[发明专利]用于内燃机的阀正时控制设备和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过调节曲轴和与曲轴以驱动方式连接的凸轮轴的相对旋转相位来控制阀正时的阀正时控制设备。 

背景技术

例如在专利文献1(日本专利早期公开No.2004-270488)中公开的技术对应于这样一种传统的阀正时控制设备。 

该设备包括电动机作为使曲轴和凸轮轴的相对旋转相位可变的可变机构的驱动源。当要提前阀正时时，通过驱动电动机以增大凸轮轴的旋转速度，将凸轮轴的旋转相位相对于曲轴朝向正向(前进方向)进行修改。相反，当要延迟阀正时时，通过驱动电动机以降低凸轮轴的旋转速度，将凸轮轴的旋转相位相对于曲轴朝着相反方向进行修改。 

还公知一种阀正时控制设备，其在要驱动内燃机时控制阀正时以获得用于起动的适合的正时(例如，参照专利文献2(日本专利早期公开No.11-159311)。 

当在准备起动发动机中要执行阀正时控制时，对于如上述的专利文献1中所公开的通过电动机允许阀正时控制的设备，可以根据阀正时修改要求增大或者减小电动机的旋转速度将该设备的阀正时提前或者延迟。 

凸轮转矩和凸轮轴的旋转一起周期性地增大和减小，并作用在凸轮轴的驱动源上。此凸轮转矩是由于作用在凸轮上的阀弹簧的弹性产生的。在凸轮转矩作为旋转阻力作用的同时，必须逆着用作阻力的此凸轮转矩(阻力凸轮转矩)驱动凸轮轴。 

在如上所述电动机用作可变机构的驱动源的模式下，在准备起动发动机中进行阀正时控制的情况下，可变机构将在内燃机的运转停止的状态下被电动机驱动。这意味着，当要将阀正时朝着凸轮转矩相对于驱动源用作 阻力的一侧进行修改时，电动机必须输出能够逆着阻力凸轮转矩驱动可变机构的转矩水平。 

例如，假定作出旋转凸轮轴直到阻力凸轮转矩达到峰值这样的阀正时修改要求。在此情况下，可以通过采用这样的电动机来进行与前述要求对应的阀正时修改，该电动机能够输出的转矩水平能够逆着达到峰值水平的阻力凸轮转矩驱动可变机构。通过采用这样的电动机，无论阻力凸轮转矩在可变范围内取怎样的水平都能够修改阀正时。 

然而，来自电动机的高输出的要求将妨碍电动机的尺寸减小，这又妨碍内燃机的尺寸减小。对允许逆着达到峰值水平的阻力凸轮转矩驱动可变机构这样的追求提高了对变得更加显著的前述问题的关心。 

发明内容

鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种允许减小驱动可变阀正时机构的电动机的尺寸的阀正时控制设备。 

以下将描述实现以上目的和其优点的构造。 

根据本发明的一方面，用于内燃机的阀正时控制设备包括：可变机构，其通过改变曲轴和以驱动的方式连接到曲轴的凸轮轴的相对旋转相位来使阀正时可变；VVT(可变阀正时)驱动电动机，其驱动可变机构；保持机构，其能将阀正时保持在所期望的正时；以及控制单元，其在准备发动机起动时通过可变机构控制阀正时达到所期望的正时。在准备发动机起动时，当作出阀正时改变要求时，控制单元执行发动机起动阀正时控制，使得在通过与VVT驱动电动机不同的曲轴驱动电动机来使曲轴朝向减小作为阻力的凸轮转矩的方向旋转的情况下，驱动VVT驱动电动机。 

通过以上所述的构造，即使作出朝着增大凸轮转矩(增大凸轮轴的驱动阻力)的方向驱动VVT驱动电动机的阀正时修改要求，曲轴驱动电动机使曲轴朝着减小作为阻力的凸轮转矩(以下称为阻力凸轮转矩)的方向旋转。因而，可以相应地减小VVT驱动电动机的输出转矩。因而，允许减小VVT驱动电动机的尺寸。 

假定控制模式“在通过与VVT驱动电动机不同的曲轴驱动电动机来 使曲轴朝向减小作为阻力的凸轮转矩的方向旋转的情况下驱动VVT驱动电动机”包括在曲轴被曲轴驱动电动机旋转和停止之后VVT驱动电动机开始驱动模式和在VVT驱动电动机和曲轴驱动电动机的驱动时段重叠的模式(对于驱动开始时段，两个电动机的驱动任一者可以是首先被驱动的一者，或者两者可以同时开始)。 

根据本发明的一方面，用于内燃机的阀正时控制设备包括：可变机构，其通过改变曲轴和以驱动的方式连接到曲轴的凸轮轴的相对旋转相位来使阀正时可变；VVT驱动电动机，其驱动可变机构；保持机构，其能将阀正时保持在所期望的正时；以及控制单元，其在准备发动机起动时通过可变机构控制阀正时达到所期望的正时。在发动机准备起动时，当作出阀正时改变要求时，控制单元执行发动机起动阀正时控制，使得在通过与VVT驱动电动机不同的曲轴驱动电动机来使曲轴旋转以使作为阻力的凸轮转矩达到峰值的情况下，驱动VVT驱动电动机。