CN103670564B - 气门开闭时间控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种抑制起动发动机时的电力浪费的系统。在混合动力型车辆中，具有选择行驶电机（M1）和起动电机（M2）中的一者来起动内燃机（E）的控制单元（40）。控制单元（40）是在气门开闭时间控制装置（10）的相对旋转相位锁定在第一锁定相位的状态下利用行驶电机（M1）或起动电机（M2）起动内燃机（E）。在气门开闭时间控制装置（10）的相对旋转相位锁定在比第一锁定相位更靠近迟滞角方向的第二锁定相位的状态下，利用行驶电机（M1）起动发动机（E）。

Description

气门开闭时间控制系统

技术领域

本发明涉及气门开闭时间控制系统，详细而言，涉及一种锁定机构的控制，在由与曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件和与凸轮轴一体旋转的从动侧旋转部件所构成的气门开闭时间控制装置中，在内燃机起动时，限制驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位。

背景技术

作为与上述气门开闭时间控制系统相关的技术，专利文献1中公开了如下结构：在驱动侧旋转部件（在文献中是第二旋转部件）的内部嵌入有从动侧旋转部件（在文献中是第一旋转部件/转子）。另外，还公开了如下结构：具有从驱动侧部件的内周相对于从动侧部件外周的锁定油通路可自由进退的锁定体，并具有对该锁定体向突出方向施力的弹簧。

该专利文献1中公开了伴随气门开闭时间控制装置的旋转，锁定体通过离心力解除锁定的结构，并且公开了以下控制方式，在内燃机（在文献中是发动机）起动时，在达到锁定体通过离心力解除锁定的旋转速度之前，通过向锁定油通路供给工作油来进行锁定解除。

专利文献2中公开了如下结构：在驱动侧旋转部件的内周侧形成多个流体压力室，将从动侧旋转部件嵌入其内部，利用突出设置在该从动侧旋转部件外表面的叶片来分隔流体压力室，从而形成提前角室和迟滞角室。另外还公开了具有如下两个锁定机构的结构，即，中间锁定机构，将驱动侧旋转部件和从动侧旋转部件的相对旋转相位限制在成为最大提前角和最大迟滞角的中间的中间锁定相位；和最大迟滞角锁定机构，将相对旋转相位限制在成为最大迟滞角的最大迟滞角相位。

该专利文献2中，作为中间锁定机构，具有形成在从动侧旋转部件的外周上的槽状的中间锁定槽、和可自由进退地设置在驱动侧旋转部件上的一对中间锁定部件，通过将双方的中间锁定部件同时卡定于中间锁定槽的两端位置，将相对旋转相位限制在中间锁定相位。另外，作为最大迟滞角锁定机构，与中间锁定机构相独立地具有形成在从动侧旋转部件外周上的最大迟滞角锁定槽、和可自由进退地支承在驱动侧旋转部件上的最大迟滞角锁定部件，通过将最大迟滞角锁定部件卡定在最大迟滞角锁定槽，将相对旋转相位限制在最大迟滞角相位。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利3832730号公报

【专利文献2】国际公开WO2011/055589号公报

发明内容

考虑到混合动力型车辆的控制方式，在电池被充分充电的情况下，使发动机停止，电池的放电量超过设定值的情况、或行驶扭矩不足而需要辅助的情况下使发动机起动，基于这样的控制，发动机的起动和停止会频繁地进行。

另外，在混合动力型车辆起动发动机的情况下，基于抑制起动时的振动的目的，在气门开闭时间控制装置中，还实施减小（抑制）发动机的压缩比。但是，现状是，减小压缩比时，起动性降低，从而使发动机的旋转速度（单位时间的转速）上升到较高值（800～1200rpm左右）之后，实施发动机的混合气的点火。

而在一般的发动机中，以适于起动的压缩比起动发动机的情况下，曲轴的旋转速度以较低值（100～300rpm左右）起动。该情况下，使曲轴旋转的起动电机的消耗电力也并非那么大。但是，相反地，在如上所述减小压缩比的状态下起动发动机的控制中，为了使发动机的旋转速度如上述那样上升到较高值，将会浪费电池的电力，造成行驶距离的缩短，在这方面还有改善的余地。

本发明的目的是合理地构成在起动内燃机时不浪费消耗电力的系统。

本发明的气门开闭时间控制系统，其包括气门开闭时间控制装置，所述气门开闭时间控制装置包括：与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转部件；与阀开闭用的凸轮轴同轴而一体旋转的从动侧旋转部件；相对旋转相位控制机构，所述相对旋转相位控制机构通过选择性地向形成在所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件之间的提前角室和迟滞角室的一者供给工作油，使所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件的相对旋转相位向提前角方向或迟滞角方向位移；第一锁定部件，为了将所述相对旋转相位限制在规定的第一锁定相位，所述第一锁定部件被第一施力机构向锁定位置施力；以及第二锁定部件，为了将所述相对旋转相位限制在比所述第一锁定相位更靠近迟滞角方向的第二锁定相位，所述第二锁定部件被第二施力机构向锁定位置施力，其中，所述内燃机构成为，通过来自行驶所使用的行驶电机的驱动力、或来自所述内燃机的起动时所使用的起动电机的驱动力起动，所述气门开闭时间控制系统还包括控制单元，该控制单元为了使所述内燃机的起动时的所述相对旋转相位不同而起动所述内燃机，在以所述第一锁定相位起动所述内燃机时，驱动所述起动电机或所述行驶电机，在以所述第二锁定相位起动所述内燃机时，驱动所述行驶电机。

根据该结构，通过起动电机起动内燃机时，气门开闭时间控制装置的相对旋转相位处于成为比第二锁定相位的压缩比高的压缩比的第一锁定相位。由此，能够以较低的旋转速度实现进行点火的内燃机的起动。尤其是，与在第一锁定相位和第二锁定相位中的任意相位下通过行驶电机的驱动力来起动内燃机的情况相比时，使用与行驶电机相比更小容量的起动电机，从而能够减少起动时消耗的电力。另外，在第二锁定相位下通过行驶电机起动内燃机的情况下，能够抑制振动。而且，例如，在能够从第一锁定相位向第二锁定相位位移的结构中，处于第一锁定相位，也能够通过行驶电机开始曲轴旋转并向第二锁定相位位移，由此，还能够实现抑制振动的起动。因此，构成了在起动内燃机时不浪费消耗电力的气门开闭时间控制系统。

本发明也可以在所述气门开闭时间控制装置的旋转速度超过第一设定速度的情况下，以所述第一锁定部件通过离心力位移到锁定解除位置的方式，设定所述第一施力机构的施力，所述气门开闭时间控制装置具有锁定保持机构，可自由切换成将所述第一锁定部件保持在所述锁定位置的保持状态和不保持的自由状态，所述控制单元是在处于所述第一锁定相位且通过所述行驶电机的驱动来起动所述内燃机的情况下，将所述锁定保持机构设定成自由状态，由此允许所述相对旋转相位向退角方向位移，在所述相对旋转相位达到第二锁定相位且所述第二锁定部件被限制的状态下，进行点火。

由此，将锁定保持机构设定在保持状态并驱动行驶电机来进行曲轴旋转起动的情况下，第一锁定部件通过离心力达到锁定解除位置，并通过凸轮轴的反力等使相对旋转相位向迟滞角方向位移。由此，在相对旋转相位位移到第二锁定位置的情况下，第二锁定部件通过第二施力机构的施力达到锁定位置。由此，将相对旋转相位限制在第二锁定相位，在抑制了振动的状态下继续曲轴旋转起动并进行点火，其结果是，实现内燃机的起动。

本发明也可以在所述气门开闭时间控制装置的旋转速度超过第一设定速度的情况下，以所述第一锁定部件通过离心力位移到锁定解除位置的方式，设定所述第一施力机构的施力，所述气门开闭时间控制装置具有锁定保持机构，可设定成将所述第一锁定部件保持在所述锁定位置的保持状态和不保持的自由状态，所述控制单元是在处于所述第一锁定相位且通过所述起动电机的驱动来起动所述内燃机的情况下，将所述锁定保持机构设定成保持状态，直到所述气门开闭时间控制装置的旋转速度达到比所述第一设定速度低且点火所需的旋转速度。

由此，在利用锁定保持机构将相对旋转相位限制于第一锁定相位的状态下，通过起动电机的驱动来起动内燃机的情况下，以适于起动的压缩比进行内燃机的曲轴旋转。然后，通过点火起动内燃机，在旋转速度超过第一设定速度的情况下，通过离心力使第一锁定机构的第一锁定部件位移到锁定解除位置，能够任意地设定相对旋转相位。

本发明也可以使所述第一锁定部件从所述锁定位置脱离的正时被设定在比所述起动电机的旋转速度高且比通过所述行驶电机起动时进行点火的旋转速度低的旋转速度。

由此，内燃机的旋转速度通过点火增大之后，使第一锁定部件从锁定位置脱离，从而能够在该脱离之后任意地设定相对旋转相位。另外，由于在通过行驶电机成为比进行点火的旋转速度低的状态下，已经进行了点火，所以也能够减少电池的电力消耗。

本发明也可以是，所述锁定保持机构具有：锁定保持油路，产生将第一锁定部件保持在所述锁定位置的液压；锁定控制阀，进行该锁定保持油路的工作油的给排，通过将所述锁定控制阀设定在不从所述锁定保持油路进行排油的抑制位置而成为所述保持状态，通过将所述锁定控制阀设定在从所述锁定保持油路进行排油的排油位置而成为所述自由状态。

由此，在将相对旋转相位维持在第一锁定相位的情况下，通过将锁定控制阀设定在抑制位置，不从锁定保持油路排出工作油，将第一锁定部件保持在锁定位置。与其相反地，在使相对旋转相位从第一锁定相位位移的情况下，通过将锁定控制阀设定在排油位置，能够从锁定保持油路排出工作油，通过离心力的作用使第一锁定部件从锁定位置脱离。

附图说明

图1是表示气门开闭时间控制装置的截面和内燃机控制机构的结构的图。

图2是沿图1的II-II线的剖视图，是处于中间锁定相位的气门开闭时间控制装置的剖视图。

图3是表示中间锁定机构的锁定被解除的状态的气门开闭时间控制装置的剖视图。

图4是从中间锁定相位向最大迟滞角锁定相位位移的过程的气门开闭时间控制装置的剖视图。

图5是处于最大迟滞角锁定相位的气门开闭时间控制装置的剖视图。

图6是从中间锁定相位向提前角方向位移后的气门开闭时间控制装置的剖视图。

图7是表示发动机起动程序的流程图。

附图标记说明

1 曲轴

3 凸轮轴

10 气门开闭时间控制装置

11 驱动侧旋转部件（外转子）

12 从动侧旋转部件（内转子）

23 锁定保持油路

27 锁定控制阀

31 第一锁定部件（中间锁定部件）

32 第一施力机构（中间锁定弹簧）

34 第二锁定部件（最大迟滞角锁定部件）

35 第二施力机构（最大迟滞角锁定弹簧）

40 控制单元（发动机控制单元）

E 内燃机

Ca 提前角室

Cb 迟滞角室

M1 行驶电机

M2 起动电机

P1 第一锁定相位（中间锁定相位）

P2 第二锁定相位（最大迟滞角锁定相位）

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

〔基本结构〕

如图1及图2所示，构成了如下内燃机控制系统，具有：对作为内燃机的发动机E的进气门1V的开闭时间进行设定的气门开闭时间控制装置10、发动机E、行驶电机M1和起动电机M2，并且具有控制它们的发动机控制单元（ECU）40。

内燃机控制系统设置在如下车辆中，该车辆具有混合动力系统，通过行驶电机M1的驱动力行驶，在行驶扭矩不足的情况下，通过发动机E的驱动力进行辅助。本发明的内燃机控制系统也可以适用于如下车辆，其具有怠速停止控制，在信号等待等停车时使发动机E自动停止，在行驶之前起动发动机E。

在车辆中，将来自发动机E的曲轴1的驱动力向行驶系统传递的传动系统中装载上述行驶电机M1，该行驶电机M1作为能够发电的发动机发挥功能。另外，在发动机E中具有起动专用的起动电机M2。

发动机控制单元40控制基于气门开闭时间控制装置10的气门开闭时间，并且控制发动机E的起动和停止，并控制行驶电机M1和起动电机M2。

在发动机E中具有：控制进气口或燃料向燃烧室的喷射的燃料控制装置5；控制火花塞（未图示）对混合气的点火的点火控制装置6。在发动机E中具有：检测曲轴1的旋转角和旋转速度（单位时间的转速）的轴传感器1S；检测冷却水的水温的水温传感器46。虽然没有示出具体结构，但在气门开闭时间控制装置10中具有检测外转子11（驱动侧旋转部件的一例）和内转子12（从动侧旋转部件的一例）的相对旋转相位的相位检测传感器48。

在车辆中具有向行驶电机M1和起动电机M2供给电力的电池（未图示），并具有从该电池的电压取得电池的放电量的电池传感器47。另外，还具有进行混合动力系统的起动和停止的起动开关45，将轴传感器1S的检测结果、来自起动开关45的信号、水温传感器46的检测结果、电池传感器47的检测结果和相位检测传感器48的检测结果输入发动机控制单元40。

发动机控制单元40具有发动机控制部41、相位控制部42和起动模式设定部43。发动机控制部41控制发动机E的起动和停止。相位控制部42通过在发动机E运转的状况下控制外转子11和内转子12的相对旋转相位，有效地使发动机E运转，并且控制下述两种锁定机构。起动模式设定部43是或者利用发动机控制部41起动发动机E时进行下述两种锁定机构的控制。关于与该发动机控制单元40相关的控制结构和控制方式在后面说明。

〔气门开闭时间控制装置〕

如图1及图2所示，气门开闭时间控制装置10具有：与发动机E的曲轴1同步旋转的外转子11；内转子12，通过连结螺栓13连结在开闭发动机E的燃烧室的进气门1V的凸轮轴3上。以外转子11的轴芯和内转子12的轴芯成为同轴芯的方式，将内转子12嵌入外转子11的内部，外转子11和内转子12以旋转轴芯X为中心自由相对旋转。在该结构中，旋转轴芯X是凸轮轴3的旋转轴芯的同时，还是外转子11和内转子12的旋转轴芯。

外转子11和内转子12通过多个紧固螺栓16紧固在被前板14和后板15夹持的位置。在后板15的外周形成有正时链轮15S。内转子12的中心部位以贯穿形成在后板15中央部的开口的状态进行配置，在内转子12的靠后板15侧的端部连结有进气侧的凸轮轴3。

在外转子11上一体形成有以旋转轴芯X为基准向径向内侧突出的多个突出部11T。内转子12形成为具有与多个突出部11T的突出端紧密接触的外周面的圆柱状。由此，在沿旋转方向相邻的突出部11T的中间位置，在内转子12的外周侧形成有多个流体压力室C。在内转子12的外周，具有向流体压力室C突出地嵌入的作为分隔部的多个叶片17。流体压力室C通过叶片17被分隔而形成提前角室Ca和迟滞角室Cb。该叶片17被弹簧等施加从旋转轴芯X远离的方向的力，由此，突出端与流体压力室C的内周面接触。

如图1所示，横跨内转子12和前板14施力而具有扭簧18，该扭簧18使相对旋转相位从外转子11和内转子12的相对旋转相位（以下称为相对旋转相位）处于最大迟滞角的状态达到中间锁定相位P1。此外，扭簧18的施力作用的范围也可以超过中间锁定相位P1，也可以达不到中间锁定相位P1。

正时链8卷绕在设置于发动机E的曲轴1上的输出链轮7、和外转子11的正时链轮15S上，由此，外转子11与曲轴1同步旋转。虽然未图示，但在排气侧的凸轮轴3的前端也具有与气门开闭时间控制装置10相同结构的装置，旋转力还从正时链8传递到该装置。

此外，曲轴1旋转一周的情况下，凸轮轴3旋转1/2周，以此方式设定正时链8的传动比。由此，凸轮轴3的旋转速度成为曲轴1的旋转速度的1/2。

如图2所示，在气门开闭时间控制装置10中，通过来自曲轴1的驱动力使外转子11向驱动旋转方向S旋转。另外，将内转子12相对于外转子11向与驱动旋转方向S相同的方向旋转的方向称为提前角方向Sa，将向其相反方向的旋转方向称为迟滞角方向Sb。在该气门开闭时间控制装置10中，相对旋转相位向提前角方向Sa位移时，随着位移量的增大，进气压缩比提高；相对旋转相位向迟滞角方向Sb位移时，随着位移量的增大，进气压缩比减小，以此方式设定曲轴1和凸轮轴3的关系。

被叶片17分隔的流体压力室C中的、通过供给工作油而使相对旋转相位向提前角方向Sa位移的空间是提前角室Ca，与其相反地，通过供给工作油而使相对旋转相位向迟滞角方向Sb位移的空间是迟滞角室Cb。将叶片17达到提前角方向Sa的工作端（包含叶片17的提前角方向Sa的工作端附近的相位）的状态下的相对旋转相位称为最大提前角相位，将叶片17达到迟滞角方向Sb的工作端（包含叶片17的迟滞角方向Sb的工作端附近的相位）的状态下的相对旋转相位称为最大迟滞角相位。

〔气门开闭时间控制装置：锁定机构〕

该气门开闭时间控制装置10具有作为第一锁定机构的中间锁定机构L1和作为第二锁定机构的最大迟滞角锁定机构L2这两个锁定机构。中间锁定机构L1将外转子11和内转子12的相对旋转相位锁定（限制）在图2所示的中间锁定相位P1（第一锁定相位的一例）。最大迟滞角锁定机构L2将相对旋转相位锁定（限制）在比中间锁定相位P1更靠迟滞角方向Sb的图5所示的最大迟滞角锁定相位P2（第二锁定相位的一例）。

中间锁定相位P1是在发动机E起动后的怠速时能够抑制HC排出量的相对旋转相位，也是在发动机E的燃烧室的温度降低到外气温的状态下，容易进行发动机E的起动的相位。此外，最大迟滞角锁定机构L2只要具有将相对旋转相位锁定在比中间锁定相位P1更靠迟滞角侧的相位的功能即可，该最迟滞角锁定机构L2不限于锁定在最大迟滞角，也可以锁定在最大迟滞角附近的相对旋转相位。

如图2～图6所示，中间锁定机构L1由以下部件构成：能够自由进退地设置在外转子11的突出部11T上的中间锁定部件31（第一锁定部件的一例）；对其向突出方向施力的中间锁定弹簧32（第一施力机构的一例）；供中间锁定部件31嵌合地形成在内转子12的外周上的中间嵌合凹部33。最大迟滞角锁定机构L2由以下部件构成：可自由进退地设置在外转子11的突出部11T上的最大迟滞角锁定部件34（第二锁定部件的一例）；对其向突出方向施力的最大迟滞角锁定弹簧35（第二施力机构的一例）；供最大迟滞角锁定部件34嵌合地形成在内转子12的外周上的最大迟滞角嵌合凹部36。

通过该结构，在中间锁定相位P1，中间锁定部件31通过中间锁定弹簧32的施力与中间嵌合凹部33嵌合而达到锁定位置。与其同样地，在最大迟滞角锁定相位P2，最大迟滞角锁定部件34通过最大迟滞角锁定弹簧35的施力与最大迟滞角嵌合凹部36嵌合并达到锁定位置。

尤其是，在处于中间锁定相位P1的状态下，曲轴1的旋转速度超过200rpm左右（对于凸轮轴3来说，为100rpm左右）的情况下，通过离心力的作用，中间锁定部件31抵抗中间锁定弹簧32的施力而发生位移。通过该位移，从锁定位置脱离并如图3所示地达到锁定解除位置，以此方式设定中间锁定弹簧32的施力。此外，成为100rpm的凸轮轴3的旋转速度是第一设定速度，该第一设定速度成为中间锁定部件31从锁定位置脱离并向锁定解除位置过渡的阈值。

与其相反地，在处于最大迟滞角锁定相位P2的状态下，即使曲轴1的旋转速度超过2000rpm左右（对于凸轮轴3来说，1000rpm），也以最大迟滞角锁定部件34保持与最大提前角嵌合凹部36嵌合的锁定位置的方式设定最大迟滞角锁定弹簧35的施力。

在中间嵌合凹部33上，以相对旋转相位以中间锁定相位P1为基准向迟滞角方向Sb扩展的方式，形成有比中间嵌合凹部33浅的槽状的棘轮用的台阶部33A。由此，相对旋转相位从最大迟滞角锁定相位P2向中间锁定相位P1的方向位移的情况下，中间锁定部件31的端部卡入台阶部33A，由此抑制相对旋转相位的变化，然后，中间锁定部件31能够向嵌入中间嵌合凹部33的状态过渡。

与该台阶部33A同样地，也可以以从中间嵌合凹部33向提前角方向Sa扩展的方式，设定位置而形成台阶部33A，还可以以向提前角方向Sa和迟滞角方向Sb的各方向分别扩展的方式在两个位置形成台阶部33A。

中间锁定部件31和最大迟滞角锁定部件34由板状的部件构成，与其对应地，中间嵌合凹部33和最大迟滞角嵌合凹部36在内转子12的外周形成为沿着旋转轴芯X的方向的槽状。此外，中间锁定部件31和最大迟滞角锁定部件34也可以构成为销状或块状，与其对应地，中间嵌合凹部33和最大迟滞角嵌合凹部36也可以形成为孔状等。

在该气门开闭时间控制装置10中，中间锁定部件31和最大迟滞角锁定部件34设置在多个突出部11T中的夹着旋转轴芯X的相对位置的突出部11T上。由此，使气门开闭时间控制装置10的旋转平衡变得良好。

〔气门开闭时间控制装置：流体控制机构〕

如图2～图6所示，在内转子12上形成有与提前角室Ca连通的提前角控制油路21、和与迟滞角室Cb连通的迟滞角控制油路22。另外，在内转子12上，从内转子12到外转子11形成有锁定保持油路23，其产生将中间锁定机构L1的中间锁定部件31保持在锁定位置的液压，在中间锁定机构L1的中间嵌合凹部33的底部连接有排出油路28。此外，排出油路28是在中间锁定部件31工作时，允许工作油相对于中间嵌合凹部33的给排而实现顺畅的工作。

以向最大迟滞角锁定机构L2的最大迟滞角嵌合凹部36供给工作油来解除锁定（限制）的方式，在最大迟滞角嵌合凹部36的底部连接有提前角控制油路21，该提前角控制油路21作为锁定解除油路发挥功能。而且，在内转子12的外周，形成有将来自相邻的提前角室Ca的工作油提供给最大迟滞角嵌合凹部36的供给油路24。

如图1所示，在发动机E中具有利用发动机E的驱动力来吸引油盘1A的润滑油并作为工作油送出的液压泵20。内燃机控制系统具有：电磁操作型的相位控制阀26，将来自液压泵20的工作油有选择地供给到气门开闭时间控制装置10的提前角室Ca和迟滞角室Cb中的一方；电磁操作型的锁定控制阀27，将来自液压泵20的工作油供给到锁定保持油路23。由该锁定保持油路23和锁定控制阀27构成了本发明的锁定保持机构。尤其是，液压泵20、相位控制阀26和给排工作油的油路一起构成了相对旋转相位控制机构。

相位控制阀26通过来自发动机控制单元40的控制信号自由地被操作到提前角位置、中间位置和中立位置。作为具体的工作方式，当将相位控制阀26向提前角位置操作时，将来自液压泵20的工作油从提前角控制油路21向提前角室Ca供给，并且将迟滞角室Cb的工作油从迟滞角控制油路22排出，从而相对旋转相位向提前角方向Sa位移。另外，将相位控制阀26向迟滞角位置操作时，将来自液压泵20的工作油从迟滞角控制油路22向迟滞角室Cb供给，并且将提前角室Ca的工作油从提前角控制油路21排出，从而相对旋转相位向迟滞角方向Sb位移。在中立位置，提前角室Ca和迟滞角室Cb的任意一个都不进行工作油的给排，相对旋转相位被维持。

锁定控制阀27能够被自由操作到向锁定保持油路23供给工作油的锁定位置、从锁定保持油路23进行排油的排油位置、和抑制锁定保持油路23的排油的抑制位置。作为具体的工作方式，将锁定控制阀27向锁定位置操作时，将来自液压泵20的工作油向锁定保持油路23供给，成为通过工作油的液压将中间锁定机构L1的中间锁定部件31保持在锁定位置的保持状态。在排油位置，通过从锁定保持油路23进行排油，中间锁定部件31成为能够从锁定位置自由脱离的自由状态。在抑制位置，阻止工作油从锁定保持油路23的排出并维持锁定状态。

〔发动机起动的概要〕

在具有混合动力系统的车辆中，频繁地进行发动机E的停止和起动。另外，在混合动力系统起动的状况下，电池充电充分时，将气门开闭时间控制装置10设定在最大迟滞角锁定相位P2并停止发动机E。由此，在发动机E起动时，将相对旋转相位锁定（限制）于最大迟滞角锁定相位P2并利用行驶电机M1进行曲轴旋转起动，由此抑制振动。

在将气门开闭时间控制装置10锁定在最大迟滞角锁定相位P2并起动发动机E的情况下，燃烧室的压缩率降低，起动性恶化，在发动机E的水温为设定值以上的情况下，能够起动。但是，以最大迟滞角锁定相位P2来起动发动机E的情况下，必须使曲轴1高速旋转，从而具有大幅消耗电池电力的倾向。

使混合动力系统起动之后紧接着，在发动机E的水温低的情况下，基于良好地起动发动机E的目的，将相对旋转相位锁定（限制）在中间锁定相位P1，并通过起动电机M2的驱动力进行起动。为了像这样以中间锁定相位P1起动发动机E，使混合动力系统停止的情况下，将相对旋转相位设定成中间锁定相位P1。另外，以中间锁定相位P1起动发动机E的情况下，不需要高速旋转，从而能够使用起动电机M2。起动电机M2与行驶电机M1相比，容量小，以中间锁定相位P1起动发动机E的情况下，能够抑制电池的电力消耗。

另外，在停止混合动力系统而未经过长时间的时刻起动混合动力系统、且发动机E的水温处于设定值以上的状况下，起动发动机E的条件成立时，优选以抑制振动的状态起动发动机E。基于这样的理由，在发动机E起动时，解除中间锁定相位P1的锁定，过渡到最大迟滞角锁定相位P2之后，进行点火，起动发动机E，由此构成了中间锁定机构L1。此外，起动发动机E的起动条件是指检测到电池放电了设定值以上的情况、和行驶扭矩不足达到需要辅助的状况的情况。

〔控制结构·控制方式〕

如图1所示，向发动机控制单元40输入来自轴传感器1S、起动开关45、水温传感器46、电池传感器47和相位检测传感器48的信号。另外，发动机控制单元40输出分别控制行驶电机M1、起动电机M2、燃料控制装置5和点火控制装置6的信号，并且对相位控制阀26和锁定控制阀27输出控制信号。

起动开关45通过ON操作使混合动力系统起动，并通过OFF操作使混合动力系统停止。如上所述，行驶电机M1还作为发动机发挥功能，混合动力系统是在电池放电量超过设定值的情况下，使发动机E起动并进行电池的充电。另外，在行驶电机M1的扭矩不足的情况下，也使发动机E起动并将驱动力传递给行驶系统来进行辅助，以此方式设定基本的控制方式。

尤其是，在混合动力系统起动的状况（起动开关45为ON状态）下，在发动机控制单元40使发动机E停止的情况下，进行将相对旋转相位设定成最大迟滞角锁定相位P2的控制。另外，起动开关45被OFF操作的情况下，将相对旋转相位设定成中间锁定相位P1。

作为具体的控制方式，在起动开关45被OFF操作的时刻，发动机E运转的情况下，发动机控制单元40的相位控制部42利用液压泵20的工作油。而且，在通过锁定控制阀27的控制使来自锁定保持油路23的液压作用于中间锁定部件31的状态下，控制相位控制阀26，使相对旋转相位向中间锁定相位P1的方向位移，在达到中间锁定相位P1的时刻，使中间锁定部件31与中间嵌合凹部33嵌合，然后，停止发动机E。

此外，在起动开关45被OFF操作的时刻，发动机E停止的情况下，仅暂时起动发动机E、或利用来自行驶电机M1的驱动力暂时使液压泵20发挥功能，进行与上述同样的控制，由此，使相对旋转相位位移到中间锁定相位P1，使中间锁定部件31嵌合于中间嵌合凹部33。

〔发动机起动时的控制〕

起动模式设定部43是在发动机E的水温小于设定值的情况下，将相对旋转相位保持在中间锁定相位P1并利用起动电机M2起动发动机E。与其相反地，在发动机E的水温为设定值以上的情况下，将相对旋转相位保持在最大迟滞角锁定相位P2并利用行驶电机M1起动发动机E。像这样设定了起动模式设定部43的基本控制方式，该起动模式设定部43的控制方式的概要如图7的流程图所示。

发动机E的起动条件成立的情况下，通过水温传感器46取得水温，在取得的水温小于设定值的情况下，将锁定控制阀27设定成抑制位置并驱动起动电机M2（＃01至＃04步骤）。

也就是说，水温小于设定值的状况是混合动力系统起动之后的最初的发动机E的起动，气门开闭时间控制装置10如图2所示处于中间锁定相位P1。另外，在发动机E起动时，由于不能通过液压泵20供给工作油，所以不能利用工作油的液压来保持锁定状态。因此，通过将锁定控制阀27设定在抑制位置，锁定保持油路23的油不被排出，由此，气门开闭时间控制装置10以旋转轴芯X为中心旋转、且离心力作用于中间锁定部件31的状况下，中间锁定部件31也被保持在锁定位置，相对旋转相位被保持在中间锁定相位P1。

通过起动电机M2的持续驱动，曲轴1的旋转速度增大，在由轴传感器1S检测的旋转速度达到100rpm的时刻，燃料控制装置5开始向燃烧室供给燃料，点火控制装置6向火花塞供给电力来进行点火（＃05步骤）。由此，发动机E起动，曲轴1的旋转速度进一步增大。

在该实施方式中，100rpm是在发动机E以中间锁定相位P1起动时点火所需的旋转速度的具体数值。成为该100rpm的旋转速度被设定成比成为阈值的旋转速度（对于气门开闭时间控制装置10的旋转速度来说，是200rpm）低的速度，该成为阈值的旋转速度是中间锁定部件31通过离心力从锁定位置脱离并向锁定解除位置过渡的速度。

以下，确认了由轴传感器1S检测的曲轴1的旋转速度超过100rpm并增速到规定值之后，通过将锁定控制阀27设定在排油位置，排出锁定保持油路23的工作油，允许中间锁定部件31通过离心力脱离锁定解除位置，从而进行锁定解除（＃06步骤）。

另外，作为使中间锁定部件31从锁定位置脱离锁定解除位置的正时，发动机E的旋转速度被设定成比起动电机M2的最高旋转速度高的旋转速度、且比行驶电机M1的最高旋转速度低的旋转速度。

与其相反地，在发动机E的起动条件成立的情况下，由水温传感器46取得的水温为设定值以上的情况下，将锁定控制阀27设定在排油位置并驱动行驶电机M1（＃02、＃07、＃08步骤）。

也就是说，在混合动力系统起动的状况下，发动机E起动后，发动机E停止的情况下，水温处于设定值以上，气门开闭时间控制装置10如图5所示处于最大迟滞角锁定相位P2。因此，在通过最大迟滞角锁定机构L2将相对旋转相位保持在最大迟滞角锁定相位P2的状态下，进行通过行驶电机M1的驱动力起动发动机E的控制。

但是，在混合动力系统停止而未经过长时间的时刻，再起动混合动力系统的情况下，在发动机E的起动条件成立的正时，水温处于设定值以上，气门开闭时间控制装置10如图2所示处于中间锁定相位P1。

即使在这样的状况下，通过将锁定控制阀27设定在排油位置并驱动行驶电机M1，由此如图3所示，也能够通过离心力抵抗中间锁定弹簧32的施力而使中间锁定部件31从锁定位置远离，实现向锁定解除位置过渡的工作。

在该锁定解除之后，利用通过来自凸轮轴3的反力使相对旋转相位向迟滞角方向位移的现象，如图4所示使相对旋转相位向迟滞角方向位移。在该相对旋转相位达到最大迟滞角锁定相位P2的正时，通过最大迟滞角锁定弹簧35的施力使最大迟滞角锁定部件34嵌入最大迟滞角嵌合凹部36，如图5所示使最大迟滞角锁定机构L2向锁定状态过渡。

而且，在将相对旋转相位保持在最大迟滞角锁定相位P2的状态下，曲轴1的旋转速度增大，在由轴传感器1S检测的曲轴1的旋转速度达到1000rpm的时刻，燃料控制装置5向燃烧室供给燃料，点火控制装置6向火花塞供给电力并进行点火（＃09步骤）。

然后，在达到提前角工作所需的运转条件时，通过相位控制阀26的控制进行向提前角室Ca供给工作油的工作。由此，通过来自与最大迟滞角嵌合凹部36的底部连接的提前角控制油路21的工作油的液压，使最大迟滞角锁定部件34位移到锁定解除位置来进行最大迟滞角锁定机构L2的锁定解除，相对旋转相位向提前角方向Sa位移（＃10步骤）。

也就是说，在水温为设定值以上的状况下起动发动机E时，相对旋转相位处于最大迟滞角锁定相位P2的情况下，在保持该锁定状态的状态下进行发动机E的起动。与其相反地，在水温为设定值以上的状况下，相对旋转相位处于中间锁定相位P1的情况下，解除中间锁定机构L1的锁定，使相对旋转相位位移到最大迟滞角锁定相位P2，进行发动机E的起动。

像这样起动发动机E之后，通过相位控制阀26的控制，向提前角室Ca或迟滞角室Cb供给工作油，由此，如图6所示，能够任意地设定相对旋转相位，并有效地使发动机E运转。

〔实施方式的作用·效果〕

基于这样的结构，在发动机E的水温小于设定值的情况下，通过中间锁定机构L1将相对旋转相位保持在中间锁定相位P1的状态下，通过起动电机M2的驱动力进行起动，由此，实现不浪费电力的发动机E的起动。

另外，在发动机E的水温为设定值以上的情况下，在相对旋转相位被保持在最大迟滞角锁定相位P2的情况下，通过使用行驶电机M1的驱动力，实现抑制了振动状态下的发动机E的起动。

尤其是，即使是在发动机E的水温为设定值以上的情况下，在相对旋转相位处于中间锁定相位P1的情况下，将锁定控制阀27设定在排油位置并驱动行驶电机M1，由此，从锁定保持油路23排出工作油，中间锁定部件31通过离心力抵抗中间锁定弹簧32的施力而远离锁定位置。然后，利用通过来自凸轮轴3的反力使相对旋转相位向迟滞角方向位移的现象，使相对旋转相位向迟滞角方向位移。在该相对旋转相位达到最大迟滞角锁定相位P2的正时，通过最大迟滞角锁定弹簧35的施力，将最大迟滞角锁定部件34嵌入最大迟滞角嵌合凹部36，向最大迟滞角锁定机构L2的锁定状态过渡。由此，能够以最大迟滞角锁定相位P2起动发动机E。

也就是说，在发动机E的水温为设定值以上的情况下，将锁定控制阀27设定在抑制位置，驱动起动电机M2，由此，实现以中间锁定相位P1的发动机E的起动。另外，在发动机E的水温小于设定值的情况下，将锁定控制阀27设定在排油位置并驱动行驶电机M1，由此，气门开闭时间控制装置10处于任意的锁定状态，都能够以最大迟滞角锁定相位P2起动发动机E。

〔其他实施方式〕

本发明除了上述实施方式以外，也可以如下地构成。

（a）具有用于在发动机E停止的状态下供给工作油的蓄能器，或具有被电动马达驱动的液压泵，以使来自它们的工作油向抑制中间锁定部件31脱离锁定位置的位移的方向作用的方式来构成锁定保持机构。

（b）锁定保持机构可以设有电磁式的工作部件，该电磁式的工作部件可在保持位置和自由移动位置之间自由切换中间锁定部件31的位置，在所述保持位置，中间锁定部件31沿该中间锁定部件31脱离锁定位置的方向的位移被抑制，在所述自由移动位置，允许中间锁定部件31沿该中间锁定部件31脱离锁定位置的方向的位移。

（c）为检测发动机E（内燃机）的温度而具有检测工作油的油温的油温传感器，起动模式设定部43基于油温传感器的检测结果以设定发动机E的起动模式的方式来设定控制方式。另外，在本发明中，也可以基于水温传感器46和油温传感器的检测结果，以设定发动机E的起动模式的方式来设定控制方式。

（c）如实施方式中说明的那样，也可以在进行怠速停止的车辆中适用本发明的结构。

（d）第一锁定相位不限于图示的中间锁定相位P1，也可以设定成任意的相位。另外，第二锁定相位不限于图示的最大迟滞角锁定相位P2，也可以设定成比第一锁定相位更近靠迟滞角侧的任意相位。

工业实用性

本发明能够适用于具有能够锁定在中间锁定相位和最大迟滞角锁定相位的气门开闭时间控制装置的系统。

Claims (8)

1.一种气门开闭时间控制系统，其包括气门开闭时间控制装置，所述气门开闭时间控制装置包括：

驱动侧旋转部件，与内燃机的曲轴同步旋转；

从动侧旋转部件，与阀开闭用的凸轮轴同轴而一体旋转；

相对旋转相位控制机构，所述相对旋转相位控制机构通过选择性地向形成在所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件之间的提前角室和迟滞角室的一者供给工作油，使所述驱动侧旋转部件和所述从动侧旋转部件的相对旋转相位向提前角方向或迟滞角方向位移；

第一锁定部件，为了将所述相对旋转相位限制在规定的第一锁定相位，所述第一锁定部件被第一施力机构向锁定位置施力；以及

第二锁定部件，为了将所述相对旋转相位限制在比所述第一锁定相位更靠近迟滞角方向的第二锁定相位，第二锁定部件被第二施力机构向锁定位置施力，

其中，所述内燃机构成为，通过来自行驶中所使用的行驶电机的驱动力、或来自所述内燃机起动时所使用的起动电机的驱动力来起动，

所述气门开闭时间控制系统还包括控制单元，该控制单元为了以使所述内燃机起动时的所述相对旋转相位不同的方式来起动所述内燃机，在以所述第一锁定相位起动所述内燃机时，驱动所述起动电机或所述行驶电机，在以所述第二锁定相位起动所述内燃机时，驱动所述行驶电机。

2.如权利要求1所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

所述气门开闭时间控制装置的旋转速度超过第一设定速度的情况下，以所述第一锁定部件通过离心力位移到锁定解除位置的方式，设定所述第一施力机构的施力，

所述气门开闭时间控制装置具有锁定保持机构，可自由切换将所述第一锁定部件保持在所述锁定位置的保持状态和不保持的自由状态，

所述控制单元是在处于所述第一锁定相位通过所述行驶电机的驱动来起动所述内燃机的情况下，将所述锁定保持机构设定为自由状态，由此允许所述相对旋转相位向迟滞角方向位移，在所述相对旋转相位达到第二锁定相位且所述第二锁定部件被限制的状态下，进行点火。

3.如权利要求1所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

在所述气门开闭时间控制装置的旋转速度超过第一设定速度的情况下，以所述第一锁定部件通过离心力位移到锁定解除位置的方式，设定所述第一施力机构的施力，

所述气门开闭时间控制装置具有锁定保持机构，可设定成将所述第一锁定部件保持在所述锁定位置的保持状态和不保持的自由状态，

所述控制单元是在处于所述第一锁定相位且通过所述起动电机的驱动来起动所述内燃机的情况下，将所述锁定保持机构设定成保持状态，直到所述气门开闭时间控制装置的旋转速度达到比所述第一设定速度低且点火所需的旋转速度。

4.如权利要求3所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

使所述第一锁定部件从所述锁定位置脱离的正时被设定为，比所述起动电机的旋转速度高且比通过所述行驶电机起动时进行点火的旋转速度低的旋转速度。

5.如权利要求2或3所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

所述锁定保持机构具有：锁定保持油路，产生将第一锁定部件保持在所述锁定位置的液压；和锁定控制阀，进行该锁定保持油路的工作油的给排，

通过将所述锁定控制阀设定在不从所述锁定保持油路进行排油的抑制位置而成为所述保持状态，通过将所述锁定控制阀设定在从所述锁定保持油路进行排油的排油位置而成为所述自由状态。

6.如权利要求2或3所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

所述气门开闭时间控制系统具有用于在所述内燃机停止的状态下供给工作油的蓄能器，以使来自所述蓄能器的工作油向抑制所述第一锁定部件脱离所述锁定位置的位移的方向作用的方式来构成所述锁定保持机构。

7.如权利要求2或3所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

所述气门开闭时间控制系统具有被电动马达驱动的液压泵，以使来自所述液压泵的工作油向抑制所述第一锁定部件脱离所述锁定位置的位移的方向作用的方式来构成所述锁定保持机构。

8.如权利要求2或3所述的气门开闭时间控制系统，其特征在于，

所述锁定保持机构设有电磁式的工作部件，所述电磁式的工作部件能够在保持位置和自由移动位置之间自由切换所述第一锁定部件的位置，在所述保持位置，抑制所述第一锁定部件沿所述第一锁定部件脱离所述锁定位置的方向的位移，在所述自由移动位置，允许所述第一锁定部件沿所述第一锁定部件脱离所述锁定位置的方向的位移。