氣門正時控制裝置以及氣門正時控制裝置的控制方法
【專利說明】氣門正時控制裝置以及氣門正時控制裝置的控制方法
[0001]本申請是申請日為2011年8月11日，申請?zhí)枮?01110229358.8，發(fā)明名稱為“氣門正時控制裝置的控制器及內(nèi)燃機的氣門正時控制裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及使用電動機可變控制內(nèi)燃機的氣門即進氣門及排氣門的開閉正時的氣門正時控制裝置的控制器、內(nèi)燃機的氣門正時控制裝置以及氣門正時控制裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近來，提供有一種內(nèi)燃機氣門正時控制裝置，其經(jīng)由減速機構(gòu)向凸輪軸傳遞電動機旋轉(zhuǎn)力，由此提高控制曲軸和凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位的響應性及控制性。
[0004]例如，本申請人先申請的如下專利文獻1所記載的氣門正時控制裝置，其使用多個電刷和集電環(huán)對電動機供電，由此，經(jīng)由減速機構(gòu)變更凸輪軸和曲軸的相對旋轉(zhuǎn)相位，控制進氣門的氣門正時。
[0005]專利文獻1:(日本)特開2010 - 138735號公報
[0006]但是，在上述現(xiàn)有的氣門正時控制裝置中，在內(nèi)燃機機起動時開始所述兩者的相對旋轉(zhuǎn)相位的控制的情況下，由于所述電動機從停止的狀態(tài)驅(qū)動，因此，靜摩擦作用而可能導致直至實際旋轉(zhuǎn)驅(qū)動產(chǎn)生時間的損失，而且抖動(/、>千y夕')變大，剛驅(qū)動后不久的控制狀態(tài)不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)的課題而開發(fā)的，其目的在于提供一種氣門正時控制裝置的控制器及內(nèi)燃機氣門正時控制裝置以及氣門正時控制裝置的控制方法，能夠在內(nèi)燃機起動時使用電動機謀求提高相位角變換控制的響應性和控制的穩(wěn)定化。
[0008]本發(fā)明第一方面提供的一種氣門正時控制裝置的控制器，在內(nèi)燃機起動時，控制所述曲軸和所述凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位角使其接近要求相位角，所述控制器的特征在于，在所述內(nèi)燃機停止時，將所述相對旋轉(zhuǎn)相位角控制為與所述要求相位角不同的目標相位角，從內(nèi)燃機再起動時由起動電動機進行的曲軸的旋轉(zhuǎn)開始時點到能夠由所述檢測裝置檢測所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的期間，使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角向接近所述要求相位角的方向變更，在能夠由所述檢測裝置檢測所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的時點，開始反饋控制以便通過所述相位變更機構(gòu)使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角與所述要求相位角吻合。
[0009]S卩，本發(fā)明的特征在于，在內(nèi)燃機停止時，在相對于下一次起動時的要求相位角勉強地向前進角側(cè)或者滯后角側(cè)的不同的相位角變換的狀態(tài)下停止內(nèi)燃機，在下一次內(nèi)燃機起動之后，例如利用凸輪扭矩輸入等向滯后角方向變換的動力，從靜摩擦狀態(tài)向動摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)移，或者，預先向電動機輸出克服凸輪扭矩的驅(qū)動力向前進角方向逐漸地變換，由此，自內(nèi)燃機起動時開始，從靜摩擦狀態(tài)向動摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)移。
[0010]本發(fā)明第九方面提供的一種氣門正時控制裝置的控制器，在內(nèi)燃機起動時，控制所述曲軸和所述凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位角使其接近要求相位角，所述控制器的特征在于，在所述內(nèi)燃機起動時，在將驅(qū)動所述電動機的狀態(tài)保持不變的連續(xù)的狀態(tài)下，基于所述檢測裝置的檢測結(jié)果開始控制以使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角與所述要求相位角吻合。
[0011]本發(fā)明還提供一種氣門正時控制裝置的控制方法，該氣門正時控制裝置具有:驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體，其傳遞有來自曲軸的旋轉(zhuǎn)力；減速機構(gòu)，其安裝于凸輪軸，并且將所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述凸輪軸；電動機，其輸出軸與所述減速機構(gòu)結(jié)合，利用所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)力使所述凸輪軸相對于所述驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體進行相對旋轉(zhuǎn)，使所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角變化；對所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角進行控制，該氣門正時控制裝置的控制方法的特征在于，檢測所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且驅(qū)動所述電動機而對所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角進行控制，以使所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角成為根據(jù)所述內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的要求相位角，在所述內(nèi)燃機停止時，根據(jù)該內(nèi)燃機停止時的內(nèi)燃機溫度條件，將所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角設(shè)定為與下一次再起動時的要求相位角對應的相位角。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的氣門正時控制裝置的控制方法，能夠謀求內(nèi)燃機起動時使電動機的旋轉(zhuǎn)速度減速而將電動機的旋轉(zhuǎn)傳遞給凸輪軸的減速機構(gòu)對相位角變換控制的響應性的提尚以及控制的穩(wěn)定化。
[0013]根據(jù)該發(fā)明，不僅能夠謀求提高內(nèi)燃機起動時的相位角變換的控制響應性，并且能夠進行穩(wěn)定的控制。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的氣門正時控制裝置的一實施方式的縱剖面圖；
[0015]圖2是表示本實施方式的主要構(gòu)成部件的分解立體圖；
[0016]圖3是圖1的A —A線剖面圖；
[0017]圖4是圖1的B— B線剖面圖；
[0018]圖5是圖1的C —C線剖面圖；
[0019]圖6是圖1的D向視圖；
[0020]圖7是氣門正時控制裝置的側(cè)面圖；
[0021]圖8是本實施方式的從內(nèi)燃機停止到冷機起動時的時間圖；
[0022]圖9是從所述內(nèi)燃機停止到冷機起動時的控制器的控制流程圖；
[0023]圖10是本實施方式的熱機結(jié)束中的從內(nèi)燃機停止到內(nèi)燃機起動時的時間圖；
[0024]圖11是所述熱機結(jié)束中的從內(nèi)燃機停止開始起動時的控制器的控制流程圖。
[0025]附圖標記說明:
[0026]1 正時鏈輪(驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體)
[0027]2凸輪軸(從動旋轉(zhuǎn)體)
[0028]3 罩部件
[0029]4 相位變更機構(gòu)
[0030]8減速機構(gòu)
[0031]12 電動機
[0032]13電動機軸(輸出軸)
[0033]25a，25b第一電刷
[0034]30a，30b第二電刷
[0035]40控制器單元(控制器)
[0036]Q要求相位角
[0037]Q1，Q2目標相位角
【具體實施方式】
[0038]下面，基于【附圖說明】本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機的氣門正時控制裝置及其控制器的實施方式。需要說明的是，本實施方式適用于內(nèi)燃機的進氣側(cè)的氣門裝置，但是，同樣能夠適用在排氣側(cè)的氣門裝置。
[0039]如圖1?圖3所示，該氣門正時控制裝置包括:通過內(nèi)燃機的曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體即正時鏈輪1、經(jīng)由未圖示的軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承于氣缸蓋上且利用從所述正時鏈輪1傳遞的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)的凸輪軸2、固定于在所述正時鏈輪1的前方位置配置的未圖示的鏈條罩上的罩部件3、配置于所述正時鏈輪1和凸輪軸2之間根據(jù)內(nèi)燃機運轉(zhuǎn)狀態(tài)變更正時鏈輪1和凸輪軸2的相對旋轉(zhuǎn)相位的相位變更機構(gòu)4。
[0040]所述正時鏈輪1的整體由鐵類金屬一體地形成，所述正時鏈輪1由內(nèi)周面為臺階徑狀的圓環(huán)狀的鏈輪主體la和齒輪部lb構(gòu)成，其中，齒輪部lb —體地設(shè)置在該鏈輪主體la的外周，經(jīng)由卷繞的未圖示的正時鏈條接受來自曲軸的旋轉(zhuǎn)力。另外，正時鏈輪1通過中徑球軸承43旋轉(zhuǎn)自如地支承在凸輪軸2上，該中徑球軸承43安裝在形成于所述鏈輪主體la的內(nèi)周側(cè)的圓形槽lc和在所述凸輪軸2的前端部一體地具有的厚壁的凸緣部2a的夕卜周之間。
[0041]在所述鏈輪主體la的前端部外周緣一體地形成有環(huán)狀突起Id。如圖1及圖2所示，在該鏈輪主體la的前端部配置有在所述環(huán)狀突起Id的前端側(cè)同軸地定位且在內(nèi)周形成有波形狀的內(nèi)齒19a的環(huán)狀部件19，并且，在該環(huán)狀部件19的前端側(cè)配置有與后述的電動機12的殼體5 —體的圓環(huán)狀的陰螺紋形成部6。
[0042]在所述鏈輪主體la和環(huán)狀部件19的外周部，在圓周方向的大致等間隔位置貫通而形成有六個螺栓插通孔le、1%，并且，在所述陰螺紋形成部6，在與各螺栓插通孔le、19b對應的位置形成有六個陰螺紋孔6a，通過插通在這些螺栓插通孔le、19b和陰螺紋孔6a的螺栓7，將正時鏈輪1、環(huán)狀部件19及陰螺紋形成部6(殼體5)共同擰緊而進行固定。
[0043]需要說明的是，所述鏈輪主體la及環(huán)狀部件19構(gòu)成后述的減速機構(gòu)8的外殼。
[0044]另外，所述鏈輪主體la的環(huán)狀突起ld、環(huán)狀部件19及陰螺紋形成部6的各自的外徑大致相同。
[0045]并且，如圖4所示，在所述鏈輪主體la的局部內(nèi)周面上，沿著圓周方向在規(guī)定的長度范圍內(nèi)形成有扇狀的卡合部即停止凸部If。
[0046]所述罩部件3由鋁合金材料一體地形成為杯狀，形成于前端部的突出部3a以覆蓋所述殼體5的前端部的方式設(shè)置，并且，在所述突出部3a的外周部側(cè)，沿軸向一體地形成有圓筒壁3b。也如圖1及圖8所示，該圓筒壁3b在其內(nèi)部形成有保持用孔3c，該保持用孔3c的內(nèi)周面構(gòu)成后述的電刷保持體28的導向面。
[0047]另外，如圖2所示，在罩部件3的外周形成的凸緣部3d上貫通而形成有六個螺栓插通孔3e，罩部件3通過插通于該各螺栓插通孔3e的未圖示的螺栓固定在所述鏈條罩上。
[0048]也如圖1所示，在所述突出部3a的外周側(cè)的臺階部內(nèi)周面和所述殼體5的外周面之間，安裝有密封部件即大徑的油封50。該大徑油封50的橫截面為大致3形狀，在合成橡膠的基體材料的內(nèi)部埋設(shè)有芯棒，并且，大徑油封50的外周側(cè)的圓環(huán)狀基部嵌合并固定在設(shè)置于所述罩部件3的內(nèi)周面的臺階圓環(huán)部3h上。
[0049]所述殼體5具有:將鐵類金屬材料通過沖壓成型而形成為有底筒狀的筒狀部即殼主體5a、密封該殼主體5a的前端開口的密