過(guò)基于從致動(dòng)器的位置傳感器伴隨著致動(dòng)器的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)輸出軸的位置。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的控制裝置包括旋轉(zhuǎn)相位判定裝置，其用于判定電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位；旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置，其用于基于在由旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)施加到電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在由旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；存儲(chǔ)裝置，其用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值，作為與預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值的基準(zhǔn)值；以及更新裝置，其用于在旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)，對(duì)于其次數(shù)已經(jīng)由旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置確定的旋轉(zhuǎn)中的每一者，基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值。
利用以上布置，在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，在輸出軸的位置與位置計(jì)數(shù)值之間不存在差異的情況下，基于預(yù)先存儲(chǔ)并對(duì)應(yīng)于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值(即，基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值被存儲(chǔ)為與正確的位置計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的值)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值。
因此，當(dāng)由控制裝置掌握的位置計(jì)數(shù)值從與輸出軸的實(shí)際位置相對(duì)應(yīng)的值偏離時(shí)，即，在基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值來(lái)控制輸出軸的位置時(shí)，在電機(jī)到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值。因此，當(dāng)電機(jī)到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，消除了位置計(jì)數(shù)值與輸出軸的實(shí)際位置之間的偏離或差異。
在電機(jī)在控制輸出軸的位置時(shí)進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位多次到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位(即，電機(jī)到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位)，該次數(shù)等于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。因此，當(dāng)電機(jī)在控制輸出軸的位置時(shí)進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)時(shí)，不能夠基于電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位的判定來(lái)精確地估計(jì)輸出軸的位置，除非確定了在進(jìn)行該判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的上述方面的控制裝置包括旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置，其用于基于在由旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)施加到電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在由旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出電極處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位的判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
在這樣的致動(dòng)器中，施加到電機(jī)的電流的值隨著輸出軸朝向中心軸的延伸方向上的一端移位而增加，并且作用在輸出軸上的反作用力增加，該致動(dòng)器在給定電壓被施加到電機(jī)時(shí)，在作用于輸出軸上的反作用力隨著輸出軸朝向沿著輸出軸的中心軸延伸的方向上的末端移位而增加的情況下使用以驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得輸出軸的位置被反饋控制到目標(biāo)位置。
因此，施加到電機(jī)的電流的值隨著輸出軸的位置沿著反作用力增加的方向移動(dòng)， 并且存在施加到電機(jī)的電流的值與輸出軸的位置之間(即，在施加到電機(jī)的電流的值與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間)存在給定關(guān)系。因此，通過(guò)在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)參照施加到電機(jī)的電流的大小，可以基于電流的大小來(lái)估計(jì)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。即，隨著電流的大小更大，所估計(jì)的已經(jīng)由電機(jī)沿著反作用力作用在輸出軸的方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)更大。
因此，利用包括根據(jù)本發(fā)明的以上方面的旋轉(zhuǎn)次數(shù)判定裝置的控制裝置，在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，可以確定在作出判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，并且可以基于與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)適當(dāng)?shù)馗挛恢糜?jì)數(shù)值。總而言之，利用根據(jù)本發(fā)明的以上方面構(gòu)造的控制裝置，在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，基于與正確的位置計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)精確地更新位置計(jì)數(shù)值。因此，可以減小或消除基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值來(lái)控制輸出軸的位置以及不能適當(dāng)?shù)乜刂戚敵鲚S的位置的可能性。在根據(jù)本發(fā)明的以上方面的控制裝置中，可以針對(duì)施加到電機(jī)的電流的大小設(shè)置多個(gè)判定區(qū)域，使得每個(gè)判定區(qū)域?qū)?yīng)于電機(jī)的每個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)；并且旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置可以根據(jù)在由旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)判定區(qū)域中的哪一者包括施加到電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。在致動(dòng)器被驅(qū)動(dòng)的同時(shí)檢測(cè)的電流的值可以根據(jù)致動(dòng)器被使用的條件來(lái)進(jìn)行某種程度的改變。另一方面，如果多個(gè)判定區(qū)域被設(shè)置為使得一個(gè)判定區(qū)域?qū)?yīng)于電機(jī)的每 個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)，如上述控制裝置那樣，通過(guò)檢查在作出以上判定時(shí)多個(gè)判定區(qū)域中的哪一個(gè)包括施加到電機(jī)的電流的大小，可以精確地估計(jì)在判定為電機(jī)處于預(yù)定相位時(shí)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，多個(gè)區(qū)域都延伸橫跨相對(duì)于施加到電機(jī)的電流的大小的給定范圍。即，即使在所檢測(cè)到的電流的大小存在某種程度的改變時(shí)，可以基于施加到電機(jī)的電流的大小來(lái)精確地估計(jì)在判定為電機(jī)處于預(yù)定相位時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。在根據(jù)本發(fā)明的以上方面的控制裝置中，旋轉(zhuǎn)相位判定裝置可以包括轉(zhuǎn)子和作為位置傳感器的兩個(gè)位置傳感器，轉(zhuǎn)子具有多個(gè)小磁極以及一個(gè)大磁極，多個(gè)小磁極包括交替地布置為以給定角間隔交換的N極和S極，大磁極延伸比每個(gè)小磁極更大的角，其中，N極和S極交替地布置為圓形，并且兩個(gè)位置傳感器安裝在能與各個(gè)磁極相對(duì)的位置處，使得位置傳感器彼此相位偏移；并且旋轉(zhuǎn)相位判定裝置可以基于分別從兩個(gè)位置傳感器伴隨著電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且基于在大磁極經(jīng)過(guò)位置傳感器時(shí)檢測(cè)到的脈沖信號(hào)的改變來(lái)判定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。旋轉(zhuǎn)相位判定裝置可以被具體地構(gòu)造為使得在轉(zhuǎn)子的與電機(jī)的預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的磁極的布置變得與在其他區(qū)域中的磁極的布置不同，如上述控制裝置那樣。利用該配置，在電機(jī)處于預(yù)定相位時(shí)從位置傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的變化圖案與在電機(jī)處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位時(shí)觀(guān)察到的不同，并且通過(guò)監(jiān)視脈沖信號(hào)的改變，可以判定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位處于預(yù)定相位。因此，可以判定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位是否處于預(yù)定相位，而不需要用于監(jiān)視電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位的新的傳感器等，由此避免或抑制了由于提供新傳感器而引起的成本的增加以及由于傳感器的監(jiān)視引起的制造處理的復(fù)雜性。在根據(jù)本發(fā)明的以上方面的控制裝置中，控制裝置可以控制用于經(jīng)由輸出軸沿著中心軸延伸的方向來(lái)驅(qū)動(dòng)與輸出軸連接的內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸的致動(dòng)器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量由可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變。在當(dāng)控制軸被沿著中心軸的延伸方向驅(qū)動(dòng)時(shí)改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量的內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)中，隨著控制軸被沿著增加發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量的方向驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于閥彈簧的偏置力引起的反作用力增加，并且因此，作用在控制法上的反作用力增加。
即，在如上所述驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸的致動(dòng)器中，作用在輸出軸上的反作用力隨著輸出軸朝向沿著中心軸延伸方向的一端移位而增加。
因此，控制裝置被如上所述具體地用于控制這樣的致動(dòng)器，其連接到內(nèi)燃機(jī)的、用于在控制軸被沿著中心軸的延伸方向驅(qū)動(dòng)時(shí)改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)，并且沿著中心軸的延伸方向?qū)B接到輸出軸的控制軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
在上述控制裝置中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于給定工作條件時(shí)，可以重新學(xué)習(xí)施加到電機(jī)的電流的大小約基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系。
施加到電機(jī)的電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系可能例如由于致動(dòng)器和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的時(shí)間變化而改變。因此，當(dāng)控制裝置被構(gòu)造為使用施加到電機(jī)的電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系來(lái)確定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)時(shí)，期望重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系，同時(shí)在位置計(jì)數(shù)值不發(fā)生變化的情況下驅(qū)動(dòng)輸出軸。
作用在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸上的反作用力按照發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件而改變。因此，當(dāng)本發(fā)明被應(yīng) 用到用于控制致動(dòng)器的控制裝置時(shí)，期望在發(fā)動(dòng)機(jī)處于給定工作條件時(shí)重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系，該致動(dòng)器對(duì)內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量。
因此，根據(jù)本發(fā)明的以上方面的控制裝置可以當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于給定操作狀態(tài)時(shí)，重新學(xué)習(xí)施加到電機(jī)的電流的大小與存儲(chǔ)位于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系O
如果控制裝置被構(gòu)造為在發(fā)動(dòng)機(jī)處于給定工作條件下時(shí)重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系，如上所述，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于基本相同的工作條件的情況下執(zhí)行學(xué)習(xí)， 使得可以適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)，而不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件的差異而引起的改變影響。
提供到內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫越低，提供到致動(dòng)器和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)并且進(jìn)一步提供到內(nèi)燃機(jī)的閥系統(tǒng)的液壓油的粘性就變得越高。因此，隨著提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫更低，在致動(dòng)器和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)被驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的阻力變得更大。因此，在電機(jī)將輸出軸驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)的電流隨著提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫降低而增加。
因此，在上述控制裝置中，可以監(jiān)視提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的溫度，作為在判定內(nèi)燃機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系而設(shè)置的給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。
利用以上布置，在液壓油的溫度基本相等的條件下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系由于液壓油的溫度而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。
隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度更高并且每單位時(shí)間內(nèi)打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)閥的頻率(次數(shù))更高，在閥彈簧的偏置力下作用到可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸和致動(dòng)器的輸出軸上的反作用力增加。因此，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE更高，作用到致動(dòng)器的輸出軸上的反作用力增加，并且在輸出軸被驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)的電流增加。
因此，上述控制裝置可以被布置為監(jiān)視發(fā)動(dòng)機(jī)速度，作為在判定內(nèi)燃機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系而設(shè)置的給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。利用以上布置，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度基本相等的條件下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系由于發(fā)動(dòng)機(jī)速度而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。當(dāng)致動(dòng)器的輸出軸和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸的移位速度較高時(shí)，輸出軸和控制軸被抵抗慣性力以高速度驅(qū)動(dòng)。因此，隨著移位速度更高，用于驅(qū)動(dòng)輸出軸而消耗的電力增力口，并且在輸出軸被驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)的電流增加。因此，上述控制裝置可以被布置為至少監(jiān)視輸出軸和控制軸的移位速度，作為在判定內(nèi)燃機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系而設(shè)置的給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。利用以上布置，在輸出軸和控制軸的至少移位速度處于基本相等條件的情況下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系由于輸出軸和控制軸的移·位速度的差異而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。在這種背景中，因?yàn)檩敵鲚S和控制軸被一體地彼此連接并且同時(shí)移位相同量，所以不需要監(jiān)視輸出軸和控制軸兩者的移位速度，但是可以通過(guò)僅監(jiān)視輸出軸和控制軸中一者的移位速度來(lái)監(jiān)視輸出軸和控制軸的移位速度。作為在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值的具體方式，每次旋轉(zhuǎn)相位判定裝置判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，更新裝置可以基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值，使得位置計(jì)數(shù)值變成等于與預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值。同樣，在根據(jù)本發(fā)明的以上方面的控制裝置中，每次旋轉(zhuǎn)相位判定裝置判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，更新裝置可以將由控制設(shè)備掌握的位置計(jì)數(shù)值與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值相比較，以確定位置計(jì)數(shù)值與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值的偏差，并且在偏差較大時(shí)基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值，使得位置計(jì)數(shù)值變成等于與預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值。本發(fā)明的第二方面涉及一種控制致動(dòng)器的方法，致動(dòng)器在作用于其輸出軸上的反作用力隨著輸出軸朝向沿著輸出軸的中心軸延伸的方向上的末端移位而增加的情況下使用，致動(dòng)器適合于將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。該方法包括以下步驟通過(guò)基于從致動(dòng)器的位置傳感器伴隨著致動(dòng)器的電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)輸出軸的位置；判定電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位；基于在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)施加到電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)已經(jīng)由電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；存儲(chǔ)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值，作為與預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值的基準(zhǔn)值；并且在判定為電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，對(duì)于在判定為電機(jī)處于預(yù)定相位時(shí)其次數(shù)已經(jīng)確定的旋轉(zhuǎn)中的每一者，基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值。


將會(huì)在下文參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)和工業(yè)意義，在附圖中相似的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且其中圖I是內(nèi)燃機(jī)的截面圖，其中安裝了由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的截面立CN 102947555 A書(shū)明說(shuō)6/18 頁(yè)體圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，并且還示出了致動(dòng)器、控制致動(dòng)器的電子控制單元和由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系；
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器的電子角傳感器和位置傳感器的安裝方式；
圖5是示出了由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電子控制單元計(jì)數(shù)的電子角計(jì)數(shù)值和位置計(jì)數(shù)值的變化模式的示意圖6是表示出了用在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的、由電子角傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與電子角計(jì)數(shù)器值之間的關(guān)系的表格；
圖7是示出了由位置傳感器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與位置計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系的表格，該表格用在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中；
圖8是示出了在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的位置計(jì)數(shù)值更新例程的一系列處理的流程的流程圖9是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、基于電流的大小選擇用于更新的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值的方法的說(shuō)明圖10是示出了作為圖8的實(shí)施例的修改示例的位置計(jì)數(shù)值更新例程中的一系列處理的流程的流程圖；以及
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的圖是實(shí)施例的修改示例的、位置計(jì)數(shù)值與輸出軸的移位量之間的關(guān)系的圖?！?b>具體實(shí)施方式
參照?qǐng)DI到圖9，將會(huì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器的控制裝置。在該實(shí)施例中，控制裝置具有電子控制單元的形式，其控制用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的致動(dòng)器。
圖I是內(nèi)燃機(jī)的截而圖，其中安裝了由根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的致動(dòng)器200驅(qū)動(dòng)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300。如圖I所示，其中安裝了可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)體I通過(guò)將氣缸座10安裝到氣缸蓋20來(lái)形成。
活塞12被可滑動(dòng)地接收到形成于氣缸座10中的氣缸11中。氣缸蓋20被安裝到氣缸座10的頂部，并且燃燒室13由氣缸11的內(nèi)周表面、活塞12的頂面和氣缸蓋20的底面限定。
與燃燒室13連通的進(jìn)氣口 21和排氣口 22形成在氣缸蓋20中。進(jìn)氣口 21連接到進(jìn)氣歧管(未示出)，并且形成進(jìn)氣通道30的一部分。排氣口 22連接到排氣歧管(未示出)，并且形成排氣通道40的一部分。
如圖I所示，允許和阻止進(jìn)氣通道30與燃燒室13之間的連通的進(jìn)氣閥31以及允許和阻止排氣通道40與燃燒室13之間的連通的排氣閥41設(shè)置在氣缸蓋20中。保持器 23被固定到每個(gè)閥31、41，并且處于壓縮狀態(tài)的閥彈簧24被設(shè)置在氣缸蓋20與保持器23 之間。利用這種布置，在相應(yīng)的閥彈簧24的偏置力下，每個(gè)閥31、41都被朝向閥關(guān)閉方向 (即，沿著關(guān)閉閥的方向)偏置。
與每個(gè)閥31、41對(duì)應(yīng)的間隙調(diào)節(jié)器25被設(shè)置在氣缸蓋20內(nèi)，并且搖臂26被設(shè)置9為延伸到間隙調(diào)節(jié)器25與相應(yīng)閥31、41之間。如圖I所示，搖臂26在一端處由位于臂下方的間隙調(diào)節(jié)器25支撐，并且搖臂26的另一端與相應(yīng)閥31、41的遠(yuǎn)端部分相抵靠。此外，分別沿著閥打開(kāi)方向驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣閥31和排氣閥41的進(jìn)氣凸輪軸32和排氣凸輪軸42被在氣缸蓋20上可旋轉(zhuǎn)地支撐。如圖I的上部所示，進(jìn)氣凸輪32a形成在進(jìn)氣凸輪軸32上，并且排氣凸輪42a形成在排氣凸輪軸42上。如圖I的右上側(cè)部分所示，排氣凸輪42a的外周表面抵靠在搖臂26的輥26a上，搖臂26抵靠在排氣閥41上。利用這種布置，如果排氣凸輪軸42在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間如位于圖I中的排氣凸輪軸42的右上方的箭頭所示旋轉(zhuǎn)，搖臂26在排氣凸輪42a的作用下繞搖臂26由間隙調(diào)節(jié)器25支撐的部分振動(dòng)或搖動(dòng)。因此，排氣閥41由搖臂26沿著閥打開(kāi)方向抬升。另一方面，如圖I的左上側(cè)部分所示，可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300被布置在進(jìn)氣凸輪32a與抵靠在進(jìn)氣閥31上的搖臂26之間?？勺冮y致動(dòng)機(jī)構(gòu)300具有輸入臂311和輸出臂·321 (見(jiàn)圖2)，并且輸入臂311和輸出臂321被支撐為使得它們繞固定到氣缸蓋20的支撐管330振動(dòng)或擺動(dòng)。在閥彈簧24的偏置力下，搖臂26被從下方朝向輸出臂321偏置，并且設(shè)置在搖臂26的中部中的輥26a抵靠輸出臂321的外周表面的下側(cè)。同樣，突出部313被設(shè)置在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的外周表面上，并且在固定到氣缸蓋20中的彈簧50的偏置力下，突出部313如圖I中的左側(cè)的箭頭Wl所示被偏置。通過(guò)這種配置，可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300被如箭頭Wl所示繞支撐管330沿逆時(shí)針?lè)较蚱茫沟迷O(shè)置在輸入臂311的遠(yuǎn)端處的棍311a抵靠進(jìn)氣凸輪32a的外周表面。因此，如果進(jìn)氣凸輪32a在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間旋轉(zhuǎn)，如位于圖I的進(jìn)氣凸輪軸32的右下方的箭頭所示，可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300在進(jìn)氣凸輪32a的作用下繞支撐管330振動(dòng)。因此，搖臂26在輸出臂321的作用下繞搖臂26的由間隙調(diào)節(jié)器25支撐的部分振動(dòng)或擺動(dòng)，并且進(jìn)氣閥31由搖臂26沿著閥打開(kāi)方向抬升?？刂戚S340被插入到可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的支撐管330中，使得控制軸340可以沿著控制軸340的中心軸延伸的方向移動(dòng)。在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300中，輸入臂311和輸出臂321相對(duì)于支撐管330的相位差或者如圖I所示的由輸入臂311和輸出臂321形成的角Θ可以通過(guò)將控制軸340沿著中心軸的延伸方向移位或移動(dòng)來(lái)改變。之后參照?qǐng)D2，將會(huì)具體描述可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的構(gòu)造。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的端面立體圖。如圖2所示，控制軸340被插入固定到氣缸蓋20的支撐管330，使得控制軸340可以沿著支撐管330的中心軸的延伸方向移動(dòng)。同樣，氣缸滑動(dòng)件350被安裝到支撐管330，使得滑動(dòng)件350可以沿著支撐管330的中心軸的延伸方向移動(dòng)。凹槽353形成在氣缸滑動(dòng)件350的內(nèi)壁中，使其沿著滑動(dòng)件350的周向延伸。接合銷(xiāo)341被接收到凹槽353中，該接合銷(xiāo)的遠(yuǎn)端部分插入到形成在控制軸340中的凹陷部(未示出)中。同樣，沿著支撐管330的中心軸的延伸方向延伸的狹縫331形成為穿過(guò)支撐管330的壁厚度，并且接合銷(xiāo)341延伸穿過(guò)狹縫331，從而與滑動(dòng)件350的凹槽353接合。利用該配置，滑動(dòng)件350繞支撐管330和控制軸340自由地旋轉(zhuǎn)，并且伴隨著控制軸340在控制軸的中心軸的延伸方向上的移位而移動(dòng)。
同樣，螺旋花鍵齒輪351形成在滑動(dòng)件350的外周表面的中央部分上，并且齒跡線(xiàn)與螺旋花鍵齒輪351沿著相反方向延伸的螺旋花鍵齒輪352形成在滑動(dòng)件350的外周表面的相反端部上。應(yīng)當(dāng)注意，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)化，在圖2僅示出了滑動(dòng)件350的右側(cè)部分。
如圖2所不，輸入部分310和一對(duì)輸出部分320 (輸入部分310夾置在這一對(duì)輸出部分之間)被安裝到滑動(dòng)件350。螺旋花鍵齒輪312形成在輸入部分310的內(nèi)周表面上， 并且螺旋花鍵齒輪312與滑動(dòng)件350的螺旋花鍵齒輪351嚙合。同樣，沿著徑向突出的一對(duì)輸入臂311形成在輸入部分310的外周表面上,并且棍311a被旋轉(zhuǎn)地支撐在一對(duì)輸入臂 311之間。
另一方面，螺旋花鍵齒輪322形成在一對(duì)輸出部分320的內(nèi)周表面上，并且螺旋花鍵齒輪322與滑動(dòng)件350的相應(yīng)的螺旋花鍵齒輪352嚙合。同樣，沿著徑向突出的輸出臂 321形成在輸出部分320的外周表面上。
利用如上所述地形成的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300，當(dāng)控制軸340被沿著其軸向延伸的方向移位時(shí)，滑動(dòng)件350伴隨著控制軸340的移位而沿著中心軸的延伸方向移位。形成在滑動(dòng)件350的外周表面上的螺旋花鍵齒輪351、352的齒跡線(xiàn)沿著不同方向延伸，并且螺旋花鍵齒輪351、352與分別形成在輸入部分310和輸出部分320的內(nèi)周表面上的螺旋花鍵齒輪 312,322嚙合。因此，如果滑動(dòng)件350被沿著其中心軸的延伸方向移位，那么輸入部分310 和輸出部分320沿著相反方向旋轉(zhuǎn)。因此，輸入臂311與輸出臂321之間的相位差改變，并且進(jìn)氣閥31的操作角和升程量也改變。
更具體地，如果控制軸340沿著圖2中示出的箭頭Hi的方向移位，那么滑動(dòng)件350 與控制軸340 —同沿著Hi方向移動(dòng)。利用由此旋轉(zhuǎn)的滑動(dòng)件350，輸入臂311與輸出臂321 之間的相位差(即，圖I中示出的角Θ )增加，并且進(jìn)氣閥31的操作角和升程量增加。另一方面，如果控制軸340沿著圖2中示出的箭頭Lo的方向移位，那么滑動(dòng)件350與控制軸 340 —同沿著Lo方向移動(dòng)；因此，輸入臂311與輸出臂321之間的相位差減小，進(jìn)氣閥31的操作角和升程量減小。
在根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)中，控制軸340在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間沿著中心軸的延伸方向移位，使得進(jìn)氣閥31的操作角和升程量通過(guò)可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300來(lái)改變。
之后，將會(huì)參照?qǐng)D3和圖4描述將控制軸340沿著中心軸的延伸方向移位或移動(dòng)的致動(dòng)器200的構(gòu)造。圖3是示意圖，其示出了根據(jù)本實(shí)施例的致動(dòng)器200的構(gòu)造、控制致動(dòng)器200的電子控制單元100、由致動(dòng)器200驅(qū)動(dòng)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300以及致動(dòng)器200、 電子控制單元100與可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300之間的關(guān)系。
如圖3所示，致動(dòng)器200包括主要由磁體211和定子212構(gòu)成的電機(jī)210，以及將電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為致動(dòng)器200的輸出軸221的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)220。可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340利用支架或保持器222連接到致動(dòng)器200的輸出軸221的遠(yuǎn)端。
利用上述布置，當(dāng)電機(jī)210在預(yù)定范圍(例如，在與10轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角 (0-360° ))內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，例如，電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)由運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)220被轉(zhuǎn)換為直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并且之后經(jīng)由輸出軸221傳遞到控制軸340。因此，控制軸340與輸出軸221 —同沿著中心軸的延伸方向移位，從而驅(qū)動(dòng)可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300。
如果電機(jī)210沿著正方向旋轉(zhuǎn)，控制軸340沿著圖3中示出的箭頭Hi的方向移位，并且可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的輸入臂311與輸出臂321之間的相位差增加，使得進(jìn)氣閥31的操作角和升程量也如上所述地增加。另一方面，如果電機(jī)210沿著反方向旋轉(zhuǎn)，控制軸340沿著圖3中示出的箭頭Lo的方向移位，并 且輸入臂311與輸出臂321之間的相位差減小，因此進(jìn)氣閥31的操作角和升程量減小。借助于設(shè)置在控制軸340上的止擋件(未示出)，將控制軸340沿著箭頭Hi方向的移位和沿著箭頭Lo方向的移位限制在與電機(jī)210的10次旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)，并且止擋件抵靠氣缸蓋20的一部分的位置限定了控制軸340的可移動(dòng)極限位置。在根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)中，進(jìn)氣閥31的操作角和升程量可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器200從而將連接到輸出軸221的控制軸340沿著中心軸的延伸方向移位或移動(dòng)來(lái)改變。如圖3的左側(cè)部分所示，對(duì)致動(dòng)器200進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電機(jī)210包括安裝到運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)220的外周面上的磁體211，以及基于來(lái)自電子控制單元100的驅(qū)動(dòng)指令而通電的定子212。盤(pán)形轉(zhuǎn)子213被固定到運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)220的后端。如圖4所示，盤(pán)形轉(zhuǎn)子213具有多極(8極)磁體214和多極(46極)磁體215，該8極磁體214具有以相等的角間隔交替布置形成圓形的4個(gè)N極和4個(gè)S極，該46極磁體215具有以相等的角間隔交替布置形成圓形的23個(gè)N極和23個(gè)S極。即，8極磁體214和46極磁體215彼此同心地固定。如圖4所示，多極(8極)磁體214的磁極被均勻地或相等地布置在其整個(gè)外周上，使得N極和S極交替地布置為以45°的間隔切換。另一方面，多極(46極)磁體215具有45個(gè)小磁極215a和一個(gè)大磁極215b，在小磁極215a中N極和S極交替布置為以7. 5°的間隔切換，大磁極215b的尺寸與三個(gè)小磁極215a相等，并且多極(46極)磁體215的N極和S極交替地布置，如圖4所示。因此，N極和S極在小磁極215a交替布置的部分中以
7.5°的間隔切換，并且S極在布置大磁極215b的部分中延伸22. 5°的角。如圖3和圖4所示，在致動(dòng)器200的與多極磁體214相對(duì)的區(qū)域中，電子角傳感器SI、S2、S3以30°的角或相位間隔布置。同時(shí)，位置傳感器S4、S5在致動(dòng)器200的與多極磁體215相對(duì)的區(qū)域中以3. 75°的角或相位間隔布置。利用以上布置，當(dāng)盤(pán)形轉(zhuǎn)子213伴隨著電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，傳感器S1-S5中每一者交替地面向相應(yīng)的多極磁體的N極和S極，并且連續(xù)并交替地產(chǎn)生與N極對(duì)應(yīng)的高信號(hào)“H”和與S極對(duì)應(yīng)的低信號(hào)“L”。如圖3所示，電子角傳感器SI、S2、S3和位置傳感器S4、S5連接到全面控制內(nèi)燃機(jī)的電子控制單元100，并且電子控制單元100接收從電子角傳感器S1、S2、S3和位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)。之后，電子控制單兀100基于脈沖信號(hào)來(lái)控制致動(dòng)器200的電機(jī)210，并且也控制內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)部分。電子控制單元100包括中央處理單元(CPU)和各種存儲(chǔ)器，諸如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和作為能夠重寫(xiě)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器的ΕΕΡΕ0Μ。除了上述傳感器S1-S5之外，加速度傳感器111、氣流計(jì)112和曲軸位置傳感器113也連接到電子控制單元100，加速度傳感器111檢測(cè)由駕駛員進(jìn)行的加速器踏板的操作量ACCP，氣流計(jì)112檢測(cè)通過(guò)進(jìn)氣通道30吸入燃燒室13的進(jìn)氣量GA，曲軸位置傳感器113檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE。同樣，檢測(cè)進(jìn)氣凸輪軸32的旋轉(zhuǎn)相位的凸輪位置傳感器114、檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度THW的水溫傳感器115和其他傳感器或裝置也連接到電子控制單元100。
電子控制單兀100從這些各種傳感器111-115接收輸出信號(hào),基于所接收的輸出信號(hào)執(zhí)行關(guān)于燃料噴射量和點(diǎn)火時(shí)機(jī)的控制的計(jì)算，并且執(zhí)行可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的驅(qū)動(dòng)控制，即，致動(dòng)器200的驅(qū)動(dòng)控制，使得進(jìn)氣閥31的操作角和升程量變得適合于或者是與發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件。
在下文中，將會(huì)參照?qǐng)D5-圖7描述致動(dòng)器200的驅(qū)動(dòng)控制。如上所述，電子角傳感器S1、S2、S3被以30°的角間隔(或相位差)布置。因此，隨著電機(jī)210旋轉(zhuǎn)，從相應(yīng)的電子角傳感器SI、S2、S3產(chǎn)生脈沖信號(hào),使得脈沖信號(hào)在相位上彼此移動(dòng)與30°的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量，該脈沖信號(hào)都包括如圖5的上部所示交替切換的高信號(hào)“H”和低信號(hào)“L”。
電子控制單元100基于來(lái)自相應(yīng)的電子角傳感器S1、S2、S3的脈沖信號(hào)的圖案來(lái)計(jì)算電子角計(jì)數(shù)值Ce。更具體地，如圖6所示，基于從電子角傳感器S1、S2、S3中每一者產(chǎn)生高信號(hào)“H”還是低信號(hào)“L”，電子控制單元100將電子角計(jì)數(shù)值Ce設(shè)置為“0”、“1”、“2”、 “3”、“4”和“5”中的一者。
圖6的表格被設(shè)置為使得在電機(jī)210沿著正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，電子角計(jì)數(shù)值Ce按照 “O ” “ i ” “ 2 ” “ 3 ” “4” “ 5 ” “O ”的順序沿著前方向改變，而在電機(jī)210沿著負(fù)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，電子角計(jì)數(shù)值Ce按照“5” 一 “4” 一 “3” 一 “2” 一 “ I” 一 “O” 一 “5”的順序沿著反方向改變。因此，如圖5所示，電子角計(jì)數(shù)值Ce每次將電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)角改變15°，并且電子角計(jì)數(shù)值Ce的值伴隨著電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)以階梯狀改變。
電子角計(jì)數(shù)值Ce的值“ O ”、“ I ”、“ 2 ”、“ 3 ”、“ 4 ”和“ 5 ”與通電圖案相對(duì)應(yīng)，目卩，與施加到電機(jī)210的各個(gè)相位相對(duì)應(yīng)的電流的圖案相對(duì)應(yīng)。即，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子213和三個(gè)電子角傳感器S1、S2、S3構(gòu)成8極3相位電子角傳感器，該轉(zhuǎn)子213具有布置為環(huán)形從而使得N極和S極交替布置的八個(gè)磁極。因此，電子控制單元100通過(guò)基于由電子角計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的電子角計(jì)數(shù)值Ce切換電機(jī)210的通電相位來(lái)控制電機(jī)210。
如圖6所示，因?yàn)殍b于電子角計(jì)數(shù)器的布置，不存在三個(gè)電子角傳感器S1、S2和S3 的全部同時(shí)產(chǎn)生低信號(hào)“L”或高信號(hào)“H”的可能性，電子控制單元100在三個(gè)電子角傳感器SI、S2和S3的全部同時(shí)產(chǎn)生低信號(hào)“L”或高信號(hào)“H”時(shí)判定為發(fā)生異常。
與此同時(shí)，如上所述，位置傳感器S4、S5被以3. 75°的角間隔(或相位差)布置。 因此，隨著電機(jī)210旋轉(zhuǎn)，從相應(yīng)的位置傳感器S4、S5產(chǎn)生脈沖信號(hào)，使得脈沖信號(hào)在相位上彼此移動(dòng)與3. 75°的旋轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的量，該脈沖信號(hào)都包括如圖5的中部所示交替切換的高信號(hào)“H”和低信號(hào)“L”。
電子控制單元100基于來(lái)自各個(gè)位置傳感器S4、S5的脈沖信號(hào)的輸出圖案來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)。更具體地，如圖7所示，根據(jù)位置傳感器S4、S5中的一者的輸出信號(hào)是上升邊緣“丨”還是下降邊緣“丨”，或者其他位置傳感器的輸出信號(hào)是高信號(hào)“H”還是低信號(hào)“L”，電子控制單元100通過(guò)向位置計(jì)數(shù)值Cp增加“+I”或“-I”來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp 進(jìn)行計(jì)數(shù)。
以上述方式基于位置傳感器S4、S5的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)的位置計(jì)數(shù)值Cp在電機(jī)210 以正方向旋轉(zhuǎn)時(shí)伴隨著電機(jī)210的驅(qū)動(dòng)而增加，并且在電機(jī)210以反方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，伴隨著電機(jī)210的驅(qū)動(dòng)而減小。因此，電子控制單元100基于位置計(jì)數(shù)值Cp的值來(lái)檢測(cè)輸出軸221 從基準(zhǔn)位置移位的量，并且掌握輸出軸221和控制軸340的位置。
即，與致動(dòng)器200的輸出軸221相連接的控制軸340的移位量隨著致動(dòng)器200的電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)角而改變；因此，根據(jù)隨著電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)方向增加或減小的位置計(jì)數(shù)值Cp，使用該關(guān)系來(lái)估計(jì)控制軸340和輸出軸221從基準(zhǔn)位置的移位量。
之后，基于由此估計(jì)的控制軸340和輸出軸221從基準(zhǔn)位置的移位量，檢測(cè)控制軸 340的位置和輸出軸221的位置。電子控制單元100通過(guò)以反饋方式控制致動(dòng)器200的電機(jī)210來(lái)控制進(jìn)氣閥31的操作角和升程量，使得由此檢測(cè)的控制軸340的位置變得更接近與目標(biāo)操作角和升程量相對(duì)應(yīng)的位置，或與其一致。
當(dāng)沒(méi)有電流被施加到電子控制單元100 (例如當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)停止或靜止)并且電子控制單元100不工作時(shí)，電子控制單元100不對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，如果可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340在電子控制單元100不工作的同時(shí)由于某種原因沿著中心軸的延伸方向移位，該移位沒(méi)有被位置計(jì)數(shù)值Cp反映，并且控制軸340的實(shí)際位置不再對(duì)應(yīng)于由電子控制單元100掌握的位置計(jì)數(shù)值Cp。
在這種背景中，用于將進(jìn)氣閥31沿著閥關(guān)閉方向偏置的閥彈簧24的偏置力始終作用在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340上。因此，當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度較高并且在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300中的摩擦力減小時(shí)，或者當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間保持停止時(shí)，例如，由于閥彈簧24的偏置力，控制軸340可以被以減小操作角和升程量的方向(Lo方向)驅(qū)動(dòng)，并且控制軸340 可以在如上所述發(fā)動(dòng)機(jī)停止的同時(shí)移位。
如果控制軸340的實(shí)際位置不與由電子控制單元100掌握的位置計(jì)數(shù)值Cp相對(duì)應(yīng)(即，不由其精確表示)，在內(nèi)燃機(jī)下次工作時(shí)，基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值Cp來(lái)控制控制軸 340的位置，并且電子控制單元100不能夠適當(dāng)?shù)乜刂七M(jìn)氣閥31的操作角和升程量。因此， 在最差的情況中，存在發(fā)生可能發(fā)生閥踩踏的可能性，即，已經(jīng)被抬升到上死點(diǎn)附近的活塞 12與被打開(kāi)的進(jìn)氣閥31接觸。
因此，在根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間，當(dāng)致動(dòng)器200的電機(jī)210 到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，位置計(jì)數(shù)值Cp被更新為預(yù)先存儲(chǔ)為與旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值Cp的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)。
在本實(shí)施例的致動(dòng)器200中，多極磁體215不由相等地布置在其整個(gè)圓周的磁極形成，而是包括尺寸比上述小磁極215a更大的大磁極215b，使得可以基于從位置傳感器 S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)判定電機(jī)210處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。利用該布置，當(dāng)大磁極215b經(jīng)過(guò)位置傳感器S4、S5時(shí)，如圖5的中央部分所示，從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與在電機(jī)210處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)以不同方式改變。
在本實(shí)施例中，這樣的預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位被稱(chēng)作為“基準(zhǔn)相位”:在該旋轉(zhuǎn)相位下，從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)與在電機(jī)210處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)以不同方式改變，即，在大磁極215b經(jīng)過(guò)位置傳感器S4、S5時(shí)電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位。
當(dāng)判定為電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位為基準(zhǔn)相位時(shí)，在輸出軸221的位置與位置計(jì)數(shù)值 Cp之間不具有差異時(shí)預(yù)先存儲(chǔ)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)被讀取作為與基準(zhǔn)相位相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值Cp的正確值。之后，根據(jù)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。
為了控制可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300，本實(shí)施例的致動(dòng)器200被控制在與電機(jī)210的10 轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)。因此，因?yàn)榭勺冮y致動(dòng)機(jī)構(gòu)300被控制，電機(jī)210處于基準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)相位的工作情況最多發(fā)生10次，即，工作條件發(fā)生與電機(jī)210的轉(zhuǎn)數(shù)相對(duì)應(yīng)的次數(shù)。因此，當(dāng)判斷為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)，不能精確地基于該判定來(lái)估計(jì)輸出軸221的位置，除非在作出判定時(shí)確定已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。因此，在本實(shí)施例中，在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)，在已經(jīng)作出以上判定時(shí)基于在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)施加到電機(jī)210的電流的大小來(lái)確定從Lo方向可移動(dòng)極限位置起計(jì)數(shù)的電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。在本實(shí)施例的致動(dòng)器200中，因?yàn)槿缟纤鲇糜趯⑦M(jìn)氣閥31沿著閥關(guān)閉方向偏置的閥彈簧24的偏置力始終作用在可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340上，所以作用到輸出軸221上的反作用力隨著輸出軸221沿著Hi方向偏置而增加。因此，當(dāng)電機(jī)210被驅(qū)動(dòng)，使得輸出軸221的位置被反饋控制到目標(biāo)位置時(shí)，隨著輸出軸221沿著Hi方向移位并且作用在輸出軸221上的反作用力增加，施加到電機(jī)210的電流的值增加。
S卩，施加到電機(jī)210的電流的值隨著輸出軸221沿著Hi方向移位而增加，并且在施加到電機(jī)210的電流的值與輸出軸221的位置之間(即，在施加到電機(jī)210的電流的值與電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)次數(shù)之間)存在給定關(guān)系。因此，在判定為電機(jī)210處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)參照施加電機(jī)210的電流的大小，可以基于電流的大小來(lái)估計(jì)電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。總而言之，可以認(rèn)為隨著電流越大，由電機(jī)210進(jìn)行的將輸出軸221沿著Hi方向移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)越大。因此，本實(shí)施例的電子控制單元100參照在判斷為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)施加到電機(jī)210的電流的大小，并且在作出上述判斷時(shí)基于電流的上述大小來(lái)確定在此時(shí)從Lo方向可移動(dòng)極限位置起已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。對(duì)于電機(jī)210從Lo方向可移動(dòng)極限位置起的每個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)來(lái)設(shè)定上述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)，并且在基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的括號(hào)中的“N”表示電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。例如，當(dāng)電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于其中電機(jī)210已經(jīng)從Lo方向可移動(dòng)極限位置進(jìn)行了四次旋轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)相位時(shí)，基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (4)被選擇為與該基準(zhǔn)相位相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值Cp，并且根據(jù)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (4)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。在下文中，將會(huì)參照?qǐng)D8具體描述關(guān)于更新位置計(jì)數(shù)值Cp的位置計(jì)數(shù)值更新例程。圖8是流程圖，其示出了在位置計(jì)數(shù)值更新例程中的一系列處理的流程。同樣，位置計(jì)數(shù)值更新例程在發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間由電子控制單元100以特定間隔或控制循環(huán)重復(fù)地執(zhí)行。在開(kāi)始位置計(jì)數(shù)值更新例程時(shí)，電子控制單元100首先在步驟SlOO中判斷電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位是否處于基準(zhǔn)相位，如圖8所示。在該步驟中，通過(guò)監(jiān)視電子角計(jì)數(shù)值Ce的改變與來(lái)自位置傳感器S4、S5的脈沖信號(hào)的改變之間的關(guān)系，判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位是否處于基準(zhǔn)相位。當(dāng)電機(jī)210處于其中大磁極215b經(jīng)過(guò)位置傳感器S4、S5的基準(zhǔn)相位時(shí)，從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)不經(jīng)歷22. 5°的改變，如圖5的中央部分所示，并且電子角計(jì)數(shù)值Ce的改變與脈沖信號(hào)的改變之間的關(guān)系變得與在電機(jī)210處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位時(shí)觀(guān)察到的關(guān)系不同。更具體地，在除了基準(zhǔn)相位之外的旋轉(zhuǎn)相位中，從位置傳感器S4產(chǎn)生的脈沖信號(hào)在電子角計(jì)數(shù)值Ce改變的同時(shí)改變。另一方面，在基準(zhǔn)相位中，從位置傳感器S4產(chǎn)生的脈沖信號(hào)在電子角計(jì)數(shù)值Ce于“O”和“I”之間改變的同時(shí)不改變，如圖5的中央部分中的虛線(xiàn)所示。因此，在步驟SlOO中，監(jiān)視或檢查從位置傳感器S4產(chǎn)生的脈沖信號(hào)在電子角計(jì)數(shù)值Ce的值改變的同時(shí)是否改變，并且在從位置傳感器S4產(chǎn)生的脈沖信號(hào)在電子角計(jì)數(shù)值Ce的值改變的同時(shí)不改變時(shí)，判定電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位。用于基于從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)判定電機(jī)210是否處于基準(zhǔn)相位的方法可以按照需要改變。例如，電子控制單元100可以被構(gòu)造為監(jiān)視在電子角計(jì)數(shù)值Ce改變一個(gè)計(jì)數(shù)(例如，在正旋轉(zhuǎn)的情況中從“I”到“2” ；從“5”到“O”等；或者在負(fù)旋轉(zhuǎn)的情況中從“5”到“4”;從“O”到“5”等)的同時(shí)位置計(jì)數(shù)值Cp改變的次數(shù)。在這種情況下，在當(dāng)電子角計(jì)數(shù)值Ce改變了一次計(jì)數(shù)的同時(shí)位置計(jì)數(shù)值Cp的改變次數(shù)小于四次(4)時(shí)，判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位。因此，由于以下原因，通過(guò)監(jiān)視或檢查在電子角計(jì)數(shù)值Ce改變了一個(gè)計(jì)數(shù)的同時(shí)位置計(jì)數(shù)值Cp改變的次數(shù)，可以判定電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位。在除了基準(zhǔn)相位的其他旋轉(zhuǎn)相位中，在電子角計(jì)數(shù)值Ce改變了一個(gè)計(jì)數(shù)的同時(shí)位置計(jì)數(shù)值Cp改變了四個(gè)計(jì)數(shù)。另一方面，在大磁極215b經(jīng)過(guò)位置傳感器S4、S5的基準(zhǔn)相位中，位置計(jì)數(shù)值Cp不發(fā)生改變。因此，如果在電子角計(jì)數(shù)值Ce改變了一個(gè)計(jì)數(shù)的同時(shí) 所監(jiān)視到的位置計(jì)數(shù)值Cp的改變小于四個(gè)計(jì)數(shù)，可以基于該事實(shí)判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位。如果在步驟SlOO中不能判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位(步驟SlOO :否)，那么電子控制單元100結(jié)束該例程。另一方面，如果在步驟SlOO中判定為電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位(步驟SlOO :是)，控制進(jìn)行到步驟S110，并且基于施加到電機(jī)210的電流的大小，來(lái)確定在電機(jī)210到達(dá)在該循環(huán)中確定的基準(zhǔn)相位時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210從Lo方向可移動(dòng)極限位置起進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。更具體地，設(shè)置了多個(gè)判定區(qū)域，多個(gè)判定區(qū)域?qū)?yīng)于電機(jī)210的每個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)，如圖9所示，并且確定判定區(qū)域中的其中包括在電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)施加到電機(jī)210的電流的大小的一者。之后，基于由此確定的判定區(qū)域，確定在電機(jī)210處于在該循環(huán)中檢測(cè)的基準(zhǔn)相位的同時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210從Lo方向可移動(dòng)極限位置起已經(jīng)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。圖9中示出的直線(xiàn)表示在致動(dòng)器200的輸出軸221的位置與施加到電機(jī)210的電流的大小之間的關(guān)系。考慮到電流值的變化，每個(gè)判定區(qū)域被設(shè)置為由相比于在電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位時(shí)推測(cè)施加到電機(jī)210的電流的值(位于圖9中的實(shí)線(xiàn)上的點(diǎn))更大和更小合適程度的更高和更低的極限來(lái)劃定界限的范圍。在本實(shí)施例的致動(dòng)器200中，電機(jī)210如上所述被在與10此旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)；因此，設(shè)置了與“I”到“10”次旋轉(zhuǎn)的每個(gè)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的十個(gè)判定區(qū)域。然而，在圖9中，為了解釋的簡(jiǎn)單，僅示出了與“3”到“5”次旋轉(zhuǎn)的次數(shù)相對(duì)應(yīng)的三個(gè)個(gè)判定區(qū)域。如果施加到電機(jī)210的電流的大小例如被包括在圖9中示出的與“4”次旋轉(zhuǎn)相對(duì)應(yīng)的判定區(qū)域中，在步驟SllO中判定為電機(jī)210在其從Lo方向可移動(dòng)極限位置起計(jì)數(shù)已經(jīng)進(jìn)行了四次旋轉(zhuǎn)時(shí)到達(dá)在該循環(huán)中確定的基準(zhǔn)相位。即，在位置計(jì)數(shù)值更新例程中，步驟SllO的處理對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置。一旦確定在電機(jī)210到達(dá)基準(zhǔn)相位時(shí)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)(在步驟SI 10中)，控制進(jìn)行到步驟S120，并且電子控制單元100讀取與由此確定的旋轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)。
如果在步驟SllO中判定為電機(jī)210在進(jìn)行四次旋轉(zhuǎn)時(shí)到達(dá)基準(zhǔn)相位，例如電子控制單元100執(zhí)行步驟S120，來(lái)讀取如圖9中的箭頭所示的、與該旋轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值 Cp (4)。
一旦按照以上方式讀取基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)，處理進(jìn)行到步驟S130，并且電子控制單元100基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp，使得位置計(jì)數(shù)值Cp與在步驟S120 中讀取的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N) 一致。
在更新位置計(jì)數(shù)值Cp之后，電子控制單元100結(jié)束圖8的例程。通過(guò)重復(fù)地執(zhí)行上述位置計(jì)數(shù)值更新例程，位置計(jì)數(shù)值Cp在電機(jī)210每次到達(dá)基準(zhǔn)相位時(shí)被更新到正確值。因此，即使在控制軸340和輸出軸221的實(shí)際位置不再對(duì)英語(yǔ)位置計(jì)數(shù)值Cp時(shí)，也能迅速地消除位置計(jì)數(shù)值Cp從正確值的偏離。
在該背景中，例如由于致動(dòng)器200和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的時(shí)間變化，施加到電機(jī) 210的電流的大小與如圖9所示的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系可能改變。
考慮到上述情況，本實(shí)施例的電子控制單元100被構(gòu)造為按照需要重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，作用到可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸 340上的反作用力根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件來(lái)改變。因此，當(dāng)重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值 Cp (N)之間的關(guān)系時(shí)，期望在發(fā)動(dòng)機(jī)處于基本相同的工作條件時(shí)執(zhí)行學(xué)習(xí)。
因此，本實(shí)施例的電子控制單元100被構(gòu)造為在發(fā)動(dòng)機(jī)處于預(yù)定工作條件的情況下重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系。更具體地，提供到內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和輸出軸221與控制軸340的移位速度被設(shè)置為參數(shù)，并且在這些值在設(shè)置為工作條件(在該工作條件下執(zhí)行學(xué)習(xí))的給定范圍內(nèi)的條件下執(zhí)行學(xué)習(xí)。
在這種背景中，液壓油的溫度可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度THW、進(jìn)氣量GA的積分值、發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE的積分值等來(lái)估計(jì)，并且輸出軸221和控制軸340的移位速度可以例如根據(jù)每單位時(shí)間輸出軸221的移位量來(lái)估計(jì)。
當(dāng)每個(gè)上述參數(shù)在設(shè)置為用于學(xué)習(xí)的工作條件的給定范圍內(nèi)時(shí)，監(jiān)視施加到電機(jī) 210的電流如何隨著輸出軸221的移位而改變，并且基于在移位期間電流值的變化模式來(lái)學(xué)習(xí)輸出軸的移位與電流的改變之間的關(guān)系。即，基于在輸出軸221的實(shí)際移位期間電流的改變來(lái)重新學(xué)習(xí)圖9中示出的實(shí)線(xiàn)的斜率或梯度。
之后，按照所學(xué)習(xí)的直線(xiàn)的斜率來(lái)校正施加到電機(jī)210的電流的大小與基于電流選擇的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系，以補(bǔ)償例如由于致動(dòng)器200和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300 的時(shí)間變化引起的、電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系的移動(dòng)。
本發(fā)明的圖示實(shí)施例提供了以下效果。將會(huì)首先描述第一效果。在判定為電機(jī)210 處于基準(zhǔn)相位時(shí)，基于預(yù)先存儲(chǔ)并與被討論的基準(zhǔn)相位相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)(即，基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)被存儲(chǔ)為與正確位置計(jì)數(shù)值Cp相對(duì)應(yīng)的值)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。
因此，當(dāng)由電子控制單元100掌握的位置計(jì)數(shù)值Cp從與輸出軸221的實(shí)際位置相對(duì)應(yīng)的值偏離時(shí)，即，當(dāng)基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值Cp控制輸出軸221的位置時(shí)，基于在電機(jī) 210到達(dá)基準(zhǔn)相位時(shí)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。因此，當(dāng)電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位到達(dá)基準(zhǔn)相位時(shí)，消除了位置計(jì)數(shù)值Cp與輸出軸221的實(shí)際位置之間的差異。
在如圖示實(shí)施例中那樣電機(jī)210在控制輸出軸221的位置時(shí)進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)的情況中，電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位多次到達(dá)基準(zhǔn)相位，其次數(shù)對(duì)應(yīng)于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。因此，當(dāng)電機(jī)210在控制輸出軸221的位置時(shí)旋轉(zhuǎn)多次(即，進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn))時(shí)，必須確定在判定為電機(jī) 210處于基準(zhǔn)相位時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)；否則，不能夠基于判定來(lái)精確地估計(jì)輸出軸221的位置。
因此，在本實(shí)施例中，在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)，基于施加到電機(jī)210 的電流的大小來(lái)確定在作出判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)(圖8中的步驟S 110)。
因此，可以確定在作出以上判定時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，并且位置計(jì)數(shù)值Cp可以被基于與電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)次數(shù)相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)適當(dāng)?shù)馗隆?br> 總而言之，利用圖示實(shí)施例的布置，在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)，位置計(jì)數(shù)值Cp被基于與正確位置計(jì)數(shù)值Cp相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)正確地更新。因此可以減小或消除輸出軸221的位置被基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值Cp控制并且輸出軸221的位置不能被適當(dāng)?shù)乜刂频目赡堋?br> 之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第二效果。在致動(dòng)器200被驅(qū)動(dòng)的同時(shí)檢測(cè)的電流的值可以根據(jù)使用致動(dòng)器200的條件來(lái)進(jìn)行某種程度的改變。另一方面，如果多個(gè)判定區(qū)域被發(fā)置為使得一個(gè)判定區(qū)域?qū)?yīng)于電機(jī)210的每個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)，如圖示實(shí)施例中那樣，通過(guò)檢查在作出以上判定時(shí)多個(gè)判定區(qū)域中的哪一個(gè)包括施加到電機(jī)210的電流的大小，可以精確地估計(jì)在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，所述多個(gè)區(qū)域都延伸橫跨相對(duì)于施加到電機(jī)210的電流的大小的給定范圍。即，即使在所檢測(cè)到的電流的大小存在某種程度的改變時(shí)，可以基于施加到電機(jī)210的電流的大小來(lái)精確地估計(jì)在判定為電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)已經(jīng)由電機(jī)210進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。
之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第三效果。如果使得在盤(pán)形轉(zhuǎn)子213的與基準(zhǔn)相位相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中的磁極的布置與在其他區(qū)域中的磁極的布置不同，如圖示實(shí)施例那樣，在電機(jī)210處于基準(zhǔn)相位時(shí)從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的變化模式與在電機(jī)210處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)相位時(shí)觀(guān)察到的不同。因此，通過(guò)監(jiān)視脈沖信號(hào)的改變，可以判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位。
因此，可以判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位是否處于基準(zhǔn)相位，而不需要用于監(jiān)視電機(jī) 210的旋轉(zhuǎn)相位的新的傳感器等，由此避免或抑制了由于提供新傳感器而引起的成本的增加以及由于傳感器的監(jiān)視引起的制造處理的復(fù)雜性。
之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第四效果。在圖示實(shí)施例中，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于給定工作條件下時(shí)，重新學(xué)習(xí)施加到電機(jī)210的電流的大小與預(yù)先存儲(chǔ)并對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)相位的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于基本相同的工作條件的情況下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件的差異而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。
之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第五效果。提供到內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫越低，提供到致動(dòng)器200和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300并且進(jìn)一步提供到內(nèi)燃機(jī)的閥系統(tǒng)的液壓油的粘性就變得越高。因此，隨著提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫更低，在致動(dòng)器200和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu) 300被驅(qū)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的阻力變得更大。因此，在電機(jī)210將輸出軸221驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值 Cp(N)相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)210的電流隨著提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫降低而增加。
另一方面，在圖示實(shí)施例中，提供給內(nèi)燃機(jī)的液壓油的溫度被監(jiān)視，來(lái)作為在判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系而設(shè)置的給定工作條件中時(shí)使用的參數(shù)之一。因此，在液壓油的溫度基本相等的條件下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系由于液壓油的溫度而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第六效果。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE更高并且每單位時(shí)間內(nèi)打開(kāi)進(jìn)氣閥31的頻率(次數(shù))更高，在閥彈簧24的偏置力下作用到可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340和致動(dòng)器200的輸出軸221上的反作用力增加。因此，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE更高，作用到致動(dòng)器200的輸出軸221上的反作用力增加，并且在輸出軸221被驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)210的電流增加。另一方面，在圖示實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE被監(jiān)視，來(lái)作為在判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系而設(shè)置的給定工作條件中時(shí)使用的參數(shù)之一。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE基本相等的條件下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系由于發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE而引起的改變影響的狀態(tài)下，適·當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。之后，將會(huì)描述圖示實(shí)施例的第七效果。當(dāng)致動(dòng)器200的輸出軸221和可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的控制軸340的移位速度較高時(shí)，輸出軸221和控制軸340被抵抗慣性力以高速度驅(qū)動(dòng)。因此，隨著移位速度更高，用于驅(qū)動(dòng)輸出軸221而消耗的電力增加，并且在輸出軸221被驅(qū)動(dòng)到與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)施加到電機(jī)210的電流增加。另一方面，在圖示實(shí)施例中，輸出軸221和控制軸340的移位速度被監(jiān)視，來(lái)作為在判定發(fā)動(dòng)機(jī)是否處于對(duì)于學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系而設(shè)置的給定工作條件中時(shí)使用的參數(shù)之一。因此，在輸出軸221和控制軸340的移位速度處于基本相等條件的情況下執(zhí)行學(xué)習(xí)，使得可以在不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系由于輸出軸221和控制軸340的移位速度的差異而引起的改變影響的狀態(tài)下，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行學(xué)習(xí)。在這種背景中，因?yàn)檩敵鲚S221和控制軸340被一體地彼此連接并且同時(shí)移位相同量，所以不需要監(jiān)視輸出軸221和控制軸340兩者的移位速度，但是可以通過(guò)僅監(jiān)視輸出軸221和控制軸340中一者的移位速度來(lái)監(jiān)視輸出軸221和控制軸340的移位速度。應(yīng)當(dāng)理解，圖示實(shí)施例可以按照需要修改，并且本發(fā)明可以按照以下形式來(lái)實(shí)施。在圖示實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)相位判定裝置適合于監(jiān)視從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的改變與電子角計(jì)數(shù)值Ce的改變之間的關(guān)系，并且控制裝置被構(gòu)造為基于每次判定為電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位時(shí)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。在上述實(shí)施例的修改示例中，控制裝置可以被構(gòu)造為將由電子控制單元100掌握的位置計(jì)數(shù)值Cp與每次判定為電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于基準(zhǔn)相位時(shí)的相應(yīng)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)相比較，來(lái)獲得與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離，并且當(dāng)位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)的偏離較大時(shí)，基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。更具體地，如圖10所示，步驟S125被增加到位置計(jì)數(shù)值更新例程的步驟S120與步驟S130之間，作為確定位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離的大小。之后，僅當(dāng)在步驟S125中判定為位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離較大時(shí)，基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。
在圖10中示出的位置計(jì)數(shù)值更新例程的步驟S125中，計(jì)算位置計(jì)數(shù)值Cp與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的差異的絕對(duì)值，并且當(dāng)絕對(duì)值比基準(zhǔn)值更大時(shí)判定為位置計(jì)數(shù) 值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離較大。判定位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離是否較大的具體方法可以按照需要改變。即，步驟S125的操作可以被修改，假設(shè)可以基于位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)偏離的事實(shí)來(lái)判定由電子控制單元100掌握的輸出軸221的位置從輸出軸221的實(shí)際位置偏尚。
如果控制裝置被構(gòu)造為僅在位置計(jì)數(shù)值Cp較大地偏離基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)時(shí)更新位置計(jì)數(shù)值Cp，那么在位置計(jì)數(shù)值Cp不較大地偏離基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)時(shí)將不會(huì)更新位置計(jì)數(shù)值Cp。
在電機(jī)210經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)相位時(shí)，位置計(jì)數(shù)值Cp既不增加也不減小，如圖5的下部所示。因此，當(dāng)位置計(jì)數(shù)值Cp不被基于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)更新時(shí)，位置計(jì)數(shù)值Cp與輸出軸 221從基準(zhǔn)位置的移位量之間的關(guān)系在通過(guò)在電機(jī)210每次經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)相位時(shí)從如雙點(diǎn)劃線(xiàn)所示(圖11)的比例關(guān)系偏離越來(lái)越大的程度，如圖11所示。
在這種情況中，輸出軸221和控制軸340的位置不能簡(jiǎn)單地通過(guò)位置計(jì)數(shù)值Cp的值來(lái)估計(jì)。因此，在控制裝置被構(gòu)造為僅在位置計(jì)數(shù)值Cp從基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)的偏離較大時(shí)更新位置計(jì)數(shù)值Cp時(shí)，如上所述，需要向控制裝置增加用于補(bǔ)償位置計(jì)數(shù)值Cp的偏離的布置。作為該布置的示例，控制裝置可以被構(gòu)造為在電機(jī)210每次經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)相位時(shí)，向位置計(jì)數(shù)值Cp增加用于對(duì)于在經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)相位時(shí)產(chǎn)生的給定偏離來(lái)校正位置計(jì)數(shù)值Cp的校正值。作為布置的另一個(gè)示例，可以準(zhǔn)備其中存儲(chǔ)了如圖11中的實(shí)線(xiàn)所示的從基準(zhǔn)位置的偏移量與位置計(jì)數(shù)值Cp的值之間的關(guān)系的工作表，并且控制裝置可以通過(guò)參照該工作表來(lái)通過(guò)位置計(jì)數(shù)值Cp計(jì)算輸出軸221。
在圖示實(shí)施例中，提供到內(nèi)燃機(jī)的液壓油的油溫、發(fā)動(dòng)機(jī)速度NE和輸出軸221和控制軸340的移位速度被設(shè)置為參數(shù)，或者設(shè)置為在該工作條件下重新學(xué)習(xí)電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp (N)之間的關(guān)系被重新學(xué)習(xí)的工作條件，并且在這些值在給定范圍內(nèi)的情況下執(zhí)行學(xué)習(xí)。另一方面，假設(shè)可以執(zhí)行學(xué)習(xí)而不受到電流的大小與基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值Cp(N)之間的關(guān)系由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件的差異而引起的改變影響，在其下執(zhí)行學(xué)習(xí)的工作條件可以被適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 同樣，上述學(xué)習(xí)操作可以被省略，并且控制裝置可以被構(gòu)造為不執(zhí)行學(xué)習(xí)。在圖示實(shí)施例中，多極磁體215具有尺寸與三個(gè)小磁極215a相等的大磁極215b。在由此構(gòu)造的圖不實(shí)施例中，在大磁極215b經(jīng)過(guò)位置傳感器S4、S5時(shí)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)以與在電機(jī)210處于其他旋轉(zhuǎn)相位時(shí)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的改變以不同的方式改變。這是旋轉(zhuǎn)相位判定裝置的構(gòu)造的一個(gè)示例，其用于基于從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的變化模式來(lái)判定到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位的電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位。
因此，假設(shè)可以基于從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的脈沖信號(hào)的變化模式來(lái)確定到達(dá)預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位的電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位，可以適當(dāng)?shù)馗淖兌鄻O磁體215、位置傳感器S4、S5的安裝位置等的布置和構(gòu)造。
在圖示實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)相位確定裝置被構(gòu)造為基于位置傳感器S4、S5的脈沖信號(hào)的輸出模式的改變，判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。另一方面，假設(shè)可以確定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位，旋轉(zhuǎn)相位確定裝置的構(gòu)造可以被適當(dāng)?shù)馗淖?。例如，可以以新的方式提供在電機(jī)210處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)產(chǎn)生信號(hào)的傳感器，并且可以基于從該傳感器產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)判定電機(jī)210的旋轉(zhuǎn)相位處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。同樣，圖示實(shí)施例的控制裝置被構(gòu)造為基于從位置傳感器S4、S5產(chǎn)生的、在相位中彼此偏移的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)。另一 方面，假設(shè)位置傳感器可以對(duì)與控制軸340從基準(zhǔn)位置的偏移量相對(duì)應(yīng)的位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)，用于對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)的位置傳感器的布置可以被適當(dāng)?shù)夭贾谩＠?，位置傳感器S4、S5的安裝位置、位置傳感器的數(shù)目、多極磁體215的磁極的數(shù)目等可以被改變。類(lèi)似地，假設(shè)電機(jī)210可以通過(guò)切換電機(jī)210的通電相位來(lái)被精確地控制，用于設(shè)置電子角計(jì)數(shù)值Ce的電子角傳感器S1、S2、S3的安裝位置、電子角傳感器的數(shù)目、多極磁體214的磁極的數(shù)目等可以被改變。在圖示實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的致動(dòng)器的控制裝置具有這樣的電子控制單元100的形式，其全面地控制包括可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的內(nèi)燃機(jī)，該可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)用于改變進(jìn)氣閥31的操作角和升程量。然而，本發(fā)明也可以應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)，其包括改變排氣閥41的操作角和升程量的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)。同樣，基于錯(cuò)誤的位置計(jì)數(shù)值來(lái)控制輸出軸的位置的問(wèn)題不僅對(duì)于如上所述地驅(qū)動(dòng)可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300的致動(dòng)器200發(fā)生，而且可能類(lèi)似地在基于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角對(duì)位置計(jì)數(shù)值Cp進(jìn)行計(jì)數(shù)并且基于位置計(jì)數(shù)值Cp來(lái)計(jì)算輸出軸相對(duì)于基準(zhǔn)位置的位置的致動(dòng)器的控制裝置中遇到。因此，本發(fā)明不局限為應(yīng)用到對(duì)可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)300進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器的控制裝置，但是可以被廣泛地應(yīng)用到基于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)并且基于位置計(jì)數(shù)值來(lái)計(jì)算輸出軸相對(duì)于基準(zhǔn)位置的位置的致動(dòng)器的控制裝置。
權(quán)利要求
1.一種致動(dòng)器的控制設(shè)備，所述致動(dòng)器在作用于其輸出軸上的反作用力隨著所述輸出軸朝向沿著所述輸出軸的中心軸延伸的方向上的末端移位而增加的情況下使用，所述致動(dòng)器適合于將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其中，所述控制設(shè)備通過(guò)基于從所述致動(dòng)器的位置傳感器伴隨著所述致動(dòng)器的所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)所述輸出軸的位置，其特征在于包括 旋轉(zhuǎn)相位判定裝置，其用于判定所述電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位； 旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置，其用于基于在由所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)施加到所述電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在由所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)已經(jīng)由所述電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)； 存儲(chǔ)裝置，其用于存儲(chǔ)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值，作為與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的所述位置計(jì)數(shù)值的基準(zhǔn)值；以及 更新裝置，其用于在所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)，對(duì)于其次數(shù)已經(jīng)由所述旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置確定的旋轉(zhuǎn)中的每一者，基于所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新所述位置計(jì)數(shù)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制設(shè)備，其中 針對(duì)施加到所述電機(jī)的電流的大小發(fā)置多個(gè)判定區(qū)域，使得每個(gè)所述判定區(qū)域?qū)?yīng)于所述電機(jī)的每個(gè)旋轉(zhuǎn)次數(shù)；并且 所述旋轉(zhuǎn)次數(shù)確定裝置根據(jù)在由所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)所述判定區(qū)域中的哪一者包括施加到所述電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置作出判定時(shí)已經(jīng)由所述電機(jī)進(jìn)行的所述旋轉(zhuǎn)次數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的控制設(shè)備，其中， 所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置包括轉(zhuǎn)子和作為所述位置傳感器的兩個(gè)位置傳感器，所述轉(zhuǎn)子具有多個(gè)小磁極以及一個(gè)大磁極，所述多個(gè)小磁極包括交替地布置為以給定角間隔交換的N極和S極，所述大磁極延伸比每個(gè)所述小磁極更大的角，其中，N極和S極交替地布置為圓形，并且所述兩個(gè)位置傳感器安裝在能與所述各個(gè)磁極相對(duì)的位置處，使得所述位置傳感器彼此相位偏移；并且 所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置基于分別從所述兩個(gè)位置傳感器伴隨著所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)所述位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且基于在所述大磁極經(jīng)過(guò)所述位置傳感器時(shí)檢測(cè)到的所述脈沖信號(hào)的改變來(lái)判定所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)相位處于所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3中任意一項(xiàng)所述的控制發(fā)備，其中，所述控制設(shè)備控制用于經(jīng)由所述輸出軸沿著所述中心軸延伸的方向來(lái)驅(qū)動(dòng)與所述輸出軸連接的內(nèi)燃機(jī)的可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制軸的所述致動(dòng)器，使得發(fā)動(dòng)機(jī)閥的操作角和升程量由所述可變閥致動(dòng)機(jī)構(gòu)改變。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制發(fā)備，其中，當(dāng)所述內(nèi)燃機(jī)處于給定操作狀態(tài)時(shí)，重新學(xué)習(xí)施加到所述電機(jī)的電流的大小與所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值之間的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制設(shè)備，其中，監(jiān)視提供給所述內(nèi)燃機(jī)的液壓油的所述溫度，作為在判定所述內(nèi)燃機(jī)是否處于給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制發(fā)備，其中，監(jiān)視所述發(fā)動(dòng)機(jī)速度，作為在判定所述內(nèi)燃機(jī)是否處于給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任意一項(xiàng)所述的控制發(fā)備，其中，監(jiān)視所述輸出軸和所述控制軸的所述移位速度，作為在判定所述內(nèi)燃機(jī)是否處于給定操作狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I到8中任意一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其中，每次所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置判定為所述電機(jī)處于所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，所述更新裝置基于所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新所述位置計(jì)數(shù)值，使得所述位置計(jì)數(shù)值變成等于與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求I到8中任意一項(xiàng)所述的控制設(shè)備，其中，每次所述旋轉(zhuǎn)相位判定裝置判定為所述電機(jī)處于所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，所述更新裝置將由所述控制設(shè)備掌握的所述位置計(jì)數(shù)值與所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值相比較，以確定所述位置計(jì)數(shù)值與所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值的偏差， 并且在所述偏差較大時(shí)基于所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新所述位置計(jì)數(shù)值，使得所述位置計(jì)數(shù)值變成等于與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值。
11.一種控制致動(dòng)器的方法，所述致動(dòng)器在作用于其輸出軸上的反作用力隨著所述輸出軸朝向沿著所述輸出軸的中心軸延伸的方向上的末端移位而增加的情況下使用，所述致動(dòng)器適合于將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述輸出軸的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)并且輸出所述直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其特征在于包括通過(guò)基于從所述致動(dòng)器的位置傳感器伴隨著所述致動(dòng)器的所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，檢測(cè)所述輸出軸的位置；判定所述電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位；基于在判定為所述電機(jī)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)施加到所述電機(jī)的電流的大小來(lái)確定在判定為所述電機(jī)處于所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)已經(jīng)由所述電機(jī)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)次數(shù)；存儲(chǔ)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值，作為與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相對(duì)應(yīng)的所述位置計(jì)數(shù)值的基準(zhǔn)值；并且在判定為所述電機(jī)處于所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)，對(duì)于在判定為所述電機(jī)處于所述預(yù)定相位時(shí)其次數(shù)已經(jīng)確定的旋轉(zhuǎn)中的每一者，基于所述基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新所述位置計(jì)數(shù)值。
全文摘要
一種電子控制單元(100)，其通過(guò)基于從位置傳感器(S4、S5)伴隨著電機(jī)(210)的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)對(duì)位置計(jì)數(shù)值進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)檢測(cè)輸出軸(221)的位置。該電子控制單元(100)基于從位置傳感器(S4、S5)產(chǎn)生的脈沖信號(hào)來(lái)判定電機(jī)(210)處于預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位。電子控制單元(100)在作出該判定時(shí)基于在作出該判定時(shí)施加到電機(jī)(210)的電流的大小來(lái)確定已經(jīng)由電機(jī)(210)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，并且基于與預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位相關(guān)聯(lián)地存儲(chǔ)的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)值來(lái)更新位置計(jì)數(shù)值。
文檔編號(hào)F01L13/00GK102947555SQ201180029488
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者日岡英一, 羽原俊輔 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車(chē)株式會(huì)社