内燃机的气门正时控制装置以及该气门正时控制装置的控制器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的气门正时控制装置，即便电动马达的一部分线圈断线了，气门正时控制装置也可以工作。当在步骤4中判断为目标相位变换角度(A)和实际相位变换角度(B)不相等的情况下，转移到步骤5而输出电机驱动指令后转移到步骤6，在此，在第一次程序中，在步骤8中，当电机电流值上升时判断为一个系统的电线断线，在步骤9中使电机驱动电流停止，经由步骤10回到步骤6后转移到步骤13。在此，若判断为处于再起动时，则在步骤15中施加电机驱动电流并将凸轮轴(2)的相对旋转相位变更为适合起动的相位。
【专利说明】
内燃机的气门正时控制装置以及该气门正时控制装置的控制器
技术领域
[0001]本发明涉及对内燃机的进气门或排气门的工作特性进行控制的内燃机的气门正时控制装置以及该气门正时控制装置的控制器。
【背景技术】
[0002]近来，提供有如下的气门正时控制装置:由电动马达的驱动旋转力变更曲轴和凸轮轴的相对旋转相位来控制进气门或排气门的开闭正时。
[0003]例如，以下的专利文献I中记载的气门正时控制装置通过使用供电用电刷和滑环，仅在变更进气门或排气门的开闭正时时向电动马达通电，从而尽可能减小电力消耗。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2012-132367号公报
【发明内容】
[0007]发明要解决的课题
[0008]但是，上述公报记载的气门正时控制装置在上述电动马达的线圈因某些原因而断线的情况下，存在不能进行气门正时控制装置的控制的问题。
[0009]本发明的目的在于提供一种内燃机的气门正时控制装置，即便电动马达的一部分线圈断线了，气门正时控制装置也可以工作。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]本申请技术方案I所述的发明是一种内燃机的气门正时控制装置，通过向电动马达的线圈通电来变更凸轮轴相对于曲轴的旋转的相对旋转相位，其特征在于，上述电动马达具有两个系统的正极侧以及负极侧的切换用电刷，在向上述切换用电刷的一个系统供电的电线断线了的情况下，从发动机起动时起直至规定时间为止向另一个系统的切换用电刷通电后，使该通电停止或使通电量减少。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，即便电动马达的一部分供电用电线断线了，通过向其他切换用电刷的通电，气门正时控制装置也可以工作。
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的实施方式的气门正时控制装置的纵剖视图。
[0015]图2是表示本实施方式中的主要结构部件的分解立体图。
[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是表示本实施方式所提供的电动马达和向该电动马达通电的结构的概略图。
[0020]图7是本实施方式所提供的控制单元的控制流程图。
[0021 ]图8是第二实施方式所提供的控制单元的控制流程图。
[0022]图9是第三实施方式所提供的控制单元的控制流程图。
[0023]图10是第四实施方式所提供的控制单元的控制流程图。
[0024]图11是第五实施方式所提供的控制单元的控制流程图。
【具体实施方式】
[0025]以下，基于附图来说明本发明的内燃机的气门正时控制装置以及该气门正时控制装置的控制器的实施方式。
[0026]〔第一实施方式〕
[0027]如图1及图2所示，该实施方式所提供的气门正时控制装置具有:正时链轮I，该正时链轮I作为驱动旋转体，由内燃机的曲轴旋转驱动；凸轮轴2，该凸轮轴2经由轴承02旋转自如地支承在缸盖01上，利用从上述正时链轮I传递的旋转力而旋转；以及相位变换机构4，该相位变换机构4被固定于链罩49的罩部件3覆盖，根据发动机运转状态来变更凸轮轴2相对于上述正时链轮I的相对旋转相位。
[0028]上述正时链轮I包括链轮主体la、齿轮部lb、以及内齿结构部19，该链轮主体Ia整体由铁系金属呈环状地一体形成且内周面呈台阶直径状，该齿轮部Ib—体地设置在该链轮主体Ia的外周，经由卷绕的未图示的正时链接收来自曲轴的旋转力，该内齿结构部19一体地设置在上述链轮主体Ia的前端侧。
[0029]另外，该正时链轮I在链轮主体Ia与在上述凸轮轴2的前端部设置的后述的从动部件9之间夹设有作为轴承的一个大径滚珠轴承43，正时链轮I和上述凸轮轴2由该大径滚珠轴承43相对旋转自如地支承。
[0030]上述大径滚珠轴承43包括外圈43a、内圈43b以及夹设在该两圈43a、43b之间的滚珠43c，上述外圈43a固定在链轮主体Ia的内周侧，而内圈43b固定在后述的从动部件9的外周侧。
[0031]上述链轮主体Ia在内周侧开设切口而形成有在上述凸轮轴2侧开口的圆环槽状的外圈固定部40。
[0032]该外圈固定部40形成为台阶直径状，上述大径滚珠轴承43的外圈43a从轴向被压入，并且进行该外圈43a在轴向一侧的定位。
[0033]上述内齿结构部19一体地设置在上述链轮主体Ia的前端部，形成为向相位变换机构4的后述的电动马达12方向延伸出的壁较厚的圆筒状，并且在内周形成有波形的多个内齿 19a。
[0034]另外，在上述内齿结构部19的前端侧，相向配置有与后述的壳体5—体的圆环状的内螺纹形成部6。
[0035]并且，在链轮主体Ia的与内齿结构部19在轴向上相反的一侧的后端部，配置有圆环状的保持板61。该保持板61由金属板材一体形成，如图1所示，外径被设定为与上述链轮主体Ia的外径大致相同，内周部61a借助微小的推压力从轴向抵接并定位于上述外圈43a的轴向上的外端面43e。另外，在内周部61a的内周缘规定位置，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61b。
[0036]如图1以及图4所示，该止动凸部61b形成为大致扇形，前端缘61c形成为沿着后述的止动槽2b的圆弧状内周面的圆弧状。并且，在上述保持板61的外周部，在周向上的等间隔位置贯通形成有供上述各螺栓7插通的六个螺栓插通孔61e。
[0037]在上述链轮主体Ia(内齿结构部19)以及保持板61的各自的外周部，螺栓插通孔lc、61e分别在周向上的大致等间隔位置贯通形成有六个。另外，在上述内螺纹形成部6，在与各螺栓插通孔lc、61e对应的位置形成有六个内螺纹孔6a，利用插通于上述插通孔的六个螺栓7从轴向紧固固定上述正时链轮I和保持板61以及壳体5。
[0038]另外，上述链轮主体Ia和内齿结构部19作为后述的减速机构8的壳体而构成。
[0039]而且，上述链轮主体Ia和上述内齿结构部19、保持板61以及内螺纹形成部6各自的外径被设定为大致相同。
[0040]如图1所示，上述链罩49以将缸盖01和在未图示的缸体的前端侧卷装于上述正时链轮I的未图示的链覆盖的方式沿上下方向配置并被固定，在与上述相位变换机构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的圆周方向上的四个部位，一体地形成有凸起部49c，并且，从环状壁49b到各凸起部49c的内部分别形成有内螺纹孔49d0
[0041]如图1及图2所示，上述罩部件3由铝合金材料形成为杯状，包括鼓出状的罩主体3a和在该罩主体3a的开口侧的外周缘一体地形成的圆环状的安装凸缘3b。上述罩主体3a设置成覆盖上述壳体5的前端部，并且，在外周部侧，沿轴向一体地形成有圆筒壁3c。该圆筒壁3c在内部形成有用于保持后述的电刷保持体28的保持用孔3d。
[0042]上述安装凸缘3b在四个突片3e上分别贯通形成有螺栓插通孔3g，上述四个突片3e在圆周方向上的大致等间隔位置突出设置，利用插通于上述各螺栓插通孔3g的螺栓54，经由形成于上述链罩49的各内螺纹孔49d将罩部件3固定于链罩49。
[0043]另外，如图1及图2所示，在上述罩主体3a的外周侧的台阶部内周面与上述壳体5的外周面之间夹设有大径的油封50。该大径油封50形成为横截面呈大致=形，在合成橡胶的基体材料的内部埋设有金属芯，并且，外周侧的圆环状基部嵌接于在上述罩部件3的内周面设置的台阶圆环部3f而被固定。利用该大径油封50抑制在上述链轮I等的旋转驱动中飞散的润滑油侵入后述的电动马达12内。
[0044]上述壳体5具有:对铁系金属材料进行冲压成形而形成为有底筒状的作为筒状部的壳体主体5a、以及对该壳体主体5a的前端开口进行密封的由合成树脂的非磁性材料制成的密封板11。
[0045]上述壳体主体5a在后端侧具有圆板状的隔壁5b，在该隔壁5b的大致中央形成有供后述的偏心轴部39插通的大径的轴部插通孔5c，并且，在该轴部插通孔5c的孔边缘，一体地设置有向罩部件3方向突出的圆筒状的伸出部5d。
[0046]上述隔壁5b形成为壁较薄，以覆盖后述的电动马达12的线圈18的轴向上的一侧的方式形成为截面呈凹状，并且，在其前端面外周侧一体地设置有厚壁的圆环状的内螺纹形成部6。
[0047]上述凸轮轴2在外周具有使未图示的进气门进行打开动作的每一个气缸设有两个的旋转凸轮，并且在前端部一体地设置有上述凸缘部2a。另外，上述旋转凸轮是一般的蛋形，经由气门挺杆抵抗气门弹簧的弹力而使上述进气门进行打开动作。
[0048]如图1所示，上述凸缘部2a的外径形成为比后述的从动部件9的固定端部9a的外径稍大，在组装各结构部件后，前端面的外周部配置成抵接于上述大径滚珠轴承43的内圈43b的轴向外端面。另外，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从轴向被结合。
[0049]另外，如图4所示，在上述凸缘部2a的外周，沿圆周方向形成有供上述保持板61的止动凸部61b卡入的止动凹槽2b。该止动凹槽2b向圆周方向形成为规定长度的圆弧状，在该长度范围内转动的止动凸部61b的两端缘分别抵接于周向的相向缘2c、2d，由此，限制凸轮轴2相对于正时链轮I的最大提前侧或最大滞后侧的相对旋转位置。
[0050]另外，上述止动凸部6Ib相比上述保持板61的从轴向外侧向大径滚珠轴承43的外圈43a进行推压的内周部61a弯折地偏向凸轮轴2的旋转凸轮侧，从而与上述从动部件9的固定端部9a成为不接触状态。由此，可以抑制止动凸部61b和固定端部9a的干涉。
[0051 ] 由上述止动凸部61b和止动凹槽2b构成止动机构。
[0052]如图1所示，上述凸轮螺栓10的头部1a的轴部1b侧的端面1c从轴向抵接于后述的小径滚珠轴承37的内圈，并且，在轴部1b的前端部外周形成有外螺纹部，该外螺纹部拧合安装于从上述凸轮轴2的端部沿内部轴向形成的内螺纹部。
[0053]上述从动部件9由铁系金属一体地形成，如图1所示，包括在前端侧形成的圆板状的固定端部9a、从该固定端部9a的内周前端面向轴向突出的圆筒部9b、以及在上述固定端部9a的外周部一体地形成的圆筒状的保持器41，该保持器41是保持多个辊48的保持部件。
[0054]上述固定端部9a配置成后端面抵接于上述凸轮轴2的凸缘部2a的前端面，利用上述凸轮螺栓1的轴向力从轴向压接固定于凸缘部2a。
[0055]上述圆筒部9b在中央贯通形成有供上述凸轮螺栓1的轴部1b插通的插通孔9d，并且在外周侧设置有滚针轴承38。
[0056]如图1?图3所示，上述保持器41从上述固定端部9a的外周部前端起形成为纵截面呈大致横向=形，并形成为向与上述圆筒部9b相同的方向突出的有底圆筒状。该保持器41的筒状前端部41a经由在上述内螺纹形成部6与上述伸出部5d之间形成的圆环状的凹部即空间部44向壳体5的隔壁5b方向延伸出。另外，在上述筒状前端部41a的周向上的大致等间隔位置，大致长方形的多个辊保持孔41b形成在周向上的等间隔位置，上述多个辊保持孔41b是分别滚动自如地保持上述多个棍48的棍保持部。该棍保持孔41b(棍48)的全部数量比上述内齿结构部19的内齿19a的全部齿数少一个。
[0057]另外，在上述固定端部9a的外周部与保持器41的底部侧结合部之间，开设切口而形成有将上述大径滚珠轴承43的内圈43b固定的内圈固定部63。
[0058]该内圈固定部63开设切口而形成为从径向与上述外圈固定部40相向的台阶状，包括沿凸轮轴轴向延伸的圆环状的外周面和在该外周面的与上述开口相反的一侧一体地设置并沿径向形成的第二固定台阶面。大径滚珠轴承43的内圈43b从轴向被压入在上述外周面上，并且，被压入的上述内圈43b的内端面抵接于上述第二固定台阶面而进行轴向上的定位。
[0059]上述相位变换机构4包括配置在上述凸轮轴2的大致同轴上的前端侧的上述电动马达12、和将该电动马达12的转速减速后传递到凸轮轴2的减速机构8。
[0060]如图1、图2所示，上述电动马达12是带电刷的DC电机，具有:与上述正时链轮I 一体地旋转的磁轭即上述壳体主体5a、旋转自如地设置在该壳体主体5a的内部的电机输出轴13、固定在壳体主体5a的内周面的定子即分别呈半圆弧状的一对永磁铁14、15、固定于上述密封板11的定子16、以及设置在上述电机输出轴13的外周并具有多个磁极的铁芯转子17。
[0061]如图6所示，向该电动马达12供给的电流路径从后述的供电用电刷30a(正极侧)、30b(负极侧)和供电用滑环26a(正极侧)、26b(负极侧)分成两个系统，从上述各供电用滑环26a、26b分别连接两条合计四条尾线线束(pigtail harness)27a、27b(正极侧)、27c、27d(负极侧)的各一端部，另一端部与后述的切换用电刷25a、25b(正极侧)、25c、25d(负极侧)分别连接。
[0062]如图1所示，上述电机输出轴13形成为台阶圆筒状而作为衔铁发挥作用，经由在轴向上的大致中央位置形成的台阶部13c由凸轮轴2侧的大径部13a和电刷保持体28侧的小径部13b构成。
[0063]在上述大径部13a的外周固定有上述铁芯转子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。
[0064]另一方面，在上述小径部13b的外周压入固定有圆环部件20，并且在该圆环部件20的外周面从轴向压入固定有换向器21，从而由上述台阶部13c的轴向端面进行轴向上的定位。上述圆环部件20的外径被设定为与上述大径部13a的外径大致相同，并且轴向上的长度被设定为比小径部13b稍短。
[0065]在上述小径部13b的内周面压入固定有栓体55，该栓体55抑制用于向电机输出轴
13、偏心轴部39内供给来润滑上述各轴承37、38的润滑油向上述电动马达12内泄漏。
[0066]上述铁芯转子17由具有多个磁极的磁性材料形成，外周侧作为具有卷绕线圈18的绕组的槽的绕线管而构成。
[0067]如在图6中也示出的那样，上述换向器21由导电材料形成为圆环状，上述线圈18的被拉出的未图示的线圈线的终端，与被分割为数量与上述铁芯转子17的极数相同的各分段21a电连接。即，夹入线圈线的终端前端与在内周侧形成的折回部电连接。另外，各分段21a的正极和负极由磁性线束21b、21c电连接。
[0068]上述永磁铁14、15整体形成为圆筒状而在圆周方向上具有多个磁极，并且，其轴向上的位置相比上述铁芯转子17的固定位置向前方偏移而配置。由此，上述永磁铁14、15的前端部配置成在径向上与上述换向器21或定子16的后述的切换用电刷25a、25b、25c、25d等重叠。
[0069]如图5以及图6所示，上述定子16具有:一体地设置在上述密封板11的内周侧的圆板状的树脂板22;固定在该树脂板22的内侧的金属制的四个电刷支座23a、23b、23c、23d;沿径向滑动自如地收容保持在上述各电刷支座23a?23d的内部，并且各前端面利用螺旋弹簧24a、24b、24c、24d的弹力从径向与上述换向器21的外周面弹性接触的上述四个切换用电刷25a、25b、25c、25d;以使各外端面在树脂板22的前端面露出的状态被埋设固定的内外双重的圆环状的供电用滑环26a、26b;以及将上述各供电用滑环26a、26b和上述各切换用电刷25a?25d电连接的尾线线束27a、27b、27c、27d。
[0070]上述一对正极侧的切换用电刷25a、25b和与其对应的一对负极侧的切换用电刷25c、25d分别在周向上离开180°而配置。
[0071]另外，上述供电用滑环26a、26b构成供电机构的一部分，而且，上述切换用电刷25a?25d和换向器21、尾线线束27a?27d等作为通电切换机构而构成。
[0072]上述密封板11通过紧固而被定位并固定于在上述壳体5的前端部内周形成的凹状台阶部。另外，在中央位置贯通形成有供电机输出轴13的一端部等插通的轴插通孔11a。
[0073]在上述罩主体3a上固定有由合成树脂材料一体地模制而成的供电机构即电刷保持体28。如图1所示，该电刷保持体28形成为侧视时呈大致L形，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、以及一对端子片31、31构成，该电刷保持部28a被插入到上述保持用孔3c中，该连接器部28b设置在该电刷保持部28a的上端部，该一对托架部28c、28c在上述电刷保持部28a的两侧一体地突出设置并被固定于上述罩主体3a，该一对端子片31、31的大部分被埋设在上述电刷保持体28的内部。
[0074]上述一对端子片31、31沿上下方向平行且呈曲柄状地形成，一侧(下端侧)的各端子31a、31a在上述电刷保持部28a的底部侧以露出状态配置，而另一侧(上端侧)的各端子31b、31b在上述连接器部28b的阴模嵌合槽28d内突出设置。另外，上述另一侧端子31a、31b经由未图示的雄端子与蓄电池电源电连接。
[0075]上述电刷保持部28a大致沿水平方向(轴向)延伸设置，套筒状的滑动部29a、29b固定于在内部的上下位置形成的圆柱状的通孔内，并且，在上述各滑动部29a、29b的内部，沿轴向滑动自如地保持有各前端面从轴向分别抵接于上述各滑环26a、26b的供电用电刷30a、30b ο
[0076]上述各供电用电刷30a、30b形成为大致长方体状，在面对各通孔的底部侧的上述一侧端子31a、31a与上述各供电用电刷30a、30b之间具有弹力地安装有第二螺旋弹簧32a、32b，上述各供电用电刷30a、30b利用第二螺旋弹簧32a、32b的弹力分别向上述各滑环26a、26b方向被施力。
[0077]另外，在上述供电用电刷30a、30b的后端部和上述一侧端子3la、3Ia之间，结合着具有挠性的一对尾线线束33a、33b，将上述两者电连接。该尾线线束33a、33b的长度被设定为如下的长度:限制上述供电用电刷30a、30b的最大滑动位置，以免上述供电用电刷30a、30b在借助上述各螺旋弹簧32a、32b退出最大时从上述各滑动部29a、29b脱落。
[0078]另外，在形成于上述电刷保持部28a的基部侧外周的圆环状的嵌接槽内，嵌接保持有环状密封部件34。
[0079]上述连接器部28b的、与未图示的雄型端子被插入到上端部的上述嵌合槽28d面对的上述另一侧端子31b、31b，经由上述雄型端子与控制器即控制单元56电连接。
[0080]如图2所示，上述托架部28c、28c形成为横向U形，在两侧部贯通形成有螺栓插通孔28e、28e。拧合安装在形成于上述罩主体3a的未图示的一对内螺纹孔中的各螺栓，插通在上述各螺栓插通孔28e、28e中，由此，上述电刷保持体28经由各托架部28c、28c被固定于罩主体3a。
[0081 ]上述电机输出轴13和偏心轴部39由小径滚珠轴承37和上述滚针轴承38旋转自如地支承，该小径滚珠轴承37设置在上述凸轮螺栓10的头部1a侧的轴部1b的外周面上，该滚针轴承38设置在上述从动部件9的圆筒部9b的外周面上并配置在小径滚珠轴承37的轴向侦嘟。
[0082]上述滚针轴承38包括被压入偏心轴部39的内周面的圆筒状的护圈38a、以及旋转自如地保持在该护圈38a的内部的多个滚动体即滚针38b。上述护圈38a的轴向一端抵接于小径滚珠轴承37的外圈37b的相向侧面，另一方面，滚针38b在上述从动部件9的圆筒部9b的外周面上滚动。
[0083]另外，在上述电机输出轴13(偏心轴部39)的外周面和上述壳体5的伸出部5d的内周面之间，设置有阻止润滑油从减速机构8的内部向电动马达12内泄漏的小径的油封46。该小径油封46包括固定在上述伸出部5d内周的基部46a、一体地设置在该基部46a的内周部且内周与上述电机输出轴13的大径部13a外周面滑动接触的密封部46b、以及对该密封部46b向大径部13a的外周面方向施力的支承弹簧。
[0084]如图6所示，上述控制单元56从检测出曲轴的旋转角的曲轴转角传感器57、检测出发动机的吸入空气量的空气流量计、检测出发动机的冷却水温度的水温传感器、检测出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基于信息信号检测出当前的发动机运转状态，来进行发动机控制，并且，经由上述连接器端子31b、供电用电刷30a、30b等向线圈18输出控制电流来进行电机输出轴13的旋转控制。
[0085]另外，该控制单元56输入来自上述曲轴转角传感器57和检测出凸轮轴2的旋转角的凸轮角传感器58的信息信号，检测出当前的曲轴和凸轮轴2的相对旋转位置并输出到控制电路59。该控制电路59构成控制单元56的一部分，进行如下控制:根据上述曲轴转角传感器57和凸轮角传感器58的各检测信号，运算上述凸轮轴2的目标相位变换角，并经由上述连接器保持体28向上述供电用电刷30a、30b通电以使电动马达12驱动而成为目标相位变换角。
[0086]如图1以及图3所示，上述减速机构8主要由进行偏心旋转运动的上述偏心轴部39、设置在该偏心轴部39的外周的中径滚珠轴承47、设置在该中径滚珠轴承47的外周的上述辊
48、在滚动方向上保持该棍48并允许径向上的移动的上述保持器41、以及与该保持器41 一体的上述从动部件9构成。由上述偏心轴部39和中径滚珠轴承47构成偏心凸轮机构。
[0087]上述偏心轴部39形成为台阶直径的圆筒状，前端侧从轴向一体地结合于上述电机输出轴13的大径部13a，并且，形成于外周面的凸轮面39a的轴心Y从电机输出轴13的轴心X向径向稍微偏心。
[0088]上述中径滚珠轴承47配置成整体在上述滚针轴承38的径向位置大致重叠的状态，包括内圈47a和外圈47b以及夹设在两圈47a、47b之间的滚珠47c。上述内圈47a被压入固定于上述偏心轴部39的凸轮面39a，上述外圈47b在轴向上没有被固定而成为自由状态。即，该外圈47b构成为，轴向上的电动马达12侧的一端面不与任何部位接触，而且轴向上的另一端面在该另一端面和与其相向的保持器41的内侧面之间形成微小间隙，从而成为自由状态。
[0089]另外，上述各辊48的外周面滚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，借助该间隙，中径滚珠轴承47整体随着上述偏心轴部39的偏心旋转而能够向径向偏心移动。
[0090]上述各辊48由铁系金属形成，随着上述中径滚珠轴承47的偏心移动向径向移动的同时嵌入到上述内齿结构部19的内齿19a，并且，由保持器41的辊保持孔41b的两侧缘在周向上引导的同时使上述各辊48在径向上摆动运动。
[0091 ]润滑油由润滑油供给机构供给到上述减速机构8的内部。该润滑油供给机构包括:油供给通路，该油供给通路形成在上述缸盖01的轴承42的内部，从未图示的主油道供给润滑油；油供给孔51，如图1所示，该油供给孔51沿上述凸轮轴2的内部轴向形成，经由沟槽与上述油供给通路连通；以及上述小径的油孔52，该小径的油孔52沿上述从动部件9的内部轴向贯通形成，一端经由环状通路51a在该油供给孔51开口，另一端在上述滚针轴承38和中径滚珠轴承47的附近开口。
[0092]由该润滑油供给机构向上述空间部44供给润滑油，从此处对中径滚珠轴承47和各辊48进行润滑，进而流入到偏心轴部39和电机输出轴13的内部来供滚针轴承38和小径滚珠轴承37等可动部的润滑。另外，流入到了上述空间部44内的润滑油由上述小径油封46阻止向壳体5内的泄漏。
[0093]〔本实施方式的作用〕
[0094]以下，说明本实施方式的作用。首先，在发动机的曲轴旋转驱动时，正时链轮I经由正时链42而旋转，该旋转力经由内齿结构部19和内螺纹形成部6传递到壳体5，即电动马达12同步旋转。另一方面，上述内齿结构部19的旋转力从各辊48经由保持器41以及从动部件9传递到凸轮轴2。由此，凸轮轴2的旋转凸轮使进气门开闭动作。
[0095]而且，在发动机起动后的规定的发动机运转时，从上述控制单元56经由各端子片31、31、各尾线线束32&、3215、供电用电刷30&、3013、各滑环26&、2613等向电动马达12的线圈17通电。由此，电机输出轴13被驱动而旋转，该旋转力经由减速机构8被减速，减速后的旋转力被传递到凸轮轴2。
[0096]S卩，在偏心轴部39随着上述电机输出轴13的旋转而偏心旋转时，各辊48在电机输出轴13每转一圈时由保持器41的各辊保持孔41b向径向引导的同时越过上述内齿结构部19的一个内齿19a而滚动地移动到相邻的其他内齿19a，依次反复进行上述动作的同时向圆周方向滚动接触。通过上述各辊48的滚动接触，上述电机输出轴13的旋转被减速的同时旋转力被传递到上述从动部件9。此时的减速比可以根据上述辊48的个数等任意设定。
[0097]由此，凸轮轴2相对于正时链轮I正反相对旋转而变换相对旋转相位，将进气门的开闭正时向提前侧或滞后侧进行变换控制。其结果是，进气门的开闭正时向提前侧或滞后侧变换到最大，可以谋求降低发动机的油耗、提高输出。
[0098]另外，凸轮轴2相对于上述正时链轮I的正反相对旋转的最大位置限制(角度位置限制)通过上述止动凸部61b的各侧面抵接于上述止动凹槽2b的各相向面2c、2d的任一方来进行。
[0099]而且，在上述各供电用滑环26a、26b下游的电气系统的线束、例如上述各尾线线束27a?27d中的任一条尾线线束断线而导致一个电气系统不再能够使用的情况下，从上述控制单元56经由控制电路59向其他电气系统通电以便成为上述目标相位变换角度，只要提高该电流值(通电量)即可补偿电动马达12的降低了的转矩。但是，通过提高电流值，上述任一个磁性线束21b、21c的发热量增加，恐怕会导致电线覆膜熔化而短路。其结果是，上述相位变换机构4不再能够工作。
[0100]另外，在一条尾线线束断线了的状况下，在发动机停止后，在想要再起动发动机时，不再能够向起动所需的相位角度变更，恐怕会导致发动机起动变得困难。
[0101]于是，在本实施方式中，在因上述一部分线束断线了而由上述控制电路59对电动马达12的转矩降低而由相位变换机构4进行变更的响应性降低了的情形进行判断时，控制上述相位变换机构4以便不向其他电气系统施加负荷而能够再起动发动机。
[0102]以下，基于图7所示的流程图说明由上述控制单元56的控制电路59进行的控制。
[0103]首先，在接通点火开关以使发动机起动的同时，在步骤I中，读入来自上述各种传感器的信息信号来检测出当前的发动机运转状态。
[0104]在步骤2中，运算而求出与当前的发动机运转状态相应的目标相位变换角度(A)。
[0105]在步骤3中，根据从上述曲轴转角传感器57和凸轮角传感器58输出的信息信号，确认当前的实际相位变换角度(B)。
[0106]在步骤4中，判断上述目标相位变换角度(A)和实际相位变换角度(B)是否相等。在此，在判断为相等的情况下，不需要使相位变换机构4工作，因此，转移到步骤11而输出电动马达12的停止指令，之后转移到步骤12。在该步骤12中，进行停止供给电机驱动电流的处理，在该状态下返回到步骤3。
[0107]当在上述步骤4中判断为(A)和(B)不相等的情况下，转移到步骤5。在该步骤5中，输出电机驱动指令，之后转移到步骤6。
[0108]在该步骤6中，判断电动马达12的工作模式是标准模式还是故障保护模式。即，通过监视在后述的步骤8中所施加的电机电流值来判明是标准模式还是故障保护模式，因此，在该第一次程序中直接作为标准模式转移到步骤7。
[0109]在步骤7中，对电动马达12施加电机驱动电流，在步骤8中，判断上述所施加的电流值是否为规定值(容许值)以下。即，例如若两个系统的上述尾线线束27a?27d都未断线而处于正常通电状态，则所施加的电流值为规定值以下而判断为正常，在任一个系统断线的情况下，在向另一个系统通电时，电流值上升而达到规定值以上，因此，对这种情形进行监视。
[0110]因此，当在步骤8中判断为规定值以下的情况下，回到步骤3，在判断为规定值以上的情况下，转移到步骤9。
[0111]在步骤9中，针对任一个电气系统都进行使电机驱动电流停止的处理，在步骤10中，设定故障保护模式的标记，在该状态下回到步骤3。
[0112]另外，若在该时刻当前的发动机温度为预热完成的规定值以上的温度，则在该发动机再起动时，通过在凸轮轴2产生的交变转矩，凸轮轴和曲轴的相对旋转相位向最滞后侧自动变更。另外，若是冷机起动时，则通过第二次程序变更为适合起动的相对旋转相位。
[0113]S卩，从上述步骤10以设置了故障保护模式的标记的状态回到步骤3，在该状态下转移到步骤4?6，但由于在该步骤6中判断工作模式为故障保护模式，因此，转移到步骤13。
[0114]在该步骤13中，判断是否是发动机的再起动时，在判断为不是再起动时的情况下，转移到步骤14而停止电机驱动电流，在该状态下转移到步骤3，在判断为再起动时的情况下，转移到步骤15。
[0115]在该步骤15中，施加电机驱动电流并经由电动马达12由相位变换机构4将曲轴和凸轮轴2的相对旋转相位变更为适合起动的相位。例如若处于冷机起动的状态，则控制在最滞后和最提前的中间旋转相位。
[0116]当在步骤15中施加电机驱动电流后，返回到步骤3，在此在通过上述电动马达12使得上述(A)和(B)相等时，转移到步骤11、12而停止供给电机驱动电流。
[0117]S卩，在该实施方式中，在一个电气系统断线了的情况下，在发动机起动时通过其他电气系统向电动马达12通电来将曲轴和凸轮轴2的相对旋转相位变更为适合起动的相位，因此，可得到良好且可靠的起动性。此时，在一个电气系统断线时电流全部流到其他电气系统，因此，与未断线的情况相比，其他电气系统的电流增高。因此，可以仅通过其他电气系统来驱动电动马达12。
[0118]而且，在变更到了适合起动的相对旋转相位的情况下，立刻停止向电动马达12的通电，因此，可以抑制其他电气系统的过度的通电量，可以降低发热量。
[0119]〔第二实施方式〕
[0120]图8表示第二实施方式中的上述控制单元56和控制电路57的流程图。由于直至步骤I?13为止与图7所示的处理相同，因此，对不同处理的步骤16进行具体说明。
[0121]S卩，当在上述步骤6中判断工作模式为故障保护模式的情况下，转移到步骤13，在此对是否是发动机再起动时进行判断，但在此如上所述判断是否是发动机的再起动时，在判断为不是再起动时的情况下，这次转移到步骤16。
[0122]在该步骤16中，在上述起动后从上述发动机油温传感器、水温传感器检测出当前的发动机温度来判断是否处于预热中，在判断为不处于预热中的情况下、即判断为预热完成的情况下，转移到步骤14而使电机驱动电流停止，但在像冷机起动后那样判断为处于预热中的情况下，转移到步骤15而进行施加电机驱动电流的处理。另外，例如在数分钟后预热已完成后，转移到步骤14而使电机驱动电流停止。
[0123]在上述尾线线束27a?27d、磁性线束21b、21c的一个系统断线了的情况下，不仅像上述第一实施方式那样在再起动时供给电机驱动电流以使相位变换机构4工作，而且，在直至发动机油温或冷却水温度达到基准值的预热完成为止的期间，上述线圈18的周边温度未成为高温，因此，可认为不会产生因由上述磁性线束21b、21c等的发热导致的电线覆膜的熔融而引起的短路，所以可以向线圈18通电。
[0124]如上所述，变更控制流程以便在发动机冷机时向线圈18通电而变更为适合怠速运转的例如向提前侧变换的目标相位角度，从而在电动马达12异常时也可以谋求降低油耗和提高尾气排放性能。
[0125]由于其他流程结构与第一实施方式相同，因此，可得到相同的作用效果。
[0126]〔第三实施方式〕
[0127]图9表示第三实施方式中的控制单元56和控制电路57的流程图，由于直至图7的步骤I?12为止与图7所示的处理相同，因此，对不同处理的步骤17、18进行具体说明。
[0128]S卩，当在上述步骤6中判断工作模式为故障保护模式的情况下，转移到步骤17，在此，进行使对电机驱动电流的最大电流值进行限制的功能开启的处理。此后，在步骤18中进行持续施加被限制的电机驱动电流的处理。作为上述最大电流值的限制比例，降低了最大值的约3?4成左右。
[0129]这样，在本实施方式中，在上述尾线线束27a?27d、磁性线束21b、21c的一个系统断线了的情况下，对另一个电气系统的电机驱动电流的最大电流值进行限制，从而抑制磁性线束21b、21c的发热，不再会产生因电线覆膜的熔融引起的短路。
[0130]这样，通过向另一个电气系统持续通电，在从发动机起动开始预热的过程中不用说，在通常运转中也可以变更为目标相位角度。其结果是，可以提高发动机的起动性、降低油耗、改善尾气排放性能，并且也可以提高发动机的输出性能。
[0131]〔第四实施方式〕
[0132]图10表示第四实施方式中的控制单元56和控制电路57的流程图，代替第一实施方式的图7的步骤8的电机电流值的监视，对上述尾线线束27a?27d、磁性线束21 b、21 c的电阻值进行监视。
[0133]即，在步骤7中向电动马达12施加电机驱动电流，在步骤19中判断加载于上述尾线线束27a?27d、磁性线束21b、21c的电阻值是否为规定值(容许值)以下。即，例如若两个系统的上述尾线线束27a?27d等都未断线而处于正常通电状态，则所加载的电阻值为规定值以下，因此，判断为正常，在任一个系统断线的情况下，在向另一个系统通电时，该系统的尾线线束、磁性线束的电阻值上升而成为规定值以上，因此，对这种情形进行监视。
[0134]因此，当在步骤19中判断为规定值以下的情况下，回到步骤3，但在判断为规定值以上的情况下，与图7同样地，转移到步骤9。
[0135]在步骤9中，针对任一个电气系统都进行使电机驱动电流停止的处理，在步骤10中，设定故障保护模式的标记，在该状态下回到步骤3。
[0136]由于其他流程处理与第一实施方式相同，因此，可得到与其相同的作用效果。
[0137]〔第五实施方式〕
[0138]图11表示第五实施方式中的控制单元56和控制电路57的流程图，代替第一实施方式的图7的步骤8的电机电流值的监视，对上述曲轴和凸轮轴2的相位变换速度进行监视。
[0139]S卩，基于从上述曲轴转角传感器和凸轮角传感器输入的各个信息信号，检测出当前的实际相位变换角度，例如利用从根据检测出来的当前的实际相位变换角度向目标相位变换角度的变换所需的时间，来运算从根据检测出来的当前的实际相位变换角度变换到目标相位变换角度的速度，在步骤20中判断上述所需的时间是否为规定值以下。
[0140]例如若两个系统的上述尾线线束27a?27d等都未断线而处于正常通电状态，则相位变换所需的时间为规定值以下，因此，判断为正常，在任一个系统断线的情况下，在向另一个系统通电时，相位变换所需的时间为规定值以上，因此，对这种情形进行监视。
[0141]因此，当在步骤20中判断为规定值以下的情况下，回到步骤3，但在判断为规定值以上的情况下，与图7同样地，转移到步骤9。
[0142]在步骤9中，针对任一个电气系统都进行使电机驱动电流停止的处理，在步骤10中，设定故障保护模式的标记，在该状态下回到步骤3。
[0143]由于其他流程处理与第一实施方式相同，因此，可得到与其相同的作用效果。
[0144]本发明并不限于上述各实施方式的结构，例如，也可以通过其他方法来检测出尾线线束、磁性线束等的断线状态。
[0145]另外，作为上述断线的对象，除上述尾线线束27a?27d、磁性线束21b、21c之外，也包括电动马达的线圈18的情况。
[0146]在上述实施方式中，示出了将气门正时控制装置设置在发动机的进气门侧的情况，但也可以设置在排气门侧。在该情况下，在上述发动机起动时，通过相位变换机构将凸轮轴的相对旋转相位控制在最提前侧。
[0147]另外，在本发明的上述各实施方式的流程图中，在步骤9中使电机驱动电流停止，但也可以在该步骤9中不使驱动电流停止而保持原样地在步骤10中转移到故障保护模式。在该情况下，根据步骤13的发动机再起动时判断的结果，施加电机驱动电流、使电机驱动电流停止或对电机驱动电流进行限制。
【主权项】
1.一种内燃机的气门正时控制装置，通过向电动马达的多个线圈通电来变更凸轮轴相对于曲轴的旋转的相对旋转相位，其特征在于， 所述电动马达具有两个系统的正极侧以及负极侧的切换用电刷，在向所述切换用电刷的一个系统供电的电线或所述多个线圈中的一个线圈断线了的情况下，从发动机起动时起直至规定时间为止向所述切换用电刷通电后，使该通电停止或使通电量减少。2.如权利要求1所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 在向所述切换用电刷的一个系统供电的电线或多个线圈中的一个线圈断线了的情况下，从所述起动时起在规定时间，向所述切换用电刷通电的通电量，比向该切换用电刷的一个系统供电的电线或多个线圈中的一个线圈未断线的情况下的通电量大。3.如权利要求1所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 从所述起动时起在规定时间，向另一个系统的切换用电刷通电的通电量比利用双方系统的所述切换用电刷进行了控制时的通电量大。4.如权利要求1所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 根据使所述从动旋转体相对于所述驱动旋转体进行了相对旋转时的相对旋转响应性的降低，检测出直至所述一个系统的切换用电刷为止的电线或多个线圈中的一个线圈断线这种情形。5.如权利要求1所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 在被通电了的所述线圈的电阻值为规定值以上的情况下，检测出直至所述一个系统的切换用电刷为止的电线或多个线圈中的一个线圈断线这种情形。6.—种内燃机的气门正时控制装置，其特征在于，具有: 驱动旋转体，所述驱动旋转体从曲轴被传递旋转力； 从动旋转体，所述从动旋转体固定于凸轮轴； 定子，所述定子与所述驱动旋转体或从动旋转体一起旋转并且在周向上产生不同的磁场； 转子，所述转子通过相对于该定子相对旋转而使所述从动旋转体相对于所述驱动旋转体相对旋转； 多个线圈，所述多个线圈卷绕在该转子的外周侧； 一对供电用电刷，所述一对供电用电刷设置在非旋转侧； 一对滑环，所述一对滑环设置在旋转侧并与所述一对供电用电刷滑动； 一对正极侧的切换用电刷，所述一对正极侧的切换用电刷与一个所述滑环电连接； 一对负极侧的切换用电刷，所述一对负极侧的切换用电刷与另一个所述滑环电连接；以及 换向器，所述换向器设置于所述转子，与两组的所述正极侧以及负极侧的切换用电刷抵接，并且与所述线圈的两端连接， 在向两组的所述切换用电刷中的一组的通电断线了的状态下，在存在使所述转子相对于所述定子相对旋转的要求的情况下，从发动机起动时起直至规定时间为止向另一组的所述切换用电刷通电，并且，在经过所述规定时间后，使向另一组的所述切换用电刷的通电停止或使通电量减少。7.如权利要求6所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 根据使所述从动旋转体相对于所述驱动旋转体进行了相对旋转时的相对旋转响应性的降低，检测出所述多个线圈中的一个线圈或向该线圈供电的电线断线这种情形。8.如权利要求6所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 在被通电了的所述线圈的电阻值为规定值以上的情况下，检测出所述多个线圈中的一个线圈或向该线圈供电的电线断线这种情形。9.如权利要求7所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 具有角度检测机构，所述角度检测机构检测出所述驱动旋转体和从动旋转体的相对旋转角度， 所述内燃机的气门正时控制装置基于该角度检测机构的检测值，对响应性的降低进行判断。10.如权利要求6所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 所述一对正极侧的切换用电刷在周向上相邻地配置，所述一对负极侧的切换用电刷也在周向上相邻地配置。11.如权利要求10所述的内燃机的气门正时控制装置，其特征在于， 所述一对正极侧的切换用电刷和与其对应的一对负极侧的切换用电刷分别在周向上大致离开180°而配置。12.—种内燃机的气门正时控制装置的控制器，通过向卷绕有多个线圈的电动马达的所述线圈通电来变更凸轮轴相对于曲轴的旋转的相对旋转相位，其特征在于， 在所述多个线圈中的一个线圈或向该线圈供电的电线断线了的情况下，进行如下控制:从发动机起动时起直至规定时间为止向其他线圈通电，在经过所述规定时间后，使向其他所述线圈的通电停止或使通电量减少。13.如权利要求12所述的内燃机的气门正时控制装置的控制器，其特征在于， 在所述多个线圈中的一个线圈或向该线圈供电的电线断线了的情况下，进行如下控制:使向其他线圈的通电停止，在存在发动机的停止指令或存在发动机停止后的再起动指令时，使向其他线圈通电的通电量减少。14.如权利要求13所述的内燃机的气门正时控制装置的控制器，其特征在于， 在所述多个线圈中的一个线圈或向该线圈供电的电线断线了的情况下进行如下控制:仅在存在发动机停止后的再起动指令时，使向其他线圈通电的通电量减少。15.如权利要求12所述的内燃机的气门正时控制装置的控制器，其特征在于， 在发动机起动时的向起动电机通电的通电值超过峰值电流后，向所述其他线圈通电。16.如权利要求12所述的内燃机的气门正时控制装置的控制器，其特征在于， 在所述多个线圈中的一个线圈断线了的情况下，进行如下控制:使向其他线圈的通电停止，在存在发动机的停止指令或存在发动机停止后的再起动的指令时，使向其他线圈通电的通电量减少。
【文档编号】F01L1/356GK105829665SQ201480069104
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月15日
【发明人】梶浦干弘
【申请人】日立汽车系统株式会社