氣門正時(shí)控制裝置以及氣門正時(shí)控制裝置的控制方法
【專利說明】氣門正時(shí)控制裝置以及氣門正時(shí)控制裝置的控制方法
[0001]本申請是申請日為2011年8月11日，申請?zhí)枮?01110229358.8，發(fā)明名稱為“氣門正時(shí)控制裝置的控制器及內(nèi)燃機(jī)的氣門正時(shí)控制裝置”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及使用電動(dòng)機(jī)可變控制內(nèi)燃機(jī)的氣門即進(jìn)氣門及排氣門的開閉正時(shí)的氣門正時(shí)控制裝置的控制器、內(nèi)燃機(jī)的氣門正時(shí)控制裝置以及氣門正時(shí)控制裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0003]近來，提供有一種內(nèi)燃機(jī)氣門正時(shí)控制裝置，其經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)向凸輪軸傳遞電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)力，由此提高控制曲軸和凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位的響應(yīng)性及控制性。
[0004]例如，本申請人先申請的如下專利文獻(xiàn)1所記載的氣門正時(shí)控制裝置，其使用多個(gè)電刷和集電環(huán)對電動(dòng)機(jī)供電，由此，經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)變更凸輪軸和曲軸的相對旋轉(zhuǎn)相位，控制進(jìn)氣門的氣門正時(shí)。
[0005]專利文獻(xiàn)1:(日本)特開2010 - 138735號公報(bào)
[0006]但是，在上述現(xiàn)有的氣門正時(shí)控制裝置中，在內(nèi)燃機(jī)機(jī)起動(dòng)時(shí)開始所述兩者的相對旋轉(zhuǎn)相位的控制的情況下，由于所述電動(dòng)機(jī)從停止的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)，因此，靜摩擦作用而可能導(dǎo)致直至實(shí)際旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生時(shí)間的損失，而且抖動(dòng)(/、>千y夕')變大，剛驅(qū)動(dòng)后不久的控制狀態(tài)不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)的課題而開發(fā)的，其目的在于提供一種氣門正時(shí)控制裝置的控制器及內(nèi)燃機(jī)氣門正時(shí)控制裝置以及氣門正時(shí)控制裝置的控制方法，能夠在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)使用電動(dòng)機(jī)謀求提高相位角變換控制的響應(yīng)性和控制的穩(wěn)定化。
[0008]本發(fā)明第一方面提供的一種氣門正時(shí)控制裝置的控制器，在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，控制所述曲軸和所述凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位角使其接近要求相位角，所述控制器的特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，將所述相對旋轉(zhuǎn)相位角控制為與所述要求相位角不同的目標(biāo)相位角，從內(nèi)燃機(jī)再起動(dòng)時(shí)由起動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行的曲軸的旋轉(zhuǎn)開始時(shí)點(diǎn)到能夠由所述檢測裝置檢測所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的期間，使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角向接近所述要求相位角的方向變更，在能夠由所述檢測裝置檢測所述凸輪軸的旋轉(zhuǎn)位置的時(shí)點(diǎn)，開始反饋控制以便通過所述相位變更機(jī)構(gòu)使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角與所述要求相位角吻合。
[0009]S卩，本發(fā)明的特征在于，在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，在相對于下一次起動(dòng)時(shí)的要求相位角勉強(qiáng)地向前進(jìn)角側(cè)或者滯后角側(cè)的不同的相位角變換的狀態(tài)下停止內(nèi)燃機(jī)，在下一次內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)之后，例如利用凸輪扭矩輸入等向滯后角方向變換的動(dòng)力，從靜摩擦狀態(tài)向動(dòng)摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)移，或者，預(yù)先向電動(dòng)機(jī)輸出克服凸輪扭矩的驅(qū)動(dòng)力向前進(jìn)角方向逐漸地變換，由此，自內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)開始，從靜摩擦狀態(tài)向動(dòng)摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)移。
[0010]本發(fā)明第九方面提供的一種氣門正時(shí)控制裝置的控制器，在內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，控制所述曲軸和所述凸輪軸的相對旋轉(zhuǎn)相位角使其接近要求相位角，所述控制器的特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，在將驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)保持不變的連續(xù)的狀態(tài)下，基于所述檢測裝置的檢測結(jié)果開始控制以使所述相對旋轉(zhuǎn)相位角與所述要求相位角吻合。
[0011]本發(fā)明還提供一種氣門正時(shí)控制裝置的控制方法，該氣門正時(shí)控制裝置具有:驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體，其傳遞有來自曲軸的旋轉(zhuǎn)力；減速機(jī)構(gòu)，其安裝于凸輪軸，并且將所述驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)力傳遞給所述凸輪軸；電動(dòng)機(jī)，其輸出軸與所述減速機(jī)構(gòu)結(jié)合，利用所述輸出軸的旋轉(zhuǎn)力使所述凸輪軸相對于所述驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)，使所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角變化；對所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角進(jìn)行控制，該氣門正時(shí)控制裝置的控制方法的特征在于，檢測所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)而對所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角進(jìn)行控制，以使所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角成為根據(jù)所述內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)所要求的要求相位角，在所述內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，根據(jù)該內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)的內(nèi)燃機(jī)溫度條件，將所述曲軸與所述凸輪軸之間的相對旋轉(zhuǎn)相位角設(shè)定為與下一次再起動(dòng)時(shí)的要求相位角對應(yīng)的相位角。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的氣門正時(shí)控制裝置的控制方法，能夠謀求內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)使電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減速而將電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)傳遞給凸輪軸的減速機(jī)構(gòu)對相位角變換控制的響應(yīng)性的提尚以及控制的穩(wěn)定化。
[0013]根據(jù)該發(fā)明，不僅能夠謀求提高內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的相位角變換的控制響應(yīng)性，并且能夠進(jìn)行穩(wěn)定的控制。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示本發(fā)明的氣門正時(shí)控制裝置的一實(shí)施方式的縱剖面圖；
[0015]圖2是表示本實(shí)施方式的主要構(gòu)成部件的分解立體圖；
[0016]圖3是圖1的A —A線剖面圖；
[0017]圖4是圖1的B— B線剖面圖；
[0018]圖5是圖1的C —C線剖面圖；
[0019]圖6是圖1的D向視圖；
[0020]圖7是氣門正時(shí)控制裝置的側(cè)面圖；
[0021]圖8是本實(shí)施方式的從內(nèi)燃機(jī)停止到冷機(jī)起動(dòng)時(shí)的時(shí)間圖；
[0022]圖9是從所述內(nèi)燃機(jī)停止到冷機(jī)起動(dòng)時(shí)的控制器的控制流程圖；
[0023]圖10是本實(shí)施方式的熱機(jī)結(jié)束中的從內(nèi)燃機(jī)停止到內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)的時(shí)間圖；
[0024]圖11是所述熱機(jī)結(jié)束中的從內(nèi)燃機(jī)停止開始起動(dòng)時(shí)的控制器的控制流程圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]1 正時(shí)鏈輪(驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體)
[0027]2凸輪軸(從動(dòng)旋轉(zhuǎn)體)
[0028]3 罩部件
[0029]4 相位變更機(jī)構(gòu)
[0030]8減速機(jī)構(gòu)
[0031]12 電動(dòng)機(jī)
[0032]13電動(dòng)機(jī)軸(輸出軸)
[0033]25a，25b第一電刷
[0034]30a，30b第二電刷
[0035]40控制器單元(控制器)
[0036]Q要求相位角
[0037]Q1，Q2目標(biāo)相位角
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，基于【附圖說明】本發(fā)明所涉及的內(nèi)燃機(jī)的氣門正時(shí)控制裝置及其控制器的實(shí)施方式。需要說明的是，本實(shí)施方式適用于內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣側(cè)的氣門裝置，但是，同樣能夠適用在排氣側(cè)的氣門裝置。
[0039]如圖1?圖3所示，該氣門正時(shí)控制裝置包括:通過內(nèi)燃機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體即正時(shí)鏈輪1、經(jīng)由未圖示的軸承旋轉(zhuǎn)自如地支承于氣缸蓋上且利用從所述正時(shí)鏈輪1傳遞的旋轉(zhuǎn)力旋轉(zhuǎn)的凸輪軸2、固定于在所述正時(shí)鏈輪1的前方位置配置的未圖示的鏈條罩上的罩部件3、配置于所述正時(shí)鏈輪1和凸輪軸2之間根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變更正時(shí)鏈輪1和凸輪軸2的相對旋轉(zhuǎn)相位的相位變更機(jī)構(gòu)4。
[0040]所述正時(shí)鏈輪1的整體由鐵類金屬一體地形成，所述正時(shí)鏈輪1由內(nèi)周面為臺階徑狀的圓環(huán)狀的鏈輪主體la和齒輪部lb構(gòu)成，其中，齒輪部lb —體地設(shè)置在該鏈輪主體la的外周，經(jīng)由卷繞的未圖示的正時(shí)鏈條接受來自曲軸的旋轉(zhuǎn)力。另外，正時(shí)鏈輪1通過中徑球軸承43旋轉(zhuǎn)自如地支承在凸輪軸2上，該中徑球軸承43安裝在形成于所述鏈輪主體la的內(nèi)周側(cè)的圓形槽lc和在所述凸輪軸2的前端部一體地具有的厚壁的凸緣部2a的夕卜周之間。
[0041]在所述鏈輪主體la的前端部外周緣一體地形成有環(huán)狀突起Id。如圖1及圖2所示，在該鏈輪主體la的前端部配置有在所述環(huán)狀突起Id的前端側(cè)同軸地定位且在內(nèi)周形成有波形狀的內(nèi)齒19a的環(huán)狀部件19，并且，在該環(huán)狀部件19的前端側(cè)配置有與后述的電動(dòng)機(jī)12的殼體5 —體的圓環(huán)狀的陰螺紋形成部6。
[0042]在所述鏈輪主體la和環(huán)狀部件19的外周部，在圓周方向的大致等間隔位置貫通而形成有六個(gè)螺栓插通孔le、1%，并且，在所述陰螺紋形成部6，在與各螺栓插通孔le、19b對應(yīng)的位置形成有六個(gè)陰螺紋孔6a，通過插通在這些螺栓插通孔le、19b和陰螺紋孔6a的螺栓7，將正時(shí)鏈輪1、環(huán)狀部件19及陰螺紋形成部6(殼體5)共同擰緊而進(jìn)行固定。
[0043]需要說明的是，所述鏈輪主體la及環(huán)狀部件19構(gòu)成后述的減速機(jī)構(gòu)8的外殼。
[0044]另外，所述鏈輪主體la的環(huán)狀突起ld、環(huán)狀部件19及陰螺紋形成部6的各自的外徑大致相同。
[0045]并且，如圖4所示，在所述鏈輪主體la的局部內(nèi)周面上，沿著圓周方向在規(guī)定的長度范圍內(nèi)形成有扇狀的卡合部即停止凸部If。
[0046]所述罩部件3由鋁合金材料一體地形成為杯狀，形成于前端部的突出部3a以覆蓋所述殼體5的前端部的方式設(shè)置，并且，在所述突出部3a的外周部側(cè)，沿軸向一體地形成有圓筒壁3b。也如圖1及圖8所示，該圓筒壁3b在其內(nèi)部形成有保持用孔3c，該保持用孔3c的內(nèi)周面構(gòu)成后述的電刷保持體28的導(dǎo)向面。
[0047]另外，如圖2所示，在罩部件3的外周形成的凸緣部3d上貫通而形成有六個(gè)螺栓插通孔3e，罩部件3通過插通于該各螺栓插通孔3e的未圖示的螺栓固定在所述鏈條罩上。
[0048]也如圖1所示，在所述突出部3a的外周側(cè)的臺階部內(nèi)周面和所述殼體5的外周面之間，安裝有密封部件即大徑的油封50。該大徑油封50的橫截面為大致3形狀，在合成橡膠的基體材料的內(nèi)部埋設(shè)有芯棒，并且，大徑油封50的外周側(cè)的圓環(huán)狀基部嵌合并固定在設(shè)置于所述罩部件3的內(nèi)周面的臺階圓環(huán)部3h上。
[0049]所述殼體5具有:將鐵類金屬材料通過沖壓成型而形成為有底筒狀的筒狀部即殼主體5a、密封該殼主體5a的前端開口的密