[发明专利]电磁驱动气门操作机构的控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁驱动气门操作机构的控制装置，其通过电磁力和弹性力的配合打开和关闭内燃发动机中的进气门和排气门。

背景技术

已知一种电磁驱动气门操作机构，其中衔铁固定于气门的阀杆上，并且，沿阀杆的轴线方向在衔铁的两个相对侧的每一侧设有一个与阀杆同轴的电磁铁。在这种机构中，当上电磁铁和下电磁铁处于非驱动状态时，衔铁被上弹簧和下弹簧定位在中性位置。通过将衔铁吸引并附着于上侧电磁铁，使气门体处于完全关闭位置。此外，通过将衔铁吸引并附着于下侧电磁铁，使气门体处于完全打开位置(例如，见日本专利申请公报第JP-A-2002-266667号及日本专利申请公报第JP-A-2001-193504号)。

就上述动作而言，通过在所需正时针对上电磁铁和下电磁铁交替地控制励磁电流的供应和停止，包括衔铁和气门体的可动部分沿轴线方向位移，从而气门被打开或关闭。

在以上所述的电磁驱动气门操作机构中，当气门体被打开或者关闭时，供应到电磁铁的保持电流供给被停止，以便分离已经吸引并附着于电磁铁上的气门体。然而，因为从停止供应保持电流到残留在电磁铁内的残余电磁力消失之间需要时间，所以在气门体实际开始打开或者关闭之前出现响应延迟(延迟时间)。

因此，要预测该延迟时间，并进行前馈控制以提前气门体开始打开/关闭动作的命令正时。预计延迟时间是通过实验等方式凭经验确定为常数的固定值。

在以上电磁驱动气门操作机构中，存在以下需要改进的地方。

即，由于采用的电磁铁的个体差异，用于电磁驱动气门操作机构的每个电磁铁的残余电磁力可能变化，所以响应延迟可能改变。这种响应延迟还可能取决于内燃发动机的运转状态(转速、负载、或其他方面)而改变。因此，如在上述电磁驱动气门操作机构中，如果用于前馈控制的预计延迟时间是固定值，则可以断定，将不能吸收响应延迟的变化。

此外，为了将固定值设定为预计延迟时间，要在实验中测量许多实际延迟时间。然而，因为测量结束正时，即，气门体实际开始打开或者结束关闭的位置，不能够精确地检测，所以可以断定，将不能精确地设定预计延迟时间。

基于提升传感器的输出判断测量结束正时(气门体实际开始打开或者结束关闭的正时)。气门体实际开始打开的正时被定义为气门体稍微离开完全关闭位置的位置，而气门体实际结束关闭的正时被定义为气门体无限接近完全关闭位置的位置。因为需要通过提升传感器的输出检测这些位置，所以一旦发生提升传感器的输出的噪声污染，将很难区分很小量的提升位置和噪声。

因此，可以断定，测量结束正时的辨别包括误差。如果作为预计延迟时间的固定值是基于如此大误差的测量结果而确定的，则可以断定，该固定值的正确性很低。

因此，由于电磁铁的个体差异的变化不能够被吸收，此外，由于预计延迟时间被设定为正确性较低的固定值，所以实际气门正时偏离目标气门正时的可能性很高。这种偏差的出现引起了内燃发动机的扭矩波动，比如内燃发动机的燃烧状态偏离适当范围等等，因此这是不利的。

可以想象，在上述前馈控制之后，将进行反馈控制，在所述反馈控制中，检测的实际延迟时间将与气门体的实际动作相关，并且检测结果将用于校正固定值。然而，如果在检测时，实际气门体的测量结束正时被设定在气门体实际开始打开或者结束关闭的正时，则可以断定，与前面的情形一样，实际延迟时间的测量结果的正确性将变得很低。

发明内容

本发明的目的是在用于内燃发动机的电磁驱动气门操作机构的控制装置中抑制或避免实际气门正时相对于目标气门正时的偏差，并改善内燃发动机的燃烧状态。