CN113882958A - 阀正时控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够可靠地检测最大提前角相位和最大滞后角相位的阀正时控制装置。该阀正时控制装置具备：与曲轴1同步旋转的驱动侧旋转体、与凸轮轴7一体旋转的从动侧旋转体、控制它们的相对旋转相位的电动机M、控制向电动机M供给的电流的电动机控制部44、和检测流至电动机M的电流的电流传感器45，决定提前角侧和滞后角侧的机械极限的限制部配置于驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间，阀正时控制装置还具备限制相位检测部42，在通过电动机M来控制相对旋转相位时，上述限制相位检测部42检测相对旋转相位的变化由于限制部而停止并且由电流传感器45检测出的电流值上升的正时作为限制相位。

Description

阀正时控制装置
技术领域
本发明涉及一种阀正时控制装置。
背景技术
以往，一种根据内燃机(以下也称为“发动机”)的运转状况来改变进气阀或排气阀的开闭时期的阀正时控制装置已被实现实用化。该阀正时控制装置通过致动器来控制与曲轴同步旋转的驱动侧旋转体和与凸轮轴连结的从动侧旋转体的相对旋转相位，从而控制阀的开闭时期。例如，在内燃机控制时，也需要将开闭时期设定为最大滞后角相位或最大提前角相位的控制。在专利文献1中记载了与这种控制相关的技术，在专利文献2中记载了基于控制相对旋转相位的电动机的温度上升来保护设备的技术。
在专利文献1中记载了一种判定阀正时可变机构是否处于被压抵于制动器所限制的极限位置的状态的制动器判定机构。在该专利文献1中，形成如下的结构：如果在相位角反馈控制中，致动器操作量大于预先设定的操作量的监控值的状态持续了指定时间，则判定为被压抵于制动器所限制的极限位置的状态。
在专利文献2中记载了如下的结构：在通过电动机控制开闭时期(在文献中为阀正时)的阀正时控制装置(在文献中为可变阀正时控制装置)中，根据运转状况来检测电动机的加热，由此实现对电动机和驱动装置的保护，并防止对开闭时期的控制性能的降低。
专利文献
专利文献1：日本特开2010-229980号公报
专利文献2：日本特开2008-69719号公报
发明内容
以往，为了降低发动机启动时各气缸中的压缩比，使得能够在低负荷下进行曲轴起动(cranking)，会进行将进气阀的开闭时期设定于最大滞后角相位的控制。此外，为了在发动机中获得高输出，以往也会进行将进气阀的开闭时期设定于最大提前角相位的控制。
然而，最大滞后角相位是驱动侧旋转体与从动侧旋转体的相对旋转相位中的滞后角侧的机械极限，最大提前角相位是提前角侧的机械极限。并且，当将阀正时控制装置的相对旋转相位设定为任意的相位时，虽然会进行通过传感器来反馈相对旋转相位的控制，但传感器的检测结果会存在误差。
因此，在将相对旋转相位设定为最大滞后角相位的控制中，有时会导致以下不良情况：即使在相对旋转相位未到达最大滞后角相位的状况下，也误检测为已经到达了最大滞后角相位而停止控制，或者是即使在相对旋转相位到达最大滞后角相位的状态下，也误检测为未到达最大滞后角相位，电动机继续向滞后角侧驱动。
由于这样的原因，人们寻求一种能够恰当地检测最大提前角相位和最大滞后角相位的阀正时控制装置。
本发明所涉及的阀正时控制装置的特征结构在于以下方面：其具备：驱动侧旋转体，上述驱动侧旋转体以旋转轴心为中心而旋转自如并与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，上述从动侧旋转体以上述旋转轴心为中心而旋转自如并与上述内燃机的阀开闭用的凸轮轴一体旋转；电动机，上述电动机控制上述驱动侧旋转体和上述从动侧旋转体的相对旋转相位；电动机控制部，上述电动机控制部控制向上述电动机供给的电流；电流传感器，上述电流传感器检测流至上述电动机的电流；以及限制部，上述限制部决定作为上述相对旋转相位的提前角侧和滞后角侧的机械极限的限制相位，上述阀正时控制装置还具备限制相位检测部，在通过上述电动机来控制上述相对旋转相位时，上述限制相位检测部基于到达由于上述限制部而停止变化的上述相对旋转相位并且由上述电流传感器检测出的电流值的上升，来检测上述限制相位。
根据该特征结构，在利用电动机的驱动力使相对旋转相位向例如提前角侧变化，并且该变化由于限制部而停止的相对旋转相位为最大提前角相位的情况下，在相对旋转相位的变化像这样停止的正时，随着负荷的增大，流至电动机的电流也增大。同样地，在利用电动机的驱动力使相对旋转相位到达最大滞后角相位的情况下，流至电动机的电流也会增大。通过利用这样的现象，可以基于由电流传感器检测出的电流来判定最大提前角相位和最大滞后角相位。
因此，形成能够恰当地检测最大提前角相位和最大滞后角相位的阀正时控制装置。
作为在上述结构的基础上的结构，可以具备检测上述相对旋转相位的相位传感器，在使上述相对旋转相位从处于偏离上述限制相位的相位的状态向上述限制相位变化的控制中，上述限制相位检测部基于由上述相位传感器检测出的上述相对旋转相位到达由于上述限制部而停止变化的上述相对旋转相位并且由上述电流传感器检测出的电流上升的正时，来检测上述限制相位。
由此，可以基于在相对旋转相位到达限制相位的情况下由相位传感器检测出的相对旋转相位停止变化的现象、以及电流传感器上升的正时这两个条件来检测限制相位，因此将提高限制相位的检测精度。
作为在上述结构的基础上的结构，上述限制相位检测部可基于由上述电流传感器检测出的上升的电流值、以及上述内燃机的转速与上述电动机的转速之间的偏差，来设定上述限制维持电流。
由此，在利用电动机的驱动使相对旋转相位到达限制相位的情况下，随着作用于电动机的负荷的增大，向电动机供给的电流也会增大，与此同时，电动机的转速降低，缩小其与内燃机的转速之间的偏差。因此，可基于电流值的增大、偏差的缩小来进行检测，从而能够提高限制相位的检测精度。
作为在上述结构的基础上的结构，也可以具备限制相位维持部，在通过上述限制相位检测部检测到上述相对旋转相位到达了上述限制相位后，上述限制相位维持部设定限制维持电流并向上述电动机供给该限制维持电流，由此将上述相对旋转相位维持于上述限制相位。
由此，通过在相对旋转相位处于限制相位的状态下向电动机供给限制维持电流，能够维持限制状态。作为上述限制维持电流，例如，通过设定维持限制部中的机械极限所需的限制维持电流的值来减少电力的无谓损耗，从而延长电动机的使用寿命。
作为在上述结构的基础上的结构，可基于上述电动机的反电动势来设定上述限制维持电流。
由于随着电动机的转子的旋转而产生的反电动势的电压作用于与电源电压的施加方向相反的方向上，因此，通过供给考虑了该反电动势的值的电流，能够向电动机供给所需的限制维持电流，将相对旋转相位维持于限制相位。
作为在上述结构的基础上的结构，可具备油温传感器，上述油温传感器检测被供给至上述驱动侧旋转体和上述从动侧旋转体的润滑油的油温，基于由上述油温传感器检测出的润滑油的油温来设定上述限制维持电流。
润滑油的粘性会随着温度降低而增大，即使在向电动机供给所设定的值的限制维持电流，有时也会因润滑油的粘性而无法在限制部中得到为了维持相对旋转相位所需的力。由于这样的原因，通过基于由油温传感器检测出的油温，供给考虑了润滑油的粘性的限制维持电流，能够将相对旋转相位维持于限制相位。
作为在上述结构的基础上的结构，上述电动机控制部可具备温度传感器，上述温度传感器检测对向上述电动机供给的电流进行控制时的控制基板的温度，在供给上述限制维持电流的控制中，上述限制相位维持部在上述温度传感器检测到超过了第1设定温度的温度时，执行将上述相对旋转相位维持于即将到达上述限制相位之前的相邻相位的相邻相位控制。
由此，通过在相对旋转相位处于限制相位的状态下向电动机供给限制维持电流，能够维持限制状态。此外，在像这样持续进行维持限制状态的控制时，如果温度传感器检测到超过了第1设定温度的温度，则通过进行将相对旋转相位维持于即将到达限制相位之前的相邻相位的相邻相位控制来消除向电动机供给过剩的电流的不良情况，从而降低电力的无谓损耗，延长电动机的寿命。
作为在上述结构的基础上的结构，上述限制相位维持部可在上述温度传感器检测到超过第2设定温度的温度时，停止对上述电动机的电流供给，其中，上述第2设定温度被设定为高于上述第1设定温度。
由此，能够消除向电动机供给过剩的电流的不良情况。
附图说明
图1为示出发动机的截面和控制装置的图。
图2为阀正时控制装置的工作主体的剖视图。
图3为图2的III-III线剖视图。
图4为相位控制的流程图。
图5为限制相位维持控制的流程图。
图6为电流限制控制的流程图。
图7为示出电流变化、转速变化以及相对旋转相位变化的时序图。
图8为示出温度变化和控制之间的关系的曲线图。
图9为其他实施方式(a)的限制相位维持控制的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[基本结构]
如图1所示，作为内燃机的发动机E具备进气阀Va和排气阀Vb，还具备设定进气阀Va的阀正时(开闭时期)的阀正时控制装置A。关于该发动机E(内燃机的一例)，展示了为了得到小客车等的行驶驱动力而配置于车辆上的发动机。
发动机E由发动机控制装置40来进行控制，发动机E的进气阀Va的阀正时被阀正时控制装置A控制。具体而言，阀正时控制装置A由工作主体Aa和控制单元Ab构成，其中，工作主体Aa由利用相位控制电动机M(电动机的一例)的驱动力来决定进气阀Va的阀正时的硬件构成，控制单元Ab包含用于控制相位控制电动机M的发动机控制装置40的软件。
如图2所示，阀正时控制装置A的工作主体Aa具备驱动壳体21(驱动侧旋转体)和内部转子22(从动侧旋转体)，并具有利用相位控制电动机M(电动机的一例)的驱动力来改变驱动壳体21与内部转子22的相对旋转相位(在以下的说明中有时也会简称为“相对旋转相位”)的相位调节机构G。此外，图1所示的控制单元Ab具备在发动机控制装置40中基于相位传感器PS等的信号来控制相位控制电动机M从而控制进气阀Va的阀正时的软件。
如图1所示，相位传感器PS由曲轴转角传感器16和凸轮角传感器17构成。曲轴转角传感器16也具有检测曲轴1的旋转角的功能。
驱动壳体21与内部转子22之间的相对旋转相位是驱动壳体21与内部转子22的以旋转轴心X为中心的相对角度。并且，通过改变相对旋转相位来改变进气阀Va的阀正时(开闭时期)。
如图1所示，发动机E构成为四冲程型，其中，将缸盖3连结于支承曲轴1的气缸体2的上部，并使活塞4往复移动自如地被收容于形成于气缸体2的多个缸膛中，且活塞4通过连杆5与曲轴1连结。
在缸盖3中具备进气阀Va和排气阀Vb，并且在缸盖3的上部具备控制进气阀Va的进气凸轮轴7(阀开闭用的凸轮轴的一例)和控制排气阀Vb的排气凸轮轴8。此外，正时皮带6横跨曲轴1的输出皮带轮1S、工作主体Aa的驱动皮带轮21S和排气阀Vb的排气皮带轮VbS而卷绕。
在缸盖3中具备用于向燃烧室喷射燃料到的喷射器9、和火花塞10。经由进气阀Va向燃烧室供给空气的进气歧管11和经由排气阀Vb将来自燃烧室的燃烧废气排出的排气歧管12连结于缸盖3。
如图1、图2所示，在曲轴1的附近位置具备可以检测旋转角的曲轴转角传感器16，在进气凸轮轴7的附近具备可以检测进气凸轮轴7的旋转角的凸轮角传感器17。
如上所述，由曲轴转角传感器16和凸轮角传感器17构成相位传感器PS，曲轴转角传感器16和凸轮角传感器17构成为随着旋转而间歇性地输出脉冲信号的拾波型(pick-up)结构。曲轴转角传感器16通过对曲轴1旋转时相对于曲轴1的旋转基准的脉冲信号进行计数来获取相对于旋转基准的旋转角。同样地，凸轮角传感器17通过对进气凸轮轴7旋转时相对于进气凸轮轴7的旋转基准的脉冲信号进行计数来获取相对于旋转基准的旋转角。
根据这种结构，例如，通过事先存储在驱动壳体21与内部转子22处于指定的基准相位(例如，中间相位)的状态下的曲轴转角传感器16的计数值和凸轮角传感器17的计数值，无论相对旋转相位从基准相位向提前角侧和滞后角侧中的哪一侧变化，均可通过对比这两种计数值来获得相对旋转相位。
发动机控制装置40构成控制单元Ab作为控制发动机E的ECU(Electronic controlunit，电子控制单元)，发动机控制装置40具备相位控制部41和限制相位检测部42，相位控制部41由正常相位控制模块41a和限制相位维持控制模块41b(限制相位维持部的一例)构成。有关该发动机控制装置40的控制的详细情况将在后面描述。
[阀正时控制装置：工作主体]
如图2所示，工作主体Aa具备相位调节机构G，驱动壳体21(驱动侧旋转体)和内部转子22(从动侧旋转体)配置于与进气凸轮轴7的旋转轴心X相同的轴心上，该相位调节机构G利用相位控制电动机M的驱动力来设定驱动壳体21和内部转子22的相对旋转相位。
驱动壳体21在外周形成有驱动皮带轮21S。内部转子22被内包于驱动壳体21，并通过连结螺栓23连结固定于进气凸轮轴7。通过该结构，内部转子22以连结于进气凸轮轴7的状态被支承，且驱动壳体21相对旋转自如地被支承于该内部转子22的外周部位。
相位调节机构G配置于驱动壳体21与内部转子22之间，前板24通过多个紧固螺栓25紧固于覆盖驱动壳体21的开口部分的位置。由此，相位调节机构G和内部转子22的在沿着旋转轴心X的方向上的变位被前板24限制。
如图1所示，通过来自正时皮带6的驱动力，该工作主体Aa整体向驱动旋转方向S旋转。此外，相位控制电动机M的驱动力经由相位调节机构G传递至内部转子22，从而使内部转子22相对于驱动壳体21的相对旋转相位发生变化。在该变化中，将向与驱动旋转方向S相同的方向的变化方向称为提前角方向Sa，将其相反方向称为滞后角方向Sb。
尤其是，如图3所示，在该工作主体Aa中，具有设定相对旋转相位达到提前角方向Sa的机械极限的最大提前角相位Pa(限制相位的一例)和达到滞后角方向Sb的机械极限的最大滞后角相位Pb(限制相位的一例)的限制部35。
限制部35由一对限制壁35a和限制突起35b构成，该一对限制壁35a形成于相对于驱动壳体21中与旋转轴心X正交的姿势的壁部21w的开口的内周，在以旋转轴心X为中心的圆周方向上分离的位置，该限制突起35b配置于内部转子22中贯穿驱动壳体21的壁部21w的开口的位置，在相对旋转相位到达最大提前角相位Pa时与一侧的限制壁35a抵接，而在相对旋转相位到达最大滞后角相位Pb时与另一侧的限制壁35a抵接。
[阀正时控制装置：相位调节机构]
如图2所示，相位调节机构G具备形成于内部转子22的内周并与旋转轴心X相同的轴心上的齿圈26、与偏心轴心Y同轴心且旋转自如地配置于内部转子22的内周侧的内齿轮27、配置于内齿轮27的内周侧的偏心凸轮体28、前板24和接头部J。偏心轴心Y以与旋转轴心X平行的姿势形成。
齿圈26具有多个内齿部26T，内齿轮27具有多个外齿部27T，外齿部27T的一部分与齿圈26的内齿部26T啮合。该相位调节机构G形成为内齿轮27的外齿部27T的齿数只比齿圈26的内齿部26T的齿数少一齿的内啮合型行星齿轮减速机。
接头部J构成为十字滑块联轴器型，其维持内齿轮27相对于驱动壳体21偏心的位置关系，同时使内齿轮27和驱动壳体21一体旋转。
偏心凸轮体28整个呈筒状，并在内周以平行于旋转轴心X的姿势形成一对卡合槽28B。偏心凸轮体28相对于前板24被第一轴承31支承，以便在与旋转轴心X相同的轴心上旋转，在比该支承位置更靠近进气凸轮轴7侧的部位的外周形成有偏心凸轮面28A。
偏心凸轮面28A形成为以平行于旋转轴心X的姿势的偏心轴心Y为中心的圆形(截面形状为圆形)。内齿轮27经由第2轴承32旋转自如地被支承于该偏心凸轮面28A。并且，在形成于偏心凸轮面28A的凹部嵌入弹簧体29，并使该弹簧体29的作用力经由第2轴承32作用于内齿轮27。根据这种结构，内齿轮27的外齿部27T的一部分与齿圈26的内齿部26T的一部分啮合，并通过弹簧体29的作用力来维持啮合状态。
相位控制电动机M被发动机E支承，形成于输出轴MS的卡合销34被嵌入偏心凸轮体28的内周的卡合槽28B中。虽未图示详细内容，但相位控制电动机M通过具备具有永磁铁的转子、具有配置于包围该转子的位置的多个励磁线圈的定子和被传递转子的旋转的输出轴MS而构成为三相电动机。
此外，如果以发动机E停止的状况进行说明，则在偏心凸轮体28由于相位控制电动机M的驱动，随着输出轴MS的旋转而以旋转轴心X为中心进行旋转时，内齿轮27每旋转一周，相位调节机构G使内齿轮27和齿圈26以对应于齿数差的角度进行相对旋转。应予说明，相对旋转的方向为与输出轴MS的旋转方向相反的方向。其结果是，使经由接头部J相对于内齿轮27一体旋转的驱动壳体21和通过连结螺栓23连结于齿圈26的进气凸轮轴7相对旋转，从而实现阀正时的调节。
在该阀正时控制装置A中，在发动机E运转时，通过驱动输出轴MS以与进气凸轮轴7相等的速度向驱动旋转方向S旋转，维持阀正时控制装置A的相对旋转相位。相位调节机构G使相对旋转相位向与输出轴MS的旋转方向相反的方向变化，因此进行在使相对旋转相位向提前角方向Sa变化时，减小输出轴MS的转速，而在相对旋转相位向滞后角方向Sb变化时，增大输出轴MS的转速的控制。
[控制结构]
如图1所示，发动机控制装置40被输入来自曲轴转角传感器16、凸轮角传感器17、电流传感器45、温度传感器46和油温传感器47的检测信号。发动机控制装置40可以获取校正表(table)48的校正信息，并向控制相位控制电动机M的控制基板44(电动机控制部的一例)输出控制信号。
电流传感器45检测被供给至相位控制电动机M的电流，温度传感器46检测控制基板44的温度。控制基板44具有控制被供给至相位控制电动机M的线圈的电流的电力控制元件，温度传感器46检测控制基板44周围的环境的温度上升，这一温度上升是随着被供给至相位控制电动机M的电流的增大而产生的热量导致的。
油温传感器47检测发动机E的润滑油的油温，校正表48由EEPROM(ElectricallyErasable Programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)等非易失性的存储器构成，在供给后述的限制维持电流时，使决定油温与应供给的限制维持电流之间的关系的校正信息工作表化并将其存储。如上所述，因为相位控制电动机M构成为三相电动机，因此控制基板44生成三相交流电，可以通过设定占空比来任意设定供给电流。
发动机E的润滑油被供给至阀正时控制装置A的工作主体Aa的内部，在低油温时润滑油的粘性较高，需要进行在执行相位控制时提高向相位控制电动机M供给的电流，并随着油温的上升而减小向相位控制电动机M供给的电流的校正。由于这样的原因，校正表构成为基于由油温传感器47检测出的油温，适当设置向相位控制电动机M供给的限制维持电流。
尤其是，将由电流传感器45检测出的电流值称为“检测电流”，将由相位传感器PS检测出的相对旋转相位称为“实际相位”。
相位控制部41的正常相位控制模块41a驱动相位控制电动机M，以使由相位传感器PS(曲轴转角传感器16、凸轮角传感器17)检测出的实际相位与目标相位一致。在该控制中，基于由相位传感器PS检测出的实际相位和目标相位之间的偏差来设定相对旋转相位的变化速度，在变化速度下降的情况下增大向相位控制电动机M供给的电流，从而实现高速驱动相位控制电动机M的控制(图4的步骤#103)
此外，相位控制部41的限制相位维持控制模块41b即使在将相对旋转相位设定于最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb中的任一方的情况下，均会通过使用相位控制电动机M的驱动力，实现维持于限制部35限制相对旋转相位的变化的相位的控制(图4的步骤#200和图5所示的限制相位维持控制)。
如图3所示，限制相位检测部42检测相对旋转相位到达最大提前角相位Pa的状态(被限制部35限制的提前角方向Sa的极限)和相对旋转相位到达最大滞后角相位Pb的状态(被限制部35限制的滞后角方向Sb的极限)。
上述相位控制部41和限制相位检测部42构成为软件，但它们中的一部分也可以由硬件构成。
[控制形态]
图4的流程图中示出了通过发动机控制装置40进行的阀正时控制装置A的工作主体Aa的相位控制的控制形态，图7的时序图示出了该控制时的检测电流(由电流传感器45检测出的电流值)、相位控制电动机M的转速和由相位传感器PS检测出的相对旋转相位。
在图4的流程图所示的相位控制中，当取得目标相位时，目标相位不为最大提前角相位Pa或最大滞后角相位Pb的情况(步骤#102的是)为正常控制，因此，对相位控制电动机M进行控制以使由相位传感器PS检测出的实际相位与目标相位一致(步骤#101～#103)。
与之相反，在目标相位为最大提前角相位Pa或最大滞后角相位Pb的情况(步骤#102的否)下，执行通过相位控制电动机M的驱动力将限制突起35b压抵于限制部35的限制壁35a的限制相位维持控制(步骤#200)。
开始执行该限制相位维持控制(步骤#200)的正时为图7的控制开始正时Ta。应予说明，该限制相位维持控制(步骤#200)被设定为子程序，在本实施方式中，示出了将相对旋转相位维持于最大滞后角相位Pb(在流程图中作为目标限制相位而进行说明)时的具体控制形态。
如图5的流程图所示，在限制相位维持控制(步骤#200)中，在图7所示的控制开始正时Ta之后，向目标限制相位的方向驱动相位控制电动机M，获取检测电流(由电流传感器45检测出的电流值)，并获取实际相位(由相位传感器PS检测出的相对旋转相位)，从而判定检测电流是否超过电流阈值It和实际相位是否到达目标限制相位(最大滞后角)(步骤#201～#204)。
在该步骤#201～#204中的控制为在限制相位检测部42中的控制，该限制相位检测部42以将在检测电流上升后的正时下的实际相位设为限制相位的方式设定了基本的控制形态。在该控制中，在限制相位为目标限制相位。
应予说明，在该阀正时控制装置A的工作主体Aa中，通过对相位控制电动机M的加速和减速的选择来改变相对相位，在该控制中，相位控制部41基于实际相位与目标相位之间的偏差来设定相位控制电动机M的目标速度。即使在检测最大滞后角相位Pb和最大提前角相位Pa中的任一个的情况下，也执行同样的控制，尤其是，在为了检测最大提前角相位Pa而使相位控制电动机M减速时，即使在到达限制相位以后，由于偏差并不会减小，因此相位控制电动机M继续减速，然后再开始向反方向旋转并直接加速。由此，与检测最大滞后角相位Pb的情况相同，将限制突起35b压抵于限制部35的限制壁35a时的检测电流增大，基于该检测电流的增大来实现对最大提前角相位Pa的检测。
即，如图7所示，在控制开始正时Ta下启动相位控制电动机M的正时中，虽然检测电流有时会达到电流阈值It，但由于实际相位持续变化(图5的流程图的步骤#204的否)，因此，即使检测电流暂时上升，也不会将该上升的正时判定为限制相位。
然后，在到达限制突起35b被压抵于限制壁35a的压抵正时Tb的情况下，实际相位不发生变化(步骤#204的是)，随着作用于相位控制电动机M的负荷的增大，检测电流(由电流传感器45检测出的电流值)变为超过电流阈值It的状态。应予说明，如图7所示，虽然从控制开始正时Ta开始到相对旋转相位到达最大滞后角相位Pb为止，相位控制电动机M的转速会发生变化，但是在到达控制开始正时Ta之前和到达最大滞后角相位Pb之后，相位控制电动机M以与发动机E的转速同步的速度(发动机E的转速的1/2的转速)旋转。
在到达该状态的时间点，能够判定实际相位已到达目标限制相位(最大滞后角相位Pb)，因此，在经过了指定时间的电流降低正时Tc，开始减小电流，并在电流维持正时Td，向相位控制电动机M供给限制维持电流(图5的流程图的步骤#205)。基于由油温传感器47检测出的检测油温并参考校正表48来设定在电流维持正时Td下供给的限制维持电流，然后执行电流限制控制(步骤#300)。
在步骤#205中，通过向相位控制电动机M供给限制维持电流，以适度的压力将限制突起35b压抵于限制壁35a，从而实现对最大滞后角相位Pb的维持。当供给限制维持电流时，通过考虑相位控制电动机M的反电动势，能够供给高精度的限制维持电流。此外，电流限制控制(步骤#300)被设定为子程序，当在供给限制维持电流的状态下由温度传感器46检测出的检测温度C(参考图8)上升时，电流限制控制以通过限制电流的供给来保护控制基板44和相位控制电动机M的方式而发挥作用。
可以与如图8所示的曲线图展现的检测温度C相对应地对电流限制控制(步骤#300)的控制形态进行说明。在图8的曲线图中，取温度传感器46的检测温度C为纵轴，经过时间为横轴。
即，在电流限制控制中，设定复位阈值TH0、解除阈值TH1(第1设定温度的一例)、停止阈值TH2(第2设定温度的一例)，在如图8的曲线图所示，检测温度C发生变化的情况下，以判定正时D1～D7的正时来设定控制，并以经过时间T1～T4来展示该控制的切换。
如图6的流程图所示，在电流限制控制(步骤#300)中，通过温度传感器46获取检测温度，在检测温度C变为高于解除阈值TH1(参考图8)的高温状态在经过时间T1期间持续的情况下(步骤#302的是)，则转移至将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制(步骤#301～#303)。
通过这样执行相邻相位控制，也可以解除限制突起35b被压抵于限制壁35a上的状态。此外，当在步骤#302中判定为高温状态未持续时(步骤#302的否)，则退出该电流限制控制(步骤#300)的控制并返回。
关于步骤#301～#303的控制，参照图8，在判定正时D0，检测温度C变为高于解除阈值TH1，在该高温状态经过了经过时间T1的正时D1，转移为将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制。由此，形成也可以将限制突起35b被压抵于限制壁35a的状态解除的状态。其结果是，能够一边维持最大滞后角相位Pb一边减少作用于相位控制电动机M的负荷，并降低控制基板44、相位控制电动机M的温度。
接着，当在执行相邻相位控制的状况下，检测温度C变为高于停止阈值TH2(参考图8)的高温状态在经过时间T2期间持续时(步骤#304的是)，停止向相位控制电动机M供给的电流从而停止相位控制电动机M(步骤#304、#305)。此外，当在步骤#304中检测温度C没有高于停止阈值TH2时，或者即使检测温度C高于停止阈值TH2但高温状态并没有持续时(步骤#304的否)，控制转移至步骤#307。该步骤#307与上述的步骤#303同样地执行相邻相位控制。
关于步骤#304、#305的控制，参照图8，在判定正时D2中检测温度C变为高于停止阈值TH2，在该高温状态经过了经过时间T2的判定正时D3，停止向相位控制电动机M供给的电流。此外，在检测温度C变为高于停止阈值TH2的状况下，作用于相位控制电动机M的负荷较大，控制基板44的温度会上升，因此，通过完全停止相位控制电动机M，能够促进控制基板44、相位控制电动机M的放热。此时，将限制突起35b压抵于限制壁35a的力不发挥作用，因此相对旋转相位(实际相位)能够从最大滞后角相位Pb向提前角方向Sa变化。
接着，在检测温度C变为低于解除阈值TH1(参考图8)的低温状态在经过时间T3期间持续的情况下(步骤#306的是)，则转移至将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制(步骤#306、#307)。并且，当在步骤#306中检测温度C没有低于解除阈值TH1时，或者即使检测温度C低于解除阈值TH1但低温状态并没有持续时(步骤#306的否)，则转移至步骤#305的控制。由此，即使相对旋转相位(实际相位)从最大滞后角相位Pb向提前角方向Sa发生了变化，也会再次变化为最大滞后角相位Pb。
关于步骤#306、#307的控制，参照图8，在判定正时D4，检测温度C变为低于解除阈值TH1，在该低温状态经过了经过时间T3的判定正时D5，转移至将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制，并将相对旋转相位维持于最大滞后角相位Pb。
接着，在检测温度C变为低于复位阈值TH0(参考图8)的低温状态在经过时间T4期间持续的情况下(步骤#308的是)，向相位控制电动机M供给与限制维持程序(步骤#200)的步骤#205中设定的限制维持电流同值的限制维持电流(步骤#309)。此外，当在步骤#308中没有低于复位阈值TH0时，或者即使低于复位阈值TH0但低温状态并没有持续时(步骤#308的否)，继续进行步骤#307的控制。
应予说明，在供给限制维持电流的情况下，在步骤#205中，如已说明的那样，供给基于由油温传感器47检测出的检测油温并参照校正表48而设定的限制维持电流。
在该步骤#308、#309的控制中，参照图8，在判定正时D6中检测温度C变为低于复位阈值TH0的低温状态经过了经过时间T4的判定正时D7，供给限制维持电流。通过这样供给限制维持电流，能够以适度的压力将限制突起35b压抵于限制壁35a，并复位至维持最大滞后角相位Pb的状态。
作为该控制的概要，如图8所示，在检测温度C发生变化的情况下，在步骤#300的控制开始到判定正时D1为止的区域内，执行向相位控制电动机M供给限制维持电流的正常控制，在判定正时D1～D3的区域内，执行将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制。
然后，在判定正时D3～D5的区域内，执行停止相位控制电动机M的停止控制，在判定正时D5～D7的区域内，执行将相对旋转相位维持于限制壁35a与限制突起35b即将抵接之前的相邻相位的相邻相位控制。接着，在判定正时D7之后的区域内，执行向相位控制电动机M供给限制维持电流的正常控制。
[实施方式的作用效果]
如此，即使在将阀正时控制装置A设定于最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb中的任一限制相位的情况下，限制相位检测部42也能够将限制部35的限制壁35a与限制突起35b抵接并且检测电流超过电流阈值It而上升的正时，正确地判定为已经到达限制相位(最大提前角相位Pa、最大滞后角相位Pb)。
此外，在正确地判定最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb后，通过将向相位控制电动机M供给的电流降低至限制维持电流，可以避免向相位控制电动机M供给无用的电流，在压抵限制壁35a和限制突起35b的状态下，可以维持最大提前角相位Pa或最大滞后角相位Pb中的任一相位。
此外，在限制相位维持控制中，为了利用相位控制电动机M的驱动力来维持限制部35的限制壁35a和限制突起35b相抵接的状态，使相位控制电动机M以比阀正时控制装置A的工作主体Aa的转速稍快的速度旋转，虽然有时会导致控制基板44、相位控制电动机M的温度上升，但是通过电流限制控制来控制向相位控制电动机M供给的电流值，从而抑制温度上升，并延长相位控制电动机M的寿命。
[其他实施方式]
本发明除了上述实施方式以外，也可构成为以下的结构(对与实施方式具有相同功能的部分标注与实施方式共通的编号、符号)。
(a)限制相位维持控制(#4的流程图的步骤#200)形成为图9的步骤#401～#405。即，在控制开始正时Ta(参考图7)之后，向目标限制相位的方向驱动相位控制电动机M，获取检测电流(由电流传感器45检测出的电流)，获取发动机E的单位时间的转速作为发动机转速，并获取相位控制电动机M的单位时间的转速作为电动机转速，从而判定检测电流是否超过电流阈值It(参考图7)，发动机转速和电动机转速的偏差是否超过设定值并已缩小(步骤#401～#404)。
该步骤#401～#404中的控制为限制相位检测部42中的控制，该限制相位检测部42将在步骤#404中判定是的正时下的实际相位作为限制相位。如此，转移至向相位控制电动机M供给设定的限制维持电流的控制(步骤#405)，并执行图6所示的电流限制控制(步骤#300)。
在该其他实施方式(a)中，如步骤#405般，通过向相位控制电动机M供给限制维持电流，能够以适度的压力将限制突起35b压抵于限制壁35a，从而实现维持于最大滞后角相位Pb或最大提前角相位Pa中的任一相位。当像这样供给限制维持电流时，通过考虑相位控制电动机M的反电动势，能够供给高精度的限制维持电流。
(b)例如，通过学习并事先存储阀正时控制装置A的工作主体Aa被设定于最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb时的相位传感器PS的检测值，在该学习、存储之后，当在最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb的范围内设定相对旋转相位时，可以避免无谓地驱动相位控制电动机M，并避免对电流的无端浪费。
通过如该其他实施方式(b)般学习和存储，即使由于阀正时控制装置A的工作主体Aa的制造误差而导致在最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb的相位上存在偏差，也能够正确地学习和存储最大提前角相位Pa和最大滞后角相位Pb的相位，进而实现高效的控制。
(c)电流限制控制的控制形态不限于实施方式中说明的方式，例如，可以采用在温度传感器46的检测温度到达预先设定的阈值的正时，断开向相位控制电动机M供给的电力。同样地，也可以考虑以检测温度与电流成反比的方式来设定控制形态，以随着温度传感器46的检测温度的上升，降低向相位控制电动机M供给的电流。
产业上的可利用性
本发明能够用于通过电动机来控制开闭时期的阀正时控制装置。
符号说明
1 曲轴
7 进气凸轮轴(凸轮轴)
21 驱动壳体(驱动侧旋转体)
22 内部转子(从动侧旋转体)
35 限制部
41b 限制相位维持控制模块(限制相位维持部)
42 限制相位检测部
44 控制基板(电动机控制部)
45 电流传感器
46 温度传感器
47 油温传感器
E 发动机(内燃机)
M 相位控制电动机(电动机)
TH1 解除阈值(第1设定温度)
TH2 停止阈值(第2设定温度)
X 旋转轴心
Pa 最大提前角相位(限制相位)
Pb 最大滞后角相位(限制相位)
PS 相位传感器

Claims (8)

1.一种阀正时控制装置，其具备：
驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体以旋转轴心为中心而旋转自如并与内燃机的曲轴同步旋转；
从动侧旋转体，所述从动侧旋转体以所述旋转轴心为中心而旋转自如并与所述内燃机的阀开闭用的凸轮轴一体旋转；
电动机，所述电动机控制所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的相对旋转相位；
电动机控制部，所述电动机控制部控制向所述电动机供给的电流；
电流传感器，所述电流传感器检测流至所述电动机的电流；以及
限制部，所述限制部决定作为所述相对旋转相位的提前角侧和滞后角侧的机械极限的限制相位，
所述阀正时控制装置还具备限制相位检测部，在通过所述电动机来控制所述相对旋转相位时，所述限制相位检测部基于到达由于所述限制部而停止变化的所述相对旋转相位并且由所述电流传感器检测出的电流值上升，来检测所述限制相位。
2.如权利要求1所述的阀正时控制装置，其中，
所述阀正时控制装置具备检测所述相对旋转相位的相位传感器，
在使所述相对旋转相位从处于偏离所述限制相位的相位的状态向所述限制相位变化的控制中，所述限制相位检测部基于由所述相位传感器检测出的所述相对旋转相位到达由于所述限制部而停止变化的所述相对旋转相位并且由所述电流传感器检测出的电流上升的正时，来检测所述限制相位。
3.如权利要求1所述的阀正时控制装置，其中，
所述限制相位检测部基于由所述电流传感器检测出的上升的电流值、以及所述内燃机的转速与所述电动机的转速之间的偏差，来检测所述限制相位。
4.如权利要求1～3中任一项所述的阀正时控制装置，其中，
所述阀正时控制装置具备限制相位维持部，
在通过所述限制相位检测部检测到所述相对旋转相位到达了所述限制相位后，所述限制相位维持部设定限制维持电流并向所述电动机供给该限制维持电流，由此将所述相对旋转相位维持于所述限制相位。
5.如权利要求4所述的阀正时控制装置，其中，
基于所述电动机的反电动势来设定所述限制维持电流。
6.如权利要求4所述的阀正时控制装置，其中，
所述阀正时控制装置具备油温传感器，所述油温传感器检测被供给至所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体的润滑油的油温，
基于由所述油温传感器检测出的润滑油的油温来设定所述限制维持电流。
7.如权利要求4所述的阀正时控制装置，其中，
所述电动机控制部具备温度传感器，所述温度传感器检测对向所述电动机供给的电流进行控制时的控制基板的温度，
在供给所述限制维持电流的控制中，所述限制相位维持部在所述温度传感器检测到超过第1设定温度的温度时，执行将所述相对旋转相位维持于即将到达所述限制相位之前的相邻相位的相邻相位控制。
8.如权利要求7所述的阀正时控制装置，其中，
所述限制相位维持部在所述温度传感器检测到超过第2设定温度的温度时，停止对所述电动机的电流供给，其中，所述第2设定温度被设定为高于所述第1设定温度。
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