内燃的制造方法

内燃的制造方法
【专利摘要】本发明提供内燃机，能使在开始转动内燃机的动力输出轴以前对阀的开闭时期进行调节的结构小型化，又能抑制能量的浪费。在内燃机控制部（B）获取了内燃机（E）的起动信息时，将升程量调节装置（D）的升程量调节部（57）向减小阀（Va）的升程量的方向控制，控制相位变更部以使阀开闭时间控制装置（A）的相对旋转相位向适于内燃机（E）起动的相位方向变更。之后，内燃机控制部（B）通过升程量调节部（57）的控制改变升程量，之后，通过起动电机（12）的转动动力输出轴使发动机（E）起动。
【专利说明】内燃机

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种内燃机。

【背景技术】
[0002] 作为具有用于设定燃烧室的阀的开闭时期的阀开闭时间控制装置的内燃机，在专 利文献1中，在内燃机的进气侧凸轮轴中包括阀开闭时间控制装置，在使该阀开闭时间控 制装置动作从而进行阀的开闭时期的控制的油压回路中，包括通过内燃机驱动的第一泵以 及通过电动机驱动的第二泵。
[0003] 在该专利文献1中，在内燃机起动时，直至起动完成之前，第二泵向阀开闭时间控 制装置供给工作油，从而进行阀的开闭时期的控制。
[0004] 另外，在专利文献2的内燃机中，在内燃机的阀开闭用的凸轮轴中包括阀开闭时 间控制装置，在使该阀开闭时间控制装置动作从而进行阀的开闭时期的控制的油压回路 中，包括通过内燃机驱动的第一泵以及通过电动机驱动的第二泵。
[0005] 在该专利文献2中，在内燃机起动时，在开始转动动力输出轴前，进行向阀开闭时 间控制装置的提前角室和滞后角室的一者填充工作油的起动前填充，接下来，向提前角室 供给工作油的同时，向锁定机构供给工作油，进行解锁，之后，开始转动动力输出轴并进行 向发动机的起动转移的控制。
[0006] 另外，在专利文献3的内燃机中，示出了以下的结构：包括贮存来自油泵的工作油 的油压储液器，该油泵被内燃机驱动，当在内燃机起动时等无法向阀开闭时间控制装置供 给充分的工作油时，能够从油压储液器向阀开闭时间控制装置供给工作油。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2007-292027号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2007-154748号公报
[0011] 专利文献3 :日本特开平11-13429号公报


【发明内容】

[0012] 本发明所要解决的问题
[0013] 如专利文献1至3所示，在内燃机起动时，在开始转动动力输出轴以前，向阀开闭 时间控制装置供给流体，由此改变阀的开闭时期，或解除锁定机构的锁定，这从提高内燃机 的起动性的观点出发是所期望的。
[0014] 在此，如果考虑通过阀开闭时间控制装置的控制来改变阀的开闭时期的动作，在 如专利文献1、专利文献2所记载的那样驱动侧旋转体通过正时链条等与曲轴连接的结构 中，在为了改变阀的开闭时期而供给流体时，成为在驱动侧旋转体被固定的状态下从动侧 旋转体旋转的形态。
[0015] 然而，由于从动侧旋转体与凸轮轴直接连结，凸轮轴与使阀开闭的机构连接，因 此，在使从动侧旋转体旋转时需要强力的驱动力，以对抗对阀向升程方向施力的弹簧的施 力使从动侧旋转体能够旋转。
[0016] 由于上述的理由，在如专利文献1或专利文献2所记载的包括通过电动机驱动的 流体压力泵时，将需要强力的电动机，另外，在如专利文献3所记载的包括储液器的结构 中，为了提高贮存在储液器中的流体的压力，可考虑使储液器大型化。在这样的结构中，不 仅引起控制阀开闭时间控制装置的设备大型化，而且从浪费能量的观点出发存在改善的余 地。
[0017] 本发明的目的是提供一种具有合理结构的内燃机，能抑制用于在开始转动内燃机 的动力输出轴以前对阀的开闭时期进行调节的结构大型化，又能抑制进行这种调节时的能 量的浪费。
[0018] 本发明的特征在于，包括升程量调节装置，所述升程量调节装置通过升程量调节 部的驱动力，调节该内燃机的阀开闭用的凸轮轴旋转时的燃烧室的阀的升程量，所述内燃 机包括阀开闭时间控制装置，所述阀开闭时间控制装置将与该内燃机的曲轴同步旋转的驱 动侧旋转体和与所述凸轮轴一体旋转的从动侧旋转体同轴地配置，并具有将所述驱动侧旋 转体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位固定在规定的锁定相位的锁定机构，并且通过相 位变更部的驱动力，有选择地将所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位， 改变为提前角方向或不同于所述提前角方向的滞后角方向，由此调节所述阀的开闭时期， 所述内燃机包括第一辅助部以及第二辅助部，所述第一辅助部在该内燃机停止时能够使所 述升程量调节部调节升程量，所述第二辅助部在该内燃机停止时能够使所述相位变更部改 变相对旋转相位，所述内燃机包括内燃机控制部，所述内燃机控制部当获取了该内燃机的 起动信息时，进行控制所述升程量调节部的升程量调节控制，该升程量调节控制的方向为 向减小所述凸轮轴旋转时从所述阀作用于凸轮轴的推压力的方向，接下来基于规定条件控 制所述相位变更部，以使所述相对旋转相位向所述提前角方向或第二方向变更，接下来控 制所述升程量调节部，以使所述升程量达到对应于所述规定条件的设定值，之后驱动该内 燃机的起动电机。
[0019] 根据该结构，在内燃机控制部获取了内燃机的起动信息时，该内燃机控制部控制 升程量调节部，由此第一辅助部实现升程量调节控制，以使凸轮轴旋转时从阀作用于凸轮 轴的推压力减小。接下来，内燃机控制部基于规定条件控制相位变更部，第二辅助部将阀开 闭时间控制装置的相对旋转相位设定在提前角方向或滞后角方向。接下来，内燃机控制部 控制升程量调节部，第一辅助部使阀的升程量达到对应于所述规定条件的设定值。之后，内 燃机控制部驱动起动电机，由此开始转动动力输出轴，内燃机能够起动。
[0020] 即，在该控制中，在改变阀开闭时间控制装置的相对旋转相位的时刻，能够减小阀 的升程量从而减小使从动侧旋转体旋转的驱动力，因此即使不使用大型的致动器等而使用 小型的致动器，也能利用很小的能耗来改变阀开闭时间控制装置的旋转相位。之后，通过 使阀的升程量达到对应于所述规定条件的设定值，以使阀适当地开闭的方式转动动力输出 轴，实现内燃机的起动。
[0021] 因此，能构成以下的内燃机，其抑制开始转动内燃机动力输出轴以前用于对阀的 开闭时期进行调节的结构大型化，又能抑制进行这种调节时的能量的浪费。
[0022] 在本发明中，所述内燃机包括：温度传感器，检测所述内燃机的温度；以及旋转相 位传感器，检测所述阀开闭时间控制装置的相对旋转相位，所述规定条件为所述内燃机的 温度，驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位被构成为至少能够被固定在两个 锁定相位上，该两个锁定相位为所述内燃机的温度在规定温度以下时适于所述内燃机起动 的中间锁定相位、以及所述内燃机的温度高于所述规定温度时适于所述内燃机起动的不同 于所述中间锁定相位的滞后角侧锁定相位，所述内燃机包括：温度传感器，检测该内燃机的 温度；以及旋转相位传感器，检测所述阀开闭时间控制装置的相对旋转相位，所述内燃机控 制部基于所述温度传感器和所述旋转相位传感器的检测结果控制相位变更部，在判定为所 述内燃机的温度高于所述规定温度，且所述相对旋转相位处于所述中间锁定相位时，将所 述相对旋转相位设定在所述滞后角侧锁定相位，在判定为所述内燃机的温度在所述规定温 度以下，且所述相对旋转相位处于所述滞后角侧锁定相位时，将所述相对旋转相位设定在 中间锁定相位。
[0023] 由此，在内燃机控制部获取了起动信息时，能够在适于温度在规定温度以下或温 度高于规定温度的阀的开闭时期转动动力输出轴，并进行内燃机的起动。
[0024] 在本发明中，通过所述从动侧旋转体被内置于所述驱动侧旋转体内，具有在所述 驱动侧旋转体与所述从动侧旋转体之间分隔形成提前角室和滞后角室的流体压力室，所述 相位变更部通过向所述提前角室供给流体，使所述相对旋转相位向提前角方向变化，通过 向所述滞后角室供给流体，使所述相对旋转相位向滞后角方向变化，所述第二辅助部由在 加压状态下贮存所述流体的储液器构成，或由通过电力来排出所述流体的电动流体压力泵 构成。
[0025] 由此，在进行相位变更控制而使阀开闭时间控制装置的相对旋转相位向提前角方 向或滞后角方向变更时，阀的升程量减小，因此，在第二辅助部由储液器构成的结构中，不 需要使用大型的储液器，在第二辅助部由电动流体压力泵构成的结构中，不需要使用大型 的电动机。
[0026] 本发明也可以是，锁定机构将驱动侧旋转体和从动侧旋转体的相对旋转相位设定 成，滞后角侧锁定相位被设定在最大滞后角或最大滞后角附近的相位。
[0027] 由此，温度在规定温度以下的内燃机起动时，锁定机构将相对旋转相位锁定在最 大滞后角或最大滞后角附近的相位，由此实现良好的起动。

【专利附图】

【附图说明】
[0028] 图1是表示本发明实施方式的发动机、阀开闭时间控制装置以及控制系统的示意 图。
[0029] 图2是表示本发明实施方式的阀开闭时间控制装置的剖面和控制结构的图。
[0030] 图3是图2的III-III线剖视图。
[0031] 图4是阀开闭时间控制装置的图2的IV-IV线剖视图。
[0032] 图5是阀开闭时间控制装置的图2的V-V线剖视图。
[0033] 图6是表示本发明实施方式的将升程量设定成最大的状态的升程量调节装置的 图。
[0034] 图7是表示本发明实施方式的将升程量设定成最小的状态的升程量调节装置的 图。
[0035] 图8是本发明实施方式的发动机起动控制的流程图。
[0036] 图9是表示本发明其他实施方式的阀开闭时间控制装置的剖面和控制结构的图。
[0037] 附图标记说明
[0038] 7a凸轮轴(进气凸轮轴）
[0039] 12起动电机
[0040] 14旋转相位传感器
[0041] 15温度传感器
[0042] 20驱动侧旋转体(外部转子）
[0043] 30从动侧旋转体（内部转子）
[0044] 57升程量调节部(转动驱动部）
[0045] A阀开闭时间控制装置
[0046] B内燃机控制部(发动机控制单元）
[0047] C流体压力室
[0048] Ca提前角室
[0049] Cb滞后角室
[0050] D升程量调节装置
[0051] E内燃机(发动机）
[0052] L锁定机构
[0053] P2电动流体压力泵(第二油压泵）
[0054] Sa提前角方向
[0055] Sb滞后角方向
[0056] Va阀(进气阀）
[0057] Max最大位置
[0058] Min最小位置

【具体实施方式】
[0059] 以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0060] 〔基本结构〕
[0061] 如图1及图2所示，作为内燃机的发动机E被构成为，包括与作为凸轮轴的进气凸 轮轴7a同轴地配置并与曲轴1同步旋转的阀开闭时间控制装置A，以控制作为阀的进气阀 Va的开闭时期(定时)。
[0062] 发动机E的结构是四冲程式发动机：在气缸体2的上方连接有气缸盖3,在气缸体 2所形成的多个缸膛中2a收装有滑动自如的活塞4,活塞4通过连杆5与曲轴1连接。
[0063] 在气缸盖3上具有向燃烧室90进气的进气阀Va、排出燃烧室90的燃烧气体的排 气阀Vb，另外还具有用于控制进气阀Va的进气凸轮轴7a和用于控制排气阀Vb的排气凸轮 轴7b。另外，正时链条6卷绕在曲轴1的输出链轮1S、阀开闭时间控制装置A的外部转子 20 (驱动侧旋转体的一个例子）的驱动链轮22S和排气凸轮轴7b的轴链轮7S之间。
[0064] 在气缸盖3上，连接有经由进气阀Va向燃烧室90供给空气的进气歧管8与经由 排气阀Vb从燃烧室90排出排放气体的排气歧管9。汽缸盖3中包括火花塞10以及燃料喷 嘴11。在发动机E的外部具有向曲轴1提供旋转力的起动电机12。
[0065] 该发动机E是四冲程式发动机，多个活塞4依次进行进气冲程、压缩冲程、燃烧冲 程、排气冲程。与上述冲程关联，曲轴1的旋转力从正时链条6传递给进气凸轮轴7a和排 气凸轮轴7b，进气阀Va和排气阀Vb与曲轴1的旋转同步地进行开闭。
[0066] 另外，在该发动机E中，包括进气凸轮轴7a旋转时对进气阀Va的升程量进行调节 的升程量调节装置D，在发动机E工作时，根据发动机E的转速或负载等，控制该升程量调节 装置D。
[0067] 此外，该发动机E为了控制作为阀的排气阀Vb的开闭时期，也可以在作为凸轮轴 的排气凸轮轴7b上同时具有阀开闭时间控制装置A。另外，代替在外部转子20上形成的 驱动链轮22S，也可以在外部转子20上形成正时皮带轮，由此可以通过正时皮带传递曲轴1 的旋转力。与之相同，也可以采用以下结构：在外部转子20的外表面形成齿轮，再通过齿轮 系传递曲轴1的旋转力。
[0068] 发动机E是乘用车等车辆所具有的装置，发动机E与阀开闭时间控制装置A被作 为内燃机控制部的发动机控制单元B控制，该内燃机控制部构成为ECU。发动机E具有用于 检测出曲轴1的旋转姿态的曲轴传感器13,在阀开闭时间控制装置A的附近位置具有用于 检测出外部转子20和内部转子30之间的相对旋转相位的旋转相位传感器14,在发动机E 中包括检测温度的温度传感器15。
[0069][阀开闭时间控制装置]
[0070] 如图1?图5所示，阀开闭时间控制装置A具有：与曲轴1同步旋转的作为驱动侧 旋转体的外部转子20、以及通过连接螺栓33连接在进气凸轮轴7a的作为从动侧旋转体的 内部转子30。它们与进气凸轮轴7a的旋转轴心X呈同轴配置，以旋转轴心X为中心相对旋 转自如地被支承。该阀开闭时间控制装置A的结构是：通过外部转子20与内部转子30的 相对旋转相位（以下称为相对旋转相位）的改变来控制进气阀Va的开闭时期(开闭定时)。
[0071] 外部转子20的结构是：除具有呈圆筒状的转子主体21以外，还具有在沿着旋转轴 心X的方向抵接在转子主体21的一方端部而配置的后部块22、和在沿着旋转轴心X的方向 抵接在转子主体21的另一方端部而配置的前板23、以及用于连接后部块22和前板23的多 个连接螺栓24。在后部块22的外周形成有驱动链轮22S，旋转力从曲轴1传递到驱动链轮 22S，转子主体21的圆筒状的内壁面21A与向接近旋转轴心X的方向（径向内侧）突出的多 个突出部21T形成一体。
[0072] 对于一个突出部21T，从旋转轴心X以放射状方式形成有一对引导槽21G，这些引 导槽21G中插入有能进退自如的板状的锁定部件25。转子主体21的内部具有作为施力单 元的锁定弹簧26,其对锁定部件25朝向接近旋转轴心X的方向施力。根据该结构，由一方 的锁定部件25与对其向突出方向施力的锁定弹簧26构成第一锁定机构L1 ;由另一方的锁 定部件25与对其向突出方向施力的锁定弹簧26构成第二锁定机构L2。此外，将第一锁定 机构L1与第二锁定机构L2的上位概念称为锁定机构L，锁定部件25的形状不限于板状，例 如也可以是棒状。
[0073] 内部转子30上除形成有与旋转轴心X呈同轴的气缸内表面状的内周面30S以外， 还形成有以旋转轴心X为中心的外周面30T，在该外周面30T上嵌入有多个向外突出的叶片 31。在该内部转子30的沿旋转轴心X的方向的一方端部形成有凸缘状部32,在该凸缘状部 32的内周位置的孔部中插入连接螺栓33,利用连接螺栓33使内部转子30连接在进气凸轮 轴7a上。
[0074] 另外，通过将内部转子30嵌入（内置于）外部转子20中，在由转子主体21的内侧 表面（圆筒状的内壁面21A以及多个突出部21T)与内部转子30的外周面30T包围的区域 中形成流体压力室C。另外，该流体压力室C被叶片31分隔而形成提前角室Ca和滞后角室 Cb。如此，相位变更部81被构成为具有提前角室Ca、滞后角室Cb和叶片31，并通过油压改 变相对旋转相位的油压工作型。在内部转子30中形成有与提前角室Ca连通的提前角流路 34、与滞后角室Cb连通的滞后角流路35以及解锁流路36。
[0075] 在该内部转子30的外周形成有：上述第一锁定机构L1的锁定部件25和第二锁定 机构L2的锁定部件25能与之卡合和脱离的槽状的中间锁定凹部37、和第二锁定机构L2的 锁定部件25能与之卡合和脱离的最大滞后角锁定凹部38。相对于内部转子30的外周面 30T，该中间锁定凹部37与最大滞后角锁定凹部38形成为向旋转轴心X方向下凹的凹部。 解锁流路36与中间锁定凹部37连通，提前角流路34与最大滞后角锁定凹部38连通。
[0076] 如图3所示，在第一锁定机构L1的锁定部件25和第二锁定机构L2的锁定部件25 与中间锁定凹部37卡合的状态下，各个锁定部件25与该中间锁定凹部37的周向两端部位 置抵接，由此将相对旋转相位固定在中间锁定相位。在该中间锁定相位，向解锁流路36供 给工作油(流体的具体例)，由此对抗锁定弹簧26的施力，解除两个锁定部件25的卡合，如 图4所示，达到解锁状态。此外，中间锁定相位并不是限定能够改变相对旋转相位的区域的 中央相位，也可以是除最大提前角相位和最大滞后角相位以外的中间区域中包含的任何相 位。
[0077] 如图5所示，在第二锁定机构L2的锁定部件25与最大滞后角锁定凹部38卡合的 状态下，将相对旋转相位固定在最大滞后角相位(最大滞后角锁定相位)。在该最大滞后角 锁定相位(滞后角侧锁定相位的一例)，通过向提前角流路34供给工作油，对抗锁定弹簧26 的施力，解除第一锁定部件L1的锁定部件25的卡合，达到解锁状态，并且相对旋转相位向 提前角方向Sa位移。
[0078] 另外，在外部转子20的后部块22与内部转子30之间具有扭簧27。在该扭簧27 对阀开闭时间控制装置A的作用力下，例如相对旋转相位从处于最大滞后角的状态至少到 达中间锁定相位。
[0079] 在该阀开闭时间控制装置A中，外部转子20通过从正时链条6传递过来的驱动力 向驱动旋转方向S的方向旋转。另外，将内部转子30相对于外部转子20向与驱动旋转方 向S相同方向旋转的方向称为提前角方向Sa，将与其相反方向的旋转方向称为滞后角方向 Sb。在该阀开闭时间控制装置A中，曲轴1与进气凸轮轴7a的关系设定成：当相对旋转相 位向提前角方向Sa位移时，随着位移量的增大而提高进气压缩比，当相对旋转相位向滞后 角方向Sb位移时，随着位移量的增大而降低进气压缩比。
[0080] 另外，通过向提前角室Ca供给工作油(流体的具体例子)而使相对旋转相位向提前 角方向Sa位移，通过向滞后角室Cb供给工作油而使相对旋转相位向滞后角方向Sb位移。 将叶片31到达提前角方向Sa的移动端（以旋转轴心X为中心的旋转界限)的状态下的相对 旋转相位称为最大提前角相位，将叶片31到达滞后角侧的移动端（以旋转轴心X为中心的 旋转界限)的状态下的相对旋转相位称为最大滞后角相位。尤其在该实施方式中，被构成为 在最大滞后角相位中，到达最大滞后角锁定相位(滞后角侧锁定相位的一例)，该相位被固 定。
[0081] 此外，最大滞后角相位被包含在滞后角侧相位的概念中，该滞后角侧相位中也包 含最大滞后角附近的相位。另外，最大滞后角相位不限于叶片31位于滞后角侧的移动端的 相位，其为包含该移动端的附近的概念。因此，滞后角侧锁定相位中包含上述的最大滞后角 锁定相位，由此，包含接近中间相位的最大滞后角附近的相位。同样地，最大提前角相位不 限于叶片31位于提前角侧的移动端的相位，其为包含该移动端的附近的概念。
[0082] 特别地，本发明的阀开闭时间控制装置A也可以被构成为：锁定机构L将相对旋 转相位固定在滞后角侧锁定相位时，不仅可以固定在图5所示的最大滞后角锁定相位的相 位，而且也可以固定在与该最大滞后角锁定相位相比内部转子30更靠近提前角方向Sa位 移后的最大滞后角附近锁定相位上。如此，阀开闭时间控制装置A还可以被构成为：能够将 滞后角侧锁定相位设置成规定的滞后角侧相位区域，例如通过在内部转子30上形成多个 凹部，能在该滞后角相位区域固定在两个以上的锁定相位。
[0083] 另外，本发明的阀开闭时间控制装置A也可以被构成为：锁定机构L将相对旋转相 位固定在中间锁定相位时，不仅可以固定在图3所示的中间锁定相位，而且也可以固定在 与图3所示的旋转相位相比内部转子30更靠近提前角方向Sa位移、或更靠近滞后角方向 Sb位移的相位。如此，阀开闭时间控制装置A还可以被构成为：能够将中间锁定相位设置 成规定的中间相位区域，例如通过在内部转子30上形成多个凹部，能在该中间相位区域上 固定在两个以上的锁定相位。
[0084] 〔阀单元〕
[0085] 阀单元VU的结构是在单元壳体中收容有相位控制阀41和锁定控制阀42,并且以 将与该单元壳体形成一体的流路形成轴部43插入内部转子30的内周面30S的形式进行设 置。在该流路形成轴部43的外周形成有与相位控制阀41的接口连通的圆周状的槽状部45 和与锁定控制阀42的接口连通的圆周状的槽状部45,流路形成轴部43的外周与内部转子 30的内周面30S之间具有多个环状的密封件44,用于隔开这些槽状部45。
[0086] 发动机E具有：第一油压泵P1，被发动机E驱动，以将油盘的油作为工作油供给； 以及第二油压泵P2 (电动流体压力泵的一例)，被电动式泵电机Μ驱动，发动机E形成有将 来自该第一油压泵Ρ1和第二油压泵Ρ2的任一方的工作油向相位控制阀41和锁定控制阀 42供给的流路。另外构成有第二辅助部72,所述第二辅助部通过由泵电机Μ、泵电机Μ驱动 的第二油压泵Ρ2以及向泵电机Μ供电的电源PS，在发动机Ε停止时，也能够通过以油压方 式改变相对旋转相位的相位变更部81进行相对旋转相位的变更。
[0087] 发动机控制单元Β通过操作电磁式的相位控制阀41和电磁式的锁定控制阀42从 而实现进气定时的控制（阀开闭时间控制装置Α的动作方式在以下叙述)。相位控制阀41 和锁定控制阀42被收容在单个阀单元VU中，以该阀单元VU的一部分插入到阀开闭时间控 制装置A中的形式进行设置。
[0088] 〔升程量调节装置〕
[0089] 如图1、图6、图7所示，进气阀Va在阀挺杆50的上端具有间隙调节器51，通过阀 弹簧52向关闭方向被施力。另外，间隙调节器51通过工作油的供给，上端部向上方位移， 进气凸轮轴7a的凸轮部7P与摇臂56抵接，由此在排出间隙调节器51内部的工作油的同 时，上端部向下方位移，由此调整凸轮部7P与摇臂56之间以及抵接体56A与抵接辊53之 间的间隙并吸收冲击。抵接辊53被旋转自如地支承在该间隙调节器51的上端。
[0090] 升程量调节装置D包括：支承臂55,以转动轴心Q为中心转动自如；以及摇臂56， 其基端部分支承在上述支承臂55上，并以摆动轴心R为中心摆动自如。设置有与进气阀Va 相等的数量的摇臂56,在各摇臂56的前端形成有抵接体56A，中间辊56B被旋转自如地支 承在各摇臂56的中间。
[0091] 另外，包括作为升程量调节部的电动型的转动驱动部57,以使支承臂55以转动轴 心Q为中心进行转动。该转动驱动部57数量为单个，设有第一辅助部71，该第一辅助部71 通过该转动驱动部57和向转动驱动部57供电的电源PS，即使在发动机E停止时也能够调 节进气阀Va的升程量。
[0092] 在该升程量调节装置D中，进气凸轮轴7a的凸轮部7P与中间辊56B抵接，由此使 摇臂56以转动轴心Q为中心摆动。通过该摇臂56的摆动，进行使抵接体56A与进气阀Va 的抵接辊53抵接、对抗阀弹簧52的施力使进气阀Va打开的动作。
[0093] 当调节升程量时，通过使支承臂55以转动轴心Q为中心进行转动，改变摆动轴心R 的位置，改变进气凸轮轴7a的凸轮部7P抵接时的摇臂56的摆动量。即，通过将摆动轴心R 的位置设定在最大位置Max，使进气阀Va的升程量为最大值Tmax，通过将摆动轴心R的位 置设定在最小位置Min，使进气阀Va的升程量为最小值Tmin。
[0094] 根据该结构，在通过进气凸轮轴7a的旋转，利用来自该进气凸轮轴7a的凸轮部7P 的推压力使得进气阀Va打开时，对抗阀弹簧52的施力使进气阀Va动作，因此有较大的反 作用力作用于进气凸轮轴7a。另外，在通过升程量调节装置D进行减小升程量的控制时，由 于进气阀Va的动作量减小，阀弹簧52的压缩量减小，由此作用于进气凸轮轴7a的反作用 力也减小。
[0095] 升程量调节装置D不限于图6、图7所示的结构，例如，也可以使用具有日本特开 2007-170180号公报、日本特开2009-85136号公报中所示结构的装置。在该实施方式中，仅 为了调节进气阀Va的升程量而设置升程量调节装置D，但也可以一并设置还用于调节排气 阀Vb的升程量的升程量调节装置D。此时，排气阀Vb即为阀，排气凸轮轴7b即为凸轮轴。
[0096] 〔发动机控制单元〕
[0097] 如图1所示，发动机控制单元B使用微处理器或DSP等由软件实现发动机E的控 制，并且具有由软件构成的发动机起动控制部61、相位控制部62、升程量控制部63以及发 动机停止控制部64。这些发动机起动控制部61、相位控制部62、升程量控制部63以及发动 机停止控制部64也可以由硬件构成，还可以由软硬件组合构成。
[0098] 该发动机控制单元B包括获取来自曲轴传感器13、旋转相位传感器14、温度传感 器15和起动开关16的信息的输入系统。另外，该发动机控制单元B还包括向火花塞10、燃 料喷嘴11、起动电机12、阀单元VU的相位控制阀41以及锁定控制阀42、升程量调节装置D 的转动驱动部57以及泵电机Μ输出控制信息的输出系统。
[0099] 发动机起动控制部61设定有基本控制方式，S卩，通过从起动开关16获取起动信 息，使起动电机12动作，并控制火花塞10和燃料喷嘴11从而进行发动机E的起动。特别 地，该发动机起动控制部61基于通过温度传感器15检测到的发动机E的温度、通过旋转相 位传感器14获取的相对旋转相位，先于起动电机12的转动动力输出轴，进行将阀开闭时间 控制装置A的相对旋转相位设定在适于发动机E起动的相位的控制(关于该控制方式，在下 面叙述)。
[0100] 相位控制部62根据发动机E工作时发动机E的转速或发动机负载，在从旋转相位 传感器14反馈相对旋转相位给相位控制部62的状态下控制阀单元VU，将阀开闭时间控制 装置A的相对旋转相位设定为所需的相位。
[0101] 升程量控制部63与相位控制部62同样根据发动机E工作时发动机E的转速或发 动机负载来控制转动驱动部57,从而利用升程量调节装置D调节进气阀Va的升程量。
[0102] 发动机停止控制部64在将发动机E停止时将阀开闭时间控制装置A的相对旋转 相位设定成规定的相位之后，控制火花塞10和燃料喷嘴11来进行发动机E的停止。
[0103] 〔控制方式〕
[0104] 在发动机停止控制部64中，进行驾驶员对制动踏板进行踩踏操作时使发动机E自 动停止的怠速停止控制、以及驾驶员对起动开关16进行关闭操作从而使发动机E停止的手 动停止控制。在怠速停止控制中，使阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位向最大滞后角 相位变化，如图5所示，在转移到最大滞后角锁定状态之后使发动机E停止。另外，在手动 停止控制中，使阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位向中间相位变化，如图3所示，在转 移到中间锁定状态之后使发动机E停止。
[0105] 通过怠速停止控制而使发动机E停止的状况下，起动开关16被关闭操作时，相对 旋转相位被维持在最大滞后角锁定状态。此外，即使如搭载有混合动力系统的车辆那样，利 用发动机E的驱动力进行发电，通过该发电，在电池的充电完成的时刻，进行使发动机Eg 止的控制，也能在发动机E停止时将阀开闭时间控制装置A固定在最大滞后角锁定相位(滞 后角侧锁定相位的一例)。在该〔控制方式〕中，在阀开闭时间控制装置A被固定在最大滞后 角锁定相位的状态下发动机E停止之后，使规定温度的以下的发动机E起动时，如下所述， 通过将相对旋转相位向中间锁定相位转移，很好地起动发动机E。
[0106] 另外，也可以在阀开闭时间控制装置A被固定在中间锁定相位的状态下，发动机E 停止，该停止之后立即使发动机E起动，像这样使温热状态的发动机E起动时，也可在阀开 闭时间控制装置A被固定在中间锁定相位不变的状态下，使发动机E起动，但在该〔控制方 式〕中，下面说明使阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位向最大滞后角锁定相位变更并起 动的例子。
[0107] 在发动机起动控制部61中，在发动机E停止的状态下起动开关16被开启操作时 (获得起动信息时)，按照图8所示的流程进行发动机起动控制。即，当判定为起动开关16 被开启操作时，通过温度传感器15获取发动机E的温度，在S01中，该温度处于不足设定值 的冷热状态("冷")时进入S02,在S02中，发动机起动控制部61根据旋转相位传感器14的 检测信号获取阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位，当判定为处于中间锁定相位时进入 S010,控制起动电机12开始转动动力输出轴，之后进入S011并控制火花塞10和燃料喷嘴 11对发动机E的燃烧室90的混合气进行点火，使发动机E起动。
[0108] 另外，在S01中，判定为发动机E的温度不足设定值，在S02中发动机起动控制部 61判定为阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位不在中间锁定相位时(通常，最大滞后角 锁定相位)，驱动第二油压泵P2的泵电机M，控制升程量调节装置D的转动驱动部57,使支 承臂55以转动轴心Q为中心进行转动，将摆动轴心R的位置设定在最小位置Min。由此，进 气阀Va的升程量减至最小值（S03步骤和升程量调节控制的具体例）。即，在S03步骤中， 控制升程量调节装置D，其控制方向为向减小从进气阀Va作用于进气凸轮轴7a的旋转的推 压力的方向。
[0109] 接下来，在向发动机控制单元B反馈旋转相位传感器14的检测信息的状态下通过 相位控制阀41的控制，利用从第二油压泵P2供给的工作油使相对旋转相位向中间相位的 方向（提前角方向Sa的方向）变化，并固定在中间锁定相位（S04步骤)。此外，在从固定在 最大滞后角锁定相位的状态使相对旋转相位向中间相位的方向变更时，在解锁之后，相对 旋转相位变化。
[0110] 接下来，控制升程量调节装置D的转动驱动部57,控制进气阀Va的升程量使之达 到对应于规定温度以下的发动机起动的设定值（S05步骤)。之后，转向S010、S011步骤的 控制，执行发动机E的起动。
[0111] 与此相反，在起动开关16开启操作时，在S01中，处于通过温度传感器15获取的 发动机E的温度为设定值以上的温热状态("温")时进入S06,在S06中，发动机起动控制部 61根据旋转相位传感器14的检测信号获取阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位，在判定 为处于最大滞后角相位时进入S010,控制起动电机12开始转动动力输出轴，之后进入S011 并控制火花塞10和燃料喷嘴11对发动机E的燃烧室90的混合气进行点火，使发动机E起 动。
[0112] 另外，在S01中判定为发动机E的温度为设定值以上，在S06中发动机起动控制部 61判定为阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位不在最大滞后角相位时(通常，中间锁定 相位)，驱动第二油压泵P2的泵电机M，控制升程量调节装置D的转动驱动部57,使支承臂 55以转动轴心Q为中心进行转动，将摆动轴心R的位置设定在最小位置Min。由此进气阀 Va的升程量减至最小值（S07步骤和升程量调节控制的具体例)。
[0113] 接下来，在向发动机控制单元B反馈旋转相位传感器14的检测信息的状态下通过 相位控制阀41的控制，利用从第二油压泵P2供给的工作油使相对旋转相位向最大滞后角 相位的方向（滞后角方向Sb的方向）变化，并固定在最大滞后角锁定相位（S08步骤)。此 夕卜，从固定在中间锁定相位的状态使相对旋转相位向滞后角相位的方向变更时，在解锁之 后，相对旋转相位变化。
[0114] 接下来，控制升程量调节装置D的转动驱动部57,控制进气阀Va的升程量使之达 到对应于高于规定温度的发动机起动的设定值（S09步骤)。之后，转向S010、S011步骤的 控制，执行发动机E的起动。
[0115] 通过该控制，确认到发动机E的起动时，通过使第二油压泵P2的泵电机Μ停止，由 此发动机Ε的状态转向仅将来自第一油压泵Ρ1的工作油供应给阀单元VU的状态。另外， 发动机Ε呈根据发动机Ε的工作状况调整阀开闭时间控制装置Α的相对旋转相位的状态。
[0116] 在上述结构中，在转动动力输出轴以前，发动机控制单元B对和通过温度传感器 15获取的温度相对应的适于发动机E起动的相对旋转相位与当前相对旋转相位进行比较。 另外，该发动机控制单元B根据从旋转相位传感器14获取的阀开闭时间控制装置A的相对 旋转相位，判定是否适当，在适当时驱动起动电机12,使发动机E起动，在不适当时，在转动 动力输出轴以前，将阀开闭时间控制装置A的相对旋转相位变更为适当的相位。
[0117] 另外，在为了改变相对旋转相位而单独向提前角室Ca或滞后角室Cb供给工作油 的结构中，由于进气凸轮轴7a的凸轮部7P承受来自进气阀Va的较大的反作用力，因此，向 相位变更部81供给的工作油需要具有较高的压力，工作油的油量也增大。基于相同理由， 当阀开闭时间控制装置A的相位变更部81包括电动机时，为了改变相对旋转相位，不仅需 要大型的电动机，而且还需要较大的电力供应。
[0118] 为了解决这种不利情况，在本发明中，利用升程量调节装置D来减小进气阀Va的 升程量(升程量调节控制)，即使不提高工作油的压力或不增大油量，也能够利用较轻的负 载进行相对旋转相位的变更。即，在该设定状态下抑制第一油压泵P1或用于驱动第一油压 泵P1的泵电机Μ的大容量化，所需的工作油的油量也减少。此外，当被构成为相位变更部 81中包括电动机时，电动机能够小型化，用于改变相对旋转相位的电力消耗很少也行。
[0119] 像这样在改变了相对旋转相位之后，使升程量调节装置D的支承臂55向反方向旋 转，由此将进气阀Va的升程量控制成能达到适当的值，在该状态下转动动力输出轴并进行 点火，由此实现发动机E的适当起动。
[0120] 〔其他实施方式〕
[0121] 本发明在所述实施方式以外也可以具有以下结构。
[0122] (a)在实施方式中，通过包括由泵电机Μ驱动的第二油压泵P2来构成第二辅助部 72,但是，如专利文献3所示，也可以包括储液器72a (参照图9)，该储液器72a将由发动机 E驱动的油压泵的工作油在加压状态下进行贮存，在发动机E停止时能将工作油在加压状 态下供应给相位变更部81、升程量调节部(转动驱动部57)。如此，包括作为第二辅助部72 的储液器72a时，不包括泵电机Μ就行，这样能够简化结构。
[0123] (b)升程量调节装置D构成为包括升程量调节部(转动驱动部57)，该升程量调节 部(转动驱动部57)通过工作油的供给进行动作并调节升程量。如此构成的装置作为第二 辅助部72而发挥功能，所述第二辅助部72通过从第二油压泵P2供给的工作油使升程量调 节装置D进行动作，通过该第二油压泵P2以及向泵电机Μ供电的电源PS，即使在发动机E 停止时，也以油压方式调节升程量。
[0124] (c)阀开闭时间控制装置Α的相位变更部81构成为通过电动机的驱动力来改变相 位。如此构成的装置，向相位变更部81供电的电源PS作为第一辅助部71的电源PS而发 挥功能：在发动机E停止时也能够调节进气阀Va的升程量。
[0125] 工业实用性
[0126] 本发明能够用于包括对阀的开闭时期进行控制的阀开闭时间控制装置、以及对阀 的升程量进行设定的升程量调节装置的发动机。
【权利要求】
1. 一种内燃机，其特征在于，包括升程量调节装置，所述升程量调节装置通过升程量调 节部的驱动力，调节该内燃机的阀开闭用的凸轮轴旋转时的燃烧室的阀的升程量， 所述内燃机包括阀开闭时间控制装置，所述阀开闭时间控制装置将与该内燃机的曲轴 同步旋转的驱动侧旋转体和与所述凸轮轴一体旋转的从动侧旋转体同轴地配置，并具有将 所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位固定在规定的锁定相位的锁定机 构，并且通过相位变更部的驱动力，有选择地将所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的 相对旋转相位，改变为提前角方向或不同于所述提前角方向的滞后角方向，由此调节所述 阀的开闭时期， 所述内燃机包括第一辅助部以及第二辅助部，所述第一辅助部在该内燃机停止时能够 使所述升程量调节部调节升程量，所述第二辅助部在该内燃机停止时能够使所述相位变更 部改变相对旋转相位， 所述内燃机包括内燃机控制部，该内燃机控制部当获取了该内燃机的起动信息时，进 行控制所述升程量调节部的升程量调节控制，该升程量调节控制的方向为向减小所述凸轮 轴旋转时从所述阀作用于凸轮轴的推压力的方向，接下来基于规定条件控制所述相位变更 部，所述第二辅助部使所述相对旋转相位向所述提前角方向或滞后角方向变更，接下来控 制所述升程量调节部，所述第一辅助部使所述升程量达到对应于所述规定条件的设定值， 之后驱动该内燃机的起动电机。
2. 如权利要求1所述的内燃机，其特征在于， 所述内燃机包括：温度传感器，检测所述内燃机的温度；以及旋转相位传感器，检测所 述阀开闭时间控制装置的相对旋转相位，所述规定条件为所述内燃机的温度，驱动侧旋转 体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位被构成为至少能够被固定在两个锁定相位上，该两 个锁定相位为所述内燃机的温度在规定温度以下时适于所述内燃机起动的中间锁定相位、 以及所述内燃机的温度高于所述规定温度时适于所述内燃机起动的不同于所述中间锁定 相位的滞后角侧锁定相位， 所述内燃机控制部基于所述温度传感器和所述旋转相位传感器的检测结果控制相位 变更部，在判定为所述内燃机的温度高于所述规定温度，且所述相对旋转相位处于所述中 间锁定相位时，将所述相对旋转相位设定在所述滞后角侧锁定相位，在判定为所述内燃机 的温度在所述规定温度以下，且所述相对旋转相位处于所述滞后角侧锁定相位时，将所述 相对旋转相位设定在中间锁定相位。
3. 如权利要求1或2所述的内燃机，其特征在于， 通过所述从动侧旋转体被内置于所述驱动侧旋转体内，具有在所述驱动侧旋转体与所 述从动侧旋转体之间分隔形成提前角室和滞后角室的流体压力室，所述相位变更部通过向 所述提前角室供给流体，使所述相对旋转相位向提前角方向变化，通过向所述滞后角室供 给流体，使所述相对旋转相位向滞后角方向变化， 所述第二辅助部由在加压状态下贮存所述流体的储液器构成，或由通过电力来排出所 述流体的电动流体压力泵构成。
4. 如权利要求2所述的内燃机，其特征在于， 所述锁定机构将驱动侧旋转体和从动侧旋转体的相对旋转相位设定成，所述滞后角侧 锁定相位被设定在最大滞后角或最大滞后角附近的相位。
【文档编号】F02D41/06GK104061038SQ201410085754
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2013年3月22日
【发明者】向出仁树, 铃木重光, 稻摩直人 申请人:爱信精机株式会社