[发明专利]内燃机用可变阀正时控制装置及包括可变阀正时控制装置的内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及用于内燃机的可变阀正时控制装置，该装置用于改变内燃机进气阀和排气阀中之一或全部二者的阀正时；本发明还涉及包括该可变阀正时控制装置的内燃机。具体地说，本发明涉及使改变阀正时的时候发生的冲击减小或消除的改进。

背景技术

近年来，在车辆中安装的内燃机(发动机)中，越来越多的内燃机已经采用了可变阀正时装置来改变进气阀和排气阀的阀正时，其目的是增加输出、减小燃料消耗、以及降低废气排放。

例如，像日本专利申请公开No.2004-245192中公开的那样，目前使用的大多数可变阀正时装置采用来自液压泵的液压来驱动相位改变机构，以改变凸轮轴相对于曲轴的旋转相位，从而改变进气阀和/或排气阀的阀正时，其中液压泵由来自曲轴的旋转驱动力致动，进气阀和/或排气阀由凸轮轴驱动实现开闭。

但是，采用这样的液压驱动式可变阀正时装置，在某些情况下，在寒冷条件下启动发动机时，会发生液压不足或液压控制的响应性下降的情况，因此存在着阀正时控制的精度不能完全实现的缺点。

为此，像例如日本专利申请公开No.6-213021中公开的那样，已经开发了电动机驱动的可变阀正时装置，其中相位改变机构由来自电动机的驱动力进行驱动，以改变凸轮轴相对于曲轴的转动相，并从而改变阀正时。

尽管在上述电动机驱动式可变阀正时装置中，具有响应速度快的优点，但是这种高响应速度也可能造成改变阀正时的时候发动机的输出转矩急剧改变。由于这种转矩改变，有时车体会发生冲击(振动)并使乘客感到不舒服。例如，在随着发动机负载增大而使阀正时提前时，即使在驾驶员逐渐增大油门开度的情况下，阀正时也会在较短时间中向提前那侧发生很大改变。阀正时的这种瞬时改变涉及到内燃机燃烧状态的变化，燃烧状态变化接着造成转矩的急剧改变。因此使车体产生冲击(振动)。

如上所述，电动机驱动式可变阀正时装置会造成液压驱动式可变阀正时装置并不造成的问题，所述液压驱动式可变阀正时装置使用由曲轴的驱动力旋转致动的液压泵。

为了解决这种问题，可以通过下述方式设置可变阀正时装置：给阀正时改变速率设置某个上限，使阀正时总是以较低速率改变，在该速率下车体不会发生冲击。例如，可以将电动机的转速最大值设定得较低，所述电动机是改变阀正时的驱动源。

但是，即使在驾驶员突然增大油门开度的情况下，即驾驶员需要迅速加速的情况下，阀正时也因上述原因而缓慢改变。获得与驾驶员的要求相符的阀正时需要较长时间，不能充分实现发动机响应。因此，不能完全利用电动机驱动式可变阀正时装置的真实能力。

应当注意，这样的问题并不限于电动机驱动式可变阀正时装置，对于与上述液压驱动式可变阀正时装置相比，阀正时的响应速度更高的任何可变阀正时装置(例如用电动液压泵作为驱动源的装置)，这样的问题都可能发生。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的是：对于以电动驱动式可变阀正时装置为代表的、具有较高响应速度的可变阀正时装置，消除驾驶员不希望的阀正时急剧改变，从而提供一种能够防止产生与阀正时改变有关的冲击的可变阀正时控制装置，以及具有该可变阀正时控制装置的内燃机。

[克服该问题的原理]

根据本发明设置来实现上述目的的解决方法，对于由目标阀正时与实际阀正时之间的差所获得的阀正时改变速率(增益)，当驾驶员操纵造成的油门开度改变速率较低时，判定为驾驶员不需要阀正时快速改变，并对阀正时改变速率设置限制来防止车体中的冲击。另一方面，当驾驶员操纵造成的油门开度改变速率较高时，以由目标阀正时与实际阀正时之间的差确定的阀正时改变速率来改变阀正时，使得阀正时快速接近目标阀正时以满足驾驶员的需要。

[解决方式]

具体地说，本发明基于一种可变阀正时控制装置，该装置用于改变内燃机的进气阀和排气阀中至少其一的开启和关闭正时。这种可变阀正时控制装置包括油门开度传感器和操作单元，该油门开度传感器感知由驾驶员的操纵造成的油门开度。操作单元计算作为目标阀正时与实际阀正时之间差的正时偏差、计算油门开度改变速率、并根据正时偏差与油门开度改变速率来调整使实际阀正时接近目标阀正时的阀正时改变速率。