专利名称：发动机的相位可变装置及其控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角而使阀的开闭时机变化的汽车用发动机的相位可变装置及其控制装置。
背景技术：
在使曲柄轴和凸轮轴的旋转相位变化而使阀的开闭时机变化的发动机的相位可变装置中，有下述专利文献I所示的装置。下述专利文献I的发动机的相位可变装置，是如下那样的装置由曲柄轴驱动的驱动板和凸轮轴可相对转动地设置在同轴上，在设置于该同轴上而接受曲柄轴的驱动转矩的导向板经第一及第ニ电磁制动器相对于驱动板相对转动时，使三个连杆臂动作而使驱动板(曲柄轴)和凸轮轴的旋转相位变化。 具体地讲，在下述专利文献I中，如果使第一电磁制动器从不通电状态动作，与导向板整体的制动板被吸附，则通过导向板相对于凸轮轴向延迟的方向(与驱动板的旋转相反方向)相对旋转，凸轮轴相对于驱动板(曲柄轴)向提前角方向(驱动板的旋转方向)相对转动。另外，在下述专利文献I中，如果第二电磁制动器从不通电状态动作，则通过对应的制动板被吸附，经摆动齿轮机构相对于凸轮轴向上述提前角方向相对旋转，凸轮轴相对于驱动板(曲柄轴)向延迟角方向相对转动。其結果，曲柄轴和凸轮轴的相对相位变化，阀的开闭时机变化。在先技术文献专利文献专利文献I:日本专利4027672号
发明内容
发明所要解决的课题在专利文献I的发动机的相位可变装置中，在不变更凸轮轴和曲柄轴侧的旋转相位(保持旋转相位)的情况下，使两个电磁制动器停止，在存在了上述旋转相位的变更指令时使第一或者第二电磁制动器的一方动作。因此，在专利文献I的发动机的相位可变装置中，不通电状态的电磁制动器的一方被通电而起动，该制动板被有效地吸附，在直到曲柄轴和凸轮轴的旋转相位实际开始变化之前需要一定的时间(以后作为反应时间)。上述反应时间因为如果长则有导致发动机停止的危险，所以最好尽可能短。上述反应时间，在凸轮轴从未图示的阀接受了干扰转矩(由来自阀弹簧的反作用力，要使凸轮轴相对于驱动板相对转动的转矩)的情况下、在电磁制动器的摩擦材料老化了的情况下，因为变得特别长，所以被要求改善。另外，在专利文献I的发动机的相位可变装置中，在两个电磁制动器之间进行了在响应性上不产生差别的那样的控制，但在此控制中，不能够缩短从旋转相位的变更指令产生时到驱动板和凸轮轴的旋转相位开始变化的反应时间。本申请发明是鉴于上述问题而提供ー种相位可变装置及其控制装置的发明，其通过缩短从曲柄轴和凸轮轴的旋转相位的变更指令产生之后到实际旋转相位的变更被开始的反应时间，特别是使在对凸轮轴产生了干扰转矩的情况下、在电磁制动器老化了的情况下的相位可变动作的响应性提高等，使从变更指令产生后到旋转相位的变更结束所需要的时间缩短而使控制性能提高。为了解决课题的手段技术方案I的发动机的相位可变装置，具有与凸轮轴同轴且可相对转动地配置，从曲柄轴接受旋转转矩而进行旋转的两个控制旋转体；向上述两个控制旋转体分别赋予与上述曲柄轴反向的制动转矩的两个电磁动作执行器(专利文献I中的两个电磁制动器)；与上述两个控制旋转体的相对转动相应地使上述凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变化的相对相位角变更机构，由此能变更阀的开闭时机，其特征在于，上述两个电磁动作执行器同时动作，将旋转的上述两个控制旋转体保持成不能相对转动，并且通过使动作中的上述两个电磁动作执行器之中的一方的制动转矩下降，使制动转矩下降了的ー侧的上述控制旋转体相 对于另一方的控制旋转体相对转动。(作用)两个控制旋转体，在从两个电磁动作执行器分别接受了一定的制动转矩(吸附力)的状态下被保持成不能相对旋转，如果使两个电磁动作执行器之中的一方的通电下降或者切断，则曲柄轴和凸轮轴的相对相位角通过两个控制旋转体迅速地相对转动而迅速地变化。在相对相位角的变更指令产生的阶段中，因为两个电磁动作执行器预先以一定的力吸附了两个控制旋转体，所以两个控制旋转体，如果产生相对相位角的变更指令，一方的电磁动作执行器的制动转矩(吸附力)下降，则在能够立即开始相对转动的状态下被保持。換言之，在技术方案I的发动机的相位可变装置中，像以往的那样产生相对相位角的变更指令而从不通电的状态起动，在有效的制动转矩对控制旋转体开始起作用后到开始相对相位角的变更所需要的起动时间被削减。其结果，在技术方案I的发动机的相位可变装置中，在变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的指令发出到变更开始的反应时间比以往短。特别是，因为在技术方案I的相位可变装置中，通过两个电磁动作执行器预先以一定的カ吸附两个控制旋转体，因为因对凸轮轴产生的干扰转矩、电磁制动器的老化而变得更长的上述起动时间被削減，所以不会受到上述干扰转矩、电磁制动器的老化的影响，上述反应时间变短。另外，技术方案2是在作为技术方案I的发动机的相位可变装置的上述两个电磁动作执行器之中，上述两个电磁动作执行器之中的使制动转矩下降了的ー侧的上述电磁动作执行器，再次使制动转矩增加而使上述两个控制旋转体的相对转动结束。(作用)因为使制动转矩下降的ー侧的电磁动作执行器，在相对转动的结束前再次使制动转矩増加而对控制旋转体施加制动，使相对相位角的变更速度減速，所以两个控制旋转体的相对转动在作为目标的位置正确地停止。其结果，在技术方案2的相位可变装置中，因为通过相对相位角的变更速度的增速和制动作用，曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的变更迅速且正确地结束，所以从变更相对相位角的指令被发出到变更结束所需要时间被进ー步缩短。另外，技术方案3，是ー种发动机的相位可变装置的控制装置，该发动机的相位可变装置的控制装置由曲柄轴的旋转转矩和两个电磁动作执行器的与上述旋转转矩反向的制动转矩，与绕凸轮轴中心轴相对转动的两个控制旋转体的动作相应地使凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变化，变更阀的开闭时机，其特征在于，具有检测凸轮轴的现在角度的凸轮角传感器；检测曲柄轴的现在角度的曲柄角传感器；运算基于上述凸轮角传感器及曲柄角传感器的检测值的现在相位角和凸轮轴及曲柄轴的目标相位角的偏差的偏差运算部；判定上述运算结果的符号的符号判定部；判定上述运算结果是否处于规定的阈值范围内的阈值判定部；在偏差处于阈值内的情况下，向两个电磁动作执行器同时发送将旋转的上述两个控制旋转体保持成不能相对转动的动作指令，在上述偏差处于阈值的范围外的情况下，向基于上述偏差的符号的正负的规定的一方的电磁动作执行器发送使转矩减小的动作指令的动作指令部；与上述动作指令相应地使两个电磁动作执行器动作的驱动电路。 (作用)在技术方案3的控制装置中，基于表示从凸轮角传感器和曲柄角传感器的检测结果算出的凸轮轴和曲柄轴的现在的相对相位角的现在相位值和表示变更后的相对相位角的目标相位值的偏差，如以下的那样控制发动机的相位可变装置。在上述偏差处于规定的阈值的范围内的情况下，通常使两个电磁动作执行器动作，分别对两个控制旋转体赋予一定的制动转矩(吸附力)而保持成不能相对转动的状态。另ー方面，在上述偏差处于规定的阈值的范围外的情况下，使动作中的两个电磁动作执行器之中的与偏差的符号对应的一方的制动转矩下降，或者使制动转矩的产生停止。进而，在上述偏差返回到规定的阈值的范围内的情况下，使下降的一侧的电磁动作执行器的制动转矩再次増加，使两个控制旋转体再次保持成不能相对转动的状态。根据技术方案3的控制装置，因为在相对相位角的变更指令产生的阶段中两个控制旋转体已经从电磁动作执行器接受了一定的制动转矩(吸附力)，如果产生上述变更指令则两个控制旋转体立即在开始相对转动的状态下被保持，所以如以往的那样产生相对相位角的变更指令而电磁动作执行器从不通电状态起动，在有效的制动转矩对控制旋转体开始起作用后到开始相对相位角的变更所需要的起动时间被削減。其結果，从变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的指令被发出到变更开始的反应时间比以往短。另ー方面，曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的变更动作，因为上述偏差返回到阈值范围内，通过下降了的制动转矩再次増加的制动作用正确地结束，所以在技术方案3的控制装置中，能够使控制旋转体的相对转动速度增加而迅速且正确地进行上述相对相位角的变更。这些结果，根据技术方案3的控制装置，从变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的指令被发出到变更结束所需要的时间被缩短。发明的效果根据本申请技术方案I的发动机的相位可变装置，通过从变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的指令的产生到变更开始的反应时间被缩短，响应性提高，从上述相对相位角的变更指令的产生到变更结束的时间被缩短。另外，在本申请技术方案I的发动机的相位可变装置中，即使以发动机油的劣化、极低温度下、极高温度下的使用及发动机停止等为原因不能进行曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的控制，也能产生可保持现在的相对相位角的失效安全功能。根据本申请技术方案2的发动机的相位可变装置，因为能够进行曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的变更速度的增速，所以从上述相对相位角的变更指令的产生到变更结束的时间被缩短。根据本申请技术方案3的发动机的控制装置，因为从变更曲柄轴和凸轮轴的相对相位角的指令的产生到变更开始的反应时间的提高，能够进行上述相对相位角的变更速度的增速，及制动所需要的制动转矩从电磁执行器向控制旋转体正确地传递，所以从上述相对相位角的变更指令的产生到变更结束的时间被缩短。特别是，根据本申请技术方案I及2的发动机的相位可变装置和本申请技术方案3的发动机的控制装置，即使在对凸轮轴产生了干扰转矩的情况下、在电磁制动器老化了的情况下，也能提高曲柄轴和凸轮轴的相位可变动作的响应性。
图I是从装置前方观看发动机的相位可变装置的实施例的分解立体图。图2是从装置后方观看图I的分解立体图的图。 图3是第一实施例的主视图(去掉罩70)。图4是图3的A — A剖视图。图5是图4的E — E剖视图。图6 (a)是图4的B —B剖视图。(b)是图4的C — C剖视图。(C)是图4的D —D剖视图。图7是相位可变装置的控制装置的结构说明图。图8是相位可变装置的控制装置的控制框图。图9是相位可变装置的控制装置的流程图。图10是表示向相位可变时的各电磁动作执行器的通电状态和相位可变的动作的模式图。图11是相位可变实验时的坐标图，Ca)是表示本实施例中的相位可变的动作的坐标图，(b)是表示向本实施例中的各电磁动作执行器的通电状态的坐标图，(C)是表示以往控制中的相位可变的动作的坐标图，Cd)是表示向以往控制中的各电磁动作执行器的通电状态的坐标图。
具体实施例方式
为了实施发明的优选方式下面，通过图I 6说明成为本发明的第一实施例的发动机的相位可变装置。第一实施例的发动机的相位可变装置，是组装在发动机上，用于吸排气阀以与曲柄轴的旋转同步地开闭的方式将曲柄轴的旋转传递给凸轮轴，并且根据发动机的负荷、转速等运转状态使发动机的吸排气阀的开闭时机变化的装置。第一实施例中的发动机的相位可变装置1，具有由曲柄轴进行驱动旋转的驱动旋转体2、第一控制旋转体3 (权利要求I的控制旋转体)、凸轮轴6 (图4)、转动操作力赋予组件9、相对相位角变更机构10及自锁机构11。另外，在以后的说明中，将图I中的第二电磁动作执行器侧作为装置前方，将驱动旋转体2侧作为装置后方。另外，将从装置前方观看的绕驱动旋转体2的凸轮轴中心轴LO的旋转方向作为提前角侧Dl方向(顺时针)，将与Dl相反的方向作为延迟角侧D2方向(逆时针)地进行说明。
驱动旋转体2，由多个螺栓2a将从曲柄轴接受驱动カ的链轮4和具有圆筒部20的驱动圆筒5 —体化而构成。图4所示的凸轮轴6，通过将螺栓37插入中心轴7的中央圆孔7e和凸轮轴前方的内螺纹孔6a内，与中心轴7的后端侧同轴且不能相对转动地一体化。第一控制旋转体3，具有法兰部3a和与其后方连续的圆筒部3b和底部3c连续的有底圆筒形状。在底部3c，具有中心的贯通圆孔3d、一对销孔28、设置在从中心轴LO具有规定半径的圆周上的圆周方向槽30、从中心轴LO到槽的距离向提前角侧Dl方向减小的曲线状的缩径导向槽31。中心轴7，是第一圆筒部7a、法兰部7b、第二圆筒部7c、具有从凸轮轴中心轴LO偏心的凸轮中心LI的偏心圆凸轮12及第三圆筒部7d从后方侧向前方侧(图I的第二控制旋转体侧。以下相同)在轴向连续地形成。驱动旋转体2，在由螺栓2a—体化了的链轮4和驱动圆筒5将法兰部7b夹在之间的状态下，经圆孔(4a、5a)由第一及第ニ 圆筒部(7a、7c)可转动地支承在中心轴7上，并且经中心轴7支承在凸轮轴6上。另外，第三圆筒部7d被插入第一控制旋转体3的中央圆孔3d内。另外，驱动旋转体2、第一控制旋转体3、凸轮轴6、中心轴7被同轴地配置在中心轴LO上。转动操作力赋予组件9，制动第一控制旋转体3，由第一电磁动作执行器21和逆旋转机构22构成，第一电磁动作执行器21对驱动旋转体2赋予相对转动转矩，逆旋转机构22通过第二电磁动作执行器38制动第二控制旋转体32,对第一控制旋转体3赋予与第一电磁动作执行器21反向的相对转动转矩。相对相位角变更机构10是将凸轮轴6和控制旋转体3不能相对转动地一体化的机构，由可相对转动地支承驱动旋转体2的中心轴7、自锁机构11及连结组件16构成。自锁机构11，是夹装在驱动旋转体2和中心轴7之间，防止产生以凸轮轴6从未图示的阀接受的干扰转矩为原因的驱动旋转体2和凸轮轴6的相对相位角的偏移的机构，由中心轴7的偏心圆凸轮12、锁定板衬套13、锁定板14、驱动旋转体2的圆筒部20构成。锁定板衬套13，如图I和图5所示，在中央具有与中心轴7的偏心圆凸轮12卡合的圆孔13a，在外周两端具有ー对平面(23、24)，以平面(23、24)相对于连结凸轮轴中心轴LO和凸轮中心LI的直线L2大致平行的方式可转动地安装在偏心圆凸轮12的外周。锁定板14，作为整体被形成为圆盘状，具有在径向延伸的大致长方形状的保持槽15。另外，锁定板14,由ー对构成构件(14a、14b)构成,该ー对构成构件(14a、14b)由从保持槽15的短面(15a、15b)向锁定板14的外周呈直线状地延伸的一对狭缝(25、26)等分。另外，锁定板衬套13的平面(23、24)，分别与保持槽15的长面(15c、15d)接触地保持。锁定板14，在保持槽15的长面(15c、15d)夹持了锁定板衬套13的平面(23、24)的状态下，其外周面(14c、14d)与驱动圆筒5的圆筒部20内接。此时，偏心圆凸轮12的外周，与在凸轮中心LI中与直线L2正交的直线L3 (以下相同，以后简单地作为直线L3)相比进ー步配置在偏心侧(从LO超过LI地进ー步偏心的方向)的部分，经锁定板衬套13保持在锁定板14的保持槽15内。另外，连结组件16，由ー对连结销(27、27)、设置在控制旋转体3的底部3b的ー对第一销孔(28、28)、分别构成在锁定板14的结构构件(14a、14b)上的第二销孔(29、29)构成。连结销27被嵌合固定在第一销孔28和第二销孔29之中任何一方上，在与另一方之间，以形成微少间隙的状态被插入。
ー边夹持锁定板衬套13 —边与驱动圆筒5的圆筒部20内接的锁定板14，通过将连结销27插入第一及第ニ销孔(28、29)内，被与控制旋转体3不能相对转动地一体化。其結果，中心轴7 (凸轮轴6)，经偏心圆凸轮12、锁定板衬套13及锁定板14，被与控制旋转体3不能相对转动地一体化。接着，对转动操作力赋予组件9进行说明。第一电磁动作执行器21，被固定在未图示的发动机的内部，配置在第一控制旋转体3的前方，使法兰部3a的前面3e吸附在摩擦件21a 上。另外，逆旋转机构22，由第一控制旋转体3的圆周方向槽30和缩径导向槽31、第ニ控制旋转体32、圆盘状的销导向板33、制动第二控制旋转体32的第二电磁动作执行器38、第一及第ニ连杆销(34、35)、环状构件36构成。第二控制旋转体32，被配置在第一控制旋转体3的圆筒部3b的内侧，经将中心轴LO作为中心设置的贯通圆孔32a可转动地支承在中心轴7的第三圆筒部7d上。另外第二控制旋转体32，在后方具有中心01从凸轮轴中心轴LO偏心的台阶状的偏心圆孔32b，环状 构件36可滑动转动地与偏心圆孔32b内接。第二电磁动作执行器38，被固定在未图示的发动机的内部，配置在第二控制旋转体32的前方，使前面32c吸附在摩擦件38a上。圆盘状的销导向板33，在第一控制旋转体3的圆筒部3b的内侧被配置在底部3c和第二控制旋转体32之间，经中心部的贯通圆孔33a可转动地支承在中心轴7的第三圆筒部7d上。另外销导向板33，具有从不与贯通圆孔33a连接的位置向大致径向延伸的大致径向槽33b和大致径向导槽33c。大致径向槽33b，在与圆周方向槽30对应的位置从贯通圆孔33a的附近到外周缘穿透地形成，大致径向导槽33c，在与缩径导向槽31对应的位置到外周缘部附近形成为长圆状。另外，第一连杆销34,由细圆轴34a和与细圆轴34a的前端卡合一体化的空心粗圆轴34b形成。空心粗圆轴34b,由大致径向槽33b从两侧夹持,细圆轴34a的后端穿插在圆周方向槽30及保持槽15中，固定在驱动圆筒5的安装孔5b上。另外，细圆轴34a，沿着槽方向在圆周方向槽30的两端之间移动。第二连杆销35,由在细圆轴35a的后端一体形成粗圆轴35b而成的第一构件35c、空心第一轴35d、空心第二轴35e及空心第三轴35f形成。空心第一轴至空心第三轴(35d 35f),朝向粗圆轴35b侧依次插装在细圆轴35a上，防止向后方脱落。粗圆轴35b被插入保持槽15内。另外，空心第一轴35d，具有外周形状沿着缩径导向槽31的圆弧形状，上下被保持在缩径导向槽31内，并且沿着缩径导向槽31移动。空心第二轴35e，具有圆筒形状，两侧被保持在大致径向导槽33c内，并且沿着大致径向导槽33c移动。空心第三轴35f，具有圆筒形状，可转动地与环状构件36的圆孔36a连结。另外，在中心轴7的第三圆筒部7d的前端，从前方配置在中央具有圆孔(39a、40a)的保持架39和垫圈40，保持架39、垫圈40及中心轴7，通过将插入圆孔(39a、40a)和圆孔7e内的螺栓37安装在内螺钉孔6a内，不能相对转动地固定在凸轮轴6上。其结果，从配置在中心轴7的外周的图4的驱动旋转体2到第二控制旋转体32的零件，防止脱落地固定在凸轮轴6的法兰部6b和保持架39之间，通过调整垫圈40的厚度，使这些零件的轴向的间隙适当化。另外，在螺栓和第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的前方，配置罩70。在此，对由转动操作力赋予组件9进行的凸轮轴6和驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的相对相位角的变更动作进行说明。通常，第一控制旋转体3，ー边与第二控制旋转体32一起从第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)接受一定的吸附カ(制动转矩)ー边接受由曲柄轴产生的Dl方向的旋转转矩，与驱动旋转体2成为一体地向Dl方向旋转(參照图6 (C))。此时第一及第ニ控制旋转体(3、32)，由第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的制动转矩进行平衡，保持在相互不能相对转动的状态。在使由第一电磁动作执行器21产生的制动转矩下降或者断开的情况下，第一控制旋转体3，因为由第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的制动转矩产生的平衡被破坏，所以由曲柄轴的转矩相对于第二控制旋转体32和销导向板33向Dl方向相对转动。其結果，中心轴7 (凸轮轴6)，与一体化的第一控制旋转体3 —起相对于向Dl方向旋转的驱动旋转体2向Dl方向相对转动。其結果，凸轮轴6相对于驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的相对相位角向提前角侧Dl方向变更，未图示的阀的开闭时机变化。另外，如 果使第一电磁动作执行器21的制动转矩再增加而返回到原来的制动转矩，则第一控制旋转体相对于第二控制旋转体的相对转动停止，凸轮轴6相对于驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的相对相位角在停止位置被保持。此时图6 (C)所示的第二连杆销35的空心第一轴35d，在缩径导向槽31内向成为大致逆时针的D6方向移动，图6 (b)的空心第二轴35e，在大致径向导槽33c内朝向中心轴LO向D5方向移动，图6 (a)的空心第三轴35f，向环状构件36赋予圆孔32b内的滑动转动转矩。另外，第一连杆销34的细圆轴34a，在圆周方向槽30内向逆时针D2方向移动。另夕卜，圆周方向槽30的两端(30a、30b)，作为移动的细圆轴34a抵接的止动构件发挥作用。另外，在第一及第ニ控制旋转体(3、32) —边接受第一及第ニ电磁动作执行器(21,38)的制动转矩ー边被保持成不能相对转动的状态下，在使由第二电磁动作执行器38产生的制动转矩下降或者断开的情况下，第二控制旋转体32由曲柄轴的转矩相对于第一控制旋转体3向Dl方向相对转动。图6 Ca)的环状构件36，通过内接的偏心圆孔32b向Dl方向进行偏心转动，在偏心圆孔32b内进行滑动转动。图6 (b)的空心第二轴35e，通过连杆构件36的动作，与空心第三轴35f及空心第一轴35d—起沿着大致径向导槽33c朝向中心向D4方向移动。此时图6 (c)的第一控制旋转体3,与电磁动作执行器21的动作时相反地，从在缩径槽31内向大致顺时针方向D3方向移动的空心第一轴35d经缩径槽31接受延迟角侧D2方向的相对转动转矩,相对于向Dl方向旋转的驱动旋转体2向成为旋转延迟的延迟角侧D2方向相对转动。其結果，凸轮轴6相对于驱动旋转体2 (未图示的曲柄轴)的相对相位角，返回到延迟角侧D2方向，未图示的阀的开闭时机变化。接着，说明发动机的相位可变装置的控制装置的实施例。控制装置50，如图7所示，由发动机控制单元(ECU)51、驱动电路52、凸轮角传感器53、曲柄角传感器54、各种传感器55构成。E⑶51与驱动电路52连接，驱动电路52分别与提前角用的第一电磁动作执行器21和延迟角用的第二电磁动作执行器38连接。驱动电路52接受ECU51的动作指令驱动第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)。另ー方面，在E⑶51上，连接着在凸轮轴上检测现在相位角的凸轮角传感器53、检测未图示的曲柄轴的现在相位角的曲柄角传感器54、检测各控制旋转体的润滑油温、转速的各种传感器55。E⑶51，基于反馈了后述的各传感器(53 55)的检测信息的結果，向驱动电路52送出使第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)在规定的电流值和状态下动作的动作指令。另外，E⑶51具有运算控制装置(C P U等，未图示)，该运算控制装置包含运算凸轮轴6和曲柄轴(未图示)的现在相位角和目标相位角的偏差的偏差运算部58、判定上述偏差的符号的符号判定部59、判定上述偏差是否处于规定的阈值内的阈值判定部60、与偏差的数值和符号相应地向驱动电路52发送使第一及第ニ电磁动作执行器在规定的电流值动作的动作指令信号的动作指令部61、与控制旋转体的润滑油温、转速的检测结果相应地修正上述动作指令信号的电流值的动作指令修正部62。驱动电路52是基于E⑶51的动作指令使第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的一方或者双方动作的电路。凸轮角传感器53和曲柄角传感器54,是从凸轮轴6和未图不的曲柄轴的各规定的基准位置将各自的现在角度作为电气信号进行检测的传感器。检测出的电气信号由ECU51
内的未图示的A/D变换组件等作为数字数据，用于曲柄轴(未图示)和凸轮轴6的现在的相对相位角(以后，称为现在相位角)和由目标相位指令信号变更的相对相位角(以后，称为目标相位角)的偏差的运算。另外，在各种传感器55中，包含检测第一及第ニ控制旋转体(21、38)的转速的转速传感器56、检测流向第一及第ニ控制旋转体的电磁离合器吸附面的润滑油的油温的油温传感器57等。由旋转角传感器56和油温传感器57检测出的电气信号，在ECU51内做成数字数据，用于修正由第一及第ニ控制旋转体(3、32)的转速、润滑油温左右的第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的制动转矩。接着，通过图8 图11说明由本实施例的控制装置50进行的第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的具体的控制方法。向第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的通电，按照图10所示的“提前角用及延迟角用电磁动作执行器电流”的实线部分的那样的波形进行，从凸轮轴及曲柄轴之间的现在相位角向目标相位角的变更动作和从变更后的相对相位角向当初的相对相位角的复位动作，按照图10所示的“相位可变”的实线部分的那样的波形进行。首先，在凸轮轴6和曲柄轴(未图示)的相对相位角变更前的初期状态下，首先，E⑶51向驱动电路52发送使第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)同时通电而使第一及第ニ控制旋转体(3，32)保持为不能相对转动的动作指令信号(參照符号61)。另外，在初期状态下使第一及第ニ控制旋转体(3、32)保持为不能相对转动的动作指令信号的电流值，预先作为学习值存储在ECU51的存储器等(未图示)中。另外，因为使第一及第ニ控制旋转体保持为不能相对转动的制动转矩，因第一及第二控制旋转体(3、32)的转速、流向各控制旋转体的吸附面的润滑油温而变化，所以存储在存储器等中的上述学习值，基于转速传感器56、油温传感器57的检测结果，接受动作状态所需要的修正而被随时更新(參照符号62)。接受了信号的驱动电路52，按照图10的那样的波形向第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的双方通电。第一及第ニ控制旋转体(3、32),—边从第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)接受规定的制动转矩而保持成不能相对转动的状态，一边与从曲柄轴接受驱动力的驱动旋转体2 —起旋转。而且，在将凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变更成目标相位角的指令信号被输入控制装置51的情况下，ECU51，如图8和9所示，运算基于凸轮角传感器53和曲柄角传感器54的检测结果的从凸轮轴6和曲柄轴(未图示)的各现在角度数据得到的凸轮轴6和曲柄轴的现在相位角和被输入的目标相位角的偏差(參照符号58)。对于向提前角侧Dl方向或者延迟角侧D2方向的哪ー个方向变更凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角，由运算的偏差的符号決定。在本实施例中，作为一例，假设在上述偏差的符号为正的情况下向提前角侧变更，在上述偏差的符号为负的情况下向延迟角侧变更进行说明。E⑶51，在上述偏差为正的情况下，向驱动电路52发送动作指令信号而切断延迟角用的第二电磁动作执行器38的通电，在上述偏差为负的情况下，切断提前角用的第一电磁动作执行器21的通电(參照符号59)。在第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的任ー个的通电被切断的情况下，因为不能相对转动地保持了第一及第ニ控制旋转体(3、32)的制动转矩的平衡被破坏，所以切断了通电的ー侧的控制旋转体立即相对于另一方的控制旋转体及驱动旋转体2向提前角侧Dl方向相对转动。
在提前角用的第一电磁动作执行器21的通电被切断的情况下，凸轮轴6与作为ー体的第一控制旋转体3 —起立即相对于驱动旋转体2向提前角侧Dl方向相对转动，凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角向提前角侧变更。另外，在第二电磁动作执行器38的通电被切断的情况下，第二控制旋转体32相对于第一控制旋转体3向提前角侧Dl方向相对转动，使第二连杆销35和环状构件36动作。其結果，凸轮轴6与一体化的第一控制旋转体3 —起立即相对于驱动旋转体2向延迟角侧D2方向相对转动，凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角向延迟角侧变更。另外对于上述偏差是否处于规定的阈值的范围内反复进行判定(參照符号59)。在上述偏差处于规定的阈值的范围外的情况下，不从ECU51向驱动电路52发送第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的动作信号，相对相位角的变更动作被继续进行。另ー方面，在上述偏差处于规定的阈值的范围内的情况下，因为基于存储的学习值从ECU51向驱动电路52发送动作信号，切断的电磁动作执行器的通电复位，第一及第ニ控制旋转体(3、32)的相对转动动作被制动，所以第一及第ニ控制旋转体(3、32)再次被保持成不能相对转动。其結果，曲柄轴和凸轮轴6的相对相位角的变更动作结束。在图10中，首先，在切断延迟角用电磁动作执行器38的通电之后，通过使通电复位成原来的学习值，将凸轮轴相对于曲柄轴的相对相位角从现在相位角变更成延迟角侧的目标相位角并保持，接着，在切断提前角用电磁动作执行器21的通电之后，通过使通电复位成原来的学习值，将变更的上述相对相位角返回到原来的相对相位角。图10的波状线部分是表示在向延迟角侧变更相对相位角后，向由以往的控制方法进行返回到原来的相对相位角的上述动作的情况的第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)的通电和“相位可变”的动作的部分。在图10的波状线部分的控制方法中，在保持相对相位角时，使两个电磁动作执行器的双方成为非通电状态，在变更相对相位角时，使初始变更的ー侧的电磁动作执行器通电而使控制旋转体吸附，向规定的方向变更相对相位角。对于图10的相位可变动作，如果比较实线部分和波状线部分，则在本实施例的控制中，在从时间tl到t2之间进行向目标相位角的变更动作，与此相对，在以往的控制中，直到向目标相位角的变更动作结束需要从tl到t2’的时间，与本实施例相比，格外花费从t2到t2’的时间。同样，在本实施例的控制中，在从时间t3到t4之间进行从目标相位角向原来的相位角的复位动作，与此相对，在以往的控制中，直到复位需要从t3到t4’的时间，与本实施例相比，格外花费从t4到t4’的时间。另ー方面，图11 (a)是表示实际向第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)进行基于(b)图的本实施例的控制方法的通电而进行了实验时的相位可变动作的图，图11 (C)是表示实际向第一及第ニ电磁动作执行器(21、38)进行基于(d)图的以往的控制方法的通电而进行了实验时的相位可变动作的图。在由本实施例的控制进行的实际的通电时，能够确认在相位可变侧的电磁动作执行器的电流切断时在相反侧的电磁动作执行器中电流值的上升，但在比较本实施例和以往的控制方法中的向目标相位角的变更动作和向原来的相对相位角的复位动作的情况下，与模式图10同样，本实施例的变更动作所需要的从tl到t2的时间，比以往的从tl到t2’的时间短，本实施例的复位动作所需要的从t3到t4的时间，比以往的从t3到t4’的时间短。即，根据本实施例的控制方法，可以认为与以往的控制方法相比，从现在相位角向 目标相位角的变更时间仅缩短了从t2到t2’的时间，从目标相位角向原来的相位角复位的时间仅缩短了从t4到t4’的时间。其理由被认为是，在预先吸附了控制旋转体的本实施例的控制方法中，没有在相对相位角的变更时向非通电的电磁动作执行器的通电及控制旋转体的吸附动作，和在变更的结束时吸附控制旋转体而对相对转动动作施加制动的结果，能预计相位变更动作的增速和反应性的提高。另外，在本实施例中，在相位可变时完全切断了变更的一侧的电磁动作执行器的通电，但因为如果电流值减小则开始相位可变动作，所以上述通电也可以不完全切断。符号说明I :发动机的相位可变装置2 :驱动旋转体3:第一控制旋转体6:凸轮轴10 :相对相位角变更机构21 :第一电磁动作执行器(提前角用)32 :第二控制旋转体38 :第二电磁动作执行器(延迟角用)50 :控制装置52:驱动电路53 :凸轮角传感器54:曲柄角传感器58:偏差运算部59 :符号判定部60:阈值判定部61 :动作指令部L0:凸轮轴中心轴
权利要求
1.一种发动机的相位可变装置，具有与凸轮轴同轴且可相对转动地配置，从曲柄轴接受旋转转矩而进行旋转的两个控制旋转体；向上述两个控制旋转体分别赋予与上述曲柄轴反向的制动转矩的两个电磁动作执行器；与上述两个控制旋转体的相对转动相应地使上述凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变化的相对相位角变更机构，由此能变更阀的开闭时机，其特征在于， 上述两个电磁动作执行器同时动作，将旋转的上述两个控制旋转体保持成不能相对转动，并且通过使动作中的上述两个电磁动作执行器之中的一方的制动转矩下降，使制动转矩下降了的一侧的上述控制旋转体相对于另一方的控制旋转体相对转动。
2.如权利要求I记载的发动机的相位可变装置，其特征在于， 上述两个电磁动作执行器之中的使制动转矩下降了的一侧的上述电磁动作执行器，再次使制动转矩增加而使上述两个控制旋转体的相对转动结束。
3.一种发动机的相位可变装置的控制装置，该发动机的相位可变装置的控制装置由曲 柄轴的旋转转矩和两个电磁动作执行器的与上述旋转转矩反向的制动转矩，与绕凸轮轴中心轴相对转动的两个控制旋转体的动作相应地使凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变化，变更阀的开闭时机，其特征在于，具有 检测凸轮轴的现在角度的凸轮角传感器； 检测曲柄轴的现在角度的曲柄角传感器； 运算基于上述凸轮角传感器及曲柄角传感器的检测值的现在相位角和凸轮轴及曲柄轴的目标相位角的偏差的偏差运算部； 判定上述运算结果的符号的符号判定部； 判定上述运算结果是否处于规定的阈值范围内的阈值判定部； 在偏差处于阈值内的情况下，向两个电磁动作执行器同时发送将旋转的上述两个控制旋转体保持成不能相对转动的动作指令，在上述偏差处于阈值的范围外的情况下，向基于上述偏差的符号的正负的规定的一方的电磁动作执行器发送使转矩减小的动作指令的动作指令部； 与上述动作指令相应地使两个电磁动作执行器动作的驱动电路。
全文摘要
本发明提供一种发动机的相位可变装置和其控制装置，其使从相对相位角的变更指令产生后到变更结束所需要的时间缩短而使控制性能提高。与凸轮轴同轴且可相对转动地配置并且从曲柄轴接受旋转转矩而旋转的两个控制旋转体由两个电磁动作执行器进行相对转动，该发动机的相位可变装置具有使凸轮轴和曲柄轴的相对相位角变化的相对相位角变更机构，通过两个电磁动作执行器同时动作，将旋转的两个控制旋转体保持成不能相对转动，并且使动作中的上述两个电磁动作执行器之中的一方的制动转矩下降，使制动转矩下降了的一侧的控制旋转体相对于另一方的控制旋转体相对转动。
文档编号F01L1/34GK102859127SQ201080066409
公开日2013年1月2日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者龟田美千广, 户塚拓海 申请人:日锻汽门株式会社