CN1287070C - 内燃机的起动方法及起动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可在避免了起动用电动机大型化的同时可以容易地越过减压作用解除后的最初压缩上死点的内燃机的起动方法及起动装置。在具有减压机构的内燃机中，相对凸轮轴以第一、第二停止装置间的角度Ad可旋转的减压凸轮具有排气阀在第一停止位置成为开阀状态、在第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓。在起动开始时(位置P1)通过用电动机使曲轴逆旋转而使减压凸轮逆旋转位于第一停止位置，再只使曲轴逆旋转后(位置P3)用电动机使曲轴正旋转使减压凸轮正旋转。在减压凸轮到达第二停止位置之前的期间，在含在逆旋转角度Ar的范围中压缩行程S8、S12及减压凸轮的正旋转开始后的最初的压缩行程中的任何一个中，减压凸轮使排气阀成为开阀状态，而使曲轴的助跑角度Aa增大。

Description

内燃机的起动方法及起动装置

技术领域

本发明涉及一种起动装置及具有该起动装置的内燃机的起动方法，该内燃机具有在内燃机起动时由电动机旋转驱动的曲轴，该起动装置具有电动机和减压机构，该减压机构使由设在与曲轴的旋转同步地被驱动旋转的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭的内燃机阀以规定的减压升程量开阀而使内燃机的压缩行程中的压缩压力减压。

背景技术

具有起动时由起动马达旋转驱动的曲轴的内燃机已众所周知。具有使由设在与曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭的内燃机阀开阀的减压机构的内燃机也为人所知，例如，在日本特公平6-70366号公报中公开了一种减压装置，该减压装置具有减压用凸轮和通过单向离合器支承在凸轮轴上的逆转用减压凸轮。逆转用减压凸轮在内燃机停止时，处于压缩行程的活塞由于压缩压力稍微返回，在凸轮轴逆旋转时，通过由单向离合器与凸轮轴一体地旋转而使排气阀开阀，在下一次起动时使内燃机内的压缩压力减小。另外，减压用凸轮在内燃机停止时凸轮轴不会逆旋转时(例如活塞处于膨胀行程时)，在下面的起动时的压缩行程中使排气阀开阀而使燃烧室内的压缩压力减少。而且，根据该减压装置，即使在任何情况下，也只在起动后的最初压缩行程中进行使压缩压力减少用的减压作用。

但是，在上述现有的减压装置中，在内燃机起动开始时，凸轮轴从内燃机上一次停止时的位置正旋转，曲轴在正旋转后到解除了减压作用后的最初的压缩行程开始点(压缩下死点)的曲柄角度(以下称为助跑角度)由内燃机停止时的凸轮轴的停止位置决定，所以，根据其停止位置，在不能确保充分的助跑角度的情况下，曲轴的旋转速度(角速度)不足以使活塞越超过减压作用解除后的最初的压缩上死点，有时不能顺利地进行起动。特别是在低温起动等时内燃机的滑动摩擦大时，容易产生那样的事态。因此，为了能确实地越过上述最初的压缩死点，而用起动马达起动内燃机时，需要增大其输出驱动扭矩，有起动用电动机大型化的问题。另外，在上述现有的减压装置中，由于只在起动开始后的最初压缩行程中进行减压作用，难以大幅度地加大助跑角度。

发明内容

本发明是鉴于上述的情况而做出的，其目的是提供一种通过进一步加大助跑角度而避免了起动时旋转驱动曲轴的电动机的大型化，同时使越过减压作用解除后的最初的压缩上死点变容易的内燃机的起动方法及起动装置。

本发明的第一技术方案的一种内燃机的起动方法，在起动时由电动机使曲轴旋转，由减压机构使内燃机阀开阀，该内燃机阀由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭，其特征在于，上述减压机构具有设在上述凸轮轴上的减压凸轮，该减压凸轮在上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置和上述凸轮轴的正旋转方向中的第二停止位置之间可向上述凸轮轴的方向旋转，并且具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，在起动开始时，通过由上述电动机使上述曲轴逆旋转，使上述减压凸轮轴逆旋转而使其位于上述第一停止位置，然后，通过由上述电动机使上述曲轴正旋转，使上述减压凸轮正旋转，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间，在与由上述电动机而逆旋转的规定曲柄角度的范围内所包含的压缩行程、以及上述减压凸轮正旋转后的压缩行程中的任何一个相符合的压缩行程中，由上述减压凸轮使上述内燃机阀成为开阀状态。

根据该第一技术方案的发明，在其起动开始时通过由电动机使曲轴逆旋转规定曲柄角度而使减压凸轮逆旋转后，通过使其正旋转，在曲轴的逆旋转时使减压凸轮逆旋转使其位于第一停止位置，可以由减压凸轮使内燃机阀成为开阀状态，在曲轴正转开始后，使减压凸轮正旋转。而且，在减压凸轮到达第二停止位置之前的期间，在与包含在被逆旋转的上述规定曲柄角度的范围中的压缩行程及减压凸轮正旋转了后的最初的压缩行程中的任何一个相当的压缩行程中进行减压作用。

其结果，可以产生如下的效果，即，可以与曲轴的旋转位置比内燃机起动开始时的旋转位置更逆旋转上述规定曲柄角度对应地使助跑角度变大，减压作用解除后的最初的压缩开始点处的曲轴的旋转速度变大，因此，可以容易地越过减压作用解除后的最初压缩上死点，在避免了旋转驱动曲轴的电动机的大型化的同时，提高了起动性。而且，不管内燃机起动开始时的曲轴的旋转位置如何，通过在曲轴逆旋转时使减压凸轮位于第一停止位置，在曲轴正旋转开始时，可以经常地在减压凸轮的一定位置将内燃机阀变为开阀状态，因此，可以在每次起动时可以将由减压凸轮使内燃机阀变为开阀状态的角度范围设定为一定，可以确保比现有技术取得更大的助跑角度。

本发明的第二技术方案的内燃机的起动方法，在起动时由电动机使曲轴旋转，由减压机构使内燃机阀开阀，该内燃机阀由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭，其特征在于，上述减压机构具有设在上述凸轮轴上的减压凸轮，该减压凸轮在上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置和上述凸轮轴的正旋转方向中的第二停止位置之间可向上述凸轮轴的方向旋转、并且具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，在起动开始时，通过由上述电动机使上述曲轴逆旋转，使上述减压凸轮逆旋转而使其位于上述第一停止位置，然后，通过由上述电动机使上述曲轴正旋转，使上述减压凸轮正旋转，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间中的多次压缩行程中，由上述减压凸轮使机械阀成为开阀状态。

根据上述第二技术方案，通过在起动开始时用电动机使曲轴逆旋转规定曲柄角度而使减压凸轮逆旋转后，通过使其正旋转，在曲轴逆旋转时使减压凸轮逆旋转而使其位于第一停止位置，可以由减压凸轮使内燃机阀成为开阀状态，在曲轴正旋转开始后，使减压凸轮正旋转。而且，在减压凸轮正旋转而到达第二停止位置之前的期间，在多次压缩行程中进行减压作用。

其结果，除了具有在曲轴正旋转开始后在最低两次的压缩行程中进行减压作用而使助跑角度变大的效果之外，还可以获得与第一技术方案同样的效果。

本发明的第三技术方案的内燃机起动方法是在第一技术方案或第二技术方案记载的内燃机的起动方法中，在使上述减压凸轮位于上述第一停止位置后，由上述电动机使上述曲轴进一步逆旋转。

根据该第三技术方案的发明，使所引用的技术方案记载的发明的效果进一步增大。即，由于在减压凸轮位于第一停止位置后进一步使曲轴逆旋转，因此，助跑角度进一步变大，减压作用解除后的最初的压缩开始点处的曲轴的旋转速度变大，可以容易地进一步越过减压作用解除后的最初的压缩上死点。

本发明的第四技术方案的一种内燃机的起动装置，具有电动机、控制装置、减压机构，上述电动机在起动时旋转驱动曲轴，上述控制装置控制由该电动机进行的上述曲轴的旋转，上述减压机构使由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮开闭的内燃机阀开阀，其特征在于，上述减压机构具有减压凸轮、转矩传递机构、旋转控制装置，该减压凸轮在规定上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置的逆转止挡和规定上述凸轮轴的正旋转方向上的第二停止位置的正转止挡之间沿上述凸轮轴的正旋转方向可旋转地设在上述凸轮轴上，并且，具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，上述转矩传递机构在上述凸轮轴逆旋转时确立上述凸轮轴与上述减压凸轮不能相对旋转的约束状态而从上述凸轮轴将逆转矩传递到上述减压凸轮，并且，在上述曲轴正转时，确立上述凸轮轴与上述减压凸轮能相对旋转的非约束状态而从上述凸轮轴向上述减压凸轮传递正旋转方向的随同旋转转矩，上述旋转控制状态在上述第一停止位置和上述第二停止位置之间阻止及允许上述减压凸轮的正旋转方向中的随同旋转，上述电动机在上述控制装置的控制下，在起动开始时使上述曲轴逆旋转规定曲柄角度，然后使其正旋转，上述减压凸轮在上述曲轴以上述构造曲柄角度逆旋转时，借助上述力矩传递机构而被逆旋转而通过上述第一停止位置，在上述曲轴正旋转时，借助上述转矩传递机构和上述旋转控制装置，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间，在与被逆旋转的上述规定曲柄角度的范围内所包含的压缩行程、以及上述减压凸轮正旋转后的压缩行程中的任何一个相符合的压缩行程中将上述内燃机阀变为开阀状态。

根据该第四技术方案，在起动开始时，电动机使曲轴逆旋转规定曲柄角度，然后使其正旋转，在曲轴逆旋转时，借助成为约束状态的转矩传递装置，使减压凸轮与凸轮轴一体地逆旋转而与逆转止挡接触，使减压凸轮占据可以将内燃机阀变为开阀状态的第一停止位置，在凸轮轴正转开始后，借助上述转矩传递机构和上述旋转控制装置，使减压凸轮一会儿正旋转、一会儿停止，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间，在与包含于被逆旋转的上述规定曲柄角度的范围中的压缩行程和上述减压凸轮正旋转后的最初的压缩行程中的任何一个相当的压缩行程中将上述内燃机阀变为开阀状态，从而进行减压作用。其结果，可以获得与上述第一技术方案所记载的发明效果相同的效果。

本发明的第五技术方案的内燃机的起动装置是在权利要求4所记载的内燃机起动装置中，上述转矩传递装置由在从上述凸轮轴向上述减压凸轮的转矩传递路径中串联地设置的单向离合器和扭矩限制器构成，上述单向离合器在上述曲轴逆旋转时确立上述约束状态，并且在上述曲轴正旋转时确立上述非约束状态而从上述凸轮轴向上述减压凸轮传递上述随同旋转转矩，上述扭矩限制器将从上述凸轮轴向占据着上述第一停止位置的上述减压凸轮传递的逆转矩限制在上限转矩以下，并且在超过该上限转矩的逆转矩作用在上述凸轮轴上时，只使上述凸轮轴逆旋转，上述电动机，在使上述减压凸轮位于上述第一停止位置后，再使上述曲轴逆旋转。

根据第五技术方案，除了具有上述第四技术方案的发明效果之外，还具有如下的效果。即转矩传递装置由在从凸轮轴向减压凸轮的转矩传递路径中串联地设置的单向离合器和扭矩限制器构成，在由于单向离合器在凸轮轴和减压凸轮不能相对旋转时的曲轴逆转时，由该转矩限制器以简单的构造使减压凸轮与逆转止挡接触，在停止在第一停止位置的状态下，曲轴进一步被逆旋转，因此，与此相应地，助跑角度进一步变大，减压作用解除后的最初的压缩开始点处的曲轴的旋转速度变大，可以更加容易地越过减压作用解除后的最初的压缩上死点。另外，由转矩限制器可以防止过大的转矩作用在减压凸轮、逆转止挡及单向离合器上。

本发明的第六技术方案的内燃机的起动装置，是在第四技术方案或第五技术方案的内燃机的起动装置中，上述旋转控制装置中，减压凸轮的凸轮顶端的范围比上述动阀凸轮的凸轮顶端的范围大。

根据该第六技术方案，由于减压凸轮的有效作动角比在起动时使由减压凸轮开阀的内燃机阀开闭的动阀凸轮的减压时作动角大，因此，不会由正旋转开始后的最初的内燃机阀的动阀凸轮进行的开阀解除减压作用，在由其后的第二次以后的内燃机阀的动阀凸轮进行的开阀时，解除减压作用。其结果，通过减压凸轮的凸轮轮廓形状的设定，可以以简单的构造获得被引用的技术方案所记载的发明的效果。

另外，在本说明书中，各种作动角及各种角度指的是曲轴的旋转角度。

附图说明

图1是具有本发明的实施例的起动装置的内燃机的侧剖面图。

图2是概念地表示图1的内燃机的一部分的平剖面图。

图3是图2的要部放大剖面图。

图4是图3的IV-IV剖面图。

图5是图3的V-V线的局部剖面图，对于减压凸轮来说是正视图。

图6(A)是图5的减压凸轮的正视图的局部放大图。图6(B)是图6(A)B-B线剖面图。

图7是图1中的内燃机的排气凸轮及减压凸轮轮廓的说明图。

图8用于说明图1的内燃机中的起动开始时的减压凸轮、排气凸轮等的位置关系的剖面图。

图9是在减压作用时即曲轴正旋转开始时的与图8相同的剖面图。

图10是曲轴正旋转开始后的最初的将要成为排气行程之前的与图9相同的剖面图。

图11是曲轴的正旋转开始后的最初的排气行程时的与图9相同的剖面图。

图12是曲轴正旋转开始后的最初的排气行程刚刚结束后的与图9相同的剖面图。

图13是曲轴正旋转开始后的第二次排气行程结束时的与图8相同的剖面图。

图14是图1的内燃机中的减压机构的动作的说明图。

具体实施方式

以下，参照图1～图14说明本发明的实施例。

参照图1、图2，使用本发明的内燃机E是搭载于机动二轮车上的SOHC型的单气缸四冲程内燃机，该内燃机E具有气缸1、结合在该气缸1的上端部的气缸盖2、结合在该气缸盖2上端部的气缸盖罩3、与气缸1的下端部结合并可旋转地支承曲轴4的曲轴箱(未图示)。可滑动地嵌合在形成在气缸1上的气缸孔1a中的活塞5通过连杆6与曲轴4连接，曲轴4由往复运动的活塞5驱动旋转。而且，曲轴4在内燃机E起动时由作为可正向旋转和逆向旋转的电动机的起动马达M驱动旋转，该起动马达M根据来自输入了来自起动开关W及旋转位置传感器G的信号的控制装置的电子控制装置C的输出信号控制其驱动。

在气缸盖2上配设着吸气阀10和排气阀11，该吸气阀10形成着与气缸孔1a的上方的燃烧室7连通的吸气口8和排气口9，用于开闭作为吸气口8朝向燃烧室7的开口的吸气阀口8a，上述排气阀11用于开闭作为排气口9的向燃烧室7的开口的排气阀口9a。作为内燃机阀的吸气阀10和排气阀11借助安装在一体地安装在各自的前端部的座圈12和气缸盖2之间的阀弹簧13、14而被赋予用于分别闭塞吸气阀口8a和排气阀9a的弹力。另外，在气盖2上与燃烧室7面临地螺丝安装着点火栓15，该点火栓15用于使从图中未示的吸气装置经过吸气口8吸入至燃烧室7中的混合气燃烧。

在由气缸盖2和气缸盖罩3形成的动阀室V内，配置在吸气阀10和排气阀11之间的凸轮轴16通过一对滚珠轴承17可旋转地支承在气缸盖2上，由设在凸轮轴16的一端的被动链轮18、设在曲轴4上的驱动链轮19、挂架在两链轮18、19上的定时链20构成的驱动机构以曲轴4的旋转速度的1/2的旋转速度与曲轴4同步地驱动旋转凸轮轴16。

另外，在动阀室V内，在吸气阀10和凸轮轴16之间及排气阀11与凸轮轴16之间，分别平行地配置在凸轮轴16上的一对摇臂轴21、22固定在气缸盖2上，在该摇臂轴21、22上分别可摇动地支承着吸气摇臂23和排气摇臂24。在吸气摇臂23和排气摇臂24的一端部可调整地螺丝安装着可与吸气阀10和排气阀11的前端部接触的挺杆螺栓25，由锁定螺母26固定，吸气摇臂23和排气摇臂24的另一端部由一对支承部23a、23b、24a、24b形成为二叉状，收容在形成与该一对支承部23a、23b、24a、24b之间的开口部中的滚27和滚28通过滚针轴承30分别可转动地支承在支承轴29上，该支承轴29嵌装在一对支承部23a、23b、24a、24b上。

而且，滚27及滚28滚动地接触在作为设在凸轮轴16上的动阀凸轮的吸气凸轮31和排气凸轮32上。排气凸轮32具有由基圆部32a和升程部32b形成的凸轮轮廓，该升程部32b具有规定开阀期间的规定的作动角A2(参照图7)及规定的升程量的凸轮升程器，吸气凸轮31也具有由基圆部和升程部形成的凸轮轮廓，对应于其凸轮轮廓被摇动的吸气摇臂23和排气摇臂24与阀弹簧13、14协作而分别开闭吸气阀10和排气阀11。因此，两摇臂23、24追随于对应的吸气凸轮31及排气凸轮32的运动而成为开闭吸气阀10和排气阀11的凸轮随动机构。

同时参照图3～图5，在凸轮轴16上设有减压机构D，该减压机构D通过在内燃机E起动时减小压缩行程中的燃烧室7内的压缩压力而使起动变容易。该减压机构D具有设在凸轮轴16上的减压凸轮40和转矩传递机构及旋转控制装置，该减压凸轮40由通过上述转矩传递机构传递的凸轮轴16的转矩而可沿与正旋转及逆旋转的凸轮轴16的旋转方向相同的方向旋转。

上述转矩传递机构由单向离合器41和扭矩限制器50构成，该单向离合器41和扭矩限制器50在从凸轮轴16向减压凸轮40传递转矩的传递路径中串联地设置。单向离合器41在凸轮轴16的轴向上在与吸气凸轮31相反侧与排气凸轮32相邻地安装在凸轮16的外周上。该单向离合器41具有圆筒状的外环42和离合元件，上述外环42可相对凸轮轴16旋转地嵌合在该凸轮轴16的外周上，上述离合元件由滚43和螺旋弹簧44构成。外环42具有小径部42a、比该小径部42a外径大的大径部42b，在大径部42b的内周面上在周向上等间隔地形成着三个凸轮槽45，该凸轮槽45其深度朝向与凸轮轴16的正旋转方向N相反的方向即逆旋转方向R变浅，在各凸轮槽45中收容着滚43和将该滚43向凸轮槽45的浅侧弹压的螺旋弹簧44。

而且，在凸轮轴16与曲轴4的正旋转同步地正旋转时，滚43反抗螺旋弹簧44的弹力而在凸轮槽45内向深的一方移动，因此，单向离合器41成为凸轮轴16和外环42可相对旋转的非约束状态。但是在该非约束状态中，借助基于凸轮轴16和滚43之间的摩擦力通过螺旋弹簧44向外环42传递的微小的力及凸轮轴16与外环42之间的微小的摩擦力，后述的微小的正旋转方向N中的随同旋转转矩从凸轮轴16向外环42传递。另外，在凸轮轴16与曲轴4的逆旋转同步地进行逆旋转时，滚43在凸轮槽45内向浅的一方移动而嵌入到凸轮轴16和外环42之间，因此，单向离合器41成为凸轮轴16和外环42不能相对旋转的约束状态，凸轮轴16的逆转矩传递到外环42，凸轮轴16和外环42一体地进行逆旋转。

在外环42的小径部42a的外周上可相对旋转地嵌合圆环状的减压凸轮40，该减压凸轮40夹着垫圈46由安装在形成于小径部42a的外周面上的环形槽中的弹簧47限制其轴向的移动，以维持在轴向上与大径部42b相对的端面40d反抗扭矩限制器50的后述的螺旋弹簧53的弹力而与大径部42b的端部面42b1面接触的状态。

另外，设在减压凸轮40与单向离合器41之间而将传递到单向离合器41上的凸轮轴16的转矩传递到减压凸轮40的扭矩限制器50由结合部、结合元件构成，该结合部设在减压凸轮40的端面40d上，上述结合元件由球52和螺旋弹簧53构成，与上述结合部结合。上述结合部由在减压凸轮40的端面上在周向上等间隔地形成的多个、例如12个结合槽51构成，各结合槽51如图6所示地由斜度大的急倾斜部51a和斜度小的缓倾斜部51b构成，该急倾斜部51a与滚珠52的一部分面接触并朝向逆旋转方向R急速地变浅，上述缓倾斜部51b朝向正旋转方向N渐渐地变浅。

在外环42的大径部42b上，在三处的与周向相邻的凸轮槽45之间，与在周向上相邻的三个结合槽51隔着分别在轴向上可耦合的间隔形成着例如三个有底的收容孔54，该有底收容孔54在各自的部位朝向轴向延伸并在端面42b1上开口。在各收容孔54中收容的滚珠52和螺旋弹簧53，该螺旋弹簧53将该滚珠52沿轴向朝向减压凸轮40弹压。而且，在结合槽51和滚珠52进行耦合并具滚珠52的一部分在螺旋弹簧53的弹力的作用下被推压而嵌合在结合槽51的急倾斜部51a上时，扭矩限制器50将从凸轮轴16通过外环42传递的转矩原样不变地传递到减压凸轮40，由此，外环42与减压凸轮40一体地旋转。另外，从外环42相对于减压凸轮40作用的逆转矩成为在超过作为减压凸轮40和外环42一体进行旋转的最大转矩的上限转矩的过大转矩时，借助该过大转矩，滚珠52和急倾斜部51a的嵌合被解除，扭矩限制器50隔断朝向外环42的上述过大转矩的传递，只有外环42借助从凸轮轴16传递的逆转矩与凸轮轴16一体地进行逆旋转。而且，该上限转矩，在凸轮轴4逆旋转时，设定得比减压凸轮40的后述的凸轮部和与该凸轮部接触的排气摇臂24之间的摩擦力产生的旋转阻力力矩大。与从外环42作用到减压凸轮40上的正转矩相反，减压凸轮40与外环42一体地进行旋转的最大转矩由于传递到减压凸轮40的转矩成为上述随同旋转转矩，借助结合槽51的缓倾斜部51b设定为比逆转时的上述上限转矩小。另外，缓倾斜部51b起到在减压凸轮40与后述的逆转止挡33接触而只有外环42进行逆旋转时，使在逆旋转方向R上朝向相邻的结合槽51进行移动的球52圆滑地嵌合在该结合槽51中的作用。

另外，作为排气摇臂24的一方支承部24a外周面的一部分的止挡部24a1(参照图3)所接触的减压凸轮40，如图1、图5所示地具有朝径向突出的突起部40c、夹着该突起部40c向着周向延伸的一对基圆部40a1、40a2、与两基圆部40a1、40a2相连并向径向突出的升程部40b。该突出部40c在减压凸轮40进行逆旋转时如图1所示地与设在气缸盖2上的逆转止挡32接触，由此阻止减压凸轮40的进一步的逆旋转。另外，突起部40c在减压凸轮40进行正旋转时与固定在摇臂轴21上的正转止挡34接触，由此阻止减压凸轮40进一步正旋转。因此，减压凸轮40只可在规定逆旋转方向R上的第一停止位置的逆转止挡33和规定正旋转方向N上的第二停止位置的正转止挡34之间进行旋转。

另外，减压凸轮40的基圆部40a1、40a2在滚28与排气凸轮32的基圆部32a接触时，具有止挡部21a1接触的半径，升程部40b以一定的径向的突出量沿周向的规定范围形成，为了进行减小燃烧室7内的压缩压力的减压作用，如图7所示，具有规定比排气凸轮32的排气阀11的最大升程量Le小的规定的减压升程量Ld的凸轮升程。而且，从突起部40c起正旋转方向N上的基圆部40a1及升程部40b中的减压凸轮40在逆转止挡33和正转止挡34之间进行旋转的角度即设定旋转角度Ad的范围内，由止挡部24a1所接触的升程部40b的部分和止挡部24a1所接触的基圆部40a1的部分形成减压凸轮40的凸轮轮廓，由于该凸轮轮廓，减压凸轮40在占据着上述第一停止位置时，升程部40b处于可与止挡部24a1接触的位置，减压凸轮40可以将排气阀11变为开阀状态，另外，在减压凸轮40占据着上述第二停止位置时，由于基圆部40a1处于可与止挡部24a1接触的位置，因此，减压凸轮40可以将排气阀11变成为闭阀状态。

另外，在该实施例中，作为该凸轮轮廓中的升程部40b中的具有一定的凸轮升程的部分的角度范围的有效作动角A1，为了不由曲轴4的正旋转开始后的第一次排气行程中的排气阀11的开阀解除减压作用，比排气凸轮32的减压时的作用角A3、即由减压凸轮40开阀的排气阀11借助排气凸轮32的升程部32b以比减压升程量Ld大的升程量开阀的角度范围大，而且，为了由曲轴4的正旋转开始后的第二次排气行程中的排气阀11的开阀解除减压作用，而设定为比减压时的作动角A3的两倍小。而且，在本实施例中，设定旋转角度Ad设定得比排气凸轮32的作动角A2的两倍小。

另外，上述旋转控制装置由在止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触的状态下，使对应于阀弹簧14的弹力的推压力作用于减压凸轮40的排气摇臂24构成。而且，在被减压凸轮40打开排气阀11的减压作用时，排气摇臂24由上述推压力使止挡部24a1和升程部40b之间的摩擦力引起的旋转阻力力矩作用于减压凸轮40。该旋转阻力力矩由于比上述随同旋转转矩大，因此排气摇臂24在上述止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触着时，阻止凸轮轴16正旋转时的由上述随同旋转转矩产生的减压凸轮40的正旋转，另外，在排气摇臂24的滚28与排气凸轮32的升程部32b接触、止挡部24a1从减压凸轮40的升程部40b离开，排气阀11由排气凸轮32开阀时，允许上述随同旋转转矩产生的减压凸轮40的正旋转。

而且，参照图2，在电子控制装置C上输入来自检测凸轮16的旋转位置的旋转位置传感器G的检测信号，由该传感器检测出凸轮轴16的特定的旋转位置、例如排气上死点，在减压凸轮40与逆转止挡33接触之后结束了逆旋转的曲轴4的旋转位置以成为逆旋转开始后的第二次排气上死点(在图14中为旋转位置P8)的方式被设定。另外，在排气上死点，排气阀11的升程量比减压升程量Ld小，成为排气摇臂24的止挡部24a1与减压凸轮40可接触的升程量。

由此，电子控制装置C，以如下的方式控制起动马达M的驱动，即，在输入了起动开关W的接通信号时，即使起动马达M逆旋转，在直到成为比设定旋转角度Ad(参照图7)大的角度的第二次排气上死点之前，使曲轴4逆旋转初始逆旋转角度Ar(参照图14)，然后使起马达M正旋转，使曲轴4正旋转。

接着以图14为中心，同时参照图1、图2、图7～图13对减压机构D的动作进行说明。

如图14所示，在内燃机E的起动开始时(旋转位置P1)，曲轴4在压缩行程S1的途中停止，减压凸轮40处于与正转止挡34接触着的第二停止位置(参照图8)。在此，作为在内燃机E停止了时，不产生曲轴4的逆旋转的情况进行说明，在产生了内转时，除了起动开始时的减压凸轮40的位置处于从正转止挡34旋转到逆旋转方向R的位置的点之外，基本上进行与以下的说明相同的动作。在图14中，曲轴4的旋转位置用极粗的箭头表示，减压凸轮40的旋转位置用空心的箭头表示，排气阀11的开闭状态用中粗的箭头表示。

起动开关W被接通，由来自电子控制装置C的指令使起动马达M逆旋转，使曲轴4及凸轮轴16逆旋转。在曲轴4逆旋转时，内燃机E的燃料供给及点火被停止，在曲轴4的正旋转开始后，进行燃料供给及点火。借助该曲轴16的逆旋转，单向离合器41成为约束状态，外环42与凸轮轴16一体地进行逆旋转，这时，由于由排气摇臂24的止挡部24a1与减压凸轮40的基圆部40a1及升程部40b的接触产生的摩擦力而引起的旋转阻力力矩比上述上限转矩小，因此借助从凸轮轴16、进而从外环42通过扭矩限制器50作用到减压凸轮40上的逆转矩，减压凸轮40与凸轮轴16一体地进行逆旋转。

而且，在凸轮16的逆旋转的途中，止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触，排气摇臂24被摇动，排气阀11以减压升程量Ld开阀，而且，经过在逆旋转开始后的内燃机E的最初吸气行程S2(实际上，由于曲轴4逆旋转着，活塞5朝向上死点移动，但是为了便于说明，称为吸气行程。以下，同样地，在曲轴4逆旋转着时，使用正旋转着时的行程名进行说明。)减压凸轮40的突起部40c在与逆转止挡33接触的时刻(旋转位置P2)，减压凸轮40停止在上述第一停止位置，进一步的逆旋转被阻止。因此，作用于减压凸轮40上旋转阻力力矩成为超过上述上限扭矩的大小，在扭矩限制器50上作用着上述过大扭矩，解除了力矩限制器50的滚珠52与结合槽51的急倾斜部51a的嵌合，只有外环42与凸轮轴16一体地进行逆旋转，该进一步的逆旋转经过排气行程S3、膨胀行程S4及压缩行程S5及吸气行程S6在由旋转位置传感器G检测到了逆旋转开始后的第二次排气上死点的时刻，在曲轴4逆旋转了初始逆旋转角度Ar时(旋转位置P3)结束(参照图9)。在该例子中，在逆旋转结束时刻，排气摇臂24的止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触，排气阀11以减压升程量Ld开阀着。

接着，由于来自电子控制装置C的指令，起动马达M进行正旋转，使曲轴4及凸轮轴16正旋转。这时，由于凸轮轴16的正旋转，单向离合器41成为非约束状态，外环42通过扭矩限制器50将比上述上限转矩小的上述随同旋转转矩作用于减压凸轮40上。但是，处于吸气行程S7的凸轮轴4的旋转位置经过曲轴4(或凸轮轴16)的正旋转开始后的最初的压缩行程S8及膨胀行程S9成为最初的排气行程S10之前(参照图12)由阀弹簧14弹压的排气摇臂24的止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触着所产生的旋转阻力力矩由于比上述随同旋转力矩大，因此，减压凸轮40不进行正旋转而停止在上述第一停止位置。因此，在最初的压缩行程S8中，排气阀11以减压升程量Ld被开阀，进行减压作用，燃烧室7内的压缩压力被减压，因此，活塞5可以容易地越过压缩上死点(旋转位置P4)。

而且，在最初的排气行程S10中，凸轮轴16进行正旋转，排气摇臂24的滚28与排气凸轮32接触，排气摇臂24被该排气凸轮32摇动，排气阀14被以比减压凸轮40的升程量大的升程量开阀(参照图11)时，止挡部24a1从减压凸轮40的升程部40b离开，因此，减压凸轮40的旋转阻力转矩比上述随同旋转转矩小，由于该随同旋转转矩，减压凸轮40与外环42一起以与凸轮轴16相同的旋转速度进行正旋转。该减压凸轮40的正旋转在排气凸轮32的减压时作动角A3的范围中产生，但是，由于减压凸轮4的有效作动角A1比减压时作动角A3大，因此，在最初的排气行程S10的终期，止挡部24a1再次与减压凸轮40的升程部40b接触，排气阀11成为减压升程量Ld的开阀状态，同时，减压凸轮40的旋转阻力力矩比上述随同旋转转矩大，因此，减压凸轮40的旋转停止(参照图12)。

而且，只有凸轮轴16进一步正旋转，在第二次的压缩行程S12(也是减压凸轮40正旋转后的最初的压缩行程)进行减压作用，因此，活塞5可以容易地越过压缩上死点(旋转位置P5)。

凸轮轴16进一步经过膨胀行程S13进行正旋转、曲轴4的正旋转开始后的第二次排气行程S14中，当排气阀11由排气凸轮32开阀时，与最初的排气行程S10时同样，止挡部24a1从减压凸轮40离开，因此，减压凸轮40由于上述随同旋转转矩而以与凸轮轴16相同的旋转速度正旋转。但是，由于减压凸轮40的有效作动角A1比排气凸轮32的减压时作动角A3的两倍小，而且设定旋转角度Ad比排气凸轮32的作动角A2的两倍小(参照图7)，因此，在该第二次排气行程S14的中途，减压凸轮40的突起部40c与正转止挡34接触，减压凸轮40占据上述第二停止位置。因此，在第二次排气行程S14结束时，由于止挡部24a1与减压凸轮40的基圆部40a1接触，因此，排气阀11与排气摇臂24的滚28所接触着的排气凸轮32的凸轮轮廓对应地动作，成为闭阀状态(参照图13)。由此，对于排气阀11的由减压机构D进行的减压作用被解除，以后，排气阀11只由排气凸轮32进行开闭动作。

然后，凸轮轴16再经过吸气行程S15进行正旋转，在曲轴4的正旋转开始后的第三压缩行程S16中，不进行减压作用的减压而以通常的压缩压力压缩混合气体，由点火栓15点火，内燃机E的起动运转进展，不久转移到空转运转。在该第三次压缩行程S16中，曲轴4与从内燃机E的起动开始位置立刻正旋转曲轴4进行通常的压缩行程的情况相比，从曲轴4的正旋转的开始到第三次压缩行程S16的压缩开始点P6(曲轴4正旋转后解除了减压作用后的最初压缩行程开始点(压缩下死点))(旋转位置P6)的曲柄角度、即曲轴4的助跑角度Aa大，因此，加速时间长，曲轴4以更大的旋转速度旋转，因此，越过通常的压缩压力的压缩死点P7变容易。

以下，对上述构成的实施例的作用及其效果进行说明。

在内燃机E起动开始时，由电子控制装置C控制的起动马达M在使曲轴4、进而使凸轮轴16逆旋转初始逆旋转角度Ar后，使其正旋转，由此，在曲轴4的逆旋转时，通过成为约束状态的单向离合器41而使减压凸轮40与凸轮轴46一体地逆旋转而位于上述第一停止位置，使排气摇臂24与减压凸轮40的升程部40b接触而可以使排气阀11成为开阀状态，然后，由于扭矩限制器50的作用，减压凸轮40停止在上述第一停止位置不变，进一步使曲轴4和凸轮轴16逆旋转。

在曲轴4正旋转开始后，与从单向离合器41传递的上述随同旋转转矩所作用的减压凸轮40相反，排气摇臂24，通过其止挡部24a1与减压凸轮40的升程部40b接触使旋转阻力转矩作用在减压凸轮40上，阻止其正旋转，通过其滚28与排气凸轮32接触，止挡部24a1从减压凸轮40离开，允许上述随同旋转转矩带来的减压凸轮的正旋转。由此，设定为有效作动角A1比由起动时被减压凸轮40开阀的排气阀11开闭的动阀凸轮的减压时作动角大、而且比排气凸轮32的上述减压时作动角的两倍小的减压凸轮40，在从上述第一停止位置到上述第二停止位置之间，在包含于逆旋转的初始逆旋转角度Ar的范围中的最初及第二压缩行程S8、S12或减压凸轮40正旋转后的最初的压缩行程S12中，排气阀11以减压升程量Ld处于开阀状态，进行减压作用。

其结果，助跑角度Aa以曲轴4的旋转位置比内燃机E的起动开始时的曲轴4的旋转位置P1逆旋转了初始逆旋转Ar的程度变大，减压作用解除后的最初压缩开始点(旋转位置P6)处的曲轴4的旋转角度变大，因此，越过减压作用解除后的最初的压缩上死点(旋转位置P7)变容易，在避免了旋转驱动的曲轴4起动马达M的大型化的同时提高了起动性。而且，助跑角度Aa的增加可以由减压凸轮40的升程部40b的有效作动角A1的设定以简单的构造实现。

而且，通过在曲轴4的逆旋转时使减压凸轮40位于上述第一停止位置，不管内燃机起动时的曲轴4的旋转位置P1如何，在曲轴4的正旋转开始时(旋转位置P3)，可以经常地可以使排气摇臂24与减压凸轮40的升程部40b的一定位置接触的方式设置减压凸轮40，因此，可以由减压凸轮40在每次起动时一定设定可将排气阀11成为开阀状态的角度范围、即有效作动角A1，可以确实地确保获得比现有技术大的助跑角度Aa。

另外，在曲轴4逆旋转时，防止越过上述上限扭矩的逆转矩作用于减压凸轮40的扭矩限制器50在从凸轮轴16向减压凸轮40的转矩传递路径中，与单向离合器41串联地设置着，因此，在由于单向离合器41凸轮轴16与减压凸轮40不可相对旋转的曲轴4的逆旋转时，由于扭矩限制器16，可以以简单的构造使减压凸轮40与逆止挡33接触，在保持停止在上述第一停止位置的状态不变的情况下，可以进行用于使助跑角度进一步增大的曲轴4的逆旋转。而且，由于扭矩限制器16，可以防止过大转矩作用于减压凸轮40、逆转止挡33及单向离合器41上。

以下对变更了上述实施例的一部分的构成的实施例的变更构成进行说明。

在上述实施例中，初始逆旋转角度Ar是根据来自旋转位置传感器G的检测信号由逆旋转开始后的第二次排气上死点设定的角度，但是，也可以是由成为比设定旋转角度Ad大的角度那样的凸轮轴16的旋转位置、例如逆转开始后的第一次排气上死点设定的角度、或由排气上死点以外的逆转开始后的凸轮轴16的任意旋转位置设定的角度。而且，初始逆旋转角度Ar也可以是由储存在电子控制装置C的储存器中的预先设定的固定值构成的角度，以便在不设置旋转位置传感器G的情况下成为比设定旋转角度Ad大的角度，由此，不需要旋转位置传感器，可以降低成本。

另外，在上述实施例中，初始逆旋转角度Ar设定为在减压凸轮40与逆转止挡33接触了后也逆旋转曲轴4及凸轮轴16的角度，但是，也可以通过设置检测减压凸轮40与逆转止挡33接触的接触传感器等的传感器，在减压凸轮40占据了上述第一停止位置的时刻，使逆旋转结束，在这时，与现有技术相比，助跑角度Aa变大，减压作用解除后的最初压缩行程的越过变容易。

在上述实施例中，减压凸轮40的有效作动角A1设定为比使起动时由减压凸轮40开阀的排气阀11开闭的排气凸轮32的减压作动角A3大、且比减压时作动角A3的两倍小，但是也可以设定为比排气凸轮32的两倍大，这时，可以进一步增大助跑角度Aa。

电动机，在上述实施例中是起动马达M，但是，也可以将可作为发电机使用的电动机即发电电动机作为起动时的起动马达使用。另外，电动机是只能进行正旋转的形式，控制装置既可以是具有该电动机本身和在朝向曲轴4的旋转力传递路径中切换曲轴4的正旋转及逆旋转的切换机构的形式，也可以是由电动机和该切换机构使曲轴4正旋转和逆旋转的形式。

由减压凸轮40开阀的内燃机阀在上述实施例中是排气阀11，但是也可以是吸气阀10。而且，那时在设有检测凸轮轴16的旋转位置的传感器时，最好将结束逆旋转的曲轴4的旋转位置在曲轴4的正旋转刚刚开始后减压凸轮40不由上述随同旋转转矩正旋转的范围中设定在吸气阀的闭阀时期附近。

Claims (6)

1.一种内燃机的起动方法，在起动时由电动机使曲轴旋转，由减压机构使内燃机阀开阀，该内燃机阀由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭，其特征在于，上述减压机构具有设在上述凸轮轴上的减压凸轮，该减压凸轮在上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置和上述凸轮轴的正旋转方向中的第二停止位置之间可向上述凸轮轴的方向旋转，并且具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，在起动开始时，通过由上述电动机使上述曲轴逆旋转，使上述减压凸轮轴逆旋转而使其位于上述第一停止位置，然后，通过由上述电动机使上述曲轴正旋转，使上述减压凸轮正旋转，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间，在与由上述电动机而逆旋转的规定曲柄角度的范围内所包含的压缩行程、以及上述减压凸轮正旋转后的压缩行程中的任何一个相符合的压缩行程中，由上述减压凸轮使上述内燃机阀成为开阀状态。

2.一种内燃机的起动方法，在起动时由电动机使曲轴旋转，由减压机构使内燃机阀开阀，该内燃机阀由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮进行开闭，其特征在于，上述减压机构具有设在上述凸轮轴上的减压凸轮，该减压凸轮在上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置和上述凸轮轴的正旋转方向中的第二停止位置之间可向上述凸轮轴的方向旋转，并且具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，在起动开始时，通过由上述电动机使上述曲轴逆旋转，使上述减压凸轮轴逆旋转而使其位于上述第一停止位置，然后，通过由上述电动机使上述曲轴正旋转，使上述减压凸轮正旋转，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间中的多次压缩行程中，由上述减压凸轮使机械阀成为开阀状态。

3.如权利要求1或2所述的内燃机的起动方法，其特征在于，在使上述减压凸轮位于上述第一停止位置后，由上述电动机使上述曲轴进一步逆旋转。

4.一种内燃机的起动装置，具有电动机、控制装置、减压机构，上述电动机在起动时旋转驱动曲轴，上述控制装置控制由该电动机进行的上述曲轴的旋转，上述减压机构使由设在与上述曲轴的旋转同步地被旋转驱动的凸轮轴上的动阀凸轮开闭的内燃机阀开阀，其特征在于，上述减压机构具有减压凸轮、转矩传递机构、旋转控制装置，该减压凸轮在规定上述凸轮轴的逆旋转方向上的第一停止位置的逆转止挡和规定上述凸轮轴的正旋转方向上的第二停止位置的正转止挡之间沿上述凸轮轴的正旋转方向可旋转地设在上述凸轮轴上，并且，具有使上述内燃机阀在上述第一停止位置成为开阀状态、在上述第二停止位置成为闭阀状态的凸轮轮廓，上述转矩传递机构在上述凸轮轴逆旋转时确立上述凸轮轴与上述减压凸轮不能相对旋转的约束状态而从上述凸轮轴将逆转矩传递到上述减压凸轮，并且，在上述曲轴正转时，确立上述凸轮轴与上述减压凸轮能相对旋转的非约束状态而从上述凸轮轴向上述减压凸轮传递正旋转方向的随同旋转转矩，上述旋转控制状态在上述第一停止位置和上述第二停止位置之间阻止及允许上述减压凸轮的正旋转方向中的随同旋转，上述电动机在上述控制装置的控制下，在起动开始时使上述曲轴逆旋转规定曲柄角度，然后使其正旋转，上述减压凸轮在上述曲轴以上述构造曲柄角度逆旋转时，借助上述力矩传递机构而被逆旋转而通过上述第一停止位置，在上述曲轴正旋转时，借助上述转矩传递机构和上述旋转控制装置，在上述减压凸轮到达上述第二停止位置之前的期间，在与被逆旋转的上述规定曲柄角度的范围内所包含的压缩行程、以及上述减压凸轮正旋转后的压缩行程中的任何一个相符合的压缩行程中将上述内燃机阀变为开阀状态。

5.如权利要求4所述的内燃机的起动装置，其特征在于，上述转矩传递装置由在从上述凸轮轴向上述减压凸轮的转矩传递路径中串联地设置的单向离合器和扭矩限制器构成，上述单向离合器在上述曲轴逆旋转时确立上述约束状态，并且在上述曲轴正旋转时确立上述非约束状态而从上述凸轮轴向上述减压凸轮传递上述随同转矩，上述扭矩限制器将从上述凸轮轴向占据着上述第一停止位置的上述减压凸轮传递的逆转矩限制在上限转矩以下，并且在超过该上限转矩的逆转矩作用在上述凸轮轴上时，只使上述凸轮轴逆旋转，上述电动机，在使上述减压凸轮位于上述第一停止位置后，再使上述曲轴逆旋转。

6.如权利要求4或5所述的内燃机的起动装置，其特征在于，上述旋转控制装置中，减压凸轮的凸轮顶端的范围(A1)比上述动阀凸轮的凸轮顶端的范围(A3)大。

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