專利名稱:內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)，并且更特別地涉及能夠抑制或減少在發(fā)動機起動期間，例如曲柄轉動初期階段期間產(chǎn)生的噪音和振動的系統(tǒng)。
背景技術：
近幾年來，已經(jīng)提出和開發(fā)了多種可變氣門致動系統(tǒng)，其能夠根據(jù)內燃機的工作情況可變地調整調節(jié)發(fā)動機氣門正時。在日本專利臨時公開No.10-227236(以下稱作“JP10-227236”)中已經(jīng)公開了一種這樣的可變氣門致動系統(tǒng)。在JP10-227236中公開的可變氣門致動系統(tǒng)包括所謂的旋轉葉片式氣門正時控制(VTC)系統(tǒng)。在這種旋轉葉片式VTC系統(tǒng)中，工作流體壓力可選擇地供應到限定在旋轉葉片殼體中的相位超前和相位滯后腔室中的任一個內，并且工作流體壓力從另一個中排出，以這樣的方式使固定連接到凸輪軸上的葉片沿正轉和反轉方向中的任一個方向旋轉，從而根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門正時(進氣門打開正時和進氣門閉合正時)。
當起動冷態(tài)發(fā)動機時，該發(fā)動機的冷卻劑溫度較低，發(fā)動機曲軸沿反轉方向以預定曲柄角度旋轉用于通過移動到其最大相位超前位置的葉片來起動發(fā)動機。這是因為有效壓縮比在利用保持在最大相位超前位置處的葉片起動發(fā)動機時變大，因此發(fā)動機起動性能在冷起動操作的曲柄旋轉周期內得以提高。
在發(fā)動機已經(jīng)變熱并且冷卻劑溫度變得足夠高的情況下，葉片根據(jù)曲軸沿正轉方向轉動的正常曲柄轉動操作而轉動到其最大相位滯后位置。這是因為有效壓縮比在利用保持在最大相位滯后位置處的葉片起動發(fā)動機時變小。即，通過這種減壓，可以在起動熱發(fā)動機時使噪音和振動衰減或減小。

發(fā)明內容然而，在JP10-227236公開的可變氣門致動系統(tǒng)中，如果發(fā)動機工作狀態(tài)為熱(即，高冷卻劑溫度)的話，發(fā)動機在相位滯后于進氣行程上的活塞下止點(BDC)位置且對應于最大相位滯后位置的進氣門閉合正時情況下曲柄轉動并起動。因此，一方面，可以通過減壓作用減小噪音和振動。另一方面，進氣門工作角(即，進氣門打開周期)必須設定為較大值。由于永久壓迫進氣門保持關閉的氣門彈簧的彈簧力的作用，存在氣門操作系統(tǒng)的摩擦損失增大的趨勢。
增大的摩擦導致曲柄轉動初期階段期間的曲軸轉速不能充分提高，因此降低了發(fā)動機起動性能。
在混合動力車輛上，每輛車都使用自動發(fā)動機停止-重新起動系統(tǒng)，其能夠在空轉期間不根據(jù)司機的意愿臨時地自動停止內燃機，例如，在自動變速器的選擇手柄保持在其空擋位置的特定條件下時，車輛速度為零，發(fā)動機轉速為空轉轉速，剎車踏板壓下，從車輛靜止狀態(tài)自動重新起動發(fā)動機，發(fā)動機停止和重新起動操作被頻繁地執(zhí)行。在混合動力車輛上配備的這種發(fā)動機停止-重新起動系統(tǒng)中，車輛操作性能極大地受到發(fā)動機起動性能下降的影響。
因此，鑒于現(xiàn)有技術中的上述缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)，其能夠有效地減少發(fā)電機起動周期內，特別地是曲柄轉動的初期階段期間的噪音和振動，并且還能夠通過減少氣門操作系統(tǒng)的摩擦而提高發(fā)動機起動性能。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述及其他目的，內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)包括可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器，和配置為連接到至少可變氣門致動器上用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時的控制單元，所述控制單元包括處理器，其被編程為在發(fā)動機起動周期內將進氣門閉合正時調節(jié)到進氣行程上的活塞下止點之前的正時值，其中所述可變氣門致動器包括偏壓裝置，其將氣門閉合正時永久地壓向進氣行程上的活塞上止點位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)包括可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器；和配置為連接到至少可變氣門致動器上用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時的控制單元，所述控制單元包括在發(fā)動機停止期間通過可變氣門致動器將進氣門閉合正時調節(jié)到進氣行程上的活塞上止點位置之后且活塞下止點位置之前的正時值的停止控制裝置；用于在從發(fā)動機停止時刻到發(fā)動機重新起動時刻的時間周期內將進氣門閉合正時保持在進氣行程上的活塞TDC位置之后且活塞BDC位置之前的正時值的保持裝置；以及當發(fā)動機曲柄旋轉以重新起動發(fā)動機并且曲軸轉速增大到預定轉速值時通過可變氣門致動器使進氣門閉合正時相位滯后到接近進氣行程上的BDC位置的正時值的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)包括可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器；和配置為連接到至少可變氣門致動器上用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時的控制單元，所述控制單元包括處理器，其被編程為在發(fā)動機起動周期和發(fā)動機停止周期中的至少一個期間內將進氣門閉合正時相位超前到進氣行程上的活塞上止點之后且活塞下止點之前的預定正時值，其中所述可變氣門致動器包括偏壓裝置，其將進氣門閉合正時永久地壓向預定正時值。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種控制內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)的方法，所述可變氣門致動系統(tǒng)使用可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器，該方法包括在發(fā)動機停止期間通過可變氣門致動器將進氣門閉合正時相位超前到進氣行程上的活塞上止點之后且活塞下止點之前的預定正時值，在從發(fā)動機停止時刻到發(fā)動機重新起動時刻的時間段內將進氣門閉合正時保持在進氣行程上的活塞TDC位置之后且活塞BDC位置之前的預定正時值，以及在發(fā)動機曲柄旋轉以重新起動發(fā)動機并且曲柄轉速增大到預定轉速值時通過可變氣門致動器將進氣門閉合正時相位滯后到進氣行程上的BDC位置之后且在其附近的正時值。
通過參照附圖的下列說明將理解本發(fā)明的其他目的和特征。
圖1是顯示了可使用一實施例的可變氣門致動系統(tǒng)的內燃機的示意系統(tǒng)圖。
圖2是顯示了該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)的透視圖，其包括連續(xù)可變的氣門動作和提升控制(VEL)機構及可變氣門正時控制(VTC)機構。
圖3A-3B是顯示了在小提升控制模式期間進氣門VEL機構操作的軸向后視圖。
圖4A-4B是顯示了在大提升控制模式期間進氣門VEL機構操作的軸向后視圖。
圖5是可變進氣門提升和動作(工作角)以及相位特性圖，其由該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)的進氣門VEL和VTC機構兩者獲得。
圖6是顯示了包括在該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)中的VTC機構的剖視圖。
圖7是沿圖6的直線A-A剖開的橫向剖面圖，并且顯示了VTC機構的最大相位超前狀態(tài)。
圖8是沿圖6的直線A-A剖開的橫向剖面圖，并且顯示了VTC機構的最大相位滯后狀態(tài)。
圖9是顯示了在曲柄轉動期間進氣門閉合正時和進氣門打開正時的特性圖。
圖10是顯示了在結合到該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)中的控制器內執(zhí)行的控制程序的流程圖。
圖11是顯示了第一改進控制程序的流程圖。
圖12是顯示了第二改進控制程序的流程圖。
具體實施方式現(xiàn)在參見附圖，尤其是參見圖1-2，圖中顯示了該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)在每個氣缸具有四個氣門，即，兩個進氣門4、4(參見圖1-2)和兩個排氣門5、5(參見圖1)的四沖程多氣缸內燃機中舉例說明。
該多氣缸內燃機的結構參照圖1的系統(tǒng)圖在下文詳細描述，該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)可應用到該內燃機中。圖1的發(fā)動機由具有氣缸孔的氣缸體SB、可在該氣缸孔中移動或滑動通過一沖程的往復式活塞01、氣缸體SB上的氣缸蓋SH、形成在氣缸蓋SH上的進氣口IP和排氣口EP、兩個進氣門4、4、和兩個排氣門5、5構造而成，所述每個進氣門可滑動地安裝在氣缸蓋SH上用于打開和關閉進氣口IP的開口端，所述每個排氣門可滑動地安裝在氣缸蓋SH上用于打開和關閉排氣口EP的開口端。
活塞01經(jīng)連桿03連接到發(fā)動機曲軸02上。燃燒室04界定在活塞01的活塞頂和氣缸蓋SH的下側之間。
電子控制的節(jié)氣門裝置SV設置在進氣口IP上游并位于連接到進氣口IP的進氣管I的進氣歧管Ia的內部空間中，用于控制吸入空氣量。吸入空氣量可以利用可變氣門致動裝置，簡單地說，利用該可變氣門致動系統(tǒng)的可變氣門致動器(隨后詳細描述)進行主要控制，同時電子控制的節(jié)氣門裝置SV可以設置為輔助地控制吸入空氣量，這是出于安全目的并且為了生成存在于進氣系統(tǒng)中的真空，以便使泄漏氣體再循環(huán)系統(tǒng)中的泄漏煙氣再循環(huán)和/或在通常安裝在實踐中內燃機上的燃油蒸氣污染控制裝置中進行濾毒罐凈化。電子控制的節(jié)氣門裝置SV包括圓盤形節(jié)氣門、節(jié)氣門位置傳感器和節(jié)氣門致動器，所述節(jié)氣門致動器由例如步進電機的電動機驅動。節(jié)氣門位置傳感器設置為檢測該節(jié)氣門的實際節(jié)氣門打開量。節(jié)氣門致動器響應于來自控制器，準確地說是電子發(fā)動機控制單元(ECU)22(隨后描述)的控制命令信號調節(jié)節(jié)氣門打開量。燃料噴射器或燃料噴射閥(未顯示)設置在節(jié)氣門裝置SV的下游?；鸹ㄈ?5大體上位于氣缸蓋SH的中部。
如圖1中清楚顯示的，發(fā)動機曲軸02可以利用可逆起動電機(或可逆曲柄轉動電機)07經(jīng)小齒輪機構06沿反轉方向和正轉方向旋轉。
如圖1-2，特別是圖2中清楚顯示的，該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)的可變氣門致動器(可變氣門操作裝置)包括可變氣門動作和提升控制(VEL)機構1和可變氣門正時控制(VTC)機構(或可變相位控制機構)2。VEL機構1能夠同時控制、調節(jié)或改變進氣門4、4中每一個的氣門提升和提升周期(工作角或氣門打開周期)。VTC機構2只能夠使進氣門4、4中每一個的相位超前或滯后，同時使每個進氣門4的氣門提升和工作角特性保持不變。該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)使用了如日本專利臨時公開NO.2003-172112中所公開的連續(xù)可變的氣門動作和提升控制機構作為VEL機構1。簡要地說，如圖2所示，VEL機構1包括圓柱形空心驅動軸6、環(huán)形驅動凸輪7、兩個可搖擺凸輪9、9和多節(jié)連桿運動傳動機構(或運動轉換裝置)，所述多節(jié)連桿運動傳動機構機械地連接在驅動凸輪7和可搖擺凸輪對(9，9)之間，用于傳送由驅動凸輪(偏心凸輪)7產(chǎn)生的扭矩作為可搖擺凸輪9、9中每一個的擺動力。圓柱形空心驅動軸6由氣缸蓋SH的上部中的軸承可旋轉地支撐。驅動凸輪7形成為壓配合或整體連接到驅動軸6的外周上的偏心凸輪?？蓳u擺凸輪9、9擺動或搖擺地支撐在驅動軸6的外周上并與兩個氣門挺桿8、8各自的上接觸表面形成滑動接觸，所述氣門挺桿8、8位于進氣門4、4的氣門桿端部處。換句話說，運動傳送機構(或運動轉換裝置)設置為將驅動凸輪7的旋轉運動(輸入扭矩)轉換成每個進氣門4的上下運動(氣門打開作用力)(即產(chǎn)生每個可搖擺凸輪9的擺動運動的擺動力)。
扭矩從發(fā)動機曲軸02通過經(jīng)正時鏈(未顯示)固定連接到驅動軸6一個軸向端的正時鏈輪30傳遞到驅動軸6。如圖2中箭頭所示，驅動軸6的旋轉方向設定為順時針方向。
驅動凸輪7具有軸向孔，其與圓柱形驅動凸輪7的幾何中心相偏移。驅動凸輪7固定連接到驅動軸6的外周上，使得驅動凸輪7的軸向孔的內周表面壓配合到驅動軸6的外周上。因此，驅動凸輪7的中心沿徑向方向以預定偏心距(或預定偏離值)偏離驅動軸6的軸心。
如圖2、3A-3B和4A-4B所述的軸向后視圖中最佳顯示的，可搖擺凸輪9、9中的每一個都形成為大體雨滴形凸輪。可搖擺凸輪9、9具有相同的凸輪輪廓?？蓳u擺凸輪9、9與圓柱形空心凸輪軸10的各軸向端部整體形成。圓柱形空心凸輪軸10可旋轉地支撐在驅動軸6上。與氣門挺桿8的上接觸表面形成滑動接觸的可搖擺凸輪9的外周接觸表面包括凸輪面9a?？蓳u擺凸輪9的基圓部分與凸輪軸10整體形成或整體連接到其上，以允許可搖擺凸輪9在驅動軸6軸線上進行擺動運動?？蓳u擺凸輪9的外周表面(凸輪面9a)由基圓表面、從該基圓表面延伸到凸輪鼻部分的圓弧形斜面、提供最大氣門提升(或最大提升量)的頂圓表面(簡單地說，頂面)和使所述斜面與頂面相連的提升面構成。所述基圓表面、斜面、提升面和頂面根據(jù)可搖擺凸輪9的擺動位置抵靠氣門挺桿8的頂面的預定位置。
運動傳送機構(運動轉換裝置)包括布置在驅動軸6上方的搖臂11、將搖臂11的一端(或第一臂部11a)機械連接到驅動凸輪7上的連桿臂12和將搖臂11的另一端(第二臂部11b)機械連接到可搖擺凸輪9的凸輪鼻部分上的連桿13。
搖臂11形成有軸向延伸中心孔(通孔)。搖臂11的搖臂中心孔可旋轉地裝配到控制凸輪18(隨后描述)的外周上，從而導致?lián)u臂11在控制凸輪18軸線上的樞轉運動(或擺動運動)。搖臂11的第一臂部11a沿第一徑向方向從軸向中心孔部分伸出，而搖臂11的第二臂部11b沿與所述第一徑向方向完全相反的第二徑向方向從軸向中心孔部分伸出。搖臂11的第一臂部11a利用連接銷14可旋轉地銷接到連桿臂12上，而搖臂11的第二臂部11b利用連接銷15可旋轉地銷接到連桿13的一端(第一端13a)。
連桿臂12包括較大直徑的環(huán)形基部12a和較小直徑的伸出端部12b，所述較小直徑的伸出端部12b從大直徑環(huán)形基部12a外周的預定部分徑向向外伸出。大直徑環(huán)形基部12a形成有驅動凸輪保持孔，其可旋轉地裝配到驅動凸輪7的外周上。另一方面，連桿臂12的小直徑伸出端部12b利用連接銷14銷接到搖臂11的第一臂部11a上。
連桿13在另一端(第二端13b)利用連接銷16銷接到可搖擺凸輪9的凸輪鼻部分上。
還設置有運動轉換裝置姿態(tài)控制機構，其改變運動傳送機構(或運動轉換裝置)的初始致動位置(搖臂11的擺動運動的支點)。如圖3A-3B和4A-4B中清楚顯示的，姿態(tài)控制機構包括控制軸17和控制凸輪18。控制軸17以沿發(fā)動機縱向方向延伸的方式位于驅動軸6的上方并與其平行布置，并且利用與驅動軸6相同的軸承構件可旋轉地支撐在氣缸蓋SH上?？刂仆馆?8連接到控制軸17的外周上并滑動裝配到且擺動支撐在形成于搖臂11中的控制凸輪保持孔內?？刂仆馆?8充當搖臂11的擺動運動的支點。控制凸輪18與控制軸17整體形成，使得控制凸輪18固定到控制軸17的外周上。控制凸輪18形成為具有圓柱形凸輪輪廓的偏心凸輪。控制凸輪18的軸線(幾何中心)相對于控制軸17的軸線偏移預定距離。
如圖2所示，姿態(tài)控制機構還包括驅動機構19。驅動機構19包括固定到外殼(未顯示)一端上的齒輪電動機或電氣控制軸致動器20，和將電機20產(chǎn)生的電機轉矩傳遞給控制軸17的滾珠螺桿運動傳送機構(簡單地說，滾珠螺桿機構)21。更詳細地，電機20由比例控制型直流(DC)電機構成。響應于控制信號對電機20進行控制，所述控制信號由ECU 22的輸出接口電路產(chǎn)生并且其信號值根據(jù)發(fā)動機/車輛工作情況確定。
滾珠螺桿機構21包括與電機20的電機輸出軸同軸對準并連接到其上的滾珠螺桿軸(或蝸桿軸)23、與滾珠螺桿軸23的外周螺紋接合的大致圓柱形可移動滾珠螺母24、固定連接到控制軸17的后端17a上的連桿臂25、將連桿臂25機械連接到滾珠螺母24上的連接構件26、以及插入到滾珠螺桿軸23的蝸桿齒和在滾珠螺母24的內周壁面中切出的導向槽之間的循環(huán)滾珠。按照傳統(tǒng)的方式，滾珠螺桿軸23的旋轉運動(輸入扭矩)通過循環(huán)滾珠轉換為滾珠螺母24的直線運動。滾珠螺母24由充當偏壓設備或偏壓裝置的復位彈簧(盤簧)31的彈簧力以消除彼此螺紋接合的滾珠螺桿軸23和滾珠螺母24之間的間隙這樣的方式軸向壓向電機20。復位彈簧31的彈簧力(彈簧偏壓)的方向對應于使VEL機構偏壓到最小氣門提升和工作角特性(換句話說，沿進氣門閉合正時的最大相位超前方向)的方向。
下面將參照附圖2、3A-3B、4A-4B和圖5簡要地描述VEL機構1的操作。在發(fā)動機停止期間，VEL機構1的電機20響應于發(fā)動機剛要進入停止狀態(tài)之前從ECU 22的輸出接口電路產(chǎn)生的控制信號進行驅動。因此，滾珠螺桿軸23通過由電機20產(chǎn)生的輸入扭矩進行旋轉，從而沿使?jié)L珠螺母24接近電機20的一個滾珠螺母軸向方向產(chǎn)生滾珠螺母24的最大直線運動。因此，控制軸17通過包括連接構件26和連桿臂25在內的聯(lián)動裝置沿一個旋轉方向進行轉動。
如從圖3A-3B中顯示的控制凸輪18的角位置可以看出的，通過控制凸輪18中心圍繞控制軸17中心的旋轉運動，控制凸輪18的徑向厚壁部分向上移動遠離驅動軸6并且保持在向上移動位置，從而使搖臂11的第二臂部11b和連桿13的第一桿端13a之間的樞軸(利用連接銷15的連接點)相對于驅動軸6向上移動。因此，可搖擺凸輪9、9中每一個的凸輪鼻部分通過連桿13的第二桿端13b受力拉起。從驅動軸6的后端觀察，圖3A-3B中顯示的每個可搖擺凸輪9的角位置從圖4A-4B中顯示的每個可搖擺凸輪9的角位置向反時針方向相對移動。
由于控制凸輪18保持在圖3A-3B中顯示的角位置處，當驅動凸輪7旋轉時，驅動凸輪7的旋轉運動通過連桿臂12、搖臂11的第一臂部11a、搖臂11的第二臂部11b和連桿13轉換成可搖擺凸輪9的擺動運動，而可搖擺凸輪9的幾乎基圓表面區(qū)域與氣門挺桿8的上接觸表面形成滑動接觸(參見圖3A-3B)。因此，實際的進氣門提升變成小提升L1，同時實際的進氣門工作角變成小工作角D1(參見圖5中顯示的小進氣門提升L1和小工作角D1特性)。
因此，在發(fā)動機剛剛完全停止之前，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC可以調節(jié)到相位超前的氣門閉合正時值P1。此外，通過復位彈簧31的彈簧力，可以使VEL機構確定無疑地壓向最小提升L1和最小工作角D1特性。即，由于復位彈簧31的彈簧偏壓，VEL機構1傾向于穩(wěn)定地保持為小提升和工作角特性。不管是否存在摩擦阻力，都可以通過復位彈簧31的彈簧力更穩(wěn)定、確定無疑地將VEL機構1轉換到小提升和工作角特性。上述摩擦阻力通常起因于(i)在連桿臂12的驅動凸輪保持孔內克服驅動凸輪7(固定到驅動軸6上的偏心凸輪)滑動的摩擦，和(ii)在搖臂11的搖臂中心孔內克服控制凸輪18(固定到控制軸17上的偏心凸輪)滑動的摩擦。
當發(fā)動機起動時，首先，點火開關接通，從而驅動起動電動機07以啟動曲軸02的曲柄轉動操作。在曲柄轉動的初期階段，氣門提升由于復位彈簧31的彈簧力而維持在小提升特性。同時，工作角變成小工作角D1。因此，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時(通?？s寫成“IVC”)相位超前于活塞BDC位置。因此，通過小提升和工作角特性實現(xiàn)的減壓作用和低摩擦作用的協(xié)同作用，使迅速提高曲軸轉速成為可能。另一方面，在發(fā)動機起動周期內(發(fā)動機起動期間)，進氣門打開正時(通常縮寫為“IVO”)設定為活塞上止點(TDC)位置附近的正時值。TDC附近的進氣門打開正時值有利地消除了氣門重疊。由于在先提出的適當?shù)腎VO和IVC設定，可以將進氣門特性設定為小提升和工作角特性。
當曲軸轉速一增大到預定速度值時，電機20就響應于控制信號沿反轉方向旋轉，所述控制信號由ECU 22的輸出接口電路產(chǎn)生。因此，滾珠螺桿軸23也通過電機20的電機輸出軸的反向旋轉而沿反轉方向旋轉，從而產(chǎn)生滾珠螺母24的反向直線運動。因此，控制軸17通過聯(lián)動裝置(25，26)沿相反的轉動方向旋轉。
通過控制凸輪18的中心圍繞控制軸17的中心的旋轉運動，控制凸輪18的徑向厚壁部分朝向驅動軸6略微向下移動并保持在略微向下移動的位置。因此，搖臂11的姿勢從圖3A-3B中顯示的搖臂11的角位置略微順時針移動，從而搖臂11的第二臂部11b和連桿13的第一桿端13a之間的樞軸(通過連接銷15而成的連接點)也略微向下移動。因此，可搖擺凸輪9、9中每一個的凸輪鼻部分通過連桿13的第二桿端13b而被略微向下推動。從驅動軸6的后端觀察，圖3A-3B中顯示的每個可搖擺凸輪9的角位置從圖3A-4B中顯示的每個可搖擺凸輪9的角位置向順時針方向相對移動。
由于控制凸輪18從圖3A-3B所示的角位置移動到位于圖3A-3B所示角位置和圖4A-4B所示的角位置的大致中部的中間角位置，在驅動凸輪7轉動期間，驅動凸輪7的旋轉運動通過連桿臂12、搖臂11的第一臂部11a、搖臂11的第二臂部11b和連桿13轉換成可搖擺凸輪9的擺動運動。此時，基圓表面區(qū)域、斜面區(qū)域、提升面區(qū)域和頂面區(qū)域的一部分與氣門挺桿8的上接觸表面形成滑動接觸。因此，當從圖3A-3B所示的控制凸輪18的角位置向中間角位置變化時，實際的進氣門提升和工作角特性可以從小進氣門提升L1和小工作角D1迅速變化到中間進氣門提升L2和中間角位置D2特性(參見圖5)。即，進氣門工作角和進氣門提升可以同時增大。由于氣門提升增大(L1→L2)和工作角增大(D1→D2)，進氣門閉合正時IVC相位滯后并且被控制到BDC附近的正時值。因此，有效壓縮比變高以確保良好的燃燒。此外，新鮮空氣的充填效率傾向于變大，從而導致燃燒產(chǎn)生扭矩的增大和發(fā)動機轉速的平穩(wěn)提高，并因此利用壓縮空氣-燃料混合物的令人滿意的燃燒確保并實現(xiàn)完全爆燃。
在發(fā)動機加溫之后的低速低負載范圍內，實際的進氣門提升和工作角特性利用VEL機構1進行控制或減少到小進氣門提升L1和小工作角D1特性。同時，進氣門閉合正時IVC利用VTC機構2相位滯后。因此，其間進氣門和排氣門4、5至少部分打開的氣門重疊周期變短，從而提高了燃燒穩(wěn)定性。此外，由于小提升的原因，氣門操作系統(tǒng)的摩擦損失變小，從而確保改進的燃料經(jīng)濟性。
其后，當發(fā)動機/車輛工作情況從低速低負載范圍向中速中負載范圍轉換時，實際的進氣門提升和工作角特性利用由ECU 22電子控制的VEL機構1控制或增大到中間進氣門提升L2和中間工作角D2特性。同時，進氣門閉合正時IVC利用VTC機構2相位超前。由于VEL機構1的氣門提升和工作角控制與VTC機構2的相位超前控制相結合，使得氣門重疊周期變長，從而減少進壓排氣損失并確保減小的燃料消耗。
此后，當發(fā)動機/車輛工作情況從低或中負載范圍向高負載范圍轉換時，電機20響應于控制信號沿反轉方向進一步驅動，所述控制信號從ECU 22的輸出接口電路產(chǎn)生并根據(jù)所述高發(fā)動機負載條件確定。因此，滾珠螺桿軸23進一步通過電機20的電機輸出軸的反向旋轉而沿反轉方向旋轉，從而產(chǎn)生滾珠螺母24的進一步反向直線運動。因此，控制軸17通過聯(lián)動裝置(25，26)沿相反的轉動方向進一步旋轉。通過控制凸輪18的中心圍繞控制軸17的中心的進一步旋轉運動，控制凸輪18的徑向厚壁部分進一步向下移動并保持在向下移動位置。因此，搖臂11的姿態(tài)進一步順時針移動，從而使搖臂11的第二臂部11b和連桿13的第一桿端13a之間的樞軸(通過連接銷15而成的連接點)進一步向下移動。因此，可搖擺凸輪9、9中每一個的凸輪鼻部分通過連桿13的第二桿端13b進一步受力而被向下推動。從驅動軸6的后端觀察，每個可搖擺凸輪9的角位置進一步順時針移動。當控制凸輪18移動到圖4A-4B中顯示的角位置(適合于高負載運轉)時，在驅動凸輪7旋轉期間，驅動凸輪7的旋轉運動通過運動傳送機構(連桿11，12和13)轉換為可搖擺凸輪9擺動運動。此時，基圓表面區(qū)域、斜面區(qū)域、提升面區(qū)域和頂面區(qū)域的一部分與氣門挺桿8的上接觸表面形成滑動接觸。因此，當從控制凸輪18的中間角位置(適合于中等負載運轉)轉換到圖4A-4B中顯示的角位置(適合于高負載運轉)時，實際的進氣門提升和工作角特性可以從中間進氣門提升L2和中間工作角D2特性向大進氣門提升L3和大工作角D3特性連續(xù)變化(參見圖5)。
如從圖5中顯示的多個進氣門提升L和進氣門工作角D特性曲線(或多個進氣門提升L和提升周期D特性曲線)可以理解，根據(jù)結合到該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)中的VEL機構1，在從低發(fā)動機負載到高發(fā)動機負載的所有發(fā)動機工作情況中，進氣門提升和工作角特性可以從小進氣門提升L1和工作角D1特性經(jīng)過中間進氣門提升L2和工作角D2特性向大進氣門提升L3和工作角D3特性連續(xù)地受控或調節(jié)，或者反之亦然。即，進氣門提升和工作角特性可以被控制或調節(jié)到適于有關發(fā)動機工作情況的最近最新信息的最佳特性。
在所示實施例中，在先描述的VTC機構2包括所謂的液壓操作的旋轉葉片式VTC機構。如圖6和7中所顯示的，VTC機構2包括固定連接到驅動軸6上用于轉矩傳遞的正時鏈輪30、固定連接或螺栓連接到驅動軸6的軸端并且可旋轉地容納在正時鏈輪30的內部空間中的四葉葉片構件32以及液壓回路33，所述液壓回路33以這種方式液壓操作葉片構件32，即使得葉片構件32沿正轉和反轉方向中選定的一個進行轉動。
正時鏈輪30包括在其中可旋轉地容納葉片構件32的大致圓柱形的相位轉換器殼體34、密封覆蓋殼體34的前部開口端的盤形前蓋35和密封覆蓋殼體34的后部開口端的盤形后蓋36。殼體34和前后蓋35-36通過擰緊四個螺栓37彼此軸向整體連接。
殼體34為大體圓柱形形狀并且在兩個軸向端部開放。殼體34具有四個圍繞其整個圓周均勻隔開的極靴34a、34a、34a、34a，并且作為四個從殼體內周徑向向內延伸的隔壁。
極靴34a中的每一個都是截頭圓錐形的(或梯形)形狀，并且具有形成在其大致中心部分中的軸向延伸螺栓插入孔34b，從而使得螺栓37插入到該螺栓插入孔中。如圖7中最佳顯示的那樣，極靴34a中的每一個都具有形成在其頂部的軸向伸長的密封槽。四個細長的油密封件38、38、38、38放入并保持在極靴34a的各密封槽中，所述每個油密封件都具有大致C形的橫截面。盡管在圖7中沒有清楚顯示，但實際上，四個片簧以這樣的方式，即使得各油密封件38徑向向內壓靠在葉片轉子32a(隨后描述)的外周壁表面上的方式放入并保持在極靴34a的各密封槽中。
前述盤形前蓋35具有較大直徑的中心支撐孔35a和在周向上等距隔開的螺栓孔(未標號)，其被鉆制成與殼體34的極靴34a的各螺栓插入孔34b軸向相配。
前述盤形后蓋36在其后端整體形成有帶齒部分36a，其與正時鏈相嚙合。而且，后蓋36具有大致中心軸承孔36b，該軸承孔具有較大直徑。
葉片構件32包括形成有中心螺栓插入孔的大致環(huán)形葉片轉子32a以及軸向延伸的四個葉片32b、32b、32b、32b，其圍繞葉片轉子32a的整個圓周均勻隔開并且整體形成在葉片轉子32a的外周上。
葉片轉子32a的小直徑、圓柱形空心前端部可旋轉地支撐在前蓋35的中心孔35a中。葉片轉子32a的小直徑、圓柱形空心后端部也可旋轉地支撐在后蓋36的軸承孔36b中。
葉片構件32的葉片轉子32a具有軸向延伸的中心孔14a，葉片安裝螺栓39b插入到該中心孔14a中從而通過軸向擰緊葉片安裝螺栓39b而將葉片構件32用螺栓緊固到驅動軸6的前軸向端部上。
四個葉片32b、32b、32b、32b之一配置為具有倒截頭圓錐形的形狀的橫截面，而剩余的三個葉片配置為具有大致矩形的橫截面。所述剩余的三個葉片具有幾乎相同的周向寬度和相同的徑向長度?？紤]到葉片構件32的總重量平衡，即，減小具有四個葉片32b的葉片構件32的旋轉失衡，具有倒截頭圓錐形形狀的所述一個葉片的周向寬度尺寸大于剩余三個矩形葉片中每一個的周向寬度。
四個葉片32b、32b、32b、32b中每一個都布置在界定于相關兩個相鄰極靴34a、34a之間的內部空間中。如圖7中最佳顯示的那樣，四個頂部密封件40、40、40和40放入并保持在形成于四個葉片32b的頂部中的各密封槽內，每個頂部密封件都具有大致C形的橫向截面，使得葉片32b中的每一個可沿相位轉換器殼體34的內周壁表面滑動。盡管在圖7中沒有清楚顯示，實際上，四個片簧以這樣的方式，即使得各頂部密封件40徑向向內壓靠在殼體34的內周壁表面上的方式放入并保持在葉片32b頂部的各密封槽中。每個葉片32b的后向側壁表面具有大致圓形的兩個凹槽32c和32c，作為用于兩排復位彈簧55-56的彈簧保持孔，所述后向側壁表面與驅動軸6的旋轉方向相反。復位彈簧55-56布置在設置于葉片32b的后向側壁表面中的彈簧保持孔和與葉片32b的后向側壁表面相對的極靴34a的彈簧保持側壁表面之間。
葉片構件32的四個葉片32b和殼體34的四個極靴34a彼此配合以界定四個可變容積相位超前室41和四個可變容積相位滯后室42。更詳細地，相位超前室41中的每一個都界定在設置于葉片32b的后向側壁表面中的彈簧保持孔和相對的極靴34a的彈簧保持側壁表面之間。相位滯后室42中的每一個都界定在設置于葉片32b的前向側壁表面中的無彈簧保持孔和相對的極靴34a的無彈簧保持側壁表面之間。
如圖6中清楚顯示的，液壓回路33包括第一液壓管路43和第二液壓管路44，所述第一液壓管路43設置為向相位超前室41中的每一個提供工作流體(液體壓力)并將其排出，所述第二液壓管路設置為向相位滯后室42中的每一個提供工作流體(液體壓力)并將其排出。即、液壓回路33包括雙液壓管路系統(tǒng)(43，44)。液壓管路43、44中的每一個都通過電磁螺線管操作的方向控制閥47連接到工作流體供給通道45和工作流體排出通道46上。單向油泵49設置在供給通道45中用于吸入油盤48中的工作流體并從其排出口排放加壓工作流體。排出通道46的下游端與油盤48連通。
第一和第二液壓管路43、44形成為大致圓柱形流動通道結構39。流動通道結構39的一端(即，第一端部)穿過葉片轉子32a的小直徑、圓柱形空心前端部的左側軸向開口端插入形成于葉片轉子32a中的圓柱形孔32d中。流動通道結構39的另一端(即，第二端部)連接到電磁螺線管操作的方向控制閥47上。三個環(huán)狀密封件39s、39s、39s設置在流動通道結構39的第一端的外周和葉片轉子32a的圓柱形孔32d的內周之間。更詳細地，環(huán)狀密封件39s放入并保持在形成于流動通道結構39的第一端的外周中的各密封槽內。這些環(huán)狀密封件39s以液密方式隔在第一液壓管路43的相位超前室連通端口和第二液壓管路44的相位滯后室連通端口之間。
第一液壓管路43還具有工作流體室43a和四個支管43b、43b、43b、43b。第一液壓管路43穿透流動通道結構39的第一端面，并且第一液壓管路43的軸向通道與工作流體室43a連通。工作流體室43a形成為葉片轉子32a的圓柱形孔32d的面向驅動軸6的內半部分。四個支管43b以這樣的方式，即從圓柱形孔32d的內周大致徑向伸出的方式形成在葉片轉子32a中。四個相位超前室41通過各自的支管43b與工作流體室43a連通。
另一方面，第二液壓管路44的軸向通道延伸接近流動通道結構39的第一端面。第二液壓管路44還具有環(huán)形室44a和第二工作流體通道44b。環(huán)形室44a形成在流動通道結構39第一端的圓柱形部分的外周中。盡管在附圖中沒有清楚顯示，但是第二工作流體通道44b具有大致L形狀并且形成在葉片轉子32a中。環(huán)形室44a和相位滯后室42中的每一個通過第二工作流體通道44b彼此連通。
在所示實施例中，電磁螺線管操作的方向控制閥47由彈簧偏置的螺線管激勵的三位四通方向控制閥構成。方向控制閥47使用滑動閥芯改變通過方向控制閥的流路。對于閥芯的給定位置來說，在氣門內存在唯一的流路配置。具體地，方向控制閥47設計成能在閥芯的三個位置，即圖6中顯示的彈簧偏置位置、封閉位置(由于平衡的相對作用力，即，復位彈簧作用力和螺線管產(chǎn)生的電磁力產(chǎn)生的中間位置)和完全螺線管激勵位置之間切換。在彈簧偏置位置，建立了第一液壓管路43和供給通道45之間的流體連通，以及第二液壓管路44和排出通道46之間的流體連通。在封閉位置，第一和第二液壓管路43-44中的每一個與供給通道45和排出通道46中的每一個之間的流體連通被阻斷。在完全螺線管激勵位置，建立了第一液壓管路43和排出通道46之間的流體連通，以及第二液壓管路44和供給通道45之間的流體連通。方向控制閥47的閥芯的三個位置之間的切換操作響應于從ECU22的輸出接口電路產(chǎn)生的送向螺線管的控制命令信號而執(zhí)行。
控制器(ECU)22為VEL機構1和VTC機構2所共有。返回圖1，ECU 22通常包括微型計算機。ECU 22包括輸入/輸出接口電路(I/O)、存儲器(RAM，ROM)，以及微處理器或中央處理器(CPU)。ECU 22的輸入/輸出接口電路(I/O)接收來自各個發(fā)動機/車輛開關和傳感器即曲柄角度傳感器27、發(fā)動機轉速傳感器、加速器打開傳感器、車速傳感器、范圍齒輪位置開關(range gear position switch)、驅動軸角位置傳感器28、控制軸角位置傳感器29和空氣流量計08的輸入信息。在ECU 22內部，中央處理器(CPU)允許通過I/O接口對從前述的發(fā)動機/車輛開關和傳感器輸入的信息數(shù)據(jù)信號進行存取。ECU 22的處理器根據(jù)來自發(fā)動機/車輛開關和傳感器的輸入信息確定當前發(fā)動機/車輛運行情況。將曲柄角度傳感器27設置成用以檢測曲軸02的角位置(曲柄轉角)。驅動軸角位置傳感器28設置為檢測驅動軸6的角位置。同樣，根據(jù)來自曲柄角度傳感器27和驅動軸角位置傳感器28的兩個傳感器信號，檢測驅動軸6相對于正時鏈輪30的角相位?？刂戚S角位置傳感器29設置為檢測控制軸17的角位置?？諝饬髁坑?8設置為測量或檢測流過進氣管I的空氣量，并因此檢測或估計發(fā)動機負載值。ECU 22的CPU負責傳送存儲于存儲器中的控制程序并能夠執(zhí)行必要的算術和邏輯操作，例如，由可逆起動電機07執(zhí)行的起動電動機控制、通過電子控制的節(jié)氣門裝置SV的節(jié)氣門致動器實現(xiàn)的電子節(jié)氣門打開控制、通過電子燃料噴射系統(tǒng)實現(xiàn)的電子燃料噴射控制、由電子點火系統(tǒng)實現(xiàn)的電子點火控制、由VEL機構1執(zhí)行的氣門提升和工作角控制以及由VTC機構2執(zhí)行的相位控制。計算結果(算術計算結果)，即，計算的輸出信號通過ECU 22的輸出接口電路傳送給輸出級，即，電子控制的節(jié)氣門裝置SV的節(jié)氣門致動器、燃料噴射系統(tǒng)的電子控制的燃料噴射器、電點火系統(tǒng)的電子控制的火花塞05、VEL機構1的電機20、用于VTC機構2的方向控制閥47的螺線管以及用于起動電動機控制的可逆起動電機(可逆曲柄轉動電機)07。
對于包括至少VEL機構1的進氣門提升和工作角控制系統(tǒng)來說，通過方向控制閥47的切換操作，工作油供應到用于在發(fā)動機起動期間使進氣門閉合正時IVC超前的可變容積的相位超前室41中。其后，當剛剛達到期望曲軸轉速時，通過方向控制閥47的切換操作，工作油供應到用于使進氣門閉合正時IVC滯后的可變容積的相位滯后室42中。
還在葉片構件32和外殼34之間設置有鎖緊機構(或聯(lián)鎖設備或聯(lián)鎖裝置)，用于通過使葉片構件32和外殼34鎖緊并接合而使葉片構件32不能相對于外殼34進行旋轉運動，以及通過使葉片構件32和外殼34松脫(或脫離)而使葉片構件32能夠相對于外殼34進行旋轉運動。即，如隨后所描述的，通過聯(lián)鎖裝置，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC可鎖定或固定為進氣沖程上的TDC之后且BDC之前的預定正時值X(IVC)(參見圖9)。
如從圖6的縱剖面可以看出的，鎖緊機構(聯(lián)鎖裝置)包括鎖銷滑動運動允許孔(簡單地說，鎖銷孔)50、鎖緊銷51、具有大致C形橫截面并壓入形成于后蓋36中的通孔內的接合孔構件52、界定在C形接合孔構件52中的接合孔52a、彈簧限位器53和復位彈簧(卷繞式壓縮彈簧)54。鎖銷孔50形成在較大周向寬度(最大周向寬度)的倒截頭圓錐形葉片32b中及形成在后蓋36中，使得鎖銷孔50沿驅動軸6的軸向方向延伸。鎖緊銷51可滑動地容納在鎖銷孔50中并具有一端封閉的圓柱形孔。鎖緊銷51的錐形頭部51a與接合孔52a接合或脫離。彈簧限位器53放入由前蓋35的內周壁面和鎖銷孔51界定的空間中。復位彈簧54設置為使鎖緊銷51永久地壓向接合孔52a的內部空間。盡管在圖6中沒有清楚顯示，但是由前后蓋35-36和圓柱形外殼34所構造的相位轉換器外殼結構也設計成能通過形成在相位轉換器外殼結構中的油孔將相位滯后室42中的工作油(液體壓力)和/或由油泵49排出的工作油(液體壓力)供給到接合孔52a中。
通過復位彈簧54的彈簧力，鎖緊銷51工作以通過使鎖緊銷51的錐形頭部51a與接合孔52a鎖定并接合在葉片構件32到達其最大相位超前位置的預定位置而使正時鏈輪30和驅動軸6不能相對旋轉。在從相位滯后室42和/或油泵49傳送到接合孔52a中的液體壓力作用下，通過使鎖緊銷51的錐形頭部51a與接合孔52a松脫(或脫離)而使正時鏈輪30和驅動軸6能夠相對旋轉。即，鎖緊銷51的錐形頭部51a在從相位滯后室42和/或油泵49供給到接合孔中的液體壓力作用下被壓出接合孔52a。
如先前參照圖7所描述的，其中每個都作為偏壓設備或偏壓裝置的兩排復位彈簧55-56布置在設置于葉片32b的后向側壁表面中的彈簧保持孔和極靴34a的彈簧保持側壁表面之間，用于將相關葉片32b(葉片構件32)永久地壓向相位超前側。在所示實施例中，復位彈簧55-56由具有相同尺寸和相同彈簧剛度的盤簧構造而成。
如圖7-8中所示，兩個復位彈簧55-56彼此平行地布置。如從圖7的橫剖面可以看出的，彈簧55-56中每一個的軸向長度的尺寸制成大于設置在葉片32b的后向側壁表面中的彈簧保持孔和極靴34a的彈簧保持側壁表面之間的周向距離，并且葉片32b保持在最大相位超前位置。復位彈簧(盤簧)55-56具有相同的自由高度。
兩個平行盤簧55-56的軸線之間的距離預設為預定距離，使得在盤簧55-56中每一個的最大壓縮變形的情況下盤簧55-56的外周不彼此接觸(參見圖8)。面向相關葉片32b的盤簧55-56中每一個的一端保持在裝入凹槽(彈簧保持孔)32c中的薄板彈簧保持器(未顯示)內。
下文將詳細描述VTC機構2的操作，其通常在發(fā)動機停止期間沒有任何故障的情況下運行。
當發(fā)動機轉換到停機狀態(tài)時，從ECU 22向方向控制閥47的螺線管的控制電流(激勵電流)的輸出也停止。因此，方向控制閥47的閥芯移動到其彈簧偏置位置，其中第一液壓管路43和供給通道45之間形成流體連通，并且同時第二液壓管路44和排出通道46之間形成流體連通。因此，葉片構件32有朝向相位超前側旋轉的趨勢，但是從油泵49供給并作用在葉片構件32的葉片32b上的液體壓力由于發(fā)動機轉速逐漸下降至基本零轉速而變成零。
在這些條件下，如圖7中顯示的那樣，通過復位彈簧55-56的彈簧力，葉片構件32順時針即沿驅動軸6的旋轉方向(由圖7中箭頭所指示的)旋轉。因此，最大周向寬度的倒截頭圓錐形葉片32b與面向相位滯后室42的極靴34a的側壁形成抵靠接合。因此，正時鏈輪30和驅動軸6之間的相對相位變?yōu)樽畲笙辔怀皞取?br> 即，利用在復位彈簧55-56的彈簧力作用下與極靴34b受壓形成接觸的倒截頭圓錐形葉片32b，如圖9中所顯示的那樣，根據(jù)與VEL機構1的氣門提升和工作角控制(換句話說，氣門動作和提升控制)相結合的VTC機構2的相位控制，傳送其進氣沖程的發(fā)動機氣缸的兩個進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC可以偏置到進氣沖程上的TDC之后(ATDC)且在BDC之前(BBDC)并且大致位于TDC和BDC中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示的角位置)。
同時，通過復位彈簧54的彈簧力使鎖緊銷51的錐形頭部51a與接合孔52a以這樣的方式即使得正時鏈輪30和驅動軸6之間不能相對旋轉的方式形成接合。
VTC機構2的前述操作對應于發(fā)動機停止期間正常的(無故障的)VTC系統(tǒng)操作。相對而言，假如VTC系統(tǒng)的方向控制閥47中發(fā)生機械故障，例如卡住閥芯發(fā)生的話，所述閥芯會卡在封閉位置，其中第一和第二液壓管路43-44中每一個與供給和排出通道45-46中每一個之間的流體連通被截斷。在圖6-8中顯示的彈簧加載的四葉片旋轉葉片式VTC機構的情況下，即使閥芯卡住，通過復位彈簧55-56的彈簧力也可以使葉片構件32被偏壓到相位超前側。因此，在故障的VTC系統(tǒng)狀態(tài)(故障VTC系統(tǒng)狀態(tài))和無故障VTC系統(tǒng)狀態(tài)(正常VTC系統(tǒng)狀態(tài))下，也可以通過復位彈簧55-56的彈簧力將VTC機構切換到最大相位超前位置。在先說明的鎖緊機構或聯(lián)鎖裝置(50，51，52，52a，53，54)為有利或有效的，以通過鎖緊銷51將葉片構件32鎖定且接合在適當位置上而使葉片構件32必定不能相對于外殼34進行旋轉運動。如前所述，可以通過復位彈簧55-56的彈簧力將VTC機構臨時移動到最大相位超前位置。因此，為了降低VTC系統(tǒng)成本并簡化VTC機構，可以取消鎖緊機構或聯(lián)鎖裝置(50，51，52，52a，53，54)。相對而言，為了機械高精度VTC控制，聯(lián)鎖裝置可以設置在VEL機構1和VTC機構2中，用于確定可靠地將進氣門閉合正時(IVC)固定為圖9的預定正時值X(IVC)，通過偏壓設備，即，復位彈簧31和55-56使進氣門閉合正時(IVC)永久偏置到該正時值。
接下來，在發(fā)動機起動期間，當點火開關接通時，起動電動機07被驅動以啟動用于曲軸02的曲柄轉動操作。在這一曲柄轉動初期階段，進氣門閉合正時IVC保持在BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。
當曲柄轉動的初期階段結束時，方向控制閥47的螺線管響應于來自ECU 22的控制信號而切換到其全螺線管激勵位置，使得第二液壓管路44和供給通道45之間建立流體連通，且在第一液壓管路43和排出通道46之間建立流體連通。在這些條件下，一方面，由油泵49產(chǎn)生的液體壓力通過供給通道45和第二液壓管路44供給到每一個相位滯后室42中。另一方面，不存在以與發(fā)動機停止狀態(tài)相同的方式向每個相位超前室41中供給液體壓力。即，液體壓力通過第一液壓管路43和排出通道46從每一個相位超前室41排放到油盤48中，從而每個相位超前室41中的液體壓力保持在較低水平。大約同時，供給到相位滯后室42中的工作流體也從相位滯后室42被輸送到接合孔52a中。因此，鎖緊銷51向后移動抵抗復位彈簧54的彈簧偏壓，隨后，鎖緊銷51的錐形頭部51a被壓出接合孔52a。
因此，葉片構件32與固定外殼34松脫或脫離。由于相位滯后室42中的液體壓力升高，葉片構件32克服復位彈簧55-56的彈簧力逆時針旋轉(參見圖8)。這導致驅動軸6相對于相位滯后側的正時鏈輪30進行轉動。
出于上述原因，進氣門閉合正時IVC相位滯后到BDC附近的正時值以增大有效壓縮比，因此確保了良好燃燒。另外，可以提高進氣充填效率，從而導致由燃燒產(chǎn)生的扭矩增大，因此確保和實現(xiàn)了完全爆燃和平穩(wěn)的發(fā)動機轉速提升。
其后，車輛開始行駛并且發(fā)動機加溫進一步提高。當?shù)竭_預定的低發(fā)動機轉速范圍時，方向控制閥47的閥芯響應于來自ECU 22的控制信號移動到其彈簧偏置位置，以建立第一液壓管路43和供給通道45之間的流體連通，以及第二液壓管路44和排出通道46之間的流體連通。
因此，每一個相位滯后室42中的液體壓力通過第二液壓管路44和排出通道46被排放到油盤48中，因此每一個相位滯后室42中的液體壓力變低。相反地，每一個相位超前室41中的液體壓力變高。
因此，由于相位超前室41中的液體壓力增加以及復位彈簧55-56的彈簧力的原因，使得葉片構件32順時針旋轉。這導致驅動軸6相對于相位超前側的正時鏈輪30進行轉動。另一方面，VEL機構1被控制至較大的進氣門提升和工作角特性。因此，進氣和排氣門都打開的氣門重疊周期變長，從而導致減小的進壓排氣損失和提高的燃料經(jīng)濟性。
當將發(fā)動機工作情況從低速范圍轉換到中速范圍、并進一步轉換到高速范圍時，如圖7中顯示的那樣，由于提供給相位超前室41的液體壓力下降以及相位滯后室42中的液體壓力升高，葉片構件32克服復位彈簧55-56的彈簧力逆時針旋轉。因此，正時鏈輪30和驅動軸6之間的相對相位變?yōu)橄辔粶髠?。通過由VTC機構2執(zhí)行的相位滯后控制與由VEL機構1執(zhí)行的最大進氣門提升和最大工作角控制相結合，可以使進氣門閉合正時IVC充分相位滯后，同時確保一定的氣門重疊，從而提高新鮮空氣充填效率，并因此確保高發(fā)動機功率輸出。
下文將參照圖10的流程圖對發(fā)動機起動期間在ECU 22內部執(zhí)行的具體發(fā)動機控制程序進行詳細描述。圖10的控制程序執(zhí)行為時間觸發(fā)的中斷程序，其每隔諸如10毫秒的預定時間間隔而被觸發(fā)。
在步驟S1，例如當點火開關(按鍵開關)斷開時發(fā)動機剛要進入其停止狀態(tài)之前進行檢查以確定是否滿足發(fā)動機停止條件。當對步驟S1的答復為否定(NO)時，程序返回到第一個步驟S1。相反地，當對步驟S1的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S1前進到步驟S2。
在步驟S2，通過VTC機構2的相位控制與VEL機構1的氣門提升和工作角控制相結合而執(zhí)行根據(jù)IVC相位超前控制，進氣門閉合正時IVC相對于BDC超前并且控制至進氣沖程上ATDC且BBDC并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示且對應于最大相位超前位置的角位置)。
在步驟S3，進行檢查以確定由于步驟S2的相位超前控制所獲得的實際進氣門閉合正時IVC與期望正時值的偏差(即，誤差信號值IVCE)是否小于或等于預定臨界值TH1。當對步驟S3的答復為否定(NO)時，即，當偏差大于預定臨界值(即，IVCE＞TH1)時，程序從步驟S3返回到步驟S2，從而重新執(zhí)行相位超前控制。相反地，當對步驟S3的答復為肯定(YES)時，即，當偏差小于或等于預定臨界值(即，IVCE≤TH1)時，程序從步驟S3前進到步驟S4。
在步驟S4，ECU 22輸出發(fā)動機停止信號用于完全停止發(fā)動機。在步驟S4之后，出現(xiàn)一系列適于發(fā)動機起動周期的步驟S5-S9。
在步驟S5，進行檢查以確定是否滿足發(fā)動機起動條件，例如點火開關接通條件。當對步驟S5的答復為否定(NO)時，即，當點火開關保持斷開時，程序再次返回到步驟S5。相反地，當對步驟S5的答復為肯定(YES)時，即，在點火開關剛切換到其接通狀態(tài)之后，程序從步驟S5前進到步驟S6。
在步驟S6，借助于起動電動機07通過驅動曲軸02從而啟動曲柄轉動操作。更加具體地，在步驟S6的初始階段，ECU 22的處理器確認或確定曲柄轉動操作是否剛好在發(fā)動機完全停止之前通過步驟S1-S3啟動，并且進氣門閉合正時IVC相位超前到由圖9中的“X(IVC)”指示的最大相位超前位置。假定曲柄轉動操作在相位超前到最大相位超前位置的進氣門閉合正時IVC時起動的話，在曲柄02第一圈期間，進氣門閉合正時IVC保持BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。因此，在曲柄02第一圈期間活塞通過BDC時，氣缸內壓力傾向于變成低于大氣壓的負壓值。當曲軸進一步旋轉時，氣缸內壓力壓縮到略高于大氣壓的壓力值。因此，有效壓縮比變小，從而導致發(fā)動機的減壓狀態(tài)。因此，可以充分減少曲柄轉動初期階段發(fā)動機的噪音和振動。通過所述減壓作用可以提高曲柄轉動初期階段的曲柄轉速。在曲柄轉動的初期階段，最好將進氣門打開正時IVO控制至TDC附近的正時值以便消除氣門重疊周期。另一方面，在曲柄轉動的初期階段，進氣門閉合正時IVC被控制至BDC之前的正時值。因此，可以通過VEL機構1將進氣門4、4中每一個的工作角設定為前述小工作角D1，從而有效減少氣門操作系統(tǒng)的摩擦損失，并進一步提高曲軸轉速。這確保了提高的起動性。除上述之外，由于曲軸轉速提高的作用，可以有效降低起動電動機07上的負載。另外，即使當包括在VTC機構2中的方向控制閥47的閥芯卡住和/或即使當VEL機構1中由于(i)抵抗連桿臂12的驅動凸輪保持孔內部的驅動凸輪7的滑移運動的摩擦和(ii)抵抗搖臂11的搖臂中心孔內部的控制凸輪18的滑移運動的摩擦而產(chǎn)生較大摩擦阻力時，也可以通過包括在VTC機構2中的復位彈簧55-56的彈簧偏壓和/或包括在VEL機構1中的復位彈簧31的彈簧偏壓將進氣門閉合正時IVC從BDC(相位滯后側)強制偏壓或移動到TDC附近的正時值(相位超前側)。如上所述，可以確保減壓作用。換句話說，可以通過VEL機構1的復位彈簧31和VTC機構2的復位彈簧55-56提供機械的故障保險作用。當ECU 22的處理器在上述曲柄轉動起動步驟S6開始時確定進氣門閉合正時IVC還沒有超前到由圖9中“X(IVC)”指示的最大相位超前位置時，在啟動曲柄轉動操作之前或在初始曲柄轉動期間，進氣門閉合正時IVC通過由彼此結合的VEL機構1和VTC機構2而被控制至最大相位超前位置。步驟S6之后，步驟S7發(fā)生。
在步驟S7，進行檢查以確定關于曲軸轉速的最近最新的信息是否達到其期望轉速值。即，進行檢測以確定有關曲柄單位時間轉數(shù)的最新信息數(shù)據(jù)是否達到預定曲軸轉速值。當對步驟S7的答復為否定(NO)時，程序再次返回到步驟S7。相反地，當對步驟S7的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S7前進到步驟S8。
在轉換到步驟S8的時間點，通過由前述小提升和工作角特性實現(xiàn)的減壓作用和低摩擦作用的協(xié)同作用，曲軸轉速迅速提高，同時有效地抑制或減少曲柄轉動期間(發(fā)動機起動期間)不希望的振動。
在步驟S8，進氣門4、4中每一個的工作角通過由VEL機構1執(zhí)行的工作角增大控制而變大或增大。同時，通過由VTC機構2執(zhí)行的相位控制，驅動軸6相對于曲軸02的角相位被控制至相位滯后側。即，通過由彼此結合的VEL和VTC機構1-2執(zhí)行的IVC相位滯后控制，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC可以迅速調節(jié)到相位滯后側，因此，進氣門閉合正時IVC可以滯后到稍微通過BDC位置的正時值，即，在BDC之后且其附近的正時值(參見圖9中由“Y(IVC)”指示的角位置)。
在步驟S9，燃料在進氣門閉合正時IVC剛剛相位滯后到由“Y(IVC)”指示的正時值之后開始噴入每個發(fā)動機氣缸中，隨后對噴射的燃料點火。這樣，實現(xiàn)了良好的完全爆燃。
假定進氣門閉合正時IVC固定為適合于曲柄轉動初期階段的相位超前正時值。在這種情況下，存在由于較低有效壓縮比的原因而在點燃噴射燃料時燃燒惡化增大的趨勢，因此，通過燃燒不可能產(chǎn)生足夠的扭矩(令人滿意的傳動轉矩)。相對而言，根據(jù)該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)，在快速的曲軸轉速提高之后，進氣門閉合正時IVC可以迅速調節(jié)到相位滯后側(由圖9中“Y(IVC)”指示的正時值)。因此，可以將有效壓縮比調高，從而確保噴射到燃燒室中的燃料的良好點燃性，因而縮短完全爆燃時間。因此，在從曲柄轉動開始到完全爆燃的發(fā)動機起動期間，可以獲得良好的起動性，從而確保足夠的驅動轉矩。此外，在冷態(tài)發(fā)動機起動期間，可以使發(fā)動機穩(wěn)定旋轉，從而確保足夠的驅動扭矩(即，由燃燒產(chǎn)生的足夠扭矩)。
如上所述，根據(jù)該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)，在曲柄轉動初期階段，進氣門閉合正時IVC可以通過彼此結合的VEL和VTC機構1-2保持在進氣沖程上的ATDC且BBDC并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示的角位置)。因此，由于在初始曲柄轉動期間由減壓實現(xiàn)的發(fā)動機振動減少和曲軸轉速提高，以及由于通過將進氣門工作角適當?shù)卦O定到小工作角D1特性實現(xiàn)的氣門操作系統(tǒng)的摩擦減少和進一步曲軸轉速提高，可以使兩個矛盾的要求，即降低的發(fā)動機噪音/振動和提高的起動性(迅速的曲軸轉速提高)協(xié)調或平衡。
特別地，根據(jù)該實施例的系統(tǒng)，VEL機構1與VTC機構2一起使用，因此可以使進氣門閉合正時IVC朝向活塞TDC位置進一步接近或進一步相位超前。因此，可以更加確定地實現(xiàn)或促進開始周期噪音/振動減少作用和提高的發(fā)動機起動性。
此外，根據(jù)所示實施例的系統(tǒng)，在發(fā)動機停止狀態(tài)下，可以通過鎖緊機構或聯(lián)鎖裝置(50，51，52，52a，53，54)將VTC機構2的葉片構件32鎖定在適當位置(例如，最大相位超前位置)。因此，這有效防止或避免了在發(fā)電機起動期間由交變扭矩引起的葉片構件32的不穩(wěn)定的順時針和逆時針運動(卡嗒卡嗒的(rattling)運動)。因此，可以更加確定無疑地實現(xiàn)發(fā)電機起動期間減少的發(fā)動機噪音/振動以及提高的起動性。
另外，根據(jù)該實施例的系統(tǒng)，在剛剛達到預定曲軸轉速之后，通過VEL機構1可以對進氣門4、4進行前述的工作角增大控制，從而延長進氣門打開周期。在延長的進氣門打開期間，由于氣門彈簧力使氣門操作系統(tǒng)的摩擦趨于增大，但是VTC機構2操作以通過所述增大的摩擦將進氣門閉合正時IVC偏置到相位滯后側。這是因為由于克服旋轉的負載(摩擦)增大，使葉片構件32(慣性質量)趨于在正時鏈輪30左側。特別地，在發(fā)動機停止期間，由于氣門操作系統(tǒng)的摩擦和/或作用在凸輪軸上的交變扭矩的原因，存在進氣門打開正時IVO和進氣門閉合正時IVC相對于曲軸02的旋轉的滯后增大的趨勢。因此，在已經(jīng)達到預定曲軸轉速之后，由于氣門操作系統(tǒng)增大的摩擦，VTC機構2的葉片構件32(慣性質量)的相位可以朝向最大相位滯后位置調節(jié)。由于上面討論的原因，在發(fā)動機起動期間，可以避免朝向相位滯后側的VTC機構2的相位控制的響應性惡化，這可能由于永久強制或偏置進氣門閉合正時IVC到相位超前側的復位彈簧55-56的彈簧力而出現(xiàn)。
此外，根據(jù)該實施例的系統(tǒng)，即使當包括在VTC機構2中的方向控制閥47的閥芯卡住，也可以通過包括在VTC機構2中的復位彈簧55-56的彈簧偏壓使進氣門閉合正時IVC從BDC(相位滯后側)強制偏置或移動到由圖9中“X(IVC)”指示的最大相位超前位置。因此，可以更加確定無疑地提供由這種機械故障保險功能(即，復位彈簧55-56)實現(xiàn)的減壓作用。
此外，根據(jù)該實施例的系統(tǒng)，VEL機構1通過電機20致動，同時VTC機構2由液壓驅動。因此，即使當液體壓力在曲柄轉動期間(或在曲柄轉動初期階段)未充分提高時，進氣門4、4中每一個的工作角也可以通過電機驅動的VEL機構1迅速增大，從而使氣門操作系統(tǒng)的摩擦趨于立即增大。如在先所述那樣，由于氣門操作系統(tǒng)增大的摩擦作用，可以提高液壓致動的VTC機構2向相位滯后側的切換操作的響應性。在使用彼此結合的VEL和VTC機構1-2的實施例的可變氣門致動系統(tǒng)的情況下，可以確保VTC機構2的相位滯后控制的充分高的響應性。
該實施例的在先描述的可變氣門致動系統(tǒng)使用液壓致動的VTC機構。驅動軸6相對于正時鏈輪的角相位，即，進氣門4的氣門正時變化可以通過使用如日本專利臨時公開No.2004-11537(對應于美國專利NO.6,805,081)中所公開的設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置而實現(xiàn)，而代替使用液壓驅動的旋轉葉片式VTC機構。對于設置在螺旋盤形VTC機構中的滯后制動裝置的具體結構而言，美國專利No.6,805,081的示教結合在此作為參考。簡要地講，相對相位角變換器(相對相位改變裝置)設置在裝接在正時鏈輪30上且由曲軸02驅動的驅動環(huán)和固定連接到驅動軸6的前端的從動構件之間，用于改變驅動軸6(從動構件)相對于正時鏈輪30(驅動環(huán))的角相位。相對相位角變換器包括螺旋盤和運動轉換聯(lián)動裝置。運動轉換聯(lián)動裝置的徑向外部機械地連接到正時鏈輪30和螺旋盤上，使得聯(lián)動裝置的徑向外部沿形成在正時鏈輪30中的導向槽滑動并沿形成在螺旋盤中的螺旋導向槽滑動。另一方面，聯(lián)動裝置的徑向內部固定連接到驅動軸6上。當螺旋盤相對于正時鏈輪30的相位角變化時，聯(lián)動裝置的外部相對于驅動軸6軸線的徑向位置改變，并且因此出現(xiàn)驅動軸6相對于正時鏈輪30的相位變化。為了改變螺旋盤相對于驅動軸6的相位角，使用了滯后制動裝置。螺旋盤式VTC機構的滯后制動裝置相對于螺旋盤的制動作用響應于控制電流進行控制，所述控制電流由ECU 22產(chǎn)生并且其當前值根據(jù)有關發(fā)動機/車輛工作情況的最近最新的信息進行適當調節(jié)或調整，使得由曲柄角表示的進氣門4的相位得到適當控制(相位超前或相位滯后)。即，螺旋盤大體上與正時鏈輪的旋轉同步地轉動。螺旋盤相對于正時鏈輪的角位置可以根據(jù)發(fā)動機/車輛工作情況通過滯后制動裝置進行控制。根據(jù)螺旋盤相對于正時鏈輪的角位置的變化，驅動軸6與曲軸02的相對相位受到控制(超前或滯后)。
因此，在使用設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置和電機驅動的VEL機構的可變氣門致動系統(tǒng)的情況下，設置在螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置不包括復位彈簧，如設置在液壓致動的VTC機構中用于在發(fā)動機停止期間通過彈簧偏壓使進氣門閉合正時IVC強制偏置到圖9中由“X(IVC)”指示的最大相位超前位置的復位彈簧。因此，取代復位彈簧，設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置具有螺旋盤停止位置控制裝置(簡單地說，停止控制裝置)，用于在發(fā)動機剛要進入其停止狀態(tài)之前將螺旋盤停止或鎖定在相對于正時鏈輪的預定角位置上。還設置有螺旋盤保持裝置，簡單地說是保持裝置(換句話說，IVC相位保持裝置)，用于將螺旋盤保持在前述預定角位置上。停止控制裝置和保持裝置由電動輔助制動裝置構造而成。輔助制動裝置插入到正時鏈輪和螺旋盤之間，并且響應于由ECU22產(chǎn)生的控制電流而致動或停止。當控制電流較大(接通)時，輔助制動裝置被致動以停止或保持螺旋盤相對于正時鏈輪的旋轉。相反地，當控制電流較小(斷開)時，輔助制動裝置被停止以允許螺旋盤相對于正時鏈輪旋轉。這樣，輔助制動裝置設計成能通過螺旋盤使進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC保持或維持在由圖9中“X(IVC)”指示的最大相位超前位置。
取代使用輔助制動裝置，可以使用內置步進電機作為停止控制裝置和保持裝置。所述內置步進電機能夠可變地調節(jié)螺旋盤相對于正時鏈輪的角相位。
下文將參照圖11的流程圖詳細描述第一改進發(fā)動機控制程序，其在結合于使用設置在螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置和電動VEL機構1的可變氣門致動系統(tǒng)中的ECU 22內部執(zhí)行。
在步驟S11，例如當點火開關(按鍵開關)斷開時發(fā)動機剛要進入其停止狀態(tài)之前進行檢查以確定是否滿足發(fā)動機停止條件。當對步驟S11的答復為否定(NO)時，程序返回到第一個步驟S11。相反地，當對步驟S11的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S11前進到步驟S12。
在步驟S12，根據(jù)通過與VEL機構1的氣門提升和工作角控制相結合的設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置的相位控制而執(zhí)行的IVC相位超前控制，進氣門閉合正時IVC相對于BDC相位超前并且調節(jié)至進氣沖程上ATDC且BBDC并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示且對應于最大相位超前位置的角位置)。
在步驟S13，進行檢查以確定由于步驟S12的相位超前控制所獲得的實際進氣門閉合正時IVC與期望正時值的偏差(即，誤差信號值IVCE)是否小于或等于預定臨界值TH1。當對步驟S13的答復為否定(NO)時，即，當偏差大于預定臨界值(即，IVCE＞TH1)時，程序從步驟S13返回S12，從而重新執(zhí)行相位超前控制。相反地，當對步驟S13的答復為肯定(YES)時，即，當偏差小于或等于預定臨界值(即，IVCE≤TH1)時，程序從步驟S13前進到步驟S14。
在步驟S14，對于IVC相位保持控制來說，通過設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置的輔助制動裝置使制動力施加給螺旋盤，從而通過使螺旋盤保持在預定角位置上而使進氣門閉合正時IVC保持在由圖9中“X(IVC)”指示的最大相位超前位置上。另一方面，通過復位彈簧31的彈簧偏壓將VEL機構1調節(jié)到最小提升L1和最小工作角D1特性。
在步驟S15，ECU 22輸出發(fā)動機停止信號用于完全停止發(fā)動機。
在步驟S16，為了在從發(fā)動機停止時刻到發(fā)動機重新起動時刻的時間段內將進氣門閉合正時IVC連續(xù)地保持在預定正時值(即，由圖9中“X(IVC)”指示的最大相位超前位置)，輔助制動裝置被致動以利用由該輔助制動裝置產(chǎn)生的制動力使螺旋盤相對于正時鏈輪的旋轉停止而將螺旋盤保持在適當?shù)奈恢蒙?。在步驟S16之后，出現(xiàn)一系列適于發(fā)動機起動周期的步驟S17-S22。
在步驟S17，進行檢查以確定是否滿足發(fā)動機起動條件，例如點火開關接通。當對步驟S17的答復為否定(NO)時，即，當點火開關保持斷開時，程序再次返回到步驟S17。相反地，當對步驟S17的答復為肯定(YES)時，即，在點火開關剛切換到其接通狀態(tài)之后，程序從步驟S17前進到步驟S18。
在步驟S18，借助于起動電動機07通過驅動曲軸02啟動曲柄轉動操作。更加具體地，在步驟S18的初始階段，ECU 22的處理器確認或確定曲柄轉動操作是否在發(fā)動機剛完全停止之前，在進氣門閉合正時IVC相位超前到由圖9中的“X(IVC)”指示的最大相位超前位置處啟動。假定曲柄轉動操作在超前到最大相位超前位置的進氣門閉合正時IVC時起動的話，在曲柄02第一圈期間，進氣門閉合正時IVC保持在BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。因此，當活塞在曲柄02第一圈期間通過BDC時，氣缸內壓力傾向于變成低于大氣壓的負壓值。當曲軸進一步旋轉時，氣缸內壓力壓縮到略高于大氣壓的壓力值。因此，有效壓縮比變小，從而導致發(fā)動機的減壓狀態(tài)。因此，可以充分減少曲柄轉動初期階段發(fā)動機的噪音和振動。可以通過所述減壓作用促進曲軸轉速提高及有效減少曲柄轉動的初期階段時的開始周期的發(fā)動機振動。此外，在曲柄轉動的初期階段，進氣門閉合正時IVC調節(jié)到BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。因此，可以通過VEL機構1將進氣門4、4中每一個的工作角設定為前述小工作角D1，從而有效減少氣門操作系統(tǒng)的摩擦損失，并進一步提高曲軸轉速。這確保了提高的發(fā)動機起動性。除上述之外，由于曲軸轉速提高作用，可以有效降低起動電動機07上的負載。步驟S18之后，出現(xiàn)步驟S19。
在步驟S19，進行檢查以確定關于曲軸轉速的最近最新的信息是否達到其期望轉速值。即，進行檢測以確定有關曲柄單位時間轉數(shù)的最新信息數(shù)據(jù)是否達到預定曲軸轉速值。當對步驟S19的答復為否定(NO)時，程序再次返回到步驟S19。相反地，當對步驟S19的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S19前進到步驟S20。
在步驟S20，對于IVC相位保持釋放控制來說，進行輔助的制動釋放處理以通過設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置的輔助制動裝置釋放施加到螺旋盤上的制動力。
在步驟S21，進氣門4、4中每一個的工作角通過由VEL機構1執(zhí)行的工作角增大控制而變大或增大。同時，通過利用滯后制動裝置控制設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置的螺旋盤的旋轉，驅動軸6相對于曲軸02的角相位調節(jié)到相位滯后側。即，通過由彼此結合的VEL機構1和設置在螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置執(zhí)行的IVC相位滯后控制，進氣門閉合正時IVC可以迅速調節(jié)到相位滯后側，因此，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC可以滯后到稍微通過BDC位置的正時值，即，在BDC之后且在其附近的正時值(參見圖9中由“Y(IVC)”指示的角位置)。
在步驟S22，燃料在進氣門閉合正時IVC的相位滯后控制剛調節(jié)到由“Y(IVC)”指示的正時值之后開始噴入每個發(fā)動機氣缸中，隨后對噴射的燃料點火。這樣，實現(xiàn)了良好的完全爆燃。如上所述，使用設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置和電動VEL機構1的第一改型的可變氣門致動系統(tǒng)(參見圖11)可以提供與使用液動旋轉葉片式VTC機構和電機驅動VEL機構1的實施例的可變氣門致動系統(tǒng)(參見圖1-10)相同的作用。
此外，在發(fā)電機起動期間，可以通過輔助制動裝置確定無疑地將進氣門閉合正時IVC保持在預定正時值，從而避免由作用在驅動軸6上的交變扭矩引起的不穩(wěn)定的順時針和逆時針運動(卡嗒卡嗒的運動)，從而防止設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置的不穩(wěn)定的相位控制。
根據(jù)使用設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置和電機驅動VEL機構1的第一改型的可變氣門致動系統(tǒng)(參見圖11)，VTC機構的VTC相位可以通過滯后制動裝置進行電氣控制而非液壓控制。此外，在使螺旋盤的角位置相對于正時鏈輪保持在預定位置時，利用電動輔助制動裝置對螺旋盤進行制動。甚至在寒冷區(qū)域或甚至在寒帶，無論工作流體的粘度如何，都可以容易可靠地將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到在BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。
如上所述的發(fā)明構思可以應用于使用并聯(lián)混合系統(tǒng)的混合動力車輛(HV)的內燃機，所述并聯(lián)混合系統(tǒng)使用發(fā)動機和電動發(fā)電機(電動機)作為車輛的驅動能源。在該發(fā)明構思可以應用于混合動力車輛的發(fā)動機的情況下，可以提供與圖1-10所示實施例的系統(tǒng)和圖11所示第一改型的系統(tǒng)相同的操作和作用，即，曲柄轉動期間減少的發(fā)動機振動、平穩(wěn)曲軸轉速提高、縮短的完全爆燃時間(快速完全爆燃)，所有這些都有助于提高的起動性。在頻繁地執(zhí)行發(fā)動機停止和重新起動操作的混合動力車輛所具有的發(fā)動機停止重新起動系統(tǒng)中，提高的發(fā)動機起動性的優(yōu)點極大。在這種混合動力車輛中，重新起動操作自動啟動而不依賴于駕駛員的意愿。因此，發(fā)動機噪音/振動降低作用是極為有利的，以消除駕駛員在發(fā)動機重新起動操作期間經(jīng)受令人不舒服的發(fā)動機噪音/振動的任何不自然的感覺。此外，在混合車輛發(fā)動機的情況下，發(fā)動機可以通過電動發(fā)電機(電動機)而不是利用起動電動機進行曲軸旋轉。因此，可以通過電動發(fā)電機使發(fā)動機曲軸更快地旋轉。
還是在使用電氣連接到汽車電池上的電動發(fā)電機并能夠進行電力運行方式和再生運行方式的混合動力車輛的情況下，電動發(fā)電機在用于能量再生的再生運行方式期間用作發(fā)電機，其通過再生制動作用發(fā)電并且對電池充電。在車輛減速期間，可以利用彼此結合的VEL和VTC機構1-2將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到進氣沖程上的TDC之后(ATDC)且BDC之前(BBDC)并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示的角位置)而降低發(fā)動機制動，從而確保增大的再生能量(再生電能)。因此，可以顯著提高混合動力車輛的燃料經(jīng)濟性。
如在先描述的，在利用VEL和VTC機構1-2將進氣門閉合正時IVC調節(jié)至進氣沖程上的ATDC且BBDC并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(參見圖9中由“X(IVC)”指示的角位置)時，該實施例的可變氣門致動系統(tǒng)配置為通過由VEL機構1的復位彈簧31和VTC機構2的復位彈簧55-56所產(chǎn)生的機械的故障保險功能而將進氣門閉合正時IVC穩(wěn)定地偏置到最大相位超前側，從而確保將進氣門閉合正時IVC切換到進氣沖程上的ATDC且BBDC并且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值(對應于圖9中由“X(IVC)”指示的最大相位超前位置)的高響應性。因此，可以縮短對再生制動開始點的響應時間并確保提高的燃料經(jīng)濟性。
此外，根據(jù)該實施例的系統(tǒng)，適合于車輛減速期的進氣門閉合正時可設定為與適合于發(fā)電機起動周期和發(fā)動機停止周期中任意一個的進氣門閉合正時大體相同。通過這種對于車輛減速期的IVC設置，可以將進氣門閉合正時IVC保持在基本恒定的正時值，而不管VEL機構1的操作響應性和VTC機構2的操作響應性如何，也不管從車輛開始減速的時刻到發(fā)動機已經(jīng)完全停止的時刻的所用時間如何。因此，在發(fā)動機停止期間，可以有效地將進氣門閉合正時IVC時的不希望波動抑制或減小至最低，從而確保穩(wěn)定的發(fā)動機起動性。
另外，在發(fā)動機停止期間，ECU 22的處理器可以配置為利用混合動力車輛的電動發(fā)電機(還作為大扭矩性能曲柄轉動電機)以這樣的方式即使得發(fā)動機完全停止在進氣門4、4打開的相位(或曲軸02的曲柄角)的方式控制曲軸02的角相位。
在曲柄轉動的初期階段，氣缸內壓力在進氣門4、4打開的時間段內變成大氣壓。其后，在進氣門4、4關閉，即在進氣門閉合正時的時間點，氣缸內壓力保持在大氣壓左右。與從進氣門閉合正時開始的活塞的進一步下行沖程相一致，氣缸內壓力進一步降低。因此，當發(fā)動機起動時，空氣燃料混合物的壓縮變得穩(wěn)定。盡管很難經(jīng)常發(fā)生，假定發(fā)動機已經(jīng)停止在進氣門閉合正時IVC之后的曲柄角(曲軸02的角相位)，進氣門4、4保持關閉，即，處于壓縮沖程開始時。在這些條件下，即，當發(fā)動機停止在進氣門4、4關閉的曲軸02的角相位，由于大氣逐漸流入發(fā)動機氣缸，隨著時間流逝，每個發(fā)動機氣缸的氣缸內壓力變成大氣壓。因此，氣缸內壓力在發(fā)動機重新起動時保持在大氣壓左右。在氣缸內壓力大致保持在大氣壓的條件下起動曲柄轉動操作的情況下，由于曲軸02的初始角相位波動，壓縮沖程上的TDC時的空氣燃料混合物壓縮傾向于變得過大或波動。這導致不穩(wěn)定的發(fā)動機起動性的問題。相對而言，通過在先討論的曲軸停止角位置控制，根據(jù)該控制，曲柄02的角相位調節(jié)至進氣門4、4打開的預定曲柄角，從而可以避免上述問題。
現(xiàn)在參見圖12，其顯示了在ECU 22內部執(zhí)行的第二改進發(fā)動機控制程序，所述ECU 22結合在使用VEL和VTC機構1-2的可變氣門致動系統(tǒng)中，充分考慮了VEL和VTC機構1-2中任意一個的故障與否。即使當VEL和VTC機構1-2中任意一個在IVC相位控制期間發(fā)生故障，其中進氣門閉合正時在達到預定曲柄轉速之后變化到相位滯后側，所述系統(tǒng)可以執(zhí)行圖12的第二改進程序，根據(jù)該程序，進氣門閉合正時IVC可以利用VEL和VTC機構1-2中無故障的機構可靠地調節(jié)至相位滯后側。
在能夠執(zhí)行圖12的第二改進程序的可變氣門致動系統(tǒng)的情況下，可以通過VEL和VTC機構1-2中無故障的機構將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到相位滯后側，從而確?？s短的完全爆燃時間。
另外，在利用VEL和VTC機構1-2中無故障的機構將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到相位滯后側時，與為無故障機構預設或預編程的常規(guī)期待值相比，可以逐漸補償由無故障機構執(zhí)行的相位滯后控制的控制量的期望值。由于只通過無故障機構執(zhí)行的相位滯后控制的適當補償?shù)钠谕?，進氣門閉合正時的實際相位滯后量可以更接近由正常操作的VEL和VTC機構執(zhí)行的總IVC相位滯后量。因此，當可以提高發(fā)動機起動性，在從曲柄轉動開始點到完全爆燃的發(fā)動機啟動期間，當VEL和VTC機構1-2中任意一個出現(xiàn)故障時所獲發(fā)動機起動性可提高至VEL和VTC機構1-2都正常操作時所獲的發(fā)動機起動性。下文將參照圖12的流程圖詳細描述第二改進發(fā)動機控制程序，充分考慮了針對VEL和VTC機構1-2中任意一個出現(xiàn)故障的防范措施。
在步驟S31，例如當點火開關接通時發(fā)動機剛要進入其起動狀態(tài)之前進行檢查以確定是否滿足發(fā)動機起動條件。當對步驟S31的答復為否定(NO)時，程序返回到第一個步驟S31。相反地，當對步驟S31的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S31前進到步驟S32。
在步驟S32，根據(jù)與VEL機構1的小氣門提升和小工作角相結合的由VTC機構2的相位超前控制執(zhí)行的IVC相位超前控制，進氣門閉合正時IVC相對于BDC超前并且調節(jié)至BDC之前且大致位于TDC和BDC的中點處的正時值。由于包括在VEL機構1中的復位彈簧31的彈簧偏壓和包括在VTC機構2中的復位彈簧55-56的彈簧偏壓，進氣門閉合正時IVC可以穩(wěn)定地偏置到由圖9中“X(IVC)”指示并對應于最大相位超前位置的預定角位置。因此，可以容易且快速地實現(xiàn)IVC相位超前控制。
在步驟S33，曲柄轉動操作利用起動電動機07通過驅動曲軸02而起動，隨后由于由小進氣門提升和小工作角產(chǎn)生的前述減壓作用和低摩擦損失作用，使曲軸轉速傾向于迅速提高。
在步驟S34，進行檢查以確定關于曲軸轉速的最近最新的信息是否達到其期望轉速值。即，進行檢測以確定有關曲柄單位時間轉數(shù)的最新信息數(shù)據(jù)是否達到預定曲軸轉速值。當對步驟S34的答復為否定(NO)時，程序再次返回到步驟S34。相反地，當對步驟S34的答復為肯定(YES)時，程序從步驟S34前進到步驟S35。
在步驟35，VEL和VTC機構1-2都以這樣的方式即使得進氣門閉合正時IVC被調節(jié)至BDC之后且其附近的正時值(參見由圖9中“Y(IVC)”指示的角位置)的方式操作。
在步驟36，進行檢查以確定在從VTC機構2的相位滯后控制的開始點計算的預定經(jīng)過時間(預定時間周期)之后是否已經(jīng)達到VTC機構2的期望相位滯后位置。當對步驟S36的答復為否定(NO)時，ECU 22的處理器確定在VTC機構2中出現(xiàn)故障(即，VTC系統(tǒng)故障)，因此程序從步驟S36前進到步驟S37。相反地，當對步驟S36的答復為肯定(YES)時，即，當ECU 22的處理器確定VTC機構2無故障(正常操作)時，程序從步驟S36前進到S38。
在步驟S37，VEL機構1(VEL和VTC機構1-2中無故障的一個)的期望氣門提升L和工作角D特性逐漸得到補償，使得期望工作角設定為大于中間工作角D2的工作角，用于僅通過無故障的VEL機構1將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到大致對應于由圖9中“Y(IVC)”指示的角位置的正時值。
在步驟38，進行檢查以確定在從VEL機構1的氣門提升和動作控制(具體地，工作角增大控制)的開始點計算的預定經(jīng)過時間之后是否已經(jīng)達到VEL機構1的期望工作角D2。當對步驟S38的答復為否定(NO)時，ECU 22的處理器確定在VEL機構1中出現(xiàn)故障(即，VEL系統(tǒng)故障)，因此程序從步驟S38前進到步驟S39。相反地，當對步驟S38的答復為肯定(YES)時，即，當ECU 22的處理器確定VEL機構1無故障(正常操作)時，程序從步驟S38前進到S40。
在步驟S39，VTC機構2(VTC機構1-2中無故障的一個)的期望相位滯后量逐漸得到補償，使得到相位滯后側的期望相位轉換角增大，用于僅通過無故障的VTC機構2將進氣門閉合正時IVC調節(jié)到大致對應于由圖9中“Y(IVC)”指示的角位置的正時值。
在步驟S40，為了完全爆燃控制，通過電子燃油噴射系統(tǒng)和電子點火系統(tǒng)對燃料噴射和點火定時進行電子控制。在步驟S40開始的時間點，進氣門閉合正時IVC已經(jīng)調節(jié)到由圖9中“Y(IVC)”指示的期望正時值，因此，進氣充填效率變高。因此，可以實現(xiàn)良好的完全爆燃。
在所示實施例中，作為可變氣門致動裝置，可變氣門動作和提升(VEL)機構1和可變氣門正時控制(VTC)機構2都被使用。使用VEL和VTC機構1-2兩者不總是必需的。進氣門閉合正時IVC和進氣門打開正時IVO可以通過VEL和VTC機構1-2中任意一個進行改變。盡管使用VEL機構1作為可變氣門提升機構，作為其替代可以使用另一種可變氣門提升機構，例如兩級或多級可變氣門提升(VVL)機構。盡管可以使用液壓致動的旋轉葉片式VTC機構或者設置于螺旋盤式VTC機構中的滯后制動裝置作為可變氣門正時控制機構，但是作為其替代可以使用另一種相位控制機構，例如可軸向移動的螺旋齒輪型VTC機構。
如從圖5所示的氣門間隙線和相位超前氣門閉合正時值P1可以理解，在所示實施例中，進氣門4、4中每一個的進氣門閉合正時IVC被定義為進氣門座的位置?？蛇x地，進氣門閉合正時IVC可以定義為實際的有效閉合定時，例如，除了適度傾斜斜面區(qū)域之外的提升面區(qū)域的結束點。在所述斜面區(qū)域，氣體流速充分小。從有效進氣門閉合正時的觀點看，可以不考慮斜面區(qū)域。
日本專利申請No.2006-247523(于2006年9月13日申請)和No.2005-377011(于2005年12月28日申請)的全部內容在此引入作為參考。
盡管上面描述了執(zhí)行本發(fā)明的具體實施方式
，但是應該理解，本發(fā)明不局限于在此顯示和描述的特定實施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下可以進行各種變化和改進，如下列權利要求
所限定的那樣。
權利要求
1.一種內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)，包括可變氣門致動器，其可變地調節(jié)進氣門的至少進氣門閉合正時；和控制單元，其配置為連接到至少可變氣門致動器上，用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時；所述控制單元包括處理器，其被編程為在發(fā)動機起動期間將進氣門閉合正時調節(jié)到進氣沖程上的活塞下止點(BDC)位置之前的正時值，其中，可變氣門致動器包括偏壓裝置，其永久地將進氣門閉合正時朝進氣沖程上的活塞上止點(TDC)偏置。
2.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器包括可變氣門正時控制機構，其只改變進氣門的相位，同時保持進氣門的氣門提升和工作角特性不變。
3.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器包括可變氣門動作和提升控制機構，其同時改變進氣門的氣門提升和工作角。
4.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器包括同時改變進氣門的氣門提升和工作角的可變氣門動作和提升控制機構；和只改變進氣門的相位同時保持進氣門的氣門提升和工作角不變的可變氣門正時控制機構。
5.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當曲軸轉速增大到預定轉速值時，將進氣門閉合正時調節(jié)至接近進氣沖程上的BDC位置的正時值。
6.如權利要求
4所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當曲軸轉速增大至預定轉速值時，通過由可變氣門動作和提升控制機構執(zhí)行的工作角增大控制和由可變氣門正時控制機構執(zhí)行的相位滯后控制將進氣門閉合正時調節(jié)至接近進氣沖程上的BDC位置的正時值。
7.如權利要求
6所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門動作和提升控制機構是電機驅動的，并且所述可變氣門正時控制機構為液壓致動的。
8.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器和控制單元安裝在應用并聯(lián)混合系統(tǒng)的混合動力車輛上，所述并聯(lián)混合系統(tǒng)使用用于車輛的電動機和發(fā)動機。
9.如權利要求
8所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為在車輛減速期間，將進氣門閉合正時調節(jié)至進氣沖程上的活塞BDC位置之前的正時值。
10.如權利要求
9所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于適合于車輛減速期的進氣門閉合正時設定為與適合于發(fā)動機停止周期和發(fā)動機起動周期中任意一個的進氣門閉合正時大體上相同。
11.如權利要求
1所述的可變氣門致動系統(tǒng)，還包括可逆曲柄轉動電機，其適于使發(fā)動機曲軸沿反轉方向和正轉方向旋轉，其中，處理器進一步編程為在發(fā)動機停止期間，通過可逆曲柄轉動電機以這樣的方式，即在進氣門打開的相位處完全停止發(fā)動機的方式控制曲軸的角相位。
12.如權利要求
6所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當可變氣門動作和提升控制機構與可變氣門正時控制機構中任意一個發(fā)生故障時，通過可變氣門動作和提升控制機構與可變氣門正時控制機構中的無故障機構將進氣門閉合正時調節(jié)至進氣沖程上的活塞BDC位置之前的正時值。
13.如權利要求
12所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為增大無故障機構的控制量的期望值。
14.一種內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)，包括可變氣門致動器，其可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時；和控制單元，其配置為連接到至少可變氣門致動器上，用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時；該控制單元包括(a)停止控制裝置，用于在發(fā)動機停止期間通過可變氣門致動器將進氣門閉合正時調節(jié)到進氣沖程上的活塞上止點(TDC)之后且活塞下止點(BDC)位置之前的正時值；(b)保持裝置，用于在從發(fā)動機停止時刻到發(fā)動機重新起動時刻的時間段內將進氣門閉合正時保持在進氣沖程上的活塞TDC位置之后且活塞BDC位置之前的正時值；和(c)控制裝置，用于在發(fā)動機由曲柄起動而用于發(fā)動機重新起動并且曲柄轉速增大至預定轉速值時，通過可變氣門致動器將相位滯后的進氣門閉合正時到接近進氣沖程上的BDC位置的正時值。
15.如權利要求
2所述的可變氣門致動系統(tǒng)，還包括設置在可變氣門正時控制機構中的聯(lián)鎖裝置，用于將進氣門閉合正時固定為進氣沖程上的活塞BDC位置之前的正時值。
16.如權利要求
3所述的可變氣門致動系統(tǒng)，還包括設置在可變氣門動作和提升控制機構中的聯(lián)鎖裝置，用于將進氣門閉合正時固定為進氣沖程上的活塞BDC位置之前的正時值。
17.一種內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)包括可變氣門致動器，其可變地調節(jié)進氣門的至少進氣門閉合正時；和控制單元，其配置為連接到至少可變氣門致動器上，用于根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地控制進氣門閉合正時；所述控制單元包括處理器，其編程為在發(fā)動機起動和發(fā)動機停止中的至少一個期間，將進氣門閉合正時相位超前到進氣沖程上的活塞上止點(TDC)之后且活塞下止點(BDC)位置之前的正時值，其中，所述可變氣門致動器包括偏壓裝置，其永久地將進氣門閉合正時朝預定正時值偏置。
18.如權利要求
17所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器包括同時改變進氣門的氣門提升和工作角的可變氣門動作和提升控制機構和只改變進氣門的相位同時保持進氣門的氣門提升和工作角特性不變的可變氣門正時控制機構中的至少一個。
19.如權利要求
18所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當曲軸轉速增大到預定轉速值時，將進氣門閉合正時相位滯后到進氣沖程上的BDC位置之后且在其附近的正時值。
20.如權利要求
18所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當曲軸轉速增大至預定轉速值時，通過由可變氣門動作和提升控制機構執(zhí)行的工作角增大控制和由可變氣門正時控制機構執(zhí)行的相位滯后控制將進氣門閉合正時相位滯后到進氣沖程上的BDC位置之后且在其附近的正時值。
21.如權利要求
20所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門動作和提升控制機構是電機驅動的，并且所述可變氣門正時控制機構為液壓致動的。
22.如權利要求
17所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述可變氣門致動器和控制單元安裝在應用并聯(lián)混合系統(tǒng)的混合動力車輛上，所述并聯(lián)混合系統(tǒng)使用用于驅動的電動機和發(fā)動機。
23.如權利要求
22所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為在車輛減速期間，將進氣門閉合正時相位超前到進氣沖程上的活塞TDC位置之后且活塞BDC位置之前的正時值。
24.如權利要求
23所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于適合于車輛減速期的進氣門閉合正時設定為與適合于發(fā)動機停止周期和發(fā)動機起動周期中任意一個的進氣門閉合正時大體上相同。
25.如權利要求
17所述的可變氣門致動系統(tǒng)，還包括可逆曲柄轉動電機，其適于使發(fā)動機曲軸沿反轉方向和正轉方向旋轉，其中，處理器進一步編程為在發(fā)動機停止期間，通過可逆曲柄轉動電機以這樣的方式即在進氣門打開的相位處完全停止發(fā)動機的方式控制曲軸的角相位。
26.如權利要求
20所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為當可變氣門動作和提升控制機構和可變氣門正時控制機構中任意一個出現(xiàn)故障時，通過可變氣門動作和提升控制機構和可變氣門正時控制機構中的無故障機構將進氣門閉合正時相位滯后到進氣沖程上的活塞TDC位置之后且在活塞BDC位置之前的預定正時值。
27.如權利要求
26所述的可變氣門致動系統(tǒng)，其特征在于所述控制單元進一步編程為增大無故障機構的控制量的期望值。
28.如權利要求
17所述的可變氣門致動系統(tǒng)，還包括聯(lián)鎖裝置，用于將進氣門閉合正時臨時固定為預定正時值，所述進氣門閉合正時通過偏壓裝置永久地偏置到該預定正時值。
29.一種控制內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)的方法，所述可變氣門致動系統(tǒng)使用可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器，所述方法包括在發(fā)動機停止期間，通過可變氣門致動器將進氣門閉合正時相位超前到進氣沖程上的活塞上止點(TDC)之后且在活塞下止點(BDC)位置之前的正時值；在從發(fā)動機停止時刻到發(fā)動機重新起動時刻的時間段內，將進氣門閉合正時相位保持在進氣沖程上的活塞TDC位置之后且在活塞BDC位置之前的預定正時值；和當發(fā)動機由曲柄起動而用于發(fā)動機重新起動并且曲軸轉速增大到預定轉速值時，將進氣門閉合正時相位滯后到進氣沖程上的BDC位置之后且在其附近的正時值。
專利摘要
在內燃機的可變氣門致動系統(tǒng)中，該可變氣門致動系統(tǒng)使用能夠根據(jù)發(fā)動機工作情況可變地調節(jié)至少進氣門閉合正時的可變氣門致動器，控制單元的處理器被編程為在發(fā)電機起動和發(fā)動機停止中至少一個期間，將進氣門閉合正時相位超前到進氣沖程上的活塞上止點位置之后且活塞下止點之前的預定正時值。可變氣門致動器包括偏壓裝置，通過該裝置將進氣門閉合正時永久偏壓到預定正時值。
文檔編號F02D13/02GK1991135SQ200610156232
公開日2007年7月4日 申請日期2006年12月27日
發(fā)明者中村信, 原誠之助 申請人:株式會社日立制作所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan