内燃机的可变气门装置的控制器与内燃机的可变气门系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的可变气门装置的控制器、内燃机的可变气门装置中使用的电动机的控制器、内燃机的可变气门系统，其利用向电动机通电产生的发热来降低润滑油的粘性，能够抑制低温起动时的可变气门装置的工作响应性变差。可变气门装置具有根据从相位改变(4)的电动机(12)传递来的动力进行工作的凸轮轴(2)，向减速机构(8)供给润滑油，并且根据凸轮轴的相对旋转位置改变进气门的开闭正时，上述控制器、可变气门系统在发动机的温度比规定温度低的低温起动时，首先在从利用起动征兆检测电路(57)检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，从控制单元(56)持续向电动机的线圈(18)通电规定时间，使线圈发热。
【专利说明】内燃机的可变气门装置的控制器与内燃机的可变气门系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对内燃机的进气门、排气门的工作特性进行控制的内燃机的可变气门装置的控制器与内燃机的可变气门系统。
【背景技术】
[0002]近来，提供了一种利用电动机的驱动旋转力控制进气门、排气门的开闭正时的可变气门装置。
[0003]例如，本 申请人:先前申请的以下专利文献I所记载的可变气门装置通过将来自电动机的旋转驱动力经由减速机构传递至凸轮轴，根据发动机运转状态改变例如进气门的开闭正时，其中，上述减速机构具有偏心凸轮、内齿以及设置在这两者之间的多个滚柱。
[0004]为了顺利地进行所述各结构部件的工作，向该电动式的可变气门装置的减速机构的内部供给对内燃机的各滑动部进行润滑的润滑油。
[0005]专利文献1:(日本)特开2012 - 145036号公报
[0006]在所述公报记载的所述减速机构中，在发动机再起动时，需要对各滚柱与接触部之间进行润滑，因此需要在发动机停止时积存某种程度的润滑油。
[0007]然而，在发动机停止过程中处于低温的状态下，润滑油的粘性增高，因此，在发动机再起动时，存在因所述润滑油的高粘度而导致减速机构等的工作响应性变差的顾虑。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置在发动机即将起动之前向电动机通电，利用其发热降低润滑油的粘性，从而能够抑制可变气门装置的工作响应性变差。
[0009]本申请技术方案I提供一种内燃机的可变气门装置中使用的电动机的控制器，其特征在于，该内燃机的可变气门装置具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性，在所述内燃机的温度比规定温度低的情况下，在从检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动(々9 > 4 7 )开始的期间内，向所述电动机通电规定时间。
[0010]本发明的另一方面提供一种内燃机的可变气门装置的控制器，用于内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性，在所述内燃机的温度比规定温度低的情况下，在从检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，向所述电动机持续通电规定时间。
[0011]并且，本发明的另一方面提供一种内燃机的可变气门装置中使用的电动机的控制器，该内燃机的可变气门装置具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性，在内燃机的温度比规定温度低的情况下，在从检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，至少在所述输出部件的工作受到限制的状态下持续向所述电动机通电规定时间。
[0012]并且，本发明的另一方面提供一种内燃机的可变气门系统，包括:内燃机的可变气门装置，具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性；温度检测机构，检测内燃机的温度；起动征兆检测机构，检测内燃机起动的征兆；控制器，在所述温度检测机构检测到的温度比规定温度低的情况下，在从所述起动征兆机构检测到征兆的时刻到开始通常的控制的期间内，以所述输出部件被限制在工作范围的一侧的状态、并且以使所述输出部件向限制方向工作的方式控制所述电动机，以持续向所述电动机通电规定时间。
[0013]根据本发明，能够通过降低发动机即将起动之前的减速机构内的润滑油的粘性，抑制起动时可变气门装置的工作响应性变差。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明一实施方式的可变气门装置的纵剖视图。
[0015]图2是表示本实施方式的主要结构部件的立体分解图。
[0016]图3是图1的A —A线剖视图。
[0017]图4是图1的B —B线剖视图。
[0018]图5是图1的C —C线剖视图。
[0019]图6是表示本实施方式的工作的时间图。
[0020]图7是表示本实施方式与现有技术的润滑油温度与摩擦之间的关系的特性图。
[0021]附图标记说明
[0022]I…正时链轮(驱动旋转体)；Ia…链轮主体；2…凸轮轴；4…相位改变机构；5…壳体；8…减速机构；9…从动部件(输出部件);12...电动机；13...电动机输出轴；13a…大径部；13b…小径部；13c…台阶部；19...内齿构成部(内齿啮合部)；39…偏心轴部(偏心凸轮机构、偏心凸轮)；41…保持器(保持部件)；43…大径滚珠轴承(偏心凸轮机构)；43a…外圈；43b…内圈；43d…外圈内周面；46…小径油封;48…滚柱;56…控制单元(控制器)；57…起动征兆检测电路。
【具体实施方式】
[0023]以下，根据附图对本发明的内燃机的可变气门装置的控制器以及内燃机的可变气门系统的实施方式进行说明。
[0024]〔第I实施方式〕
[0025]如图1及图2所示,使用于本实施方式的可变气门装置包括作为驱动旋转体的正时链轮1、凸轮轴2和相位改变机构4，正时链轮I利用内燃机的曲轴进行旋转驱动，凸轮轴2经由轴承42旋转自如地支承在气缸盖40上，利用从所述正时链轮I传递来的旋转力进行旋转，相位改变机构4被固定于链条外罩49的外罩部件3覆盖，根据发动机运转状态改变凸轮轴2相对于所述正时链轮I的相对旋转相位。
[0026]所述正时链轮I由链轮主体la、齿轮部Ib和作为内齿啮合部的内齿构成部19构成，链轮主体Ia整体由铁类金属一体地形成为环状，内周面在径向上呈阶梯直径状(段差径状)，齿轮部Ib —体地设置在该链轮主体Ia的外周，经由被缠绕的未图示的正时链条承接来自曲轴的旋转力，内齿构成部19 一体地设置在所述链轮主体Ia的前端侧。
[0027]另外，该正时链轮I在链轮主体Ia与设置在所述凸轮轴2前端部的后述输出部件即从动部件9之间，夹装有一个作为轴承的大径滚珠轴承43，正时链轮I与所述凸轮轴2被该大径滚珠轴承43相对旋转自如地支承。
[0028]所述大径滚珠轴承43由外圈43a、内圈43b以及夹装在外圈43a和内圈43b之间的滚珠43c构成,所述外圈43a固定在链轮主体Ia的内周侧,相对于此，内圈43b固定在后述的从动部件9的外周侧。
[0029]所述外圈43a具有使其内周面43d侧与外部连通的开放部的功能，所述内周面43d的位置比中径滚珠轴承47的外圈47b的外周面的最大偏心轨迹更靠外周侧，中径滚珠轴承47为后述偏心凸轮机构的一部分。
[0030]所述链轮主体Ia在内周侧切割形成有向所述凸轮轴2侧开口的圆环槽状的外圈固定部60。
[0031]该外圈固定部60形成为阶梯直径状，被从轴向压入所述大径滚珠轴承43的外圈43a,并且将该外圈43a的轴向一侧定位。
[0032]所述内齿构成部19 一体地设置在所述链轮主体Ia的前端部，形成为向相位改变机构4的电动机12方向延伸的壁厚较厚的圆筒状，并且在内周形成有波浪形状的多个内齿19a。
[0033]另外，在所述内齿构成部19的前端侧，对置配置有与后述的壳体5 —体的圆环状的内螺纹形成部6。
[0034]此外，在链轮主体Ia的轴向上与内齿构成部19相反一侧的后端部，配置有圆环状的保持板61。该保持板61利用金属板材形成为一体，如图1所示，该保持板61的外径设定为与所述链轮主体Ia的外径大致相同，内周部61a利用较小的按压力从轴向与所述外圈43a的轴向的外端面43e抵接而进行定位。另外,在内周部61a的内周缘的规定位置,一体地设置有朝向径向内侧、即中心轴方向突出的止动凸部6 Ib。
[0035]如图1及图4所示，该止动凸部61b形成为大致扇形形状，前端缘61c形成为与后述的止动槽2b的圆弧状内周面相匹配的圆弧状。此外，在所述保持板61的外周部，在周向的等间隔位置贯通形成有供所述各螺栓7插入的六个螺栓插入孔61e。
[0036]在所述链轮主体Ia (内齿构成部19)及保持板61各自的外周部，在周向的大致等间隔位置分别贯通形成有六个螺栓插入孔lc、61e。另外，在所述内螺纹形成部6，在与各螺栓插入孔lc、61e对应的位置形成有六个内螺纹孔6a，利用插入到这些内螺纹孔6a中的六根螺栓7将所述正时链轮I和保持板61及壳体5从轴向将固定在一起。
[0037]此外，所述链轮主体Ia和内齿构成部19构成为后述减速机构8的外壳。
[0038]另外，所述链轮主体Ia和所述内齿构成部19、保持板61及内螺纹形成部6各自的外径设定为大致相同。
[0039]如图1所示，所述链条外罩49沿上下方向配置固定在气缸盖40和在气缸体的前端侧以覆盖缠绕在所述正时链轮I上的未图示的链条，在与所述相位改变机构4对应的位置形成有开口部49a。另外，在构成该开口部49a的环状壁49b的圆周方向的四个位置一体地形成有突起部49c，并且，在各突起部49c的内部，分别从环状壁49b形成有内螺纹孔49d。
[0040]如图1及图2所示，所述外罩部件3由铝合金材料一体形成为杯状，由鼓出状的外罩主体3a和一体地形成在该外罩主体3a的开口侧的外周缘上的圆环状的安装凸缘3b构成。所述外罩主体3a设置为覆盖所述壳体5的前端部，并且，在外罩主体3a的外周部侧沿轴向一体地形成有圆筒壁3c。该圆筒壁3c在内部形成有保持后述的电刷保持体28的保持用孔3d。
[0041]所述安装凸缘3b在突出设置于圆周方向的大致等间隔位置的四个突片3e上分别贯通形成有螺栓插入孔3g，利用插入到该各螺栓插入孔3g中的螺栓54，经由形成于所述链条外罩49的各内螺纹孔49d将外罩部件3固定在链条外罩49上。
[0042]另外，如图1及图2所示，在所述外罩主体3a的外周侧的台阶部内周面与所述壳体5的外周面之间，夹装有大径的油封50。该大径油封50的横截面形成为大致口字形状，该大径油封50在合成橡胶的基材的内部埋设有芯骨，并且，外周侧的圆环状基部嵌合固定在设置于所述外罩部件3的内周面的阶梯圆环部3f上。利用该大径油封50，抑制在所述链轮I等的旋转驱动过程中飞散的润滑油进入后述的电动机12内。
[0043]所述壳体5包括壳体主体5a和封闭板11，壳体主体5a是利用冲压成形将铁类金属材料形成为有底筒状的筒状部，封闭板11封闭该壳体主体5a的前端开口且由合成树脂这样的非磁性材料形成。
[0044]所述壳体主体5a在后端侧具有圆盘状的分隔壁5b，在该分隔壁5b的大致中央形成有插入后述偏心轴部39的大径的轴部插入孔5c，在该轴部插入孔5c的孔缘上一体地设置有向外罩部件3方向突出的圆筒状的延伸部5d。
[0045]所述分隔壁5b形成为壁厚较薄，其截面形成为凹入形状以覆盖后述的电动机12的线圈18的轴向一侧，并且在所述分隔壁5b的前端面的外周侧一体地设置有厚壁圆环状的内螺纹形成部6。
[0046]所述凸轮轴2在外周对应每一气缸具有两个使未图示的进气门打开的旋转凸轮，并且在前端部一体地设置有所述凸缘部2a。此外，所述旋转凸轮是通常的椭圆形，借助气门挺杆使所述进气门克服气门弹簧的弹簧力打开。
[0047]如图1所示，所述凸缘部2a形成为外径比后述的从动部件9的固定端部9a的外径略大，在组装各结构部件后，其前端面的外周部抵接配置于所述大径滚珠轴承43的内圈43b的轴向外端面。另外，凸缘部2a在前端面从轴向抵接于从动部件9的状态下，利用凸轮螺栓10从轴向进行结合。
[0048]另外，如图4所示，在所述凸缘部2a的外周，沿圆周方向形成有供所述保持板61的止动凸部61b卡入的止动凹槽2b。该止动凹槽2b在圆周方向上形成为规定长度的圆弧状，通过使在该长度范围内转动的止动凸部61b的两端缘分别与周向的对置缘2c、2d抵接，限制凸轮轴2相对于正时链轮I的最大提前角侧或者最大延迟角侧的相对旋转位置。
[0049]此外，所述止动凸部61b比所述保持板61的、从轴向外侧按压在大径滚珠轴承43的外圈43a上的内周部61a更向凸轮轴2的旋转凸轮侧弯曲偏倚，与所述从动部件9的固定端部9a成非接触状态。由此,能够抑制止动凸部61b与固定端部9a之间的干涉。
[0050]所述止动凸部61b与止动凹槽2b构成了止动机构。
[0051]如图1所示，所述凸轮螺栓10头部1a的轴部1b侧端面1c从轴向抵接在后述小径滚珠轴承37的内圈上，在轴部1b的外周形成有外螺纹部，该外螺纹部拧合于从所述凸轮轴2的端部沿轴向形成在内部的内螺纹部。
[0052]所述从动部件9利用铁类金属一体地形成，如图1所示，由形成于前端侧的圆盘状的固定端部9a、从该固定端部9a的内周前端面朝向轴向突出的圆筒部9b、以及一体地形成于所述固定端部9a的外周部且保持多个滚柱48的、作为保持部件的圆筒状的保持器41构成。
[0053]所述固定端部9a使后端面与所述凸轮轴2的凸缘部2a的前端面抵接配置，被所述凸轮螺栓10的轴向力从轴向压接固定于凸缘部2a。
[0054]所述圆筒部9b在中央贯通形成有供所述凸轮螺栓10的轴部1b穿过的插入孔9d，并且在外周侧设置有滚针轴承38。
[0055]如图1?图3所示，所述保持器41从所述固定端部9a的外周部前端起形成为纵截面大致呈横-字形状，形成为与所述圆筒部9b向相同方向突出的有底圆筒状。该保持器41的筒状前端部41a经由空间部44向壳体5的分隔壁5b方向延伸，空间部44是形成在所述内螺纹形成部6与所述延伸部5d之间的圆环状的凹部。另外，在所述筒状前端部41a的周向的大致等间隔位置，分别转动自如地保持多个所述滚柱48的滚柱保持部即大致长方形状的多个滚柱保持孔41b形成于周向的等间隔位置。该滚柱保持孔41b (滚柱48)整体的数量比所述内齿构成部19的内齿19a整体的齿数少一个。
[0056]并且，在所述固定端部9a的外周部与保持器41的底部侧结合部之间，切割形成有对所述大径滚珠轴承43的内圈43b进行固定的内圈固定部63。
[0057]该内圈固定部63由圆环状的外周面和第二固定阶梯面构成,该外周面切割形成为从径向与所述外圈固定部60对置的阶梯状且沿凸轮轴的轴向延伸，第二固定阶梯面一体地形成在该外周面的所述开口的相反侧且沿径向形成。大径滚珠轴承43的内圈43b被从轴向压入到所述外周面，被压入的所述内圈43b的内端面抵接于所述第二固定阶梯面而在轴向上定位。
[0058]所述相位改变机构4由配置在所述凸轮轴2的大致同一轴线上的前端侧的所述电动机12和将该电动机12的旋转速度减速传递至凸轮轴2的减速机构8构成，所述电动机12与所述减速机构8邻接配置。
[0059]如图1、图2所示,所述电动机12是有刷DC电动机,包括与所述正时链轮I 一体旋转的作为磁轭的所述壳体主体5a、旋转自如地设置在该壳体主体5a内部的电动机输出轴13、固定于壳体主体5a内周面的作为定子的半圆弧状的一对永磁铁14、15和固定于所述封闭板11的固定件(固定子)16。
[0060]所述电动机输出轴13形成为阶梯圆筒状，作为电枢发挥功能，所述电动机输出轴13经由形成在轴向的大致中央位置的台阶部13c而分为凸轮轴2侧的大径部13a和电刷保持体28侧的小径部13b。
[0061]在所述大径部13a的外周固定有铁心转子17，并且，在该大径部13a的前端部从轴向一体地形成有偏心轴部39。
[0062]另一方面，圆环部件20被压入固定于所述小径部13b的外周，并且换向器21被从轴向压入固定于该圆环部件20的外周面，利用所述台阶部13c的轴向端面完成轴向上的定位。所述圆环部件20的外径设定为与所述大径部13a的外径大致相同，并且轴向上的长度设定为比小径部13b略短。
[0063]栓体55被压入固定于所述小径部13b的内周面，该栓体55抑制供给到电动机输出轴13、偏心轴部39内的、用于润滑所述各轴承37、38的润滑油向所述电动机12内泄漏。
[0064]所述铁心转子17由具有多个磁极的磁性材料形成，构成为外周侧具有缠绕线圈18的绕线的绕线槽的线圈骨架。所述线圈18以嵌合在所述分隔壁5b的凹部内的形态配置为十分接近该分隔壁5b。
[0065]所述换向器21利用导电材料形成为圆环状，在被分割为与所述铁心转子17的极数相同数目的各换向片上，电连接有所述线圈18的被引出的未图示的绕线的末端。也就是说，所述换向器21在形成于内周侧的折返部夹住绕线末端的前端而被电连接。
[0066]所述永磁铁14、15整体形成为圆筒状,在圆周方向上具有多个磁极,并且其轴向位置与所述铁心转子17的固定位置相比更向前方偏移配置。由此，所述永磁铁14、15的前端部配置为在径向上与所述换向器21、固定件16的后述第一电刷25a、25b等重叠。
[0067]如图5所示，所述固定件16主要由圆盘状的树脂板22、一对树脂支架23a、23b、作为切换电刷(整流子)的一对第一电刷25a、25b、内外两重的圆环状的集电环26a、26b和软辫线束(C r^ ^ )27a、27b构成，树脂板22—体地设置于所述封闭板11的内周侧，树脂支架23a、23b设置于该树脂板22的内侧，第一电刷25a、25b沿径向滑动自如地收容配置在该各树脂支架23a、23b的内部，各前端面利用螺旋弹簧24a、24b的弹簧力从径向与所述换向器21的外周面弹性接触，集电环26a、26b以各外端面露出的状态埋设固定于所述树脂支架23a、23b的前端面，软辫线束27a、27b将所述各第一电刷25a、25b与各集电环26a、26b电连接。
[0068]此外，所述集电环26a、26b构成供电机构的一部分，另外，所述第一电刷25a、25b、换向器21、软辫线束27a、27b等构成为通电切换机构。
[0069]所述封闭板11通过凿密(力、L.A )被定位固定在形成于所述壳体5的前端部内周的凹状台阶部。另外，所述封闭板11在中央位置贯通形成有供电动机输出轴13的一端部等穿过的轴插入孔11a。
[0070]在所述外罩主体3a上，固定有利用合成树脂材料一体地塑模而成的作为供电机构的电刷保持体28。如图1所示，该电刷保持体28主要由大致圆筒状的电刷保持部28a、连接器部28b、一对托架部28c、28c和一对端子片31、31构成，电刷保持部28a形成为侧视时呈大致L字形状，插入到所述保持用孔3d中，连接器部28b设置在该电刷保持部28a的上端部，托架部28c、28c —体地突出设置于所述电刷保持部28a的两侧，固定于所述外罩主体3a，端子片31、31大部分埋设在所述电刷保持体28的内部。
[0071]所述一对端子片31、31沿上下方向平行且形成并且形成为曲柄状，一侧(下端侧)的各端子31a、31a以露出状态配置在所述电刷保持部28a的底部侧，另一方面，另一侧(上端侧)的各端子31b、31b突出设置在所述连接器部28b的阴嵌合槽28d内。另外，所述另一侧端子31b、31b经由未图示的阳端子与蓄电池电源电连接。
[0072]所述电刷保持部28a在沿大致水平方向(轴向)延伸配置且形成于内部的上下位置的圆柱状的贯通孔内固定有套筒状的滑动部29a、29b，并且，各前端面分别从轴向与所述各集电环26a、26b抵接的第二电刷30a、30b以在轴向上滑动自如的方式被保持在该各滑动部29a、29b的内部。
[0073]该各第二电刷30a、30b形成为大致长方体形状，利用弹性安装在其自身与面向各贯通孔底部侧的所述一侧端子31a、31a之间的第二螺旋弹簧32a、32b的弹簧力被分别向所述各集电环26a、26b方向靠压。
[0074]另外，在所述第二电刷30a、30b的后端部与所述一侧端子31a、31a之间,焊接固定有一对具有挠性的软辫线束33a、33b，将所述两者电连接。该软辫线束33a、33b的长度被设定为:在所述第二电刷30a、30b利用所述各螺旋弹簧32a、32b最大程度进出时限制其最大滑动位置、从而使所述第二电刷30a、30b不会从所述各滑动部29a、29b脱落的长度。
[0075]另外，在形成于所述电刷保持部28a的基部侧外周的圆环状的嵌装槽内，嵌装保持有环状密封部件34，在所述电刷保持部28a被插入到所述保持用孔3d中时，所述密封部件34与所述圆筒壁3d弹性接触，将电刷保持部28a内密封。
[0076]所述连接器部28b使所述另一侧端子31b、31b经由阳端子与作为控制器的控制单元56电连接，所述另一侧端子31b、31b与上端部被插入未图示的所述阳端子的前述嵌合槽28d面对。
[0077]如图2所示，所述托架部28c、28c形成为大致三角形形状，在两侧部贯通形成有螺栓插入孔28e、28e。向形成于所述外罩主体3a的未图示的一对内螺纹孔中拧入的各螺栓插入到该各螺栓插入孔28e、28e，将所述电刷保持体28经由各托架部28c、28c固定于外罩主体3a。
[0078]所述电动机输出轴13和偏心轴部39被小径滚珠轴承37和所述滚针轴承38旋转自如地支承，该小径滚珠轴承37设置在所述凸轮螺栓10的头部1a侧的轴部1b的外周面，该滚针轴承38设置在所述从动部件9的圆筒部9b的外周面,且配置在小径滚珠轴承37的轴向侧部。
[0079]所述小径滚珠轴承37的内圈37a被以夹持状态固定在所述从动部件9的圆筒部9b的阶梯状前端缘与凸轮螺栓10的头部的端面1c之间，另一方面，外圈37b被压入固定在所述电动机输出轴13的台阶部13c附近的内周面上，并且与所述台阶部13c的内侧阶梯面抵接而完成轴向的定位。
[0080]所述滚针轴承38由圆筒状的轴承保持架38a和多个作为转动体的滚针38b构成，轴承保持架38a被压入到偏心轴部39的内周面上，滚针38b旋转自如地保持在该轴承保持架38a的内部。所述轴承保持架38a的轴向一端抵接在小径滚珠轴承37的外圈37b的对置侧面上，另一方面，滚针38b在所述从动部件9的圆筒部9b的外周面上转动。
[0081]另外，在所述电动机输出轴13 (偏心轴部39)的外周面与所述壳体5的延伸部5d的内周面之间，设置有阻止润滑油从减速机构8的内部向电动机12内渗漏的小径的油封46。该小径油封46由基部46a、密封部46b和支承簧()气H V >夕'' )构成，基部46a被固定在所述延伸部5d的内周上，密封部46b —体地设置于该基部46a的内周部，且该密封部46b的内周与所述电动机输出轴13的大径部13a的外周面滑动接触，支承簧对该密封部46b向大径部13a的外周面方向施力。另外，该小径油封46经由所述延伸部5d从轴向充分接近所述线圈18配置。
[0082]所述控制单元56根据来自未图示的曲柄角传感器、空气流量计、检测发动机的冷却水温度的水温传感器、检测发动机的油温的油温传感器以及油门开度传感器等各种传感器类部件的信息信号来检测当前的发动机运转状态，进行发动机控制，并且经由所述连接器端子31b、第二电刷30a、30b等向线圈18输出控制电流，进行电动机输出轴13的旋转控制。
[0083]另外，该控制单元56具有例如检测车辆的车门的锁定解除状态的、作为起动征兆检测机构的起动征兆检测电路57。
[0084]在发动机停止后利用所述水温传感器检测到的发动机水温处于规定温度以下的低温状态的情况下，在对门锁进行解除操作时，该起动征兆检测电路57检测出该解除信号并开始向所述电动机12的线圈18通电，在直到曲轴转动开始之前的期间内持续通电。
[0085]此外，除了车辆门锁解除信号之外，起动征兆检测电路57还能够检测出该车门的打开信号例如后行李箱盖的打开信号等、例如驾驶员起动发动机之前(曲轴转动前)的现象，并向线圈18通电。
[0086]如图1及图3所示，所述减速机构8主要由进行偏心旋转运动的所述偏心轴部39、设置在该偏心轴部39外周的中径滚珠轴承47、设置在该中径滚珠轴承47外周的所述滚柱48、在转动方向上保持该滚柱48且允许径向移动的所述保持器41以及与该保持器41 一体的所述从动部件9构成。利用所述偏心轴部39和中径滚珠轴承47构成偏心凸轮机构。
[0087]所述偏心轴部39形成为阶梯直径(段差径)的圆筒状，前端侧从轴向与前述的电动机输出轴13的大径部13a结合成一体，并且，形成于外周面的凸轮面39a的轴心Y相对电动机输出轴13的轴心X向径向略微偏心。
[0088]所述中径滚珠轴承47在所述滚针轴承38的径向位置设置成整体大致重叠的状态，由内圈47a、外圈47b及夹装在内圈47a与外圈47b之间的滚珠47c构成。所述内圈47a被压入固定在所述偏心轴部39的凸轮面39a上，与此相对，所述外圈47b在轴向上没有被固定，而是形成为自由状态。也就是说，该外圈47b的轴向的电动机12 —侧的一端面与哪个部位都不接触，另外，在轴向的另一端面和与该另一端面对置的保持器41的内侧面之间形成有微小的间隙，从而使外圈47b形成为自由状态。
[0089]另外，所述各滚柱48的外周面转动自如地抵接于该外圈47b的外周面，并且在该外圈47b的外周侧形成有圆环状的间隙，利用该间隙，中径滚珠轴承47整体能够伴随着所述偏心轴部39的偏心旋转向径向偏心移动。
[0090]所述各滚柱48由铁类金属形成，所述各滚柱48 —边伴随着所述中径滚珠轴承47的偏心运动向径向移动一边嵌入到所述内齿构成部19的内齿19a中，并且，该各滚柱48 —边在周向方向上被保持器41的滚柱保持孔41b的两侧缘引导一边在径向上进行摆动运动。
[0091]润滑油由润滑油供给机构向所述减速机构8的内部供给。该润滑油供给机构由油供给通路、油供给孔51和小径的油孔52构成，油供给通路形成在所述气缸盖40的轴承42的内部，被从未图示的主油道供给润滑油，如图1所示，油供给孔51沿轴向形成在所述凸轮轴2的内部，经由沟槽与所述油供给通路连通，所述小径的油孔52沿轴向贯通形成在所述从动部件9的内部，一端经由环状通路51a向该油供给孔51开口，另一端向所述滚针轴承38与中径滚珠轴承47的附近开口。
[0092]利用该润滑油供给机构向所述空间部44供给润滑油，润滑油从此处润滑中径滚珠轴承47、各滚柱48，并进一步流入偏心轴部39与电动机输出轴13的内部，用于润滑滚针轴承38、小径滚珠轴承37等可动部。另外，利用所述小径油封46阻止流入所述空间部44内的润滑油向壳体5内渗漏。所述电动机12与减速机构8的邻接配置包括所述电动机12与所述减速机构8 —体构成的情况，电动机输出轴13 (偏心轴部39)插入减速机构8内部，电动机12的壳体主体5a与减速机构8的外壳即链轮主体Ia —体构成。
[0093]〔本实施方式的作用〕
[0094]以下，对本实施方式的作用进行说明。
[0095]首先，发动机的曲轴在进行旋转驱动时通过正时链条42使正时链轮I旋转，其旋转力经由内齿构成部19与内螺纹形成部6传递至壳体5，也就是说，电动机12进行同步旋转。另一方面，所述内齿构成部19的旋转力从各滚柱48经由保持器41及从动部件9传递至凸轮轴2。由此，凸轮轴2的旋转凸轮使进气门进行开闭工作。
[0096]并且，在发动机起动后的规定的发动机运转时，从所述控制单元56经由各端子片31、31、各软辫线束32a、32b、第二电刷30a、30b、各集电环26a、26b等向电动机12的线圈18通电。由此，电动机输出轴13被驱动旋转，其旋转力经由减速机构8减速，减速后的旋转力传递至凸轮轴2。
[0097]S卩，在偏心轴部39伴随着所述电动机输出轴13的旋转而进行偏心旋转时，在电动机输出轴13每旋转一圈的过程中，各滚柱48都一边在保持器41的各滚柱保持孔41b中被向径向引导，一边越过所述内齿构成部19的一个内齿19a，转动着移动至邻接的另一个内齿19a，一边依次反复进行上述动作一边向圆周方向旋转接触(転接)。利用该各滚柱48的转动接触，使所述电动机输出轴13的旋转减速，并且向所述从动部件9传递旋转力。此时的减速比能够通过所述滚柱48的个数等任意设定。
[0098]由此，凸轮轴2相对于正时链轮I进行正反向相对旋转而改变相对旋转相位，控制进气门的开闭正时向提前角侧或者延迟角侧变换。其结果是，进气门的开闭正时向提前角侧或者延迟角侧变换为最大，能够实现发动机的燃油效率、输出功率的提高。
[0099]此外，凸轮轴2相对于所述正时链轮I的正反向相对旋转的最大位置限制(角度位置限制)，是通过使所述止动凸部61b的各侧面抵接于所述止动凹槽2b的各对置面2c、2d中的任一方来进行的。
[0100]并且，在本实施方式中，例如在发动机停止且经过较长时间，起动所述发动机之前的发动机温度处于规定温度以下的状态的情况下，例如在驾驶员为了起动车辆而进行了车门的锁定解除操作时，所述起动征兆检测电路57检测出该锁定解除信号，该起动征兆检测电路57经由控制单元56立刻输出开始向所述电动机12的线圈18通电的信号。
[0101]S卩，如图6的时间图所示，所述起动征兆检测电路57检测出发动机起动的征兆即门锁解除信号，将该解除信号输出到控制单元56，开始从该控制单元56向所述线圈18通电。该通电持续时间一直持续到即将为了起动发动机而对点火开关进行接通操作之前，通常约为10?20秒。在经过该通电时间后，切断向线圈18进行的通电。向所述线圈18通电的通电量是不使所述电动机轴13进行旋转驱动的程度的电流量。
[0102]之后，在对点火开关进行接通操作后，在被初始化后，再次从控制单元56向电动机12的线圈18通电，该电流是使电动机输出轴13进行旋转驱动的电流量，由此，使减速机构8工作,所述凸轮轴2相对于正时链轮I进行正反向相对旋转,控制相对旋转相位转变为适合发动机起动的最提前角与最延迟角之间的中间相位位置。之后，曲轴转动开始。
[0103]此外，利用所述起动征兆检测电路57进行完检测之后的从控制单元56向线圈18的通电持续进行一定时间，在曲轴转动开始之后，停止通电，之后，如前所述那样根据发动机运转状态从所述控制单元56向所述线圈18供给通常的相位改变机构4工作用的电流。
[0104]这样,通过在起动前的一定时间内向线圈18通电,使该线圈18发热并向所述分隔壁5b传热，由此能够使所述小径油封46变热，并且能够经由减速机构8的各滚柱48、滚珠轴承47等各结构部件使内部的润滑油变热，因此，能够提高之后的减速机构8的工作的响应性。
[0105]S卩，由于在低温时，所述小径油封46的内周侧的橡胶制的密封部件46b硬化，柔软性降低，并且被支承簧的弹簧力向直径缩小的方向施力，因此对电动机输出轴13的外周面的束紧力增大。因此，在曲轴转动初期，所述小径油封46与电动机输出轴13的外周面之间的摩擦增大，无法获得电动机输出轴13的迅速旋转。另外，减速机构8内的润滑油的粘性增高，滚珠轴承47等因粘性阻力而导致工作性变差。另外，在所述小径油封46 —侧，附着于密封部46b的润滑油的高粘性也产生影响。
[0106]因此，在本实施方式中，利用向所述线圈18通电所带来的发热，能够经由分隔壁5b使所述小径油封46变热而使其迅速恢复柔软性，并且还能够使减速机构3内的润滑油的粘性迅速降低。并且，在向所述线圈18持续通电5秒以上时，线圈18的发热急速上升至大约40°C。因此，能够在短时间内使所述各结构部件、润滑油变热。
[0107]因此，关于发动机起动时利用相位改变机构4变换凸轮轴2的相对旋转相位的速度，如图6的下侧所示，在没有预先向所述线圈18通电的以往的情况(虚线)下，若从所述曲轴转动开始的时刻起为了驱动电动机12而向线圈18通电，则驱动之前的上升速度约为8sec，开始驱动。与此相对，在如本实施方式那样预先向线圈18通电的情况(实线)下，驱动之前的上升速度约为2sec，时间极短。因此，相位改变机构4 (VTC)的工作响应性良好，能够实现发动机起动性的提高。
[0108]这样，在本实施方式中，通过借助起动征兆检测电路57在发动机的曲轴转动开始之前向线圈18通电而使之发热，恢复小径油封46的柔软性并降低润滑油的粘度，能够减少小径油封46与电动机输出轴13之间的摩擦、以及减速机构8的各结构部件的摩擦。
[0109]图7是通过实验验证减速机构8内的润滑油的温度与相位改变机构4 (减速机构8)的摩擦之间的关系的结果，比较不预先向线圈18通电的以往的情况(细实线)与如本实施方式那样预先向线圈18通电的情况(粗实线)可知，在发动机起动开始后经过规定时间的过程中，伴随着润滑油的温度上升，两者的摩擦都减小，但在起动初期，在以往的情况中，润滑油的摩擦大，相对于此，在本实施方式中，摩擦十分小。这是因为，如前所述，润滑油的粘性因向线圈18进行的通电而大为不同。
[0110]因此，在本实施方式中，能够在发动机的低温起动时有效地抑制因润滑油的粘性等而产生的大摩擦，因此，能够提高相位改变机构4在发动机起动初期对所述进气门的开闭正时的控制响应性，获得良好的起动性。能够提高相位改变机构4的工作响应性。
[0111]此外,在于所述发动机停止时利用所述相位改变机构4预先将凸轮轴2控制固定在适合低温起动的相对旋转相位、例如中间旋转相位的情况下，无需一定利用起动征兆检测电路预先向线圈18通电，但若始终设定为预先进行通电，则能够非常有助于之后的相位改变机构4的工作响应性的提高。
[0112]另外，如前所述，由于减速机构8不会受到润滑油的大的粘性阻力，因此能够减小所述电动机12的输出转矩。由此，能够实现可变气门装置整体的小型化与轻型化。
[0113]本发明并不局限于所述实施方式的结构，例如，也可以利用所述起动征兆检测电路57检测征兆状态，利用计时器等将向线圈18通电的持续时间设定在规定时间内。
[0114]另外，在本实施方式中，借助起动征兆检测电路57向线圈18通电的电流量设定为用于进行发热的大小，但也可以根据起动时的发动机水温、油温减少向所述线圈18通电的电流量，或者使向所述线圈18通电的电流量与相位改变机构4的驱动用的电流量相同。
[0115]在所述实施方式中，示出了将可变气门装置设置在发动机的进气门侧的情况，但也可以将其设置在排气门侧。在该情况下，在发动机停止时，利用相位改变机构将凸轮轴的相对旋转相位控制在最提前角侧。
[0116]并且，所述发动机温度不仅能够使用所述水温传感器，还能够使用油温传感器。
[0117]以下，对根据所述实施方式能够把握到的
【发明内容】
以外的其他发明的技术思想进行说明。
[0118]〔技术方案A〕如技术方案I所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，在从具有所述内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，当持续向所述电动机通电规定时间时，所述输出部件为不工作状态。
[0119]〔技术方案B〕如技术方案I所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，在从具有所述内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，向所述电动机通电的电流是最大电流。
[0120]〔技术方案C〕如技术方案I所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，在从具有所述内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，持续向所述电动机通电。
[0121]〔技术方案D〕如技术方案2所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，在曲轴转动开始的时刻，在所述输出部件的工作被限制的状态下，中止向所述电动机通电。
[0122]〔技术方案E〕如技术方案D所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，在曲轴转动过程中，将所述电动机控制为发动机气门的工作特性适合发动机起动的状态。
[0123]〔技术方案F〕如技术方案E所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，与为了在曲轴转动过程中控制所述输出部件而向电动机通电的电流量相比，在从具有内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内向所述电动机通电的电流量更大。
[0124]〔技术方案G〕如技术方案2所记载的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，当使内燃机停止时，在控制为所述输出部件的工作受到限制的状态之后停止。
[0125]〔技术方案H〕如技术方案3所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述电动机的输出轴被插入到减速机构的内部，所述输出轴构成所述减速机构的一部分。
[0126]〔技术方案I〕如技术方案H所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，在所述电动机与减速机构之间设置有密封部件，该密封部件限制对所述减速机构进行润滑的润滑油向电动机侧侵入，该密封部件的内周部被配置为在所述电动机的输出轴上滑动。
[0127]〔技术方案J〕如技术方案I所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述电动机是有刷直流电动机，线圈以与输出轴一体旋转的方式缠绕。
[0128]〔技术方案K〕如技术方案J所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述密封部件从轴向接近所述线圈配置。
[0129]能够使密封部件的温度迅速上升。
[0130]〔技术方案L〕如技术方案J所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，在所述电动机与减速机构之间设置有将两者分隔开的金属制的分隔壁，并且将该分隔壁与所述线圈接近配置。
[0131]〔技术方案M〕如技术方案L所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述分隔壁的接近所述线圈的部位形成为比其他部位的壁厚薄。
[0132]〔技术方案N〕如技术方案3所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述可变气门装置通过所述输出部件进行旋转工作来改变发动机气门的气门正时。
[0133]〔技术方案O〕如技术方案3所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述温度检测机构是检测内燃机的冷却水的温度的水温传感器。
[0134]〔技术方案P〕如技术方案3所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述温度检测机构是检测内燃机的润滑油的温度的油温传感器。
[0135]〔技术方案Q〕如技术方案3所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述起动征兆检测机构将内燃机停止且处于被锁住的状态的车辆的车门解除锁定这一现象判断为起动征兆。
[0136]〔技术方案R〕如技术方案L所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，在从所述起动征兆检测机构检测到起动的征兆的时刻到开始通常的控制的期间内，所述输出部件被限制在工作范围的最提前角位置。
[0137]〔技术方案S〕如技术方案L所记载的内燃机的可变气门系统，其特征在于，在从所述起动征兆检测机构检测到起动的征兆的时刻到开始通常的控制的期间内，所述输出部件被限制在工作范围的最延迟角位置。
【权利要求】
1.一种内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于，用于内燃机的可变气门装置，该内燃机的可变气门装置具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性， 在所述内燃机的温度比规定温度低的情况下，在从检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，向所述电动机持续通电规定时间。
2.如权利要求1所述的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于， 在从具有所述内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，当持续向所述电动机通电规定时间时，所述输出部件为不工作状态。
3.如权利要求2所述的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于， 在曲轴转动开始的时刻，在所述输出部件的工作被限制的状态下，中止向所述电动机通电。
4.如权利要求3所述的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于， 在曲轴转动过程中，将所述电动机控制为发动机气门的工作特性适合发动机起动的状态。
5.如权利要求4所述的内燃机的可变气门装置的控制器，其特征在于， 与为了在曲轴转动过程中控制所述输出部件而向电动机通电的电流量相比，在从具有内燃机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内向所述电动机通电的电流量更大。
6.一种内燃机的可变气门装置中使用的电动机的控制器，其特征在于，该内燃机的可变气门装置具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性， 在内燃机的温度比规定温度低的情况下，在从检测到发动机起动的征兆的时刻到曲轴转动开始的期间内，在所述输出部件的工作受到限制的状态下至少在规定时间内持续向所述电动机通电。
7.一种内燃机的可变气门系统，其特征在于，包括: 内燃机的可变气门装置，具有根据从电动机经由与该电动机邻接的减速机构传递来的动力进行工作的输出部件，向所述减速机构供给润滑油，并且根据所述输出部件的工作改变发动机气门的工作特性； 温度检测机构，检测内燃机的温度； 起动征兆检测机构，检测内燃机起动的征兆； 控制器，在所述温度检测机构检测到的温度比规定温度低的情况下，在从所述起动征兆检测机构检测到征兆的时刻到开始通常的控制的期间内，以所述输出部件被限制在工作范围的一侧的状态、并且以使所述输出部件向限制方向工作的方式控制所述电动机，以持续向所述电动机通电规定时间。
8.如权利要求7所述的内燃机的可变气门系统，其特征在于， 在所述电动机与减速机构之间设置有密封部件，该密封部件限制对所述减速机构进行润滑的润滑油向电动机侧侵入，该密封部件的内周部被配置为在所述电动机的输出轴上滑动。
9.如权利要求8所述的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述电动机是有刷直流电动机，线圈以与所述输出轴一体旋转的方式缠绕。
10.如权利要求9所述的内燃机的可变气门系统，其特征在于，所述密封部件从轴向接近所述线圈配置。
【文档编号】F01L1/34GK104454060SQ201410482812
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2013年9月19日
【发明者】川田真市, 小久保直树 申请人:日立汽车系统株式会社