[发明专利]可变气门正时系统

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种可变气门正时系统，更具体地涉及一种将电动 机用作致动器的可变气门正时系统。

背景技术

已经使用一种可变气门正时(VVT)系统，其基于发动机运行状态来 改变进气门或排气门打开/关闭的相位(即，曲轴转角)。这种可变气门正 时系统通过使打开/关闭进气门或排气门的凸轮轴相对于例如链轮转动而改 变进气门或排气门的相位。凸轮轴以液压的方式被转动或者借助于例如电 动机的致动器而被转动。

特别地，对于以液压的方式驱动凸轮轴的可变气门正时系统，在寒冷 的环境下或发动机起动时，可变气门正时控制有时候不会像应该的那样精 确地得到执行。出现这种情况是因为在此情形下用于驱动凸轮轴的液压压 力不足或者凸轮轴相对于液压控制的响应较慢。为了消除这种情况，例如 在日本专利申请公报No.JP-05-104978(JP-A-05-104978)、美国专利申请 公报No.US2005/0252469A1、日本专利申请公报No.JP-2004-190663(JP- A-2004-190663)所描述的，已经提出了一种通过电动机驱动凸轮轴的可变 气门正时系统。

JP-A-05-104978描述了一种将步进电机用作致动器的可变气门正时系 统。所述可变气门正时系统设置有控制可变气门正时系统的VVT ECU (电子控制单元)和控制发动机的发动机ECU。VVT ECU独立于发动机 ECU运行。美国专利申请公报No.US2005/0252469A1描述了一种系统 (即，可变气门正时系统)，该系统将电动机用作致动器来控制凸轮轴相 对于曲轴的转角。所述系统设置有用于电动机的控制单元(即用于可变气 门正时系统的控制单元)以及发动机控制元件，该电动机用作用于可变气 门正时系统的致动器。用于电动机的控制单元独立于发动机控制元件运 行。

JP-A-2004-190663描述了一种可变气门正时系统，所述可变气门正时 系统通过相对于凸轮轴的转速改变电动机速度而改变气门正时。

然而，在JP-A-05-104978描述的系统中，VVT ECU在收到表示发动 机运行状态的信号时计算适合的气门重叠量，即适合的气门正时，并且还 输出用于步进电机的控制信号从而实现适合的气门正时。VVT ECU产生 用于选定步进电机的励磁线圈的信号。因此，VVT ECU具有多种功能， 包括设定气门正时的目标值和产生用于控制步进电机以适合地执行气门正 时控制的控制信号。这增加了VVT ECU的处理负载，该VVT ECU设计 为通过执行程序而执行软件处理。从而，ECU的处理能力需要增大从而以 更高速度控制可变气门正时。

至于在美国专利申请公报US2005/0252469A1中描述的系统，表示曲 轴转角的信号和表示凸轮轴转角的信号被传送到可变气门正时控制单元。 可变气门正时控制单元执行反馈控制从而使得实际气门正时与所期望的气 门正时匹配。如在日本专利申请公报JP-A-05-104978中描述的可变气门正 时系统的情况那样，这会增加用于可变气门正时系统的控制单元的处理负 载。

根据JP-A-2004-190663，用作发动机控制电路的ECU计算目标气门正 时和实际气门正时，并基于实际气门正时和目标气门正时的偏差而计算电 动机控制值(例如，施加到电动机的电压和用于电动机的最终占空比的 值)。在此构造中，执行发动机控制的ECU的处理负载过度增大。在JP- A-2004-190663中，ECU设计为执行软件处理。从而，ECU的处理能力需 要增大从而以更高速度控制可变气门正时。

而且，在上述公报中描述的可变气门正时控制中，气门正时相位控制 的反馈循环(气门位置控制)形成为用于甚至包括电动机控制的整个系 统。因此，如果对反馈循环的构造进行改进，则可以提高控制速度。 发明内容

本发明提供一种可变气门正时系统，所述可变气门正时系统具有一种 控制构造，所述控制构造提高控制速度却不会过度地增大每个控制器上的 处理负载。