气门正时控制装置以及气门正时控制装置的控制方法

文档序号:9503269阅读:432来源:国知局
气门正时控制装置以及气门正时控制装置的控制方法
【专利说明】气门正时控制装置以及气门正时控制装置的控制方法
[0001]本申请是申请日为2011年8月11日,申请号为201110229358.8,发明名称为“气门正时控制装置的控制器及内燃机的气门正时控制装置”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及使用电动机可变控制内燃机的气门即进气门及排气门的开闭正时的气门正时控制装置的控制器、内燃机的气门正时控制装置以及气门正时控制装置的控制方法。
【背景技术】
[0003]近来,提供有一种内燃机气门正时控制装置,其经由减速机构向凸轮轴传递电动机旋转力,由此提高控制曲轴和凸轮轴的相对旋转相位的响应性及控制性。
[0004]例如,本申请人先申请的如下专利文献1所记载的气门正时控制装置,其使用多个电刷和集电环对电动机供电,由此,经由减速机构变更凸轮轴和曲轴的相对旋转相位,控制进气门的气门正时。
[0005]专利文献1:(日本)特开2010 - 138735号公报
[0006]但是,在上述现有的气门正时控制装置中,在内燃机机起动时开始所述两者的相对旋转相位的控制的情况下,由于所述电动机从停止的状态驱动,因此,静摩擦作用而可能导致直至实际旋转驱动产生时间的损失,而且抖动(/、>千y夕')变大,刚驱动后不久的控制状态不稳定。

【发明内容】

[0007]本发明是鉴于所述现有技术的课题而开发的,其目的在于提供一种气门正时控制装置的控制器及内燃机气门正时控制装置以及气门正时控制装置的控制方法,能够在内燃机起动时使用电动机谋求提高相位角变换控制的响应性和控制的稳定化。
[0008]本发明第一方面提供的一种气门正时控制装置的控制器,在内燃机起动时,控制所述曲轴和所述凸轮轴的相对旋转相位角使其接近要求相位角,所述控制器的特征在于,在所述内燃机停止时,将所述相对旋转相位角控制为与所述要求相位角不同的目标相位角,从内燃机再起动时由起动电动机进行的曲轴的旋转开始时点到能够由所述检测装置检测所述凸轮轴的旋转位置的期间,使所述相对旋转相位角向接近所述要求相位角的方向变更,在能够由所述检测装置检测所述凸轮轴的旋转位置的时点,开始反馈控制以便通过所述相位变更机构使所述相对旋转相位角与所述要求相位角吻合。
[0009]S卩,本发明的特征在于,在内燃机停止时,在相对于下一次起动时的要求相位角勉强地向前进角侧或者滞后角侧的不同的相位角变换的状态下停止内燃机,在下一次内燃机起动之后,例如利用凸轮扭矩输入等向滞后角方向变换的动力,从静摩擦状态向动摩擦状态转移,或者,预先向电动机输出克服凸轮扭矩的驱动力向前进角方向逐渐地变换,由此,自内燃机起动时开始,从静摩擦状态向动摩擦状态转移。
[0010]本发明第九方面提供的一种气门正时控制装置的控制器,在内燃机起动时,控制所述曲轴和所述凸轮轴的相对旋转相位角使其接近要求相位角,所述控制器的特征在于,在所述内燃机起动时,在将驱动所述电动机的状态保持不变的连续的状态下,基于所述检测装置的检测结果开始控制以使所述相对旋转相位角与所述要求相位角吻合。
[0011]本发明还提供一种气门正时控制装置的控制方法,该气门正时控制装置具有:驱动旋转体,其传递有来自曲轴的旋转力;减速机构,其安装于凸轮轴,并且将所述驱动旋转体的旋转力传递给所述凸轮轴;电动机,其输出轴与所述减速机构结合,利用所述输出轴的旋转力使所述凸轮轴相对于所述驱动旋转体进行相对旋转,使所述曲轴与所述凸轮轴之间的相对旋转相位角变化;对所述曲轴与所述凸轮轴之间的相对旋转相位角进行控制,该气门正时控制装置的控制方法的特征在于,检测所述内燃机的运转状态,并且驱动所述电动机而对所述曲轴与所述凸轮轴之间的相对旋转相位角进行控制,以使所述曲轴与所述凸轮轴之间的相对旋转相位角成为根据所述内燃机的运转状态所要求的要求相位角,在所述内燃机停止时,根据该内燃机停止时的内燃机温度条件,将所述曲轴与所述凸轮轴之间的相对旋转相位角设定为与下一次再起动时的要求相位角对应的相位角。
[0012]根据本发明的气门正时控制装置的控制方法,能够谋求内燃机起动时使电动机的旋转速度减速而将电动机的旋转传递给凸轮轴的减速机构对相位角变换控制的响应性的提尚以及控制的稳定化。
[0013]根据该发明,不仅能够谋求提高内燃机起动时的相位角变换的控制响应性,并且能够进行稳定的控制。
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的气门正时控制装置的一实施方式的纵剖面图;
[0015]图2是表示本实施方式的主要构成部件的分解立体图;
[0016]图3是图1的A —A线剖面图;
[0017]图4是图1的B— B线剖面图;
[0018]图5是图1的C —C线剖面图;
[0019]图6是图1的D向视图;
[0020]图7是气门正时控制装置的侧面图;
[0021]图8是本实施方式的从内燃机停止到冷机起动时的时间图;
[0022]图9是从所述内燃机停止到冷机起动时的控制器的控制流程图;
[0023]图10是本实施方式的热机结束中的从内燃机停止到内燃机起动时的时间图;
[0024]图11是所述热机结束中的从内燃机停止开始起动时的控制器的控制流程图。
[0025]附图标记说明:
[0026]1 正时链轮(驱动旋转体)
[0027]2凸轮轴(从动旋转体)
[0028]3 罩部件
[0029]4 相位变更机构
[0030]8减速机构
[0031]12 电动机
[0032]13电动机轴(输出轴)
[0033]25a,25b第一电刷
[0034]30a,30b第二电刷
[0035]40控制器单元(控制器)
[0036]Q要求相位角
[0037]Q1,Q2目标相位角
【具体实施方式】
[0038]下面,基于【附图说明】本发明所涉及的内燃机的气门正时控制装置及其控制器的实施方式。需要说明的是,本实施方式适用于内燃机的进气侧的气门装置,但是,同样能够适用在排气侧的气门装置。
[0039]如图1?图3所示,该气门正时控制装置包括:通过内燃机的曲轴旋转驱动的驱动旋转体即正时链轮1、经由未图示的轴承旋转自如地支承于气缸盖上且利用从所述正时链轮1传递的旋转力旋转的凸轮轴2、固定于在所述正时链轮1的前方位置配置的未图示的链条罩上的罩部件3、配置于所述正时链轮1和凸轮轴2之间根据内燃机运转状态变更正时链轮1和凸轮轴2的相对旋转相位的相位变更机构4。
[0040]所述正时链轮1的整体由铁类金属一体地形成,所述正时链轮1由内周面为台阶径状的圆环状的链轮主体la和齿轮部lb构成,其中,齿轮部lb —体地设置在该链轮主体la的外周,经由卷绕的未图示的正时链条接受来自曲轴的旋转力。另外,正时链轮1通过中径球轴承43旋转自如地支承在凸轮轴2上,该中径球轴承43安装在形成于所述链轮主体la的内周侧的圆形槽lc和在所述凸轮轴2的前端部一体地具有的厚壁的凸缘部2a的夕卜周之间。
[0041]在所述链轮主体la的前端部外周缘一体地形成有环状突起Id。如图1及图2所示,在该链轮主体la的前端部配置有在所述环状突起Id的前端侧同轴地定位且在内周形成有波形状的内齿19a的环状部件19,并且,在该环状部件19的前端侧配置有与后述的电动机12的壳体5 —体的圆环状的阴螺纹形成部6。
[0042]在所述链轮主体la和环状部件19的外周部,在圆周方向的大致等间隔位置贯通而形成有六个螺栓插通孔le、1%,并且,在所述阴螺纹形成部6,在与各螺栓插通孔le、19b对应的位置形成有六个阴螺纹孔6a,通过插通在这些螺栓插通孔le、19b和阴螺纹孔6a的螺栓7,将正时链轮1、环状部件19及阴螺纹形成部6(壳体5)共同拧紧而进行固定。
[0043]需要说明的是,所述链轮主体la及环状部件19构成后述的减速机构8的外壳。
[0044]另外,所述链轮主体la的环状突起ld、环状部件19及阴螺纹形成部6的各自的外径大致相同。
[0045]并且,如图4所示,在所述链轮主体la的局部内周面上,沿着圆周方向在规定的长度范围内形成有扇状的卡合部即停止凸部If。
[0046]所述罩部件3由铝合金材料一体地形成为杯状,形成于前端部的突出部3a以覆盖所述壳体5的前端部的方式设置,并且,在所述突出部3a的外周部侧,沿轴向一体地形成有圆筒壁3b。也如图1及图8所示,该圆筒壁3b在其内部形成有保持用孔3c,该保持用孔3c的内周面构成后述的电刷保持体28的导向面。
[0047]另外,如图2所示,在罩部件3的外周形成的凸缘部3d上贯通而形成有六个螺栓插通孔3e,罩部件3通过插通于该各螺栓插通孔3e的未图示的螺栓固定在所述链条罩上。
[0048]也如图1所示,在所述突出部3a的外周侧的台阶部内周面和所述壳体5的外周面之间,安装有密封部件即大径的油封50。该大径油封50的横截面为大致3形状,在合成橡胶的基体材料的内部埋设有芯棒,并且,大径油封50的外周侧的圆环状基部嵌合并固定在设置于所述罩部件3的内周面的台阶圆环部3h上。
[0049]所述壳体5具有:将铁类金属材料通过冲压成型而形成为有底筒状的筒状部即壳主体5a、密封该壳主体5a的前端开口的密
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