CN102224326A - 可变阀装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在对吸气阀的动作不造成影响的正时仅使电磁开闭阀的滑阀动作来防止滑阀部的油膜用尽、从而使电磁开闭阀的动作稳定的可变阀装置及其控制方法。所述可变阀装置具备：动阀机构，其使吸气阀移动而打开或闭塞吸气口；液压控制阀，其控制向阻止吸气阀的移动且具备活塞的杆部的液压致动器供给工作油或从所述液压致动器排出工作油，具有阀构件和供阀构件滑动的滑动面，阀构件在液压致动器的活塞的杆部的动作被阻止的阻止侧的位置与活塞的杆部的动作没有被阻止的打开侧的位置之间移动；以及进行下述可变阀控制的机构，即在吸气阀使吸气口全闭期间，实施使液压控制阀的阀构件滑动的控制阀稳定化控制，在实施控制阀稳定化控制后，在吸气阀的闭塞移动中，使阀构件向阻止侧滑动来阻止活塞的杆部的动作，从而停止吸气阀的闭塞移动，使吸气口全闭的正时可变。

Description

可变阀装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及可变阀装置及其控制方法。
背景技术
目前，已知在搭载于车辆的发动机中具备可变阀装置，该可变阀装置根据发动机的运转状态来控制吸气阀或排气阀的开闭正时，并调整吸气量或排气量。
在该可变阀装置中，使用电动机或液压作为驱动源，利用液压驱动的液压驱动式的可变阀装置通过控制工作油的流动来进行可变阀的动作。
例如，提供了一种可变阀装置，该可变阀装置利用方向控制阀在规定的正时阻止流体从追随于摇臂的流体致动器流出，由此，流体致动器停止而作用于摇臂，维持吸气阀的打开状态。该液压驱动式的可变阀装置将以附带在发动机上的润滑单元的一部分为流体源的低压的加压油向方向控制阀供给，因此当发动机高速旋转时，存在流体致动器的活塞无法追随于吸气阀的高速的开闭动作的情况。因此，存在如下课题：流体致动器的活塞无法到达所期望的位置，从而无法以所期望的开度维持吸气阀的打开状态。
作为解决上述课题的技术，在专利文献1中公开了一种发动机阀装置的技术，即使在将附带在发动机上的润滑单元的一部分活用作液压源而使动作可变的发动机阀装置中，也能够追随发动机的高速旋转，且精度良好地以所期望的开度维持吸气阀的打开状态。
【专利文献1】WO 2008/001699号公报
上述专利文献1所示的电磁开闭阀包括螺线管、具备滑阀的滑阀部、弹簧等，在通常状态(螺线管没有被励磁的状态，以下称作截止状态)下，滑阀向弹簧的按压方向动作而使电磁开闭阀成为打开状态，当螺线管被励磁时(以下称作导通状态)，滑阀抵抗弹簧的作用力而动作以使电磁开闭阀成为关闭状态。
然而，若上述专利文献1所示的电磁开闭阀维持截止状态，则电磁开闭阀的滑阀部的油膜被用尽，从而存在初始运动时动作不稳定的情况。
即，在维持电磁开闭阀的截止状态之后，在电磁开闭阀的最初的导通、截止动作时，若滑阀部的油膜被用尽，则该滑阀部的滑阀无法顺畅地动作，特别在截止动作时滑阀的回位发生延迟(缓慢)，从而吸气阀全闭的正时出现大幅偏差，其结果是，压缩比发生变化，可能会导致不完全燃烧。
另外，若所述滑阀的回位缓慢(延迟)而导致吸气阀全闭的正时推后，则吸气阀与发动机活塞可能会发生碰撞。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作成的，其目的在于提供一种在对吸气阀的动作不造成影响的正时仅使电磁开闭阀的滑阀动作来防止滑阀部的油膜用尽、从而使电磁开闭阀的动作稳定的可变阀装置及其控制方法。
为了达成上述目的，本发明的第一方面涉及的可变阀装置的特征在于，具备：动阀机构，其使发动机的吸气阀移动而打开或闭塞吸气口；液压致动器，其阻止吸气阀的移动，且具备活塞的杆部；液压控制阀，其控制向所述液压致动器供给工作油或从所述液压致动器排出工作油，具有阀构件和供所述阀构件滑动的滑动面，所述阀构件在所述液压致动器的活塞的杆部的动作被阻止的阻止侧的位置与所述活塞的杆部的动作没有被阻止的打开侧的位置之间移动；阀稳定化控制机构，其在所述吸气阀通过所述动阀机构使所述吸气口全闭的期间内，实施使所述液压控制阀的阀构件滑动的控制阀稳定化控制；可变阀控制机构，其实施下述可变阀控制，即，在所述吸气阀的闭塞移动中，使所述阀构件向所述阻止侧滑动来阻止所述活塞的杆部的动作，从而停止所述吸气阀的闭塞移动，使所述吸气口全闭的正时可变。
另外，本发明的第二方面以本发明的第一方面的可变阀装置为基础，其特征在于，所述阀稳定化控制机构根据发动机的转速设定将所述阀构件保持在所述阻止侧的时间，并设定为发动机的转速越低该时间越长。
另外，本发明的第三方面以本发明的第一或第二方面的可变阀装置为基础，其特征在于，所述阀稳定化控制机构对与在发动机的各气缸中开始燃烧的顺序对应的各气缸依次实施所述控制阀稳定化控制。
另外，本发明的第四方面以本发明的第一至第三方面中任一方面所述的可变阀装置为基础，其特征在于，还具备组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制的控制机构，所述控制机构在没有实施所述可变阀控制的期间内，利用所述阀稳定化控制机构实施所述控制阀稳定化控制。
另外，本发明的第五方面以本发明的第一至第三方面中任一方面所述的可变阀装置为基础，其特征在于，还具备组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制的控制机构，所述控制机构在实施所述可变阀控制之际，在利用所述阀稳定化控制机构实施所述控制阀稳定化控制后，利用所述可变阀控制机构实施所述可变阀控制。
另外，本发明的第六方面涉及的可变阀装置的控制方法的特征在于，利用动阀机构使发动机的吸气阀移动来打开或闭塞吸气口，利用液压致动器的活塞的杆部来阻止所述吸气阀的移动，使控制所述液压致动器的工作油的供给或排出的液压控制阀的阀构件在所述液压致动器的活塞的杆部的动作被阻止的阻止侧的位置与所述活塞的杆部的动作没有被阻止的打开侧的位置之间移动，通过控制所述液压致动器的所述活塞的杆部的动作，使所述吸气口的全闭的正时可变，在所述吸气阀使所述吸气口全闭的期间内，实施使所述液压控制阀的阀构件在所述打开侧与所述阻止侧之间滑动的控制阀稳定化控制，并实施如下可变阀控制，即，在所述吸气阀的闭塞移动中，使所述液压控制阀的阀构件向所述阻止侧滑动来阻止所述活塞的杆部的动作，从而停止所述吸气阀的闭塞移动，使所述吸气口全闭的正时可变。
另外，本发明的第七方面以本发明的第六方面的可变阀装置的控制方法为基础，其特征在于，在所述控制阀稳定化控制中，根据发动机的转速设定将所述阀构件保持在所述阻止侧的时间，并设定为发动机的转速越低该时间越长。
另外，本发明的第八方面以本发明的第六或第七方面的可变阀装置的控制方法为基础，其特征在于，对与在发动机的各气缸中开始燃烧的顺序对应的各气缸依次实施所述控制阀稳定化控制。
另外，本发明的第九方面以本发明的第六至第八方面中任一方面所述的可变阀装置的控制方法为基础，其特征在于，组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制，在没有实施所述可变阀控制的期间内实施所述控制阀稳定化控制。
另外，本发明的第十方面以本发明的第六至第八方面中任一方面所述的可变阀装置的控制方法为基础，其特征在于，组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制，在实施所述可变阀控制之际，在实施了所述控制阀稳定化控制后实施所述可变阀控制。
(发明效果)
根据第一发明及第六发明，在吸气阀使吸气口全闭的期间内，实施使液压控制阀的阀构件滑动的控制阀稳定化控制，使液压控制阀的阀构件成为能够在滑动面上顺畅滑动的状态，之后实施可变阀控制，因此能够防止实施可变阀控制时的阀构件的滑动动作的延迟，从而能够抑制因阀构件的动作延迟所引起的吸气阀的闭塞正时的偏差。
另外，根据第二发明及第七发明，控制阀稳定化控制根据发动机的转速改变将阀构件保持在阻止侧的时间，以达到在液压控制阀的滑动面上形成油膜的程度，因此，无论发动机的转速如何，液压控制阀的阀构件都成为能够在滑动面上顺畅滑动的状态，能够防止之后实施的可变阀控制的阀构件的滑动动作的延迟，从而能够抑制因阀构件的动作延迟所引起的吸气阀的闭塞正时的偏差。
另外，根据第三发明及第八发明，由于对与在发动机的各气缸中开始燃烧的顺序对应的各气缸依次实施控制阀稳定化控制，因此对各气缸而言，能够防止实施可变阀控制时的阀构件的滑动动作的延迟，从而能够抑制因阀构件的动作延迟所引起的吸气阀的闭塞正时的偏差。
另外，根据第四发明及第九发明，组合可变阀控制和控制阀稳定化控制，在没有实施可变阀控制的期间内实施阀稳定化控制，因此能够在可变阀控制对吸气阀的动作不造成影响的正时实施阀稳定化控制。
另外，根据第五发明及第十发明，组合可变阀控制和控制阀稳定化控制，在实施可变阀控制之际，在实施控制阀稳定化控制后实施可变阀控制，因此能够更可靠地防止实施可变阀控制时的阀构件的滑动动作的延迟，从而抑制因阀构件的动作延迟所引起的吸气阀的闭塞正时的偏差。
另外，根据第一发明至第十发明，能够高精度地控制阀构件的动作，从而能够避免因吸气阀的闭塞正时的偏差所引起的不完全燃烧或吸气阀与发动机活塞的碰撞。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的可变阀装置1的概念图。
图2是表示液压回路60的一例的图。
图3是表示吸气冲程中凸轮的旋转角与阀升程量的关系的图。
图4是表示伴随可变阀装置1的动作的各传感器的计测信号及向液压控制阀发送的指令信号的一例的说明图。
图5是表示滑阀31回位缓慢时的吸气阀3的闭塞正时的说明图。
图6是表示VVA动作控制的控制顺序的流程图。
图7是表示本发明所涉及的控制阀稳定化控制的控制顺序的流程图。
图8是表示VVA动作控制的控制顺序中的各计测信号的一例的说明图。
图9是表示控制阀稳定化控制的控制顺序中的各计测信号的一例的说明图。
图10是表示VVA动作控制及控制阀稳定化控制的实施正时的控制的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明所涉及的可变阀装置及其控制方法的一实施例。
图1是表示本发明所涉及的可变阀装置1的概念图，在本实施例中，假定将可变阀装置1用于4循环柴油发动机的情况而进行说明，但本发明所涉及的可变阀装置并不局限于本实施例。
如图1所示，可变阀装置1包括可变阀装置控制用控制器(以下，简称作控制器)90、间隙传感器24、TDC(＝Top Dead Center，上止点)检测传感器70、曲轴角检测传感器72、构成后述的液压回路60(参照图2)的液压致动器20、液压控制阀30、蓄能器50及柴油发动机部。
控制器90根据由上述各传感器所得到的各种信号的计测结果来实施本发明所涉及的控制。
间隙传感器24与控制器90连接，配设在后述的活塞23的杆部23c的侧方，计测杆部23c与间隙传感器24的间隙，并将作为其计测信号的阀升程量信号(参照图4(d))向控制器90输出。
TDC检测传感器70与控制器90连接，对柴油发动机部的各气缸检测吸气冲程的发动机活塞80位于上止点这一情况，并将TDC检测传感器信号(参照图4(a))向控制器90输出。
曲轴角检测传感器72计测柴油发动机部的曲轴82的旋转角(以下，称作“曲轴角”)，并将作为其计测信号的转速检测信号(参照图4(b))向控制器90输出。
具体而言，所述转速检测信号是例如每当曲轴角为0度、30度、60度、···360度、··等规定的旋转角度时输出的脉冲信号。
柴油发动机部具有气缸体和气缸盖，在气缸体上设有能够供发动机活塞80沿上下方向滑动的筒状的未图示的气缸。另外，在气缸盖上设有穿到气缸外的一对吸气口2和未图示的一对排气口。
在一对吸气口2分别配设有进行移动以闭塞或打开吸气口2(图1中的上下方向)的吸气阀3，另外，在一对排气口分别配设有进行移动以闭塞或打开排气口的排气阀(未图示)。
各吸气阀3及各排气阀分别为伞形状的提升型阀，具有分别闭塞或打开吸气口2及排气口的阀部(伞形状部)3a、在气缸盖中滑动的杆(棒状部)3b。
在分别穿过各吸气口2的一对吸气阀3的杆3b上分别安装有阀弹簧4，各阀弹簧4朝着各吸气阀3的阀部3a闭塞吸气口2的方向施力。
在气缸盖的上方设有对一对吸气阀3的杆3b端部进行按压的侧视下T字型的十字头5。十字头5被与各吸气阀3的运动方向平行设置的轴6引导，能够沿各吸气阀3的运动方向升降。
从而，当使十字头5下降时，十字头5按压一对吸气阀3的杆3b端部，抵抗各阀弹簧4的作用力而向各吸气阀3打开吸气口2的方向移动。
另外，在十字头5的一个臂5a上设有进行调整以使吸气阀3与十字头5密接的调整螺钉7。该调整螺钉7能够相对于十字头5螺入，从而调整十字头5与一对吸气阀3中的一个吸气阀3之间的间隙。
在十字头5的上方(在图1中)设有摇臂9。摇臂9能够以摇臂轴10为轴而进行转动，一端部(图1中的左端部)构成对十字头5进行按压的按压部9a，另一端部(图1中的右端部)构成动作部9b。
摇臂9的按压部9a配置成能够按压十字头5的大致中央部的右侧，当摇臂9逆时针方向(在图1中)转动时，摇臂9的按压部9a按压十字头5，吸气阀3向打开吸气口2的方向移动而打开吸气口2。
而当摇臂9顺时针方向(在图1中)转动时，在阀弹簧4的作用力下吸气阀3向上方移动而闭塞吸气口2，并且使十字头5上升。
在摇臂9的动作部9b螺合有调整按压部9a与十字头5的间隙的调整螺钉11。调整螺钉11的形成为半球形状的一端部收容在推杆13的一端部。
在推杆13的一端部形成有半球形状的凹部13a，能够收容调整螺钉11的具有半球形状的一端部。
推杆13使摇臂9沿逆时针方向(在图1中)转动。推杆13的另一端部13b收容在设于挺杆臂14的臂部上方的推杆收容部14a中。
在摇臂9的动作部9b与气缸盖之间张架有回位弹簧15。回位弹簧15对摇臂9向顺时针方向(在图1中)施力，能够维持将调整螺钉11的一端部收容在推杆13的凹部13a中的状态。
需要说明的是，回位弹簧15只要是对摇臂9向顺时针方向(在图1中)施力的部件即可，也可以是绕摇臂轴10卷绕安装而成的扭转螺旋弹簧。
在这种情况下，螺旋弹簧的一端固定在摇臂9上，另一端固定在气缸盖上。
挺杆臂14安装成能够以挺杆轴16为轴而转动，当挺杆臂14沿顺时针方向(在图1中)转动时，挺杆臂14上压推杆13而使摇臂9沿逆时针方向(在图1中)转动。
另外，在挺杆臂14的臂部下方安装有旋转自如的辊从动件17，在辊从动件17的下方设有能够旋转地与该辊从动件17滚动接触的凸轮18。
凸轮18能够与发动机的曲轴82关联旋转，经由挺杆臂14、推杆13、摇臂9及十字头5而使吸气阀3向吸气口2打开的方向移动，从而打开吸气口2。
从而，利用凸轮18的外形形状(凸轮轮廓)来控制吸气口2的打开正时和吸气阀3的阀升程量。
需要说明的是，在本实施例中，为了便于说明，将吸气阀3向打开吸气口2的方向移动称作“打开移动”，将吸气阀3向闭塞吸气口2的方向移动称作“闭塞移动”，将与从吸气口2全闭时的吸气阀3的位置至吸气口2打开时的吸气阀3的位置为止的距离对应的量称作“阀升程量”，“阀升程量”用与该量对应的正值表示，将吸气口2全闭时的值表示为0。
在十字头5的上方设有液压致动器20。液压致动器20配设为活塞23的杆部23c的前端部与十字头5抵接且能够与十字头5的动作连动。
若在规定的正时停止液压制动器20，则杆部23c的前端部按压十字头5，无论上述的凸轮18、挺杆臂14、推杆13及摇臂9的动作如何，吸气阀3都能够以规定开度维持吸气口2的打开状态。
适用于本实施例的液压致动器20为单动式，在缸体21上一体地形成有液压制动器20的工作缸部22，与所述工作缸部22相反侧的缸体21能够收容安装控制工作油的流动的液压控制阀30。
液压控制阀30为具有例如输入端口30a和输出端口30b的二端口电磁开闭阀。
在缸体21上形成有与液压控制阀30的输出端口30b连通的供给排出管路21d，另外，在缸体21上形成有与蓄能器50的输出端口50a连通的第一管路21b。
第一管路21b通过第二管路21c与液压控制阀30的输入端口30a及流出管路21e连通。
在液压致动器20的工作缸部22中形成有圆筒形的加压室22a，所述加压室22a的一端被构成为打开而能够供活塞23插入，且被活塞23闭塞。
另外，所述加压室22a的另一端经由供给排出管路21d与液压控制阀30的输出端口30b连通。在工作缸部22的规定的一部分上形成有油槽22b1，在油槽22b1中形成有与第二管路21c连通的流出管路21e。
活塞23具有活塞部23a及杆部23c。
活塞部23a是在工作缸部22的所述加压室22a内滑动的部分。
杆部23c是向工作缸部22的外部推出的部分，具有以从根部朝向前端逐渐变细的形态形成的锥形形状。
如前所述，在活塞23的杆部23c的侧方设有与控制器90连接的间隙传感器24，通过该间隙传感器24计测杆部23c与间隙传感器24的间隙。
该间隙传感器24通过计测例如涡电流而能够计测与杆部23c的间隙。在杆部23c被从工作缸部22推出的情况下，计测所述间隙的減少，在杆部23c被压入工作缸部22的情况下，计测所述间隙的增加。
控制器90通过监视间隙传感器24所计测到的杆部23c与间隙传感器24的间隙而能够监视杆部23c的动作，另外，能够根据与十字头5抵接且与十字头5的动作连动的杆部23c的动作来监视吸气阀3的动作(阀升程量)。
在缸体21的凹部21a中收容有液压控制阀30，如前所述，该液压控制阀30是具有输入端口30a和输出端口30b的二端口电磁开闭阀。
液压控制阀30的输入端口30a与缸体21的第二管路21c连通，输出端口30b与缸体21的供给排出管路21d连通。
另外，在液压控制阀30的内部，除了设有具有作为阀构件的滑阀31、供所述滑阀31滑动(沿图中的箭头方向)的滑动面(未图示)的滑阀部34之外，还设有弹簧33和螺线管32。
该液压控制阀30在通常状态(螺线管32没有被励磁的状态，为了便于说明，称作“截止状态”)下，弹簧33按压滑阀31，滑阀31沿着滑动面向使输入端口30a与输出端口30b连通的一侧(图中的向下箭头侧，为了便于说明，称作“打开侧”)滑动，当对螺线管32进行励磁时(为了便于说明，称作“导通状态”)，滑阀31抵抗弹簧33的作用力而沿着滑动面向切断输入端口30a与输出端口30b的连通状态的一侧(图中的向上箭头侧、为了便于说明，称作“阻止侧”)滑动。
此外，为了便于说明，将液压控制阀30的滑阀31位于阻止侧的状态称作工作油切断状态，将其它状态称作工作油供给排出状态。
从而，在液压控制阀30的滑阀31位于打开侧的情况下，工作油经由形成在缸体21上的第一管路21b和第二管路21c及液压控制阀30向缸体21的供给排出管路21d供给，进而向加压室22a供给。
被供给到加压室22a中的工作油作用于活塞23的活塞部23a，将活塞23从工作缸部22压出，杆部23c下降。
之后，对液压控制阀30的螺线管32进行励磁，使滑阀31向阻止侧滑动，若在该状态下将杆部23c向工作缸部22侧上压，则活塞23被压入到工作缸部22中直至活塞23的活塞部23a闭塞与缸体21的流出管路21e连通的油槽22b1为止，工作油被密封在加压室22a中，且活塞23的动作被这些密封的工作油阻止而停止。
之后，当对液压控制阀30的螺线管32进行消磁而使滑阀31向打开侧滑动时，输入端口30a与输出端口30b再次成为连通状态，若在该状态下将活塞23的杆部23c向工作缸部22侧上推，则活塞23上升，工作油从缸体21的供给排出管路21d流出。
该液压控制阀30与控制器90连接，通过控制器90来控制液压控制阀30的励磁正时及励磁时间。
需要说明的是，控制器90能够以毫秒(1/1000秒)单位任意地控制液压控制阀30。
在缸体21的第一管路21b上连接有蓄能器50的输出端口50a。
蓄能器50构成蓄积液压的蓄压机构，本实施例中的蓄能器50为机械式的蓄能器。
蓄能器50具有上述的输出端口50a、从该输出端口50a延伸出的输出管路50b、与该输出管路50b交叉的输入管路50c、与输入管路50c连通的输入端口50d，在输入管路50c设有蓄压部52。
上述液压致动器20、液压控制阀30、蓄能器50形成图2所示的液压回路60(由虚线包围的液压回路)，能够从附带在发动机上且向发动机供给润滑油的润滑单元61供给低压的工作油。
当起动发动机时，低压的工作油从附带在发动机上的润滑单元61经由止回阀62依次向蓄能器50、液压控制阀30、液压致动器20供给，工作油填充在液压控制阀30、液压致动器20中。
并且，随着发动机的动作，与发动机活塞80及曲轴82相关联地将动力依次向凸轮18、挺杆臂14、推杆13、摇臂9、十字头5传递，在发动机的吸气冲程中，利用吸气阀3的打开移动或闭塞移动来开闭吸气口2，在发动机的压缩冲程、爆发冲程以及排气冲程中，利用吸气阀3的闭塞移动来闭塞吸气口2。
参照图3对如上述构成的可变阀装置1的动作进行说明。
需要说明的是，图3是表示发动机的吸气冲程中凸轮的旋转角与阀升程量的关系的图。
在发动机的压缩冲程、爆发冲程及排气冲程中，吸气阀3在阀弹簧4的作用力下将吸气口2全闭，此时的凸轮18的旋转角与阀升程量的关系成为图3的闭塞区域所示的关系，吸气阀3的阀升程量的值与凸轮18的旋转角无关而为0。
另外，当开始发动机的吸气冲程时，吸气口2通过吸气阀3的下降(打开移动)而逐渐打开。
另外，此时的凸轮18的旋转角与阀升程量的关系成为图3的打开作用区域所示的关系，吸气阀3的阀升程量随着凸轮18的旋转角的增加而逐渐增加。
如图3所示，当随着吸气阀3的打开移动而使吸气阀3的阀升程量成为最大(图中的点P的位置)时，吸气口2成为全开状态。之后，在吸气阀3的阀弹簧4及回位弹簧15的作用力下，十字头5、摇臂9、推杆13、挺杆臂14追随凸轮18而动作，吸气阀3向上方移动(闭塞移动)而逐渐闭塞吸气口2。
此时的凸轮18的旋转角与阀升程量的关系成为图3的闭塞作用区域A(从点P经由点Q至点R的曲线)所示的关系，阀升程量随着凸轮18的旋转角的增加而逐渐減少，此时，活塞23的杆部23c被逐渐收容在工作缸部22内，工作缸部22的加压室22a的工作油被贮存在蓄能器50中。
从而，液压致动器20具有活塞泵的功能，工作油经由液压控制阀30、液压致动器20而贮存在蓄能器50中。
并且，如图3的闭塞作用区域A所示，当阀升程量成为最小(图中的点R的位置)时，即阀升程量的值成为0时，吸气阀3使吸气口2处于全闭状态。
若在前述的闭塞作用区域A内、在闭塞作用区域A内的规定的位置对液压控制阀30进行励磁，则液压控制阀30的滑阀31抵抗液压控制阀30的弹簧33的作用力而沿着滑动面向阻止侧滑动，液压控制阀30从工作油供给排出状态转为工作油切断状态。
于是，活塞23被压入到工作缸部22内直至活塞23的活塞部23a闭塞油槽22b1为止，之后，在工作缸部22的加压室22a中密封工作油，活塞23被密封在加压室22a中的工作油阻止而停止。
这样，停止的活塞23的杆部23c按压十字头5，吸气阀3以规定的开度维持吸气口2的打开状态，发动机的吸气冲程中的吸气口2的闭塞正时延迟。
若对液压控制阀30励磁预先设定的规定时间，则能够以液压控制阀30被励磁的规定时间并以同一开度维持吸气口2的打开状态。
此时的凸轮18的旋转角与阀升程量的关系成为图3的闭塞延迟区域所示的关系，在液压控制阀30被励磁的规定时间内，即使凸轮18的旋转角增加，吸气阀3的阀升程量也固定。
另一方面，即使在停止的活塞23的杆部23c按压十字头5、吸气阀3将吸气口2维持成打开状态的情况下，摇臂9也会在回位弹簧15的作用力下与推杆13密接而被凸轮18的外径形状(凸轮轮廓)控制，推杆13不会从摇臂9脱落，摇臂9以在十字头5与摇臂9之间产生间隙的方式进行动作。
在经过预先设定的规定的时间之后，当对液压控制阀30消磁时，液压控制阀30的滑阀31在弹簧33的作用力下沿着滑动面向打开侧滑动，液压控制阀30从工作油切断状态转为工作油供给排出状态。
于是，在吸气阀3的阀弹簧4的作用力下，吸气阀3逐渐闭塞吸气口2，此时、十字头5上升而将活塞23的杆部23c向上方按压，活塞23再次逐渐收容在工作缸部22内，工作缸部22的加压室22a的工作油被贮存在蓄能器50中。
此时的凸轮18的旋转角与阀升程量的关系成为图3的闭塞作用区域B所示的关系，阀升程量随着凸轮18的旋转角的增加而逐渐減少。
并且，如闭塞作用区域B所示，当阀升程量成为最小(图中的点S的位置)时，即阀升程量的值成为0时，通过吸气阀3使吸气口2成为全闭状态。
这样，可变阀装置1通过在吸气冲程中的规定正时对液压控制阀30进行励磁，能够进行停止活塞23的杆部23c的上升移动及吸气阀3的闭塞移动、延迟吸气阀3对吸气口2的闭塞正时的控制(为了便于说明，称作“VVA动作控制”)，通过与发动机的运转状态对应地实施该控制，能够进行与发动机的运转状态相适应的吸气量的调整。
需要说明的是，VVA是Variable Valve Actuation的缩写。
然而，若液压控制阀30维持截止状态，则形成在液压控制阀30的滑阀部34的滑动面上的油膜被用尽，从而存在初始运动时动作不稳定的情况。
即，在维持液压控制阀30的截止状态后，当实施液压控制阀30的最初的导通、截止动作(初始运动时动作)时，若滑阀部34的滑动面的油膜被用尽，则滑阀31无法顺畅地动作，存在滑阀31的回位(向打开侧的滑动)缓慢的情况。
图4是表示随着可变阀装置1的前述动作而由各传感器计测的计测信号及向液压控制阀30输出的指令信号的一例的说明图。
需要说明的是，图4(a)是表示由TDC检测传感器70计测的TDC检测传感器信号100的一例的图。图4(b)是表示由曲轴角检测传感器72计测的转速检测信号110的一例的图，图4(c)是表示由控制器90生成并输出的VVA起动信号120的一例的图，图4(d)是表示由间隙传感器24计测的阀升程量信号130的一例的图。
可变阀装置1的控制根据由可变阀装置1的各种传感器计测的各种计测信号而通过控制器90来进行。控制器90在实施VVA动作控制的情况下，监视从TDC检测传感器70输出的TDC检测传感器信号100(参照图4(a))、从曲轴角检测传感器72输出的转速检测信号110(参照图4(b))等，若检测到TDC检测传感器信号100，则根据转速检测信号110计算发动机转速并累计转速检测信号110的脉冲数，从而执行对检测到TDC检测传感器信号100的气缸的VVA动作控制的实施正时进行确定的控制。
由间隙传感器24计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号130的闭塞区域及打开作用区域。
需要说明的是，TDC检测传感器信号100是对发动机的各气缸而言在吸气冲程的发动机活塞80位于上止点时从TDC检测传感器70输出的计测信号。
当所累计的转速检测信号110的脉冲数到达了预先设定的脉冲数(为了便于说明，称作“VVA起动设定脉冲”)111(参照图4(b))时，控制器90判断为到达了对液压控制阀30进行励磁的指令信号(为了便于说明，称作“VVA起动信号”)120的输出正时(为了便于说明，称作“励磁指示正时(Pcom)”)，生成VVA起动信号120并向液压控制阀30输出，对液压控制阀30进行励磁。
需要说明的是，以使所累计的转速检测信号110的脉冲数在吸气阀3的闭塞移动中到达VVA起动设定脉冲111的方式设定VVA起动设定脉冲111。
若向液压控制阀30输出VVA起动信号120，则在VVA起动信号120被设定为有效(ON)的期间，向液压控制阀30的螺线管32输出与VVA起动信号120的电压值Vc对应的励磁电流而对液压控制阀30励磁，液压控制阀30的滑阀31向阻止侧滑动并被保持在阻止侧，在VVA起动信号120被设定为失效(OFF)的期间，励磁电流向液压控制阀30的输出停止，液压控制阀30被消磁，滑阀31向打开侧滑动并被保持在打开侧。
从而，利用VVA起动信号120，从励磁指示正时(Pcom)开始对液压控制阀30励磁预先设定的一定时间(为了便于说明，称作“VVA保持时间”)TW，并将滑阀31保持在阻止侧VVA保持时间TW。
当液压控制阀30的滑阀31向阻止侧滑动时，液压控制阀30从工作油供给排出状态转为工作油切断状态，工作缸部22的加压室22a的工作油被密封，活塞23的杆部23c停止，因此，在液压控制阀30被励磁的VVA保持时间TW期间，杆部23c停止且吸气阀3的闭塞移动也停止，维持吸气口2的打开状态，从而使吸气口2的闭塞正时延迟。
计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号130的闭塞延迟区域(实线部分)(参照图4(d))。
另一方面，在没有实施VVA动作控制的情况下，在吸气阀3进行了与阀升程量信号130的闭塞区域及打开作用区域对应的动作之后，通过吸气阀3的阀弹簧4及回位弹簧15的作用力，十字头5、摇臂9、推杆13、挺杆臂14追随凸轮18而动作，吸气阀3向上方移动(闭塞移动)而逐渐闭塞吸气口2，因此，计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号130的闭塞作用区域A(从点P经由点Q至点R的曲线)(参照图4(d))。
在VVA起动信号120的有效(ON)设定后，经过VVA保持时间TW，VVA起动信号120被设定为失效(OFF)，此时液压控制阀30被消磁。
这样，由于液压控制阀30从工作油切断状态转为工作油供给排出状态，因此活塞23能够移动，在吸气阀3的阀弹簧4的作用力下，吸气阀3再次开始闭塞移动，逐渐闭塞吸气口2，之后吸气口2成为全闭状态。
计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号130的闭塞作用区域B(参照图4(d))。
图5是表示因滑阀31的回位的缓慢而引起的吸气阀3的闭塞正时的延迟的说明图。
需要说明的是，图5(a)是表示VVA起动信号120的一例的图，图5(b)是表示滑阀31的回位不缓慢时的阀升程量信号131的一例的图，图5(c)是表示滑阀31的回位缓慢时的阀升程量信号132的一例的图。
当滑阀31在位于阻止侧之后向打开侧滑动时，在滑阀部34的滑动面上形成有油膜的情况下，滑阀31在滑动面上顺畅地滑动，因此即使滑阀31从打开侧向阻止侧滑动、进而向打开侧滑动，滑阀31的回位也不会缓慢，故吸气阀3按阀升程量信号131(参照图5(b)的实线部分)所示那样动作，吸气阀3的关闭端成为规定的正时S1。
另一方面，在滑阀部34的滑动面的油膜被用尽的情况下，滑阀31有时无法在滑动面上顺畅地滑动，若在该状态下滑阀31从打开侧向阻止侧滑动、之后进而向打开侧滑动，则滑阀31的回位费时而缓慢。
该情况下的吸气阀3按阀升程量信号132(参照图5(c)的实线部分)所示那样动作，吸气阀3的关闭端成为比规定的正时S1大幅推后的正时S2。
因此，可变阀装置1的控制器90实施以下控制，即，在对吸气阀3的动作不造成影响的正时仅使液压控制阀30的滑阀31动作，从而防止滑阀部34的油膜用尽(为了便于说明，称作“控制阀稳定化控制”)。
参照图6至图10对本发明所涉及的控制阀稳定化控制进行说明。
需要说明的是，图6是表示VVA动作控制的控制顺序的流程图，图7是表示本发明所涉及的控制阀稳定化控制的控制顺序的流程图，图8至图10是表示VVA动作控制及控制阀稳定化控制的控制顺序中的各计测信号的一例的说明图。
如图6所示，控制器90检测是否接收到VVA动作实施指令信号或VVA动作停止指令信号，在检测到VVA动作实施指令信号的情况下(S100为是)，实施VVA动作控制，在检测到VVA动作停止指令信号的情况下(S100为否且S109为是)，实施控制阀稳定化控制(S110)。
这里，VVA动作实施指令信号及VVA动作停止指令信号作为例如从控制车辆整体的上位的控制装置(未图示)输出的信号，可以与未图示的VVA动作指示开关的接通或断开对应而输出，也可以根据用于控制发动机输出状态的未图示的发动机输出表而与发动机输出状态相应地自动输出。需要说明的是，在发动机起动后的发动机低转速时，输出VVA动作停止指令信号一定时间。
在检测到VVA动作实施指令信号的情况下实施的VVA动作控制具体而言如下述：监视从TDC检测传感器70输出的TDC检测传感器信号100(参照图8(a))、从曲轴角检测传感器72输出的转速检测信号110(参照图8(b))等，当检测到TDC检测传感器信号100时(S100为是、S101)，根据转速检测信号110计算发动机的转速，并且开始转速检测信号110的脉冲数的累计，从而确定对液压控制阀30进行励磁的指令信号(VVA起动信号)的输出正时(励磁指示正时(Pcom))(S102、S103)。
当所累计的脉冲数到达预先设定的脉冲数(VVA起动设定脉冲)111时(S104为是)，判断为到达了前述的励磁指示正时(Pcom)，从而生成VVA起动信号123(参照图8(c))，并将该VVA起动信号123向与检测到TDC检测传感器信号100的气缸对应的液压回路的液压控制阀30输出(S105)。利用与VVA起动信号123的输出电压Vc对应输出的励磁电流，从励磁指示正时(Pcom)的时刻开始对该液压控制阀30励磁VVA保持时间TW。
当液压控制阀30被励磁时，如前所述，工作缸部22的加压室22a的工作油被密封，活塞23的杆部23c的上升移动及吸气阀3的闭塞移动停止，以规定的开度维持吸气口2的打开状态。
计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号133的闭塞延迟区域(参照图8(d))。
需要说明的是，在S104中，在所累计的脉冲数没有到达VVA起动设定脉冲111的情况下(S104为否)，待机直至到达VVA起动设定脉冲111为止，且不输出VVA起动信号123。
接下来，经过VVA保持时间TW后(S106为是)，VVA起动信号123被设定为失效(OFF)时(S107)，停止励磁电流向液压控制阀30的输出，从而对液压控制阀30消磁，液压控制阀30从工作油切断状态转为工作油供给排出状态，吸气阀3的闭塞移动再次开始，吸气口2逐渐闭塞而成为全闭状态。
计测吸气阀3在该期间的动作来作为阀升程量信号133的闭塞作用区域B(参照图8(d))。
在VVA起动信号123的失效(OFF)设定后、检测到本控制结束指令之前(S108为否)，对各气缸反复实施与上述同样的VVA动作控制。
更具体而言，在与VVA起动信号123同样的输出正时(励磁指示正时(Pcom))，向与各气缸对应配设的液压控制阀30输出与VVA起动信号123同样的VVA起动信号，反复实施各气缸的VVA动作控制。
另外，在检测到VVA动作停止指令信号的情况下(S100为否且S109为是)实施的控制阀稳定化控制具体而言如图7所示，监视从TDC检测传感器70输出的TDC检测传感器信号100(参照图9(a))、从曲轴角检测传感器72输出的转速检测信号110(参照图9(b))等，当检测到TDC检测传感器信号100时(S111)，根据转速检测信号110计算发动机的转速，并且开始转速检测信号110的脉冲数的累计，从而确定用于使液压控制阀30的动作稳定化的指令信号(控制阀稳定化信号)的输出正时(控制阀稳定化指示正时(Pst))(S112、S113)。
当所累计的脉冲数到达预先设定的脉冲数(控制阀稳定化起动设定脉冲)113时(S114为是)，判断为到达了前述的控制阀稳定化指示正时(Pst)，生成控制阀稳定化信号127(参照图9(c))，并将该控制阀稳定化信号127向与检测到TDC检测传感器信号100的气缸对应的液压回路的液压控制阀30输出(S115)。
另一方面，利用与控制阀稳定化信号127对应输出的励磁电流，从控制阀稳定化指示正时(Pst)的时刻(或曲轴角)开始对液压控制阀30励磁控制阀稳定化保持时间Ts。
这里，控制阀稳定化保持时间Ts根据发动机的转速进行设定且设定为转速越低则控制阀稳定化保持时间Ts越长，从而使滑阀31可靠地移动而在滑阀部34的滑动面上形成油膜。
需要说明的是，在图9(c)中，VVA起动信号125(参照虚线部)表示实施了VVA动作控制时生成的VVA起动信号的波形及其输出正时(励磁指示正时(Pcom))。
所述控制阀稳定化信号127是如下所述的控制信号，即，为了不引起液压控制阀30的滑阀部34的滑动面的油膜用尽，在对吸气阀3的动作不造成影响的正时对液压控制阀30进行励磁，并仅使液压控制阀30的滑阀31动作的控制信号。
需要说明的是，优选上述的对吸气阀3的动作不造成影响的正时为吸气阀3处于全闭中(闭塞区域)的正时。
滑阀31向阻止侧移动后返回打开侧，由此在滑阀部34的滑动面上形成油膜，从而能够防止滑阀部34的油膜用尽。
需要说明的是，在S114中，在所累计的脉冲数没有到达控制阀稳定化起动设定脉冲113的情况下(S114为否)，待机直至转速检测信号110的脉冲数到达控制阀稳定化起动设定脉冲113为止，不输出控制阀稳定化信号127。
经过控制阀稳定化保持时间Ts后(S116为是)，当控制阀稳定化信号127被设定为失效(OFF)时(S117)，对各气缸反复实施与上述同样的控制阀稳定化控制，直至检测到本控制结束指令为止(S118为否)。
更具体而言，若发动机的气缸数为6，与各气缸的燃烧开始顺序对应地按照第一气缸、第五气缸、第三气缸、第六气缸、第二气缸、第四气缸的顺序检测TDC检测传感器信号100，则在第一气缸中实施了上述控制阀稳定化控制后，检测第五气缸的TDC检测传感器信号100，并根据转速检测信号110计算发动机的转速。
并且，当所累计的脉冲数到达控制阀稳定化起动设定脉冲114(参照图9(b))时，生成控制阀稳定化信号128(参照图9(c))并将其向第五气缸的液压控制阀30输出，对该液压控制阀30励磁控制阀稳定化保持时间Ts而仅使液压控制阀30的滑阀31动作，实施第五气缸的控制阀稳定化控制。
在实施第五气缸的控制阀稳定化控制之后，按第三气缸、第六气缸、第二气缸、第四气缸的顺序反复实施与上述同样的控制阀稳定化控制。
这样，通过与各气缸的燃烧开始顺序对应地对发动机的各气缸实施一系列的控制阀稳定化控制，能够防止与各气缸对应配设的各液压控制阀30的滑阀部34的油膜用尽。
另外，通过防止各液压控制阀30的滑阀部34的油膜用尽，在各液压控制阀30维持截止状态后的初始运动时动作之际，能够防止因滑阀31的回位的缓慢而引起的吸气阀3的闭塞正时的偏差。
在至此的说明中，示出了根据VVA动作实施指令信号或VVA动作停止指令信号的检测结果来实施VVA动作控制及控制阀稳定化控制的实施正时的例子，但也可以在如下所示的正时实施各控制。
图10是表示VVA动作控制及控制阀稳定化控制的实施正时的控制的一例的图，图10(a)是表示在根据VVA动作实施指令实施VVA动作控制之前、实施控制阀稳定化控制的控制阀稳定化控制(部分时间)的一例的图，图10(b)是表示在VVA动作控制时以外实施控制阀稳定化控制的控制阀稳定化控制(全部时间)的一例的图。
如图10(a)所示，控制阀稳定化控制(部分时间)是如下进行控制的方法，即，当发出VVA动作实施指令时，实施控制阀稳定化控制，之后实施VVA动作控制。
控制阀稳定化控制(部分时间)具体而言是如下的控制方法，即，在没有实施VVA动作的状态下，当检测到VVA动作实施指令信号时，对各气缸反复实施在VVA动作控制前按前述的控制顺序(参照图7)实施控制阀稳定化控制、之后按前述的控制顺序(参照图6)实施VVA动作控制这一系列控制。
另外，如图10(b)所示，控制阀稳定化控制(全部时间)是如下进行控制的方法，即，在VVA动作控制时以外实施控制阀稳定化控制，当检测到VVA动作实施指令信号时，实施VVA动作控制。
具体而言，控制阀稳定化控制(全部时间)是如下进行控制的方法，即，在没有实施VVA动作的状态下且在对吸气阀3的动作不造成影响的正时，按前述的控制顺序(参照图7)任意地实施控制阀稳定化控制，当检测到VVA动作实施指令信号时，立刻对各气缸反复实施按前述控制顺序(参照图6)实施VVA动作控制的控制。
(工业实用性)
如上所述，本发明所涉及的可变阀装置对于使发动机阀的动作可变的发动机阀装置来说是有用的，尤其能够适用于柴油发动机的发动机阀的技术。

Claims (10)

1.一种可变阀装置，其特征在于，具备：
动阀机构，其使发动机的吸气阀移动而打开或闭塞吸气口；
液压致动器，其阻止吸气阀的移动，且具备活塞的杆部；
液压控制阀，其控制向所述液压致动器供给工作油或从所述液压致动器排出工作油，具有阀构件和供所述阀构件滑动的滑动面，所述阀构件在所述液压致动器的活塞的杆部的动作被阻止的阻止侧的位置与所述活塞的杆部的动作没有被阻止的打开侧的位置之间移动；
阀稳定化控制机构，其在所述吸气阀通过所述动阀机构使所述吸气口全闭的期间内，实施使所述液压控制阀的阀构件滑动的控制阀稳定化控制；
可变阀控制机构，其实施下述可变阀控制，即，在所述吸气阀的闭塞移动中，使所述阀构件向所述阻止侧滑动来阻止所述活塞的杆部的动作，从而停止所述吸气阀的闭塞移动，使所述吸气口全闭的正时可变。
2.根据权利要求1所述的可变阀装置，其特征在于，
所述阀稳定化控制机构根据发动机的转速设定将所述阀构件保持在所述阻止侧的时间，并设定为发动机的转速越低该时间越长。
3.根据权利要求1或2所述的可变阀装置，其特征在于，
所述阀稳定化控制机构对与在发动机的各气缸中开始燃烧的顺序对应的各气缸依次实施所述控制阀稳定化控制。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的可变阀装置，其特征在于，
还具备组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制的控制机构，
所述控制机构在没有实施所述可变阀控制的期间内，利用所述阀稳定化控制机构实施所述控制阀稳定化控制。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的可变阀装置，其特征在于，
还具备组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制的控制机构，
所述控制机构在实施所述可变阀控制之际，在利用所述阀稳定化控制机构实施所述控制阀稳定化控制后，利用所述可变阀控制机构实施所述可变阀控制。
6.一种可变阀装置的控制方法，其特征在于，
利用动阀机构使发动机的吸气阀移动来打开或闭塞吸气口，
利用液压致动器的活塞的杆部来阻止所述吸气阀的移动，
使控制所述液压致动器的工作油的供给或排出的液压控制阀的阀构件在所述液压致动器的活塞的杆部的动作被阻止的阻止侧的位置与所述活塞的杆部的动作没有被阻止的打开侧的位置之间移动，通过控制所述液压致动器的所述活塞的杆部的动作，使所述吸气口的全闭的正时可变，
在所述吸气阀使所述吸气口全闭的期间内，实施使所述液压控制阀的阀构件在所述打开侧与所述阻止侧之间滑动的控制阀稳定化控制，
实施如下可变阀控制，即，在所述吸气阀的闭塞移动中，使所述液压控制阀的阀构件向所述阻止侧滑动来阻止所述活塞的杆部的动作，从而停止所述吸气阀的闭塞移动，使所述吸气口全闭的正时可变。
7.根据权利要求6所述的可变阀装置的控制方法，其特征在于，
在所述控制阀稳定化控制中，根据发动机的转速设定将所述阀构件保持在所述阻止侧的时间，并设定为发动机的转速越低该时间越长。
8.根据权利要求6或7所述的可变阀装置的控制方法，其特征在于，
对与在发动机的各气缸中开始燃烧的顺序对应的各气缸依次实施所述控制阀稳定化控制。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的可变阀装置的控制方法，其特征在于，
组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制，
在没有实施所述可变阀控制的期间内实施所述控制阀稳定化控制。
10.根据权利要求6～8中任一项所述的可变阀装置的控制方法，其特征在于，
组合实施所述可变阀控制和所述控制阀稳定化控制，
在实施所述可变阀控制之际，在实施了所述控制阀稳定化控制后实施所述可变阀控制。
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