可变气门传动装置、具备它的发动机系统以及车辆的制作方法

专利名称：可变气门传动装置、具备它的发动机系统以及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及可变气门传动装置(可变气门机构，可变气门正时装置)、 具备其的发动机系统以及车辆。
背景技术：
以往，以改善燃料消耗、减少废气中的有害物质以及在特定的旋转区 域的高输出化为目的，开发出了对进气门或排气门的开闭定时(正时)进4亍控制的可变气门正时(WT， Variable Valve Timing)机构。在可变气门正时机构中，有使用例如液压缸或电动机等的致动器的机 构。但是，这些致动器价格贵。另外，如果使用这样的致动器，则使可变 气门正时机构大型化。一般来说，二轮摩托车中的发动机所占空间与四轮的汽车等相比较小。 另外，也要求二轮摩托车的低成本化。由此，在二轮摩托车中，要求更加 廉价且小型化的可变气门正时机构。因此，将上述那样使用致动器的可变 气门正时机构用于二轮摩托车是困难的。于是，作为可小型化的可变气门正时机构，提出了旋转相位发生装置 (参照专利文献l)。在该旋转相位发生装置中，与发动机的旋转相伴，具备两个中间部件 的输入部件旋转。如果作用于两个中间部件的配重部的离心力变得大于连 接两个中间部件的螺旋弹簧的加载力，则输入部件与连接于凸轮轴的输出 部件的旋转相位变化，从而配气相位正时(Valve Timing )发生变化。这样的旋转相位发生装置，因为利用机械构造控制配气相位，所以实 现低成本化并且可变得小型化。专利文献l:特开平9-324614号公报发明内容在上述的可变气门正时机构中，不是ECU (Electronic Control Unit, 电子控制单元)进行配气相位正时的切换，而是利用与发动机的旋转相伴 的离心力以规定的旋转速度机械地切换配气相位正时。ECU,根据发动机 的旋转速度判定配气相位正时，对燃料喷射量、燃料喷射时间以及火花点 火时间进行控制。但是，实际上，切换配气相位正时的发动机的旋转速度 会发生变动。此时，ECU不能够正确判定运行时的实际的配气相位正时。由此，存 在由ECU确定的燃料喷射量、燃料喷射时间以及火花点火时间相对实际 的配气相位正时变得不适当的情况。其结果，产生了废气中的有害物质增 加等问题。本发明的目的在于，提供一种能够一边通过以机喊的构造切换凸M 件的状态而进行配气相位正时的切换、 一边正确判定凸轮部件的状态的切 换的可变气门传动装置、具备其的发动机系统以及车辆。(1)才艮据本发明的一方面的可变气门传动装置，是根据发动机的旋转 速度对气门的开闭进行控制的可变气门传动装置，包括能够与发动机的 旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与气门触接的方式设置、能够在相对 旋转部件具有第 一位置关系的第 一状态和具有第二位置关系的第二状态之 间转换(过渡，转变)的凸轮部件；具有第一4皮检测部、通过利用与旋转 部件的旋转相伴的离心力进行的移动而使凸轮部件从第一状态向第二状态 转换的可动部件；和净皮配置为能够在可动部件处于与第一状态相对应的第 一位置或者与第二状态相对应的第二位置时，检测与旋转部件的旋转相伴 旋转的第 一被检测部的检测器。在该可变气门传动装置中，旋转部件与发动机的旋转联动旋转，凸轮 部件与旋转部件的旋转一起旋转。由此，与凸轮部件触接的气门进行开闭。凸轮部件，可转换为相对旋转部件具有笫一位置关系的第一状态和具有第二位置关系的第二状态。由此，切换由凸轮部件所驱动的气门的开闭 定时。如果发动机的旋转速度变高，则通过与旋转部件的旋转相伴的离心力 使得可动部件从第一位置转换到第二位置。由此，凸轮部件从第一状态转 换到第二状态。另外，由于可动部件在第一位置或第二位置伴随旋转部件的旋转而旋 转，则可通过检测器检测到可动部件的第 一被检测部。此时，在可动部件处于第一位置以及第二位置中的任意一个位置的情 况下，利用检测器检测到第一被检测部。由此，才艮据是否利用检测器检测 到了第一4皮检测部，能够判定可动部件处于笫 一位置以及第二位置中的哪 个位置，也能够判定凸轮部件处于第一状态以及第二状态中的哪种状态下。 因此，能够正确判定由凸轮部件所实现的气门的开闭定时。(2 )可变气门传动装置，还可具备与旋转部件一起旋转的第二被检测 部，第二被检测部，可被设置在通过与旋转部件的旋转相伴进行旋转时由 检测器检测到的位置。此时，第二被检测部，即便在凸轮部件处于第一状态以及第二状态的 任意一种状态下的情况下，都可通过与旋转部件的旋转相伴进行旋转而由 检测器检测到。因为由检测器所实现的第二被检测部的检测的周期，与旋 转部件的旋转周期相对应，所以基于旋转部件的旋转周期的发动机的动作 的控制是可能的。另外，能够利用共用的检测器进行第一被检测部的检测以及第二被检 测部的检测。由此，因为没有必要单独设置多个检测器，所以能够实现可 变气门传动装置的小型化、并且抑制生产成本的增长。(3 )检测器，可被配置在能够从与旋转部件的旋转轴平行的方向检测 第 一被检测部与第二被检测部的位置。此时，从与旋转部件的旋转轴平行的方向利用共用的检测器检测第一被检测部以及第二被检测部。由此，实现可变气门传动装置的小型化，并 且提高与旋转部件的旋转轴垂直的方向的设计自由度。7(4 )检测器，可被配置在能够从与旋转部件的旋转轴垂直的方向检测 第 一被检测部与第二被检测部的位置。此时，从与旋转部件的旋转轴垂直的方向利用共用的检测器检测第一 被检测部以及第二被检测部。由此，实现可变气门传动装置的小型化，并 且提高与旋转部件的旋转轴平行的方向的设计自由度。(5 )第一净皮检测部的旋转方向的长度可以不同于第二净皮检测部的旋转 方向的长度。此时，由检测器所进行的第一被检测部的检测期间不同于由检测器所 进行的第二被检测部的检测期间。因此，基于检测器检测到检测对象的期 间的不同，能够容易地识别第一被检测部和第二被检测部。(6)本发明的另一方面所涉及的发动机系统，具备具有气门的发动 机、根据发动机的旋转速度对气门的开闭进行控制的可变气门传动装置、 对发动机进行控制的控制部，可变气门传动装置包括能够与发动机的旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与气门触接的方式设置、能够在相对旋 转部件具有第一位置关系的第一状态和具有第二位置关系的第二状态之间转换的凸轮部件；具有第一被检测部、通过利用与旋转部件的旋转相伴的 离心力进行的移动而使凸轮部件从第 一状态向第二状态转换的可动部件； 和被配置为能够在可动部件处于与第 一状态相对应的第 一位置或者与第二 状态相对应的第二位置时，检测与旋转部件的旋转相伴旋转的第 一被检测 部的检测器；控制部基于检测器的输出信号判定凸轮部件处于第一状态与 第二状态中的哪种状态，基于判定结果控制发动机的动作。在该发动机系统中，通过可变气门传动装置驱动发动机的气门。 在该可变气门传动装置中，旋转部件与发动机的旋转联动旋转，凸轮 部件与旋转部件的旋转一起旋转。由此，与凸轮部件触接的气门进行开闭。 凸轮部件，可转变到相对旋转部件具有第一位置关系的第一状态和具 有第二位置关系的第二状态。由此，切换由凸,件所驱动的气门的开闭 定时。如果发动机的旋转速度变高，则通过与旋转部件的旋转相伴的离心力使得可动部件从第一位置移动到笫二位置。由此，凸轮部件从第一状态转 换到第二状态。另外，由于可动部件在第一位置或第二位置伴随旋转部件的旋转而旋 转，则可通过检测器检测到可动部件的第 一被检测部。检测部将第 一被检测部的检测结果作为输出信号供给至控制部。控制 部，基于检测器的输出信号判定凸轮处于第一状态以及第二状态中的哪种 状态。基于其判定结果，控制部对发动机的动作进行控制。此时，控制部，通过基于检测器的输出信号判定凸轮处于第一状态以 及第二状态中的哪种状态，由此能够正确判定由凸轮部件所实现的气门的 开闭定时。因此，控制部，能够以使发动机的动作根据气门的开闭定时变 成最适合的方式进4于控制。(7)可变气门传动装置，还可具有与旋转部件一起旋转的第二被检测 部，第二被检测部，可被设置在通过与旋转部件的旋转相伴进行旋转时由 检测器检测到的位置。此时，第二^L检测部，即便在凸轮部件处于第一状态以及第二状态的 任意一种状态下的情况下，都可通过与旋转部件的旋转相伴进行旋转由检 测器检测到。因为由检测器所实现的第二被检测部的检测的周期，与旋转 部件的旋转周期相对应，所以基于旋转部件的旋转的周期的发动机的控制 成为可能。另外，能够利用共用的检测器进行第一被检测部的检测以及第二被检 测部的检测。由此，因为没有必要单独设置多个检测器，所以能够实现可 变气门传动装置的小型化、并且抑制生产成本的增长。其结果，发动机的 小型化以及低成本化是可能的。(8 )第一被检测部的旋转方向的长度可以不同于第二被检测部的旋转 方向的长度。此时，由检测器所进行的第一被检测部的检测期间不同于由检测器所 进行的第二被检测部的检测期间。因此，基于检测器对检测对象进行检测的期间的不同，能够容易地识别笫一被检测部和第二净皮检测部。(9) 控制部，还可以基于由检测器所进行的第一或者笫二被」险测部的 检测期间判定是否检测到第 一被检测部。此时，由于第一被检测部的旋转方向的长度与第二被检测部的旋转方 向的长度不同，由检测器所进行的第一被检测部的检测期间不同于第二,皮 检测部的检测期间。由此，控制部，能够容易地识别由检测器所进行的第 一被检测部的检测和第二被检测部的检测。(10) 控制部，还可以基于在旋转部件的期间由检测器所进行的检测 次数判定是否检测到第 一被检测部。此时，第二,皮检测部在旋转部件的每转动一圏时被检测到。另一方面，第一被检测部在可动部件处于第一位置以及第二位置中的任意一个位置时 净皮检测到。因此，控制部，能够基于在旋转部件的转动一圏期间由检测器所进行的检测次数判定是否检测到第一被检测部。由此，控制部能够判定凸IHP 件处于第一状态以及第二状态的哪种状态下。(11) 控制部，可基于检测器的输出信号判定凸轮部件处于第一状态 以及第二状态的哪种状态，基于判定结果控制发动机中的燃料喷射量、燃 料喷射时间以及火花点火时间的至少 一个。此时，控制部，能够正确判定由凸轮部件所实现的气门的开闭定时。 由此，控制部，能够以使燃料喷射量、燃料喷射时间或火花点火时间与气 门的开闭定时相应变得最合适的方式进行控制。其结果，能够减少废气中 的有害物质。(12) 本发明的再一方面所涉及的车辆，具备发动机系统、通过由 发动机系统所产生的动力而被驱动的驱动部件，发动机系统具备具有气 门的发动机、才艮据发动机的旋转速度对气门的开闭进行控制的可变气门传 动装置、对发动机进行控制的控制部，可变气门传动装置包括能够与发 动机的旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与气门触接的方式设置、能够 在相对旋转部件具有第 一位置关系的第 一状态和具有第二位置关系的第二 状态之间转换的凸轮部件；具有第一被检测部、通过利用与旋转部件的旋转相伴的离心力进行移动而使凸轮部件从第一状态向第二状态转换的可动部件；和被配置为能够在可动部件处于与第一状态相对应的第 一位置或者 与第二状态相对应的第二位置时，检测与旋转部件的旋转相伴旋转的第一 被检测部的检测器；控制部基于检测器的输出信号判定凸轮部件处于第一 状态与第二状态中的哪种状态，基于判定结果控制发动机的动作。在该车辆中，通过由发动机系统所产生的动力驱动驱动部件。此时，在发动机系统中，控制部基于检测器的输出信号判定凸轮部件 处于第一状态以及第二状态中的哪种状态。由此，能够正确判定由凸, 件所实现的气门的开闭定时。因此，控制部，能够以使发动机的动作与气门的开闭定时相应变得最 合适的方式进行控制根据本发明，在可动部件处于第一位置以及第二位置的任意一个位置 时通过检测器检测到第一被检测部。由此，能够判定可动部件处于第一位 置以及第二位置的哪个位置，也能够判定凸轮部件处于第一状态以及第二 状态中的哪种状态。因此，能够正确判定由凸轮部件所实现的气门的开闭 定时。


图l是本发明的一个实施方式所涉及的二轮摩托车的示意图； 图2是用于说明本发明的一个实施方式所涉及的可变气门传动装置的 概要的示意图；图3是用于说明配气相位正时控制装置的构造的组装立体图； 图4是用于说明配气相位正时控制装置的动作的剖切立体图； 图5是用于说明配气相位正时控制装置的动作的剖切立体图； 图6是用于说明配气相位正时控制装置的高速旋转状态和低速旋转状 态的切换的图；图7是气缸盖的详情剖视图；图8是表示由配气相位正时控制装置所控制的进气门以及排气门的开启量(提升量)的图；图9是详细表示气釭盖内的剖视图；图10是表示低速旋转状态的配气相位正时控制装置以及凸轮传感器 的剖浮见图；图11是表示高速旋转状态的配气相位正时控制装置以及凸轮传感器 的剖^L图；图12是用于说明基于凸轮信号以及曲轴信号而进行的ECU的处理的一个例子的时间图；图13是用于说明基于凸轮信号以及曲轴信号而进行的ECU的处理的一个例子的时间图；图14是表示由ECU所进行的配气相位正时控制处理的流程图； 图15是表示由ECU所进行的配气相位正时控制处理的流程图； 图16是表示由ECU所进行的配气相位正时控制处理的流程图； 图17是表示由ECU所进行的配气相位正时控制处理的流程图； 图18是表示凸轮传感器的其他的配置例子的图。
具体实施方式
以下，对于本发明的一个实施方式所涉及的可变气门传动装置、具备 其的发动机系统以及车辆，进行说明。另外，在本实施方式中，作为车辆 对小型的二轮摩托车进行说明。 (1) 车辆的构成图l是本发明的一个实施方式所涉及的二轮摩托车的示意图。在该二轮摩托车100中，在主体框体6的前端安装有前管3。在前管3 上可在左右方向上摇动地i殳有前叉2。在前叉2的下端可旋转地支持有前 轮l。在前管3的上端安装有方向把4。在主体框体6的中央部保持有发动机7。在发动机7的上部设有燃料 箱8，在燃料箱8的后方设置有座位9。以向发动机7的后方延伸的方式，与主体框体6连接有后臂10。后臂10，可旋转地保持后轮11以M轮从动链轮12。在连接于发动机7的排 气管13的后端安装有消音器14。在发动机7的驱动轴26上安装有后轮驱动链轮15。后轮驱动链轮15， 通过链条16连接于后轮11的后轮从动链轮12。发动机7具有可变气门传动装置。以下，对本实施方式所涉及的可变 气门传动装置进行说明。(2) 可变气门传动装置的概要图2是用于说明本发明的一个实施方式所涉及的可变气门传动装置的 概要的图。如图2所示，可变气门传动装置50，具备配气相位正时控制装置200 以及凸轮传感器250。配气相位正时控制装置200被设置在气缸盖7S上， 具备凸轮用从动链轮221、进气凸轮231以及排气凸轮241。通过活塞21在气缸20内往复动作使曲轴23旋转，使设置在曲轴23 上的凸轮用驱动链轮24旋转。凸轮用驱动链轮24的旋转力，通过链条25传递至配气相位正时控制 装置200的凸轮用从动链轮221。由此，使配气相位正时控制装置200旋 转。在配气相位正时控制装置200中，根据发动机7的旋转速度以及旋转 速度的变化(旋转速度的上升以及下降)，进气凸轮231以及排气凸轮241 的相位关系变化。由此，配气相位正时变化。在曲轴23的附近，设有曲轴传感器260。曲轴传感器260，将与曲轴 23的旋转相关的信息作为曲轴信号CR传递给ECU (Electronic Control Unit,电子控制单元)500。关于曲轴传感器260以及曲轴信号CR的详细 情况后述。在气缸盖7S内，在配气相位正时控制装置200的附近设有凸轮传感器 250。凸轮传感器250,将与配气相位正时控制装置200的动作相关的信息 作为凸轮信号CA传递给ECU 500。关于凸轮传感器250以及凸轮信号CA 的详细情况后述。另外，通过节气门传感器270,检测在发动机7内所设置的节气门(没 有图示)的开度(以下，称为节气门开度TR)。将通过节气门传感器270 所检测到的节气门开度TR传递至ECU 500。另外，从ECU 500向设置在气缸盖7S的上部的火花塞280供给点火 信号SI，对在发动机7内所设置的喷射器290供给燃料喷射信号FI。由此， 控制由火花塞280所进行的点火时间以及从喷射器2卯喷出的燃料喷射量 以及燃料喷射时间。(3 ) 配气相位正时控制装置的构成接着，对图2所示的配气相位正时控制装置200的构成的详细情况进 行说明。图3是用于说明配气相位正时控制装置200的构造的组装立体图。 在图3中，如箭头X、 Y、 Z所示，将相互垂直的三个方向定义为X方向、 Y方向以及Z方向。配气相位正时控制装置200，大致包括凸轮用从动链轮部220、进气 门凸轮轴230以及排气门凸轮轴240。凸轮用从动链轮部220，具有与XZ平面平行的凸轮用从动链轮221。 在凸轮用从动链轮221的中心形成有贯通孔220a。在凸轮用从动链轮221 的一面，隔开预定的间隔分别通过两个螺松219 (螺紋件)安装有板状的 支持部件211、 212。另外，在安装于支持部件211的一个螺栓219的头部， 设有在Y方向延伸的突起部219a。关于突起部219a的详细情况后述。支持部件211在上部和下部具有在Y方向上延伸的突起片211B、 211D，支持部件212在上部和下部具有在Y方向上延伸的突起片212B、 212D。在突起片211B与突起片211D之间，形成有在Y方向上延伸的弹 簧保持片211C,在突起片212B与突起片212D之间，形成有在Y方向上 延伸的弹簧保持片212C。在突起片211B、 211D、 212B、 212D与弹簧保 持片211C、 212C上分别形成有贯通孔。在突起片211B与突起片212B之间配置大体长方体状的配重213。配 重213，通过插入于突起片211B与突起片212B的贯通孔的旋转轴215被 可旋转地支持。以从配重213的上面的端部向斜下方延伸的方式形成有钩213f。钩213f的前端形成为半圆筒状。另外，在配重213的上面，大体长 方体状的突起部213a向Y方向上倾斜并沿X方向而形成。另外，关于突 起部213a的详细'清况后述。在突起片211D与突起片212D之间配置大体长方体状的配重216。配 重216，可通过插入于突起片211D与突起片212D的贯通孔的旋转轴218 旋转地,皮支持。配重216具有，有与配重213大致同样的形状、与钩213f 相当的钩216f。但是，在配重216上，没有形成与突起部213a相当的部位。 配重213与配重216,被配置成以与X方向平行的轴为基准相互对称。在配重213的下方，以贯通凸轮用从动链轮221的方式配置有高速锁 销214。锁销214，由形成于配重213的钩213f保持。在配重216的上方， 同样地配置有〗氐速锁销217。低速锁销217，由形成于配重216的钩216f 保持。另夕卜，高速锁销214与低速锁销217，可相对凸轮用从动链轮221在Y 方向上滑动。在图3所示的状态下，在凸轮用从动链轮部220的另一面侧， 低速锁销217的前端相比高速锁销214的前端向Y方向突出。弹簧S1的一端卡止于配重213的突出部(没有图示)的贯通孔，另一 端卡止于弹簧4呆持片211C的贯通孔。另外，弹簧S2的一端卡止于配重216 的突出部(没有图示)的贯通孔，另一端卡止于弹簧保持片212C的贯通 孔。在凸轮用从动链轮221的一面上，在凸轮用从动链轮221与配重216 之间的部分形成有突起部220T (参照后述的图5)。以从凸轮用从动链轮221的另一面侧向Y方向延伸的方式，设有两个 固定销230A、 230B。固定销230A、 230B，分别在贯通孔220a的两侧连 接凸轮用从动链轮221。在凸轮用从动链轮221的另一面侧，以轴心J都与Y方向平4亍的方式 配置有进气门凸轮轴230与排气门凸轮轴240。进气门凸轮轴230包括进气凸轮231、台阶部232与转动轴233。进气门凸轮轴230，在一端侧具有圆筒状的转动轴233，在中央部具有比稍大的直径的台阶部232，在另一端侧具有进气 凸轮231。形成有从转动轴233的端面中央到进气凸轮231的端面中央在Y方向 上延伸的转动贯通孔230H。即，在Y方向上从进气门凸轮轴230的一端 到另一端形成有转动贯通孔230H。在转动轴233的端面上，在以轴心J为中心的圆上，形成有高速销导 入孔233c、低速销导入孔233d与两个销浮动槽233a、 233b。高速销导入孔233c与低速销导入孔233d，以相互隔着转动贯通孔 230H大致相对的方式形成。即，高速锁销214与低速锁销217，配置在以 轴心J为中心相互成180。的角度的位置。与此相对，高速销导入孔233c 与低速销导入孔233d，在从以轴心J为中心相互成180。的角度的位置在 周方向上错开预定的角度。销浮动槽233a、 233b,以在以轴心J为中心的圆周方向上延伸、且隔 着转动贯通孔230H而相对的方式形成。排气门凸轮轴240，在一端侧有在Y方向上延伸的凸轮固定轴243， 在中央部有台阶部242与排气凸轮241，在另一端侧有在Y方向上延伸的 突出轴244。在凸轮固定轴243的端部形成有链轮用螺紋孔240H。在凸轮用从动链轮220、进气门凸轮轴230和排气门凸轮轴240的组 装时，在凸轮用从动链轮221的另一面侧安装进气门凸轮轴230与排气门 凸轮轴240。即，排气门凸轮轴240的凸轮固定轴243插入进气门凸轮轴230的转 动贯通孔230H。由此，排气门凸轮轴240可旋转地保持进气门凸轮轴230。 进而，将排气门凸轮轴240的凸轮固定轴243的一端从凸轮用从动链轮221 的另 一面侧插入贯通孔220a。在该状态下，将链轮用螺栓250从凸轮用从动链轮221的一面侧插入 凸轮固定轴243的链轮用螺紋孔240H。由此，将排气门凸轮轴240固定于 凸轮用从动链轮221。另外，可以将排气门凸轮轴240的排气凸轮241、台阶部242、凸轮固定轴243与突出轴244 —体地形成，或者也可以分别个别地形成。另外， 进气门凸轮轴230的进气凸轮231、台阶部232与转动轴233可以一体地 形成，或者也可以分别个别地形成。(4 ) 配气相位正时控制装置的动作图4与图5是用于说明配气相位正时控制装置200的动作的剖切立体 图。在图4与图5中，以配气相位正时控制装置200中的凸轮用从动链轮 部220与进气门凸轮轴230的一部分被剖切的状态示出。另外，在图4与图5中，将箭头Z所示的方向定义为Z方向。在Z方 向上将箭头朝向的方向设为+方向，将其相反方向设为-方向。进而，图中 的单点划线表示配气相位正时控制装置200的轴心J。在图4中，示出了配气相位正时控制装置200的组装结束时的状态。 在图5中，示出发动机7的高速旋转时(发动机7的旋转速度较高的状态) 的配气相位正时控制装置200的状态。在图4中，凸轮用从动链轮部220从中央沿Z方向净皮剖切。固定销 230B,如图3所示，实际上连接于凸轮用从动链轮221。如图4所示，在配气相位正时控制装置200的组装结束时，通过弹簧 Sl对配重213向-Z方向加载力。在此，配重213保持^皮插入于凸轮用从动 链轮221的贯通孔220b的高速锁销214。由此，配重213的以转动轴215 为中心的旋转动作被限制。另一方面，通过弹簧S2(参照图3)对配重216向+Z方向加载力。在 此，配重216保持被插入于凸轮用从动链轮221的贯通孔220c的低速锁销 217。由此，配重216的以转动轴218为中心的旋转动作被限制。另外，在图4中，插入于凸轮用从动链轮221的高速锁销214的一端 大致触接于与进气门凸轮轴230的轴心J垂直的接触面230M。另一方面，低速锁销217插入于进气门凸轮轴230的低速销导入孔 233d。插入低速销导入孔233d的低速锁销217的一端大致触接于低速销 导入孔233d的底面。如上所述，销浮动槽233b沿着以轴心J为中心的圆周方向延伸。在此，将销浮动槽233b的圆周方向上的一端称为低速槽端部LP，将销浮动槽 233b的圆周方向上的另 一端称为高速槽端部HP。在图4中，插入销浮动槽233b的固定销230B位于低速槽端部LP。 因为固定销230B被固定于凸轮用从动链轮221，所以进气门凸轮轴230相 对凸轮用从动链轮221与排气门凸轮轴240的朝向箭头Ml的方向的旋转 被限制。但是，在图4的状态下，因为低速锁销217被插入低速销导入孔233d， 所以进气门凸轮轴230相对凸轮用从动链轮221与排气门凸轮轴240的朝 向箭头Ml与箭头M2的方向的任意一个方向都不能旋转。参照图4，说明低速旋转时(发动机7的旋转速度较低的状态)的配 气相位正时控制装置200的状态。在配气相位正时控制装置200低速旋转 时，对配重213、 216作用有较弱的离心力。由此，产生使配重213如粗箭 头M3所示那样以转动轴215为中心旋转的力。另外，产生使配重216如 粗箭头M4所示那样以转动轴218为中心旋转的力。在此，如果配重216向粗箭头M4的方向旋转，则产生将配重216所 保持的低速锁销217从进气门凸轮轴230的低速销导入孔233d拔出的力 (参照箭头M6)。在此，在低速旋转时，因为没有图示的弹簧S2(参照图3)对配重216 向+Z方向加载力，所以弹簧S2的弹力与向粗箭头M4的方向作用的力平 衡。其结果，不会有低速锁销217从低速销导入孔233d完全拔出的情况。另一方面，如果在配重213上产生朝向粗箭头M3的方向的力，则产 生使配重213所保持的高速锁销214向进气门凸轮轴230靠近的方向的力 (参照箭头M5)。但是，因为高速锁销214的一端与接触面230M触接， 所以高速锁销214不会向轴心J的方向动作。由此，配重213也不会旋转。如果发动机7的旋转速度从较低值向较高值上升，则在配重213、 216 上作用有更大的离心力。因此，在配重216上所产生的粗箭头M4的方向的力，变得比图4的 弹簧S2的弹力大，要将低速锁销217从低速销导入孔233d拔出的箭头18M6的方向的力也变大。由此，发动机7的旋转速度变为后述的第一旋转速度，并且如图5所 示，低速锁销217从低速销导入孔233d中拔出。因此，进气门凸轮轴230变得可向箭头M2的方向旋转。在此，在进 气门凸轮轴230上，施加有来自后述的吸气摇臂的反作用力。由此，产生 使进气门凸轮轴230向箭头M2方向旋转的力。详情后述。因此，进气门凸轮轴230相对凸轮用从动链轮220向箭头M2的方向 旋转。由此，高速销导入孔233c的位置与高速锁销214的一端部的位置一 致。在高速锁销214上在箭头M5的方向上产生由配重213的离心力所产 生的力，所以高速锁销214的一端插入高速销导入孔233c中。此时，插入 于销浮动槽233b的固定销230B位于高速槽端部HP。由此，进气门凸轮轴230不能向箭头Ml与箭头M2的方向的任何一 个方向旋转。因此，在发动机7的高速旋转时，将进气门凸轮轴231与排 气凸轮241的相位关系固定在与发动机7的低速旋转时不同的状态下。另一方面，在发动机7的旋转速度从较高的值向较低的值下降时，进 行与上述相反的动作。即，在图5中，发动机7的旋转速度从较高的值下降，变为后述的第 二旋转速度时，由于弹簧S1的弹力作用，配重213向粗箭头M3的相反方 向旋转。其结果，将高速锁销214从进气门凸轮轴230的高速销导入孔233c 拔出。另外，在图5中，由于没有图示的弹簧S2 (参照图4)的弹力作用， 配重216要向粗箭头M4的相反方向旋转。其结果，对低速锁销217施加 与箭头M6相反方向的力。此时，由于来自后述的吸气摇臂的反作用力，产生使进气门凸轮轴230 向箭头M1方向旋转的力。详情后述。由此，进气门凸轮轴230向箭头M1的方向旋转，将低速锁销217插 入进气门凸轮轴230的低速销导入孔233d。由此，将进气门凸轮轴230固 定在图4所示的状态下。另外，在图4与图5中没有对没有图示的销浮动槽233a (参照图4) 的作用进行说明，但销浮动槽233a的作用与销浮动槽233d同样。另夕卜，在图5中，突起部220T由虚线表示。该突起部220T是为了限 制配重216的以旋转轴218为中心的旋转动作而设置的。例如，在配重216 进行预定量旋转时，则配重216的一个面触接于突起部220T。由此，防止 配重216向箭头M4的方向大幅旋转而将低速锁销217从贯通孔220c中拔 出。这样，在配气相位正时控制装置200中，在发动机7的低速旋转时和 高速旋转时，切换进气凸轮231与排气凸轮241的相位关系。以下，将发 动机7的低速旋转时的配气相位正时控制装置200的状态(图4)称为低 速旋转状态，将发动机7的高速旋转时的配气相位正时控制装置200的状 态(图5)称为高速旋转状态。但是，在本实施方式中，配气相位正时控制装置200从低速旋转状态 切换为高速旋转状态的发动机7的旋转速度，与配气相位正时控制装置200 从高速旋转状态切换为低速旋转状态时的发动机7的旋转速度不同。图6是用于i兌明配气相位正时控制装置200的高速旋转状态和低速旋 转状态的切换的图。如图6所示，在配气相位正时控制装置200从低速旋转状态切换为高 速旋转状态时，第一旋转速度R1变为阈值。另一方面，在配气相位正时 控制装置200从高速旋转状态切换为低速旋转状态时，与第一旋转速度Rl 相比较低的第二旋转速度R2变为阈值。第 一旋转速度Rl和第二旋转速度R2 ，通过配气相位正时控制装置200 的构成部件的设定而实现。例如，以使弹簧S1与弹簧S2的弹力互不相同 的方式i殳定。此时，作用于配重213所保持的高速锁销214的力，不同于 作用于配重216所保持的低速锁销217的力。由此，将高速锁销214从高速销导入孔233c拔出时的旋转速度(第二 旋转速度R2 )，不同于将低速锁销217从低速销导入孔233d拔出时的旋 转速度(第一旋转速度R1)。这样，通过将第 一旋转速度Rl与第二旋转速度R2设定得不同，在施 加于配重213、 216的离心力与弹簧S1、 S2的加载力平衡的旋转速度(例 如，图6所示旋转速度R3到旋转速度R4之间的旋转速度)下，可充分防 止气门的行为变得不稳定的游车(hunting)。其结果，防止由于所导致的 凸轮轮廓的变化，防止发动机的性能与耐久性的降低。 (5 )使用配气相位正时控制装置的气门的驱动接着，对使用图3至图5所示的根据配气相位正时控制装置200的发 动机7的气门的驱动进行说明。图7 (a)是图2所示的气缸盖7S的详情的剖视图。在图7 (a)中， 表示从图2的箭头P方向所看到的气缸盖7S。图7 (b)是用于说明进气 凸轮231与排气凸轮241的相位关系的图。为了^更于理解，在图7(b)中 以较粗的实线表示排气凸轮241。另外，进气凸轮231由较细的实线与双 点划线表示。另外，在图7中，配气相位正时控制装置200向箭头Q2的 方向旋转。另外，如箭头X、 Y、 Z所示，将相互垂直的三个方向定义为X 方向、Y方向与Z方向。如图7 (a)所示，在气缸盖7S内设有从配气相位正时控制装置200 的上部的一侧向X方向延伸的吸气摇臂330、以及从配气相位正时控制装 置200的上部的另 一侧向X方向延伸的排气摇臂340。吸气摇臂330，在其中央部由轴331可转动地保持。另外，设在吸气 摇臂330的一端部的滚轮330T触接于进气凸轮231。在吸气摇臂330的另 一端部，设有调节器332。进气门334的上端部位于调节器332的下方。 在进气门334上i殳有气门弹簧335，气门弹簧335对进气门334向上方加 载力。排气摇臂340，在其中央部由轴331可转动地保持。另外，设在排气 摇臂340的一端部的滚轮340T触接于排气凸轮241。在排气摇臂340的另 一端部，设有调节器342。排气门344的上端部位于调节器342的下方。 在排气门344上i殳有气门弹簧345，气门弹簧345对排气门344向上方加 载力。伴随配气相位正时控制装置200的旋转动作，滚轮330T、 340T上下 运动。由此，吸气摇臂330以轴331为中心转动，排气摇臂340以轴341 为中心转动。由此，吸气摇臂330的调节器332上下驱动进气门334,排 气摇臂340的调节器342上下驱动排气门344。以下，将由吸气摇臂330与排气摇臂340所实现的进气门334与排气 门344的上下的移动称为提升，将其移动距离称为开启量。在此，在进气凸轮231朝向箭头Q2的方向旋转时，在凸轮尖远离滚 轮330T时，从滚轮330T对进气凸轮231施加向下方的压力。该力，以使 进气凸轮231向箭头Q2的方向旋转的方式起作用。另外，在凸轮尖靠近 滚轮330T时，从滚轮330T对进气凸轮231施加向下方的压力。该力，以 使进气门231向与箭头Q2相反的方向旋转。接着，对于配气相位正时控制装置200从低速旋转状态切换为高速旋 转状态或者从高速旋转状态切换为低速旋转状态时，从滚轮330T对进气 凸轮231施加的力的作用进行说明。如图7(b)所示，在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时， 进气凸轮231的凸轮尖的前端部处于图7 (b)中实线所示的位置T1。在 发动机7的旋转速度上升变为第一旋转速度Rl (图6 )时，如图4与图5 所示，低速锁销217 (图4与图5 )被从进气门凸轮轴230 (图4与图5 ) 中拔出，进气门凸轮轴230变得可相对凸轮用从动链^ 220(图4与图5 ) 向箭头Q2的方向旋转。另外，图4与图5的箭头M2的方向与图7的箭 头Q2的方向;f目当。此时，在进气凸轮231的凸轮尖远离滚轮330T时，对进气凸轮231 施加使其向箭头Q2的方向旋转的力，所以进气门凸轮轴230(图4与图5) 相对凸轮用从动链轮部220 (图4与图5)向箭头Q2的方向旋转。因此， 进气凸轮231的凸轮尖的前端部，向图7 (b)的双点划线所示的位置T2 移动。在该状态下，通过高速锁销214 (图4与图5 )将进气门凸轮轴230 固定于凸轮用从动链轮220 (图4与图5)。即，配气相位正时控制装置 200变为高速旋转状态。另一方面，从进气凸轮231的凸轮尖的前端部处于位置T2的状态起， 在发动机7的旋转速度下降变为第二旋转速度R2(图6)时，高速锁销214 (图4与图5),皮从进气门凸轮轴230 (图4与图5)中拔出，进气门凸轮 轴230变得可相对凸轮用从动链轮部220 (图4与图5 )向箭头Q2的相反 方向旋转。另外，图4与图5的箭头M1的方向与图7的箭头Q2的相反 方向冲目当。此时，在进气凸轮231的凸轮尖接近滚轮330T时，对进气凸轮231 施加使其向箭头Q2的相反方向旋转的力，所以进气门凸轮轴230 (图4 与图5 )相对凸轮用从动链,220 (图4与图5 )要向箭头Q2的相反方 向旋转。因此，进气凸轮231的凸轮尖的前端部，向图7(b)的实线所示 的位置Tl移动。在该状态下，通过低速锁销217 (图4与图5 )将进气门 凸轮轴230固定于凸轮用从动链轮220 (图4与图5)。即，配气相位正时 控制装置200变为低速旋转状态。 (6) 气门开启量的变化在配气相位正时控制装置200中，在低速旋转状态和高速旋转状态之 间，切换进气凸轮231相对排气凸轮241的相位。由此，进气门334与排 气门344的提升的定时变化。以下对其详情进^S兌明。在图8中，示出了由配气相位正时控制装置200所实现的进气门334 与排气门344的开启量的变化。在图8中，横轴表示曲轴转角(曲轴23的旋转角度)，纵轴表示进气 门334与排气门344的开启量。在图8中，进气门334与排气门344,在开启量大于零时打开，在开 启量等于零时关闭。曲轴转角以-360。到+360°的范围示出。在曲轴转角为O。 、 360°与 -360°时活塞21位于气缸20内的上死点TDC，在曲轴转角为180°与-180 。时活塞21位于气缸20内的下死点BDC。图8的粗线241L表示，由配气相位正时控制装置200旋转，排气门 241所驱动的排气门344的开启量的变化。根据粗线241L,排气门344的开启量在曲轴转角从大约-240。至大约-120。的范围内增加，在曲轴转角 从大约-120。至大约30。的范围内减小。图8的实线TL1，表示低速旋转状态的配气相位正时控制装置200的 进气凸轮231所驱动的进气门334的开启量的变化。根据实线TL1，进气 门334的开启量在曲轴转角从大约40。至大约170°的范围内增加，在曲 轴转角从大约170。至大约300°的范围内减小。这样，在发动机7的低速旋转时，进气门334打开的期间和排气门344 打开的期间的重叠量变小。在图8所示的例子中，重叠量为零。另一方面，图8的双点划线TL2，表示高速旋转状态的配气相位正时 控制装置200的进气凸轮231所驱动的进气门334的开启量的变化。根据 双点划线TL2，进气门334的开启量在曲轴转角从大约-30°至大约100° 的范围内增加，在曲轴转角从大约IOO。至大约230。的范围内减小。这样，在配气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时，进气门334 打开的期间和排气门344打开的期间的重叠量变大。如上所述，在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时和处于 高速旋转状态时，进气门231的相位相对排气凸轮241变化。由此，进气 门334打开的期间和排气门344打开的期间的重叠量变化。在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时，进气门334打开 的期间和排气门344打开的期间的重叠量变小，所以废气中的有害物质减 少，燃料消耗改善。另外，在配气相位正时控制装置200处于高速旋转状 态时，进气门334打开的期间和排气门344打开的期间的重叠量变大，所 以能够高效地得到较高的输出(功率)。(7) 配气相位正时控制装置的状态的检测有关配气相位正时控制装置200的动作的信息，作为凸轮信号CA从 凸轮传感器250 (图2)供给至ECU500。以下，对其详情进行说明。图9至图11是详细地表示图2的气釭盖7S内的情况的剖视图。在图 10中，示出了低速旋转状态下的配气相位正时控制装置200与凸轮传感器 250。在图ll中，示出了高速旋转状态下的配气相位正时控制装置200与凸轮传感器250。在图9至图11中，将箭头Y、 Z所示的方向定义为Y方 向与Z方向。另外，将箭头朝向的方向"^殳为+方向，将其相反方向^L为-方 向。图中的粗单点划线表示配气相位正时控制装置200的轴心J。另外， 图9所示的配气相位正时控制装置200，处于突起部219a位于轴心J的+Z 方向的状态。如图9所示，在向气缸盖7S安装配气相位正时控制装置200时，在配 气相位正时控制装置200的转动轴233与突起轴244上分别安装轴承Bl、 B2。在气釭盖7S内部，轴承Bl的一端面触接于气缸盖7S的内部触接面 BH1。另外，轴承B2的一端面触接于气缸盖7S的内部触接面BH2。在配气相位正时控制装置200被收纳在气釭盖7S的内部的状态下，轴 承B1的另一端面的一部分触接于被连接于气缸盖7S的固定板BH3。另外，实际上，在气缸盖7S内将图7所示的吸气摇臂330、排气摇臂 340、进气门334与排气门344配置在配气相位正时控制装置200的上方， 但在图9中省略了这些。以覆盖配气相位正时控制装置200的凸轮用从动链M 220侧的方式， 在气缸盖7S上安装有侧盖SC。在侧盖SC上，固定有凸轮传感器250。 作为凸轮传感器250,使用例如电磁式传感器。在凸轮传感器250的前端面的中心设有检测部250a。凸轮传感器250 配置成检测部250a与配气相位正时控制装置200的轴心J的距离Dl， 和配气相位正时控制装置200的突起部219a与轴心J之间的距离D2相等， 并且检测部250a与配气相位正时控制装置200的凸轮用从动链轮221的距 离El，稍微(例如3mm左右)大于配气相位正时控制装置200的突起部 219a的前端部与凸轮用从动链轮221之间的距离E2。由此，配气相位正时控制装置200每旋转一圏，突起部219a都通过偏 离凸轮传感器250的检测部250a微小距离的可检测位置。突起部219a通过检测部250a的可检测位置时，则在检测部250a产生 磁通量的变化，在凸轮传感器250产生感应电动势。其结果，在从凸轮传感器250供给至ECU500的凸轮信号CA中产生脉冲。此时，配气相位正 时控制装置20O每旋转一圏，在凸轮信号CA中就产生一个脉冲。接下来，参照图10与图11，对设置于配重213的突起部213a和凸轮 传感器250的关系进行说明。在图IO与图11中，示出配重213存在于与凸轮传感器250相对的位 置的状态。如图IO所示，在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时，配 重213不会在箭头M3的方向上转动。此时，因为配重213的突起部213a 不会通过可检测位置，所以仅在图9的突起部219a通过可检测位置时才在 凸轮信号CA中产生脉冲。与此相对，如图ll所示，在配气相位正时控制装置200处于高速旋转 状态时，通过与旋转相伴的离心力，配重213在箭头M3的方向上转动。 此时，设于配重213的突起部213a变得与配气相位正时控制装置200的轴 心J平行。在此，在通过配重213的转动而使突起部213a变得与轴心J平行的状 态下，突起部213a与配气相位正时控制装置200的轴心J之间的距离，等 于图9的突起部219a与配气相位正时控制装置200的轴心J之间的距离 D2。另外，在该状态下，突起部213a的前端面与配气相位正时控制装置 200的凸轮用从动链轮221之间的距离，等于图9的突起部219a的前端部 与凸轮用从动链轮221之间的多巨离E2。由此，配重213的突起部213a，与突起部219a同样地，配气相位正 时控制装置200每旋转一圏，都通过凸轮传感器250的可检测位置。因此，在配气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时，在突起部 219a通过凸轮传感器250的可检测位置时，和突起部213a通过可检测位 置时，都在凸轮信号CA中产生脉冲。进而，在以轴心J为中心的圆周方向上，突起部213a的长度形成得拔 为突起部219a的长度的大约3倍左右。由此，由突起部213a所产生的乐K 冲的脉冲宽度不同于由突起部219a所产生的脉沖的脉冲宽度。因此，可进行由突起部213a所产生的脉冲与由突起部219a所产生的脉冲的识别。另外，在本实施方式中，突起部213a的长度形成得比突起部219a的 长度长，但并不限定于此，突起部219a的长度也可以形成得比突起部213a 的长度长。另 一方面，与曲轴23的旋转相关的信息作为曲轴信号CR浮皮从曲轴传 感器260 (图2 )供给至ECU 500。具体而言，在曲轴23上设有多个突起部，伴随着曲轴23的旋转其突 起部通过曲轴传感器260的可检测位置。由此，在从曲轴23供给至ECU 500 的曲轴信号CR中产生多个脉沖。在本实施方式中，在曲轴23的外周面上 每30。等间隔地设置突起部。由此，在曲轴23旋转一圏的期间，在曲轴 信号CR中会产生十二个脉沖。(8) 凸轮信号与曲轴信号的处理图12与图13，是用于说明基于凸轮信号CA与曲轴信号CR所进行的 ECU 500的处理的一个例子的时间图。在图12中，示出在配气相位正时控 制装置200处于4氐速旋转状态时的ECU 500的处理，在图13中示出在配 气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时的ECU 500的处理。另夕卜， 在图12与图13中，横轴表示曲轴转角。曲轴转角，在从任意角度到720 °提前角的角度范围(发动机7的一个循环期间)中示出。如图12所示，在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时，由 于突起部219a (图9)通过凸轮传感器250的可检测位置，从而在凸4M言 号CA中产生有乐K冲宽度TC1的脉冲Pl。另外，由于形成于曲轴23 (图2)的多个突起部通过曲轴传感器260 的可检测位置，在曲轴信号CR中等间隔地产生多个脉冲P2。如上所述， 在曲轴23旋转一圏的期间中，在曲轴信号CR中产生十二个脉冲P2,所 以在发动机7的一个循环期间(周期)在曲轴信号CR中产生二十四个脉 冲P2。与凸轮信号CA与曲轴信号CR的脉冲P1、 P2相应，在ECU 500中 产生多个中断。27与凸轮信号CA的脉沖P1的上升沿响应，产生凸轮信号中断Dll,与 脉冲Pl的下降沿响应产生凸轮信号中断D12。凸轮信号中断Dll与凸轮 信号中断D12之间的中断间隔TD1等于脉冲宽度TCI 。
另外，与曲轴信号CR的脉冲P2的上升沿响应，产生曲轴信号中断 D21 。各曲轴信号中断D21之间的中断间隔等于脉冲P2的脉沖间隔(曲轴 信号CR的周期)相等。
另外，实际上，除了上述的脉冲P1、 P2以外，也会有在凸轮信号CA 与曲轴信号CR中产生由干扰等的其他因素所导致的脉冲的情况。由此， 不仅产生凸^M言号中断D11、 D12与曲轴信号中断D21，而且也产生其他 的中断。
在此，ECU500，对应二十四个曲轴信号中断D21而设定"0"至"23" 的曲轴转角编号。ECU500，基于"0"至"23"的曲轴转角编号以二十四 个阶段来识别发动机7的一个循环内的曲轴转角。例如，对应在压缩上死 点(压缩行程中的上死点)后最先发生的曲轴信号中断D21,而设定曲轴 转角编号"0"。此时，燃料喷射或者点火的控制，以获得曲轴转角编号"0" 的定时作为基准进行。
另外，ECU500基于凸轮信号中断D12进行曲轴转角编号的修正。具 体而言，在凸轮信号中断D12的发生时ECU 500将曲轴转角编号设定为预 定的值(在图12与图13所示的例子中，在凸轮信号中断D12的发生时将 曲轴转角编号设定为"15")。此时，即便由于上述的干扰，曲轴转角编 号被g地设定，在每一个循环中也将曲轴转角修正为正确的值。由此， 防止ECU 500基于曲轴转角编号所识别的曲轴转角与实际的曲轴转角之 间产生较大的偏离。
另外，ECU 500设定WT信号编号。在配气相位正时控制装置200 处于低速旋转状态时，WT信号编号被维持在"0"的状态。
如图13所示，在配气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时，由 于突起部213a通过凸轮传感器250的可检测位置，从而在凸轮信号CA中 产生有脉沖宽度TC2的脉冲P3。由此，响应脉冲P3的上升沿，产生凸轮信号中断D13,响应脉沖P3的下降沿产生凸轮信号中断D14。
另外，关于凸轮信号CA的脉冲Pl、曲轴信号CR、凸轮信号中断Dll、
D12、曲轴信号中断D21与曲轴转角编号，与图12所示的配气相位正时控
制装置200处于低速旋转状态时相同。
另外，实际上，除了上述的脉沖Pl至P3以外，也会有在凸轮"f言号
CA与曲轴信号CR中产生由干扰等的其他因素所导致的脉冲的情况。由
此，不仅产生凸轮信号中断Dll至D14与曲轴信号中断D21，而且也产生
其他的中断。
以下，将在脉沖的上升时产生的中断总称为上升中断，将在脉冲的下 降时产生的中断总称为下降中断。上升中断，包括凸轮"f言号中断Dll、 D13、曲轴信号中断D21与在由于干扰等的其他因素所导致的脉冲的上升 时产生的中断。下降中断，包括凸轮信号中断D12、 D14与在由于干扰 等的其他因素所导致的脉沖的下降时产生的中断。
另外，ECU 500每当凸轮信号中断D14的发生时使WT信号编号增 加l。此时，在发动机7的每个循环中，通过判断WT信号编号是否进行 了加法计算，从而能够判定是否产生凸IM言号中断D14。
具体而言，在每次产生凸轮信号中断D12时，通过ECU 500判定WT 信号编号是否比前一次增加。
在WT信号编号增加了时，识别为在该凸轮信号中断D12的产生前 的一个循环以内产生了凸轮信号中断D14。由此，识别出配气相位正时控 制装置200处于高速旋转状态。
在WT信号编号没有增加时，识别为在该凸轮信号中断D12的产生 前的一个循环以内没有产生凸轮信号中断D14。由此，识别出配气相位正 时控制装置200处于低速旋转状态。
在本实施方式中，基于这些信息，控制由火花塞280所进行的火花点 火时间与来自喷射器290的燃料喷射量与燃料喷射时间。以下，参照图14 至图17,说明由ECU 500所进行的火花塞280与喷射器290的控制动作。 (9 )由ECU所进行的控制
29图14是表示由ECU 500所进行的配气相位正时控制处理的流程图。 如图14所示，ECU 500将WT信号编号(图13)初始"^殳定为"0" (步骤Sl)。
接下来，ECU 500取得包括凸轮信号CA、曲轴信号CR与节气门开 度TR的发动机7的运行状态(步骤S2 )。
接下来，ECU 500，基于在步骤S2所取得的运行状态进行配气相位正 时判定处理(步骤S3)。在此，判定配气相位正时控制装置200处于低速 旋转状态或高速旋转状态。另外，在步骤S3中，基于曲轴信号CR算出发 动机7的旋转速度(以下，称为发动机旋转速度)。关于步骤S3的配气相 位正时判定处理的详情后述。
如果步骤S3的配气相位正时判定处理的结果是配气相位正时控制装 置200处于高速旋转状态，则ECU 500,基于在步骤S2所取得的节气门 开度TR与步骤S3中的发动M转速度的算出结果，算出来自喷射器290 (图2 )的燃料喷射量与燃料喷射时间、以及由火花塞280 (图2 )所进行 的火花点火时间(步骤S4、 S5)。在此，例如通过使用对应高速旋转状态 预先设定的图的图演算，来算出燃料喷射量、燃料喷射时间与点火时间。
接着，ECU 500，判定步骤S3中的发动机旋转速度的算出结果是否低 于预先设定的旋转速度RL (步骤S6 )。旋转速度RL，被设定为低于上述 第二旋转速度R2 (图6)的值。在此，判定配气相位正时控制装置200是 否正常地发挥作用。
在步骤S6中，在判定发动积旋转速度低于旋转速度RL时，配气相位 正时控制装置200不正常地发挥作用，所以进行针对使用者的警告处理(步 骤S7)。作为警告处理，可以举出警告蜂鸣声或者警告灯等。
如果步骤S3的配气相位正时判定处理的结果是配气相位正时控制装 置200处于低速旋转状态，则ECU 500，基于在步骤S2所取得的节气门 开度TR与步骤S3中的发动M转速度的算出结果，算出来自喷射器290 (图2)的燃料喷射量与燃料喷射时间、以及由火花塞280 (图2)所进行 的火花点火时间(步骤S4、 S8)。在此，例如通过使用对应低速旋转状态预先设定的图的图演算，从而算出燃料喷射量、燃料喷射时间与点火时间。
接着，ECU500，判定步骤S3中的发动机旋转速度的算出结果是否高 于预先设定的预定的旋转速度RH (步骤S9 )。旋转速度RH,被设定为 高于上述第一旋转速度R1 (图6)的值。在此，与步骤S6同样地，判定 配气相位正时控制装置200是否正常地发挥作用。
在步骤S9中，在判定发动机旋转速度高于旋转速度RH时，配气相位 正时控制装置200不正常地发挥作用，所以进行针对使用者的警告处理(步 骤S7)。
在步骤S6或步骤S9的判定的结果是配气相位正时控制装置200不正 常地发挥作用时，为了减轻对发动机7的负担可以切换为预先设定的燃料 喷射量、燃料喷射时间与火花点火时间。
在步骤S6中，判定发动机旋转速度在旋转速度RL以上时，或者在步 骤9中判定发动机旋转速度在旋转速度RH以下时，判定配气相位正时控 制装置200正常地发挥作用。此时，ECU 500，基于步骤S5或步骤S8中 的燃料喷射量、燃料喷射时间的算出结果，通过燃料喷射信号FI指令喷射 器290进行燃料喷射，基于步骤S5或步骤S8中的火花点火时间的算出结 果，通过火花点火信号SI指令火花塞280进行点火(步骤SIO)。由此， 喷射器2卯，基于进气门334与排气门344 (图8 )的配气相位正时，能够 以适当的量与定时进行燃料喷射。另外，火花塞280，基于进气门334与 排气门344的配气相位正时，能够以适当的定时进^f亍火花点火。其后，ECU 500，反复进行步骤S2 S10的处理。
图15是用于说明图14的配气相位正时判定处理(步骤S3 )的详情的 流程图。
如图15所示，ECU500判定是否产生基于凸轮信号CA的中断(步骤 Sll)。
在产生基于凸轮信号CA的中断时，ECU 500进行后述的凸轮信号处 理(步骤S12)。之后，ECU500进行到图14的步骤S2或步骤S4的处理。 在没有产生基于凸轮信号CA的中断时，ECU 500判定是否产生基于曲轴信号CR的中断(步骤S13)。
在步骤S13中，在产生基于曲轴信号CR的中断时，ECU500进行后 述的曲轴信号处理(步骤S14)。之后，ECU 500返回图14的步骤S2的处理。
图16,是用于说明图15的凸轮信号处理(步骤S12)的详细的流程图。 ECU 500,判定在图15的步骤Sl 1中所发生的中断是否是下降中断步 骤S31)。
在图15的步骤S11中产生的中断不是下降中断时，即是上升中断时， ECU500计测上升中断的发生时刻(步骤S32)。之后，ECU500返回图 14的步骤S2的处理。
在步骤S31中，在图15的步骤Sll中所产生的中断是下降中断时， ECU500计测下降中断的发生时刻(步骤S33)。
接着，ECU 500算出在步骤S32所计测的上升中断与在步骤S33所计 测的下降中断之间的中断间隔(步骤S34)。
接着，ECU 500判定在步骤S34中所计测的中断间隔是否大于预先设 定的预定值A1 (步骤S35)。预定值A1，被设定为大于等于凸轮信号中 断Dll、 D12的中断间隔TD1、且小于凸轮信号中断D13、 D14的中断间 隔TD2。
在判定中断间隔在预定值Al以下时，ECU 500判定中断间隔是否小 于预先设定的预定值A2 (步骤S36)。预定值A2被设定为小于凸轮信号 中断Dll、 D12的中断间隔TD1的值。
在判定中断间隔小于预定值A2时，ECU 500将在步骤S11中产生的 上升中断作为干扰进行处理(步骤S37)。即，ECU 500不进行任何处理 而返回步骤S2的处理。
在步骤S36中，在判定中断间隔在预定值A2以上时，确定在步骤Sll 中产生的中断为凸IMt号中断D12。由此，通过ECU500将曲轴转角编号 设定为预定的值(步骤S38)，从而进行曲轴转角编号的修正。
接着，ECU 500判定WT信号编号是否与上一次的相同(步骤S39 )。在WT信号编号与上一次的相同时，ECU 500判定配气相位正时控制装 置200处于低速旋转状态(步骤S40)，将WT信号编号清空为初始值的 零(步骤S41)。之后，ECU 500进行到图14的步骤S4的处理。
在步骤S35中，在判定中断间隔大于预定值A2时，ECU 500判定配 气相位正时控制装置200处于高速旋转状态(步骤S42 )，使WT信号编 号增加l (步骤S43)。之后，ECU500进行到图14的步骤S4的处理。 图17是用于说明图15的曲轴信号处理(步骤S14)的详情的流程图。 如图17所示，ECU500使当前的WT信号编号增加1 (步骤S51)。 接着，ECU500判定曲轴转角编号是否超过23 (步骤S52)。在曲轴 转角编号超过23时，ECU500将曲轴转角编号清空为零(步骤S53)。
接着，ECU 500,算出在步骤S13中所产生的中断与前一次产生的中 断之间的中断间隔(步骤S54) 。 ECU 500，基于算出的中断间隔算出发 动机旋转速度(步骤S55 )。之后，ECU 500返回图14的步骤S2的处理。 (10)本实施方式的效果
在本实施方式中，通过伴随发动机7的旋转的离心力的变化，配气相 位正时控制装置200的进气凸轮231与排气凸轮241的相位关系在低速旋 转时和高速旋转时二者之间进行切换。由此，能够根据发动机7的旋转速 度最适当地切换进气门334与排气门344的配气相位正时。
另外，基于是否通过凸轮传感器250检测到配重213的突起部213a， 通过ECU 500正确判定配气相位正时控制装置200的进气凸轮231与排气 凸轮241的相位关系是处于高速旋转时的相位关系还是处于低速旋转时的 相位关系。由此，ECU 500能够正确判定进气门334与排气门344的配气 相位正时。
因此，ECU 500，基于进气门334与排气门344的配气相位正时，能 够最适当地控制燃料喷射量、燃料喷射时间与火花点火时间。
另外，通过由凸轮传感器250检测突起部219a，从而总是将曲轴转角 编号修正为正确值。由此，ECU 500，基于曲轴转角编号，能够正确地进 行燃料喷射量、燃料喷射时间与火花点火时间的控制。这样，通过使用气缸盖7S内的共同的凸轮传感器250,从而能够正确 地判定配气相位正时控制装置200的进气凸轮231与排气凸轮241的相位 关系的切换，并且能够总是将曲轴转角编号修正为正确值。由此，能够实 现发动机7的小型化，并且抑制生产成本的增加。
(11) 权利要求的各构成要素与实施方式的各部的对应
以下，对权利要求的各构成要素与实施方式的^"素的对应的例子进 行说明，但本发明并不限定于下述的例子。
上述实施方式中，配气相位正时控制装置200与凸轮传感器250是可 变气门传动装置的例子，凸轮用从动链轮221是旋转部件的例子，进气门 凸轮轴230是凸轮部件的例子，配气相位正时控制装置200处于低速旋转 状态时的进气门凸轮轴230的状态是第一状态的例子，配气相位正时控制 装置200处于高速旋转状态时的进气门凸轮轴230的状态是第二状态的例 子，突起部213a是第一被检测部的例子，配重213、 216是可动部件的例 子，凸轮传感器250是检测器的例子，突起部219a是第二被检测部的例子。
另外，发动机7与ECU500;UL动机系统的例子，进气门334与排气 门344是气门的例子，ECU500是控制部的例子，凸轮信号CA是检测然 器的输出信号的例子，脉冲宽度TC1、 TC2是检测期间的例子。
另外，二轮摩托车IOO是车辆的例子，后轮ll是驱动部件的例子。
作为权利要求的各构成要素，能够使用具有权利要求中所记载的构成 或者功能的其它的各种各样的要素。
(12) 其它的实施方式
(12-1)在上述实施方式中，以相对凸轮用从动链轮221的一个面的 方式将凸轮传感器250配置在与配气相位正时控制装置200的轴心J平行 的方向上(图9至图11)，但也可以将凸轮传感器250配置其它的位置。 图18是表示凸轮传感器250的其它配置例的图。图18 (a)是表示配 气相位正时控制装置200与凸轮传感器250的配置的剖视图，图18 (b) 是从箭头Q的方向观察图18 ( a )的凸轮传感器250与配气相位正时控制 装置200的侧^f见图。另外，在图18中示出高速旋转状态下的配气相位正时控制装置200。如图18 ( a )与图18 ( b)所示，在配气相位正时控制装置200的凸轮 用从动链轮221的一面侧在相对配气相位正时控制装置200的轴心J垂直 的方向上配置有凸轮传感器250。在配气相位正时控制装置200的配重213上，设有突起部213e。在配 气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时，突起部213e变得平行于凸 轮用从动链轮221的一个面。另外，如图18(b)所示，在支持部件211的突起片211D上，形成有 突起部211a。突起部211a，与凸轮用从动链轮221的一个面平行。另外，在以轴心J为中心的周方向上，突起部213e具有突起部211a 的大约三倍的长度。在配气相位正时控制装置200处于高速旋转状态时，形成于配重213 的突起部213e与形成于突起片211D的突起部211a通过凸轮传感器250 的可检测位置。此时，在凸轮4言号CA中产生由于突起部213e与突起部 211a所产生的务K冲。在配气相位正时控制装置200处于低速旋转状态时，由于弹簧Sl (图 18 (b))的加载力，配重213从图18 (a)所示状态转动，配重213的突 起部213e不通过凸轮传感器250的可检测位置。此时，在凸轮信号CA中 仅产生由于突起部211a所产生的脉冲。基于在凸轮信号CA中产生的这些脉冲，通过ECU 500进行图14至 图17所示的控制动作。这样，通过适当设定由凸轮传感器250所检测到的突起部的位置，从 而能够将凸轮传感器250配置在任意的位置。由此，提高发动机7的气缸 盖7S的设计自由度。另外，也可以不设置突起部213a、 219a、 213e、 211a而由凸轮传感器 250直接检测配重213、216或者螺栓219等的任意的部分。此时，配重213、 216或者螺栓219等的配置或形状以可通过凸轮传感器250检测的方式适 当设定。35(12-2)在上述的实施方式中，作为可变气门传动装置，对才艮据伴随 发动机7的旋转的离心力的变化而切换进气门334与排气门344的配气相 位正时的配气相位正时控制装置200进行了说明，但本发明并不限定于此， 也可以适用于通过伴I^JL动机7的旋转的离心力的变化，而切换进气门334 或者排气门344的开启量的可变气门传动装置。(12-3)在上述的实施方式中，作为可变气门传动装置，对配重213、 216通过与发动机7的旋转相伴的离心力的变化而转动的配气相位正时控 制装置200进行了说明，但本发明并不限定于此，也可以适用于配重通过 与发动机7的旋转相伴的离心力的变化而在直线方向上移动的可变气门传 动装置。(12-4)在上述的实施方式中，以配重213的突起部213a的宽度与螺 栓219的突起部219a的宽度不同的方式设定，但也可以将配重213的突起 部213a的宽度与螺栓219的突起部219a的宽度设定得相等。此时，ECU 500，判定在凸轮信号CA中所产生的脉冲在发动机7的 一个循环内是一个还是二个。当在发动机7的一个循环内在凸4M言号CA 中所产生的脉沖的数量是一个时，判定配气相位正时控制装置200处于低 速旋转状态，当在发动机7的一个循环内在凸轮信号CA中所产生的脉冲 的数量是二个时，判定配气相位正时控制装置200处于高速旋转状态。(12-5)在上述的实施方式中，在进行配气相位正时控制装置200是 处于低速旋转状态还是处于高速旋转状态的判定之后，ECU 500基于通过 节气门传感器270所检测到的节气门开度TR与发动M转速度，算出燃 料喷射量、燃料喷射时间与火花点火时间(图14)，燃料喷射量、燃料喷 射时间与火花点火时间也可以基于其它的条件算出。例如，ECU 500，也 可以基于节气门开度TR、发动机旋转速度、油温、水温、发动机温度或 者燃料的种类等中的任意一个或多个条件，算出燃料喷射量、燃料喷射时 间与火花点火时间。本发明，能够利用于二轮摩托车、四轮汽车等的具有发动机的各种车 辆与船舶等。
权利要求
1.一种可变气门传动装置，它是根据发动机的旋转速度对气门的开闭进行控制的可变气门传动装置，包括能够与所述发动机的旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与所述气门触接的方式设置、能够在相对所述旋转部件具有第一位置关系的第一状态和具有第二位置关系的第二状态之间转换的凸轮部件；具有第一被检测部、通过利用伴随所述旋转部件的旋转而产生的离心力进行移动而使所述凸轮部件从所述第一状态向所述第二状态转换的可动部件；和被配置为能够在所述可动部件处于与所述第一状态相对应的第一位置或者与所述第二状态相对应的第二位置时，检测伴随所述旋转部件的旋转而旋转的所述第一被检测部的检测器。
2. 根据权利要求l所记载的可变气门传动装置，其中， 还具备与所述旋转部件一起旋转的第二^皮检测部，所述第二被检测部，被设置在通过与所述旋转部件的旋转相伴进行旋 转而被所述检测器检测的位置。
3. 根据权利要求2所记载的检测器，其中，所述检测器，被配置在能够从与所述旋转部件的旋转轴平行的方向检测所述第 一祐:检测部与所述第二纟皮检测部的位置。
4. 根据权利要求2所记载的检测器，其中，所述检测器，被配置在能够从与所述旋转部件的旋转轴垂直的方向检 测所述第 一〗皮检测部与所述第二纟皮检测部的位置。
5. 根据权利要求2所记载的检测器，其中，所述第一被检测部的旋转方向的长度不同于所述第二被检测部的旋转 方向的长度。
6 —种发动机系统，它具备具有气门的发动机、根据所述发动机的 旋转速度对所述气门的开闭进行控制的可变气门传动装置、对所*动机进行控制的控制部，所述可变气门传动装置包括能够与所述发动机的旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与所述气门触接的方式设置、能够在相对所述旋转部件具有第 一位 置关系的第一状态和具有第二位置关系的第二状态之间转换的凸轮部件；具有第一被检测部、通过利用伴随所述旋转部件的旋转而产生的离心 力进行移动而使所述凸轮部件从所述第一状态向所述第二状态转换的可动 部件；和#_配置为能够在所述可动部件处于与所述第 一状态相对应的第 一位置 或者与所述第二状态相对应的笫二位置时，检测伴随所述旋转部件的旋转 而旋转的所述第 一被检测部的检测器；所述控制部基于所述检测器的输出信号判定所述凸轮部件处于所述第 一状态与所述第二状态中的哪种状态，基于判定结果控制所述发动机的动 作。
7. 根据权利要求6所记载的发动机系统，其中，所述可变气门传动装置还具有与所述旋转部件一起旋转的第二被检测部，所述第二被检测部，祐:设置在通过与所述旋转部件的旋转相伴进行旋 转而被所述检测器检测到的位置。
8. 根据权利要求7所记载的发动机系统，其中，所述第 一被检测部的旋转方向的长度不同于所述第二被检测部的旋转 方向的长度。
9. 权利要求8所记载的发动机系统，其中，所述控制部，基于由所述检测器所进行的所述第一,皮检测部或者所述 第二被检测部的检测期间判定是否检测到所述第 一纟皮检测部。
10. 根据权利要求7所记载的发动机系统，其中，所述控制部，基于在所述旋转部件的转动一圏期间由所述检测器所进 行的检测次数判定是否检测到所述第 一被检测部。
11. 根据权利要求6所记载的发动机系统，其中，所述控制部，基于所述检测器的输出信号判定所述凸轮部件处于所述 第一状态与所述第二状态的哪种状态，基于判定结果控制所M动机中的 燃料喷射量、燃料喷射时间与火花点火时间的至少一个。
12. —种车辆，它具备发动机系统、通过由所iOL动机系统所产生的 动力而被驱动的驱动部件，所述发动机系统具备具有气门的发动机、根据所述发动机的旋转速 度对所述气门的开闭进行控制的可变气门传动装置、对所述发动机进行控 制的控制部，所述可变气门传动装置包括能够与所iOL动机的旋转联动旋转地设置的旋转部件；以与所述气门触接的方式设置、能够在相对所述旋转部件具有第一位置关系的第一状态和具有第二位置关系的第二状态之间转换的凸,件； 具有第一4皮检测部、通过利用伴随所述旋转部件的旋转而产生的离心力进行移动而j吏所述凸轮部件从所述第一状态向所述第二状态转换的可动部件；和-陂配置为能够在所述可动部件处于与所述第 一状态相对应的第 一位置 或者与所述第二状态相对应的第二位置时，检测伴随所述旋转部件的旋转 而旋转的所述第 一被检测部的检测器；所述控制部基于所述检测器的输出信号判定所述凸轮部件处于所述第 一状态与所述第二状态中的哪种状态，基于判定结果控制所述发动机的动 作。
全文摘要
在配气相位正时控制装置的与凸轮用从动链轮的一面侧相对的位置上设有凸轮传感器。在配气相位正时控制装置处于高速旋转状态时，配重由于与旋转相伴的离心力而转动。由此，配重的突起部变为可由凸轮传感器检测到的状态。此时，配气相位正时控制装置每旋转一圈，配重的突起部都通过凸轮传感器的可检测位置，在从凸轮传感器传递给ECU的凸轮信号中产生脉冲。
文档编号F02D45/00GK101331296SQ200680046778
公开日2008年12月24日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年12月13日
发明者永井良卓, 石上英俊 申请人:雅马哈发动机株式会社