混合动力车辆的制作方法_3

文档序号:8405203阅读:来源:国知局
在VVL装置400中,较大的升程量伴随着较大的工作角。换言之,本实施例通过示例的方式提出了 VVL装置400,以允许在VVL装置400中修改作为进气门118的操作特性的进气门118的升程量和工作角。
[0085]图5是用作控制进气门118的升程量和进气门118的工作角的示例性装置的VVL装置400的正视图。
[0086]参考图5,VVL装置400包括沿一个方向延伸的驱动轴410、在周向上覆盖驱动轴410的支承管420以及在沿着驱动轴410的轴线的方向上对齐地配置在支承管420的外周面上的输入臂430和摇摆凸轮440。驱动轴410的末端连接到致动器(未示出),以使驱动轴410提供直线运动。
[0087]VVL装置400设置有与为各气缸设置的单个凸轮122相关的单个输入臂430。输入臂430的两相对侧设置有分别与为各气缸设置的一对进气门118相关的两个摇摆凸轮440。
[0088]支承管420形成为中空圆筒形并与凸轮轴130平行配置。支承管420被固定在气缸盖上并因而被阻止在轴向上移动或旋转。
[0089]支承管420在内部接纳驱动轴410,以允许驱动轴410在轴向上滑动。支承管420的外周面上设置有输入臂430和两个摇摆凸轮440,所述摇摆凸轮440可绕驱动轴410的轴向芯部摇摆并且还被阻止在沿着驱动轴410的轴线的方向上移动。
[0090]输入臂430具有沿离开支承管420的外周面的方向突出的臂部432和可旋转地连接到臂部432的末端的辊部434。输入臂430设置成允许辊部434配置在允许辊部434抵接凸轮122的位置。
[0091]摇摆凸轮440具有沿离开支承管420的外周面的方向突出的呈大致三角形状的鼻部442。鼻部442在其一侧具有凹状、弯曲的凸轮面444。进气门118设置有气门弹簧,所述气门弹簧被偏压成施力以进而将可旋转地连接到摇臂128的辊子压靠在凸轮面444上。
[0092]输入臂430和摇摆凸轮440绕驱动轴410的轴向芯部一起摇摆。因此,随着凸轮轴130旋转,抵接凸轮122的输入臂430摇摆,并且随着输入臂430因而移动,摇摆凸轮440也摇摆。摇摆凸轮440的该运动经由摇臂128传递到进气门118,从而开启/关闭进气门118。
[0093]VVL装置400还包括围绕支承管420的轴向芯部的用以改变输入臂430与摇摆凸轮440之间的相对相位差的装置。改变相对相位差的装置允许酌情修改进气门118的升程量和工作角。
[0094]更具体地,相对相位差扩大的输入臂430和摇摆凸轮440允许摇臂128的摇摆角相对于输入臂430和摇摆凸轮440的摇摆角扩大,并允许进气门118的升程量和工作角增大。
[0095]相比而言,相对相位差缩小的输入臂430和摇摆凸轮440允许摇臂128的摇摆角相对于输入臂430和摇摆凸轮440的摇摆角缩小,并允许进气门118的升程量和工作角减小。例如,VVL位置传感器311能构造成感测输入臂430和摇臂凸轮440之间的机械相对相位差作为数据Pv。注意,VVL位置传感器311可具有允许使用其感测值来直接或间接获得进气门118的操作特性一一即进气门118的升程量和进气门118的工作角一一的任何构型。
[0096]图6是VVL装置400的局部透视图。图6示出局部剖开以帮助清楚地理解其内部结构的VVL装置400。
[0097]参考图6,输入臂430和两个摇摆凸轮440以及支承管420的外周面限定出其间的空间,并且在该空间中收纳有滑动齿轮450,所述滑动齿轮450被支承成可相对于支承管420旋转并且还可轴向地滑动。滑动齿轮450可轴向滑动地设置在支承管420上。
[0098]滑动齿轮450在轴向中央部设置有右螺旋状的花键式螺旋齿轮452。滑动齿轮450在轴向相对两侧还分别设置有左螺旋状的花键式螺旋齿轮454,螺旋齿轮452设置在两者之间。
[0099]输入臂430和两个摇摆凸轮440的限定出其中收纳有滑动齿轮450的空间的内周面被螺旋地花键连接成对应于螺旋齿轮452和454。更具体地,输入臂430被右螺旋地花键连接成与螺旋齿轮452啮合。此外,摇摆凸轮440被左螺旋地花键连接成与螺旋齿轮454啮合。
[0100]滑动齿轮450设置有位于一个螺旋齿轮454与螺旋齿轮452之间并在周向上延伸的长形孔456。此外,虽然未示出,但支承管420设置有在轴向上延伸并与长形孔456的一部分重叠的长形孔。插入支承管420中的驱动轴410 —体地设置有锁销412,所述锁销412穿过长形孔456和未示出的长形孔的彼此重叠的部分突出。
[0101]驱动轴410与致动器(未示出)连结,并且当致动器作动时,驱动轴410沿其轴向方向移动,相应地,滑动齿轮450被锁销412推动,并且螺旋齿轮452和454同时在沿着驱动轴410的轴线的方向上移动。在螺旋齿轮452和454因而移动时,与其花键连接并因而接合的输入臂430和摇摆凸轮440不在轴向方向上移动。因此,螺旋地花键连接并因而啮合的输入臂430和摇摆凸轮440绕驱动轴410的轴向芯部枢转。
[0102]注意,输入臂430和摇摆凸轮440分别在相反的方向上形成螺旋状的花键。因此,输入臂430和摇摆凸轮440分别在相反的方向上枢转。这允许改变输入臂430和摇摆凸轮440的相对相位差,以允许改变进气门118的升程量和工作角,如前面已经描述的。
[0103]例如,图3所示的VVL位置传感器311构造成具有能够感测输入臂430与摇臂凸轮440之间的机械相位差的机构。或者,VVL位置传感器311还能构造成具有能够感测由致动器(未示出)移动的驱动轴410的轴向位置的机构。
[0104]控制装置200控制使驱动轴410在直线运动中移动的致动器的操作量,以控制进气门118的升程量和进气门118的工作角。致动器例如可以是电动机。这种情况下,致动器或电动机典型地从电池(辅助电池)而不是从蓄电装置B接收电力。或者,致动器还能构造成通过从由发动机100驱动的油泵产生的液压操作。
[0105]注意,VVL装置并不限于在图5和6中举例说明的形式。例如,VVL装置可以是电气地驱动气门的VVL装置,液压地驱动气门的VVL装置,等等。换言之,在本实施例中,进气门118的操作特性(或升程量和工作角)可通过任何方案改变,并且可酌情采用任何已知的方案。
[0106]进气门的操作特性和发动机的运转具有如下文将说明的关系。
[0107]图7提供了用于说明当进气门118的升程量和工作角大时提供的动作的图示。图8提供了用于说明当进气门118的升程量和工作角小时提供的动作的图示。
[0108]参考图7和8,当进气门118的升程量和工作角大时,进气门118的关闭正时迟,相应地,发动机100以阿特金森循环运转。更具体地,执行进气行程以允许吸入气缸106内的空气的一部分返回气缸106外,相应地,在压缩空气的力降低、也就是压缩反作用力降低的情况下执行压缩行程(即,减压作用)。这允许降低发动机起动时的振动。混合动力车辆的发动机100间歇地运转,相应地,发动机起动处理被更频繁地执行,并且相应地,优选发动机在进气门118的升程量和工作角增大的情况下起动。
[0109]相比而言,当进气门118的升程量和工作角小时,进气门118的关闭正时早,相应地,提供的压缩比上升。这能提高低温可燃性,并且还能提高发动机转矩响应。相应地,在进气门118的升程量和工作角小的情况下起动发动机确保了发动机起动。另一方面,进气门118的小升程量和工作角提供的压缩反作用力增加,因此发动机起动时的振动增加。
[0110]尽管图7和图8示出当VVL装置400允许进气门118的升程量和工作角两者均变化(增减)时提供的特性,进气门118的升程量的变化(或增减)或进气门118的工作角的变化(或增减)也允许出现定性上等同的特征。
[0111]电动发电机MGl作动以起动发动机100,如下文将说明的。
[0112]当通过发动机起动处理来起动处于停止状态的发动机100时,发动机100由如图1所示的电动发电机MGl起转。相应地,当发动机起动处理在电动发电机MGl停止或正旋转(正转)的情况下起动时,伴随有蓄电装置B的放电,并且电动发电机MGl输出正转矩以起转发动机100。相比而言,当发动机起动处理在电动发电机MGl负旋转(反转)的情况下起动时,伴随有蓄电装置B的充电,并且电动发电机MGl输出负转矩以起转发动机100。
[0113]电动发电机MGl因而在蓄电装置B充电/放电的情况下产生起转转矩以起动发动机。相应地,当蓄电装置B仅被允许受限的充放电电力时,电动发电机MGl也产生大小(或绝对值)受限制的起转转矩。一般而言,蓄电装置B的充放电受设定为放电电力的上限值Wout和充电电力的上限值Win的极限值所限制。
[0114]放电电力的上限值Wout表示对放电电力设定的上限值,并且它被设定为等于或大于零。Wout = O意味着禁止蓄电装置B的放电。类似地,充电电力的上限值Win表示对充电电力设定的上限值,并且它被设定为等于或小于零。Win = O意味着禁止蓄电装置B的充电。
[0115]图9和10提供了用于说明蓄电装置B的性能如何受限制的图示。图9表示放电电力的上限值Wout和充电电力的上限值Win如何关于蓄电装置B的SOC受限制,而图10表示放电电力的上限值Wout和充电电力的上限值Win如何关于蓄电装置B的温度受限制。
[0116]参考图9,对于低SOC范围(S0C < SI)而言,蓄电装置B的放电被限制,并且为此放电电力的上限值Wout被设定为比对于SOC彡SI的范围而言低。类似地,对于高SOC范围(SOC > S2)而言,蓄电装置B的充电被限制,并且为此充电电力的上限值Win的绝对值被设定为比对于SOC ( S2的范围而言小。
[0117]参考图10,当蓄电装置B为可充电电池时,则在低温和高温下,电池的内部电阻上升,并且放电电力的上限值Wout和充电电力的上限值Win被限制。例如,当蓄电装置B的温度Tb与普通温度范围(Tl ^ Tb ^ T2)相比处于低温度范围(Tb < Tl)和高温度范围(Tb> T2)内时,放电电力的上限值Wout和充电电力的上限值Win被限制。
[0118]因而,在蓄电装置B的性能限制方面考虑蓄电装置B的SOC和/或温度Tb,以减小蓄电装置B的充放电电力。电动发电机MGl和MG2各自产生以被限制成使得电动发电机MGl和MG2的输入和输出电力(即,转矩X转速)之和处在介于Win与Wout之间的范围内的值控制的转矩,以保护蓄电装置B。
[0119]在本实施例中,当具有由VVL装置400控制的操作特性的进气门118的操作特性由于某种原因而被固定并且发动机在该状态下起动时,发动机产生被使用者察觉到并给使用者带来不适的振动。本实施例提供了用以抑制这种不适的控制。注意,如前文已经说明的,本实施例通过示例的方式提出了 VVL装置400用以控制进气门118的操作特性,所述操作特性为进气门118的升程量和进气门118的工作角。
[0120]当VVL装置400已发生故障或在极低温时卡住等并且相应地进气门118的操作特性被固定成使得它的升程量和工作角小于预定值(参看图8)(下文还称为“当进气门以小的固定量操作时”)且发动机在该状态下起动时,VVL装置400提供的振动增加。如果在该状态下发动机100间歇地运转,并且它间歇地停止并随后重新起动,则发动机100可能产生给使用者带来不适的振动。另一方面,如日本专利文献特开N0.2009-202662中所述的无条件地禁止发动机100间歇地停止可能引起燃料经济性的恶化。
[0121]因此,在本实施例中,当进气门118以小的固定量操作时,判定车辆是否具有这样的车辆状态:当发动机起动时,它提供给使用者带来明显不适的冲击(下文还称为“招致发动机起动冲击恶化的
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