内燃机的控制单元制造技术

本发明专利技术提供一种在低转速高负荷时维持排气阀的开放时机并减小重叠从而抑制爆震的内燃机的控制单元。其中，阀正时控制装置形成为具有通过驱动使与曲轴同步旋转的驱动侧旋转体和与排气凸轮轴一体旋转的从动侧旋转体的相对旋转相位变位的相位调节机构。并形成为在排气阀的开放时机之后，使相对旋转相位与该开放时机相比向提前角方向变位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内燃机的控制单元
本专利技术涉及一种具有设定内燃机的排气阀的开闭时间的阀正时控制装置的内燃机的控制单元。
技术介绍
在专利文献1中展示了一种技术，其具有同时设定进气阀和排气阀的开闭时间的阀正时控制装置(在文献中为可变气门正时装置)，在内燃机负荷为指定值以下的情况下，将进气阀与排气阀的重叠(overlap)维持一定并设定延迟进气阀和排气阀双方的闭阀时间的控制。此外，在专利文献2中展示了一种技术，其具有设定进气阀的开闭时间的阀正时控制装置(在文献中为进气时机(timing)可变机构)和设定排气阀的开闭时间的阀正时控制装置(在文献中为排气时机可变机构)，并根据负荷改变进气阀与排气阀的重叠的中心时间。进一步地，在专利文献3中展示了一种技术，其设定进气阀和排气阀同时形成开放状态的重叠，并通过调节该重叠量得到适合内燃机的运转状态的内部EGR的技术。在该专利文献3中，特征在于基于与内燃机的运转状态相对应的指导值来设定重叠量。专利文献专利文献1：日本专利特开平5-248277号公报专利文献2：日本专利特开平10-176558号公报专利文献3：日本专利特开2004-239151号公报
技术实现思路
在处于低转速高负荷状态下的内燃机中，由于基于重叠的内部EGR，燃烧室的混合气体的温度上升，因此混合气体有时会自然着火并引发爆震。此外，重叠量越大，混合气体的温度也随之上升。为了改善这种现象，例如，也可考虑使对排气阀设定开闭时间的阀正时控制装置向提前角方向变位，从而减小重叠并减轻内部EGR的热量的影响。但是，在这种情况下排气阀的开放时机(EVO)会向提前角方向变位，因此在燃烧(膨胀)行程中活塞到达下止点之前就会开始打开排气阀，从而导致膨胀压力未能充分作用于活塞，使得排气损失增大。因此，人们寻求能够进行排气阀的工作控制并提高低转速高负荷时的性能的内燃机的控制单元。本专利技术的特征在于如下方面：阀正时控制装置形成为具有：驱动侧旋转体，上述驱动侧旋转体以旋转轴心为中心与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，上述从动侧旋转体在与上述旋转轴心相同的轴心上以与上述驱动侧旋转体相对旋转自如的方式配置，并与对上述内燃机的排气阀进行开闭控制的排气凸轮轴一体旋转；以及，相位调节机构，上述相位调节机构设定上述驱动侧旋转体以及上述从动侧旋转体的相对旋转相位，上述排气凸轮轴形成为使多个气缸的上述排气阀隔开指定的旋转角进行开闭动作，在上述排气阀的开放时机之后，进行使上述相对旋转相位与该开放时机相比向提前角方向变位的提前角工作，然后，为了使接下来进行排气的其他气缸的排气阀在当初的开放时机开放，使上述相对旋转相位向解除上述提前角工作的滞后角工作的方向变位。例如，相位调节机构能够在排气阀的开放时机之后使阀正时控制装置进行提前角工作。由此，使阀正时控制装置的相对旋转相位与开放时机时的相对旋转相位相比向提前角方向变位，并缩短与进气阀的重叠。但是，在接下来进行排气阀的开放工作的气缸的排气阀进行开放工作之前，通过使阀正时控制装置进行滞后角工作来事先解除之前的提前角工作的影响。由此，在接下来开放排气阀的气缸中也重复进行同样的控制，从而能够缩短重叠。因此，形成能够在低转速高负荷时维持排气阀的开放时机并减小重叠从而抑制爆震的内燃机的控制单元。在本专利技术中，上述相位调节机构通过电动致动器对上述驱动侧旋转体以及从动侧旋转体的相对旋转相位进行设定，并且也可以具有控制上述电动致动器的控制部。由此，例如，与利用流体压力使相对旋转相位进行变位的情况相比，通过电动致动器的驱动力使相对旋转相位进行变位的阀正时控制装置能够在高速下进行变位。基于这些原因，控制部控制电动致动器，在开放排气阀后，能够使阀正时控制装置在高速下进行提前角工作和其后的滞后角工作。在本专利技术中，上述内燃机也可以被设定为使被上述排气凸轮轴控制的多个气缸各自的排气阀不会同时形成打开的状态，并且上述控制部的控制方式也可以被设定为使上述滞后角工作从上述排气阀的封闭时机开始进行。由此，通过从排气阀的封闭时机开始进行复位工作，在到下一个气缸的开放时机为止的所有时间中能够驱动电动致动器，也能够将排气阀的封闭时机设定为最早的状态。本专利技术的上述控制部也可以将上述提前角工作所需要的时间设定为长于上述滞后角工作所需要的时间。在内燃机运转时，凸轮变转矩相对进气凸轮轴沿滞后角方向作用。因此，通过使在进行提前角工作时驱动电动致动器的时间长于在进行滞后角工作时驱动电动致动器的时间，能够轻松地进行使基于提前角工作的相对旋转相位的变位量与基于滞后角工作的相对旋转相位的变位量相等的控制。本专利技术也可具有旋转速度传感器、相位传感器和负荷传感器，其中，上述旋转速度传感器检测上述曲轴的单位时间的转速，上述相位传感器检测上述相对旋转相位，上述负荷传感器检测来自上述曲轴的作用于输出传动系统的负荷，同时，上述控制部也可在根据上述旋转速度传感器的检测结果判定上述曲轴的单位时间的转速未达到设定值的情况下，基于上述旋转速度传感器、上述相位传感器以及上述负荷传感器的检测结果对上述电动致动器进行控制。由此，在内燃机的单位时间的转速未达到设定值的情况下，能够进行如下控制：仅在通过负荷传感器检测的负荷例如超过指定值的情况下，控制电动致动器来谋求缩短重叠。本专利技术的上述控制部也可以通过上述阀正时控制装置的滞后角工作使上述排气阀的开放时机迟于指定时间。通过像这样使排气阀的开放时机迟于指定的时机，能够进一步提高燃烧室中的混合气体的压缩率并提高发动机的输出功率。附图说明图1为表示发动机的剖面和控制单元的块电路(blockcircuit)的图。图2为进气侧阀正时控制装置的纵剖侧视图。图3为图2的III-III线的剖面图。图4为排气侧阀正时控制装置的纵剖面图。图5为图4的V-V线的剖面图。图6为控制系统的块电路图。图7为发动机控制的流程图。图8为重叠控制的流程图。图9为表示双缸的排气阀和进气阀的阀扬程曲线以及开闭工作的领域的图表。图10为说明排气阀和进气阀的进气时间的图。图11为表示重叠控制时的排气阀侧阀正时控制装置的提前角工作和滞后角工作的时机的图表。具体实施方式下面，根据附图对一个实施方式进行说明。[基本结构]如图1、2、4所示，内燃机的控制单元形成为具有对作为内燃机的发动机E的进气时间进行设定的进气侧阀正时控制装置A、对排气时间进行设定的排气侧阀正时控制装置B、和对它们进行控制的发动机控制部C。发动机控制部C通过分别对进气侧阀正时控制装置A和排气侧阀正时控制装置B进行控制，从而根据发动机E的运转状况将进气时机(进气时间)和排气时机(排气时间)设定为最佳。与此同时，在低转速高负荷时通过排气侧阀正时控制装置B的控制维持排气阀11的开放时机EVO并谋求缩短重叠。该控制方式的详细情况在后文中陈述。[发动机]发动机E形成为双缸型的四冲程型，并具有使各缸盖1、气缸体2、曲轴箱3和油盘4上下重叠并连结而成的结构。此外，在形成于气缸体2的多个缸膛中收容有活塞5，以旋转自如的方式被支承于曲轴箱3的曲轴6和活塞5通过连杆7连结。此外，虽然在图2、4中展示了双缸的发动机E，但是发动机E也可以是三缸、四缸等其他多个的气缸数。在缸盖1中，在连接燃烧室和进气路径的位置设有开闭自如的进气阀10，连接燃烧室和排气路径的位置设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机的控制单元，其中，阀正时控制装置形成为具有：驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体以旋转轴心为中心与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，所述从动侧旋转体在与所述旋转轴心相同的轴心上以与所述驱动侧旋转体相对旋转自如的方式配置，并与对所述内燃机的排气阀进行开闭控制的排气凸轮轴一体旋转；以及，相位调节机构，所述相位调节机构设定所述驱动侧旋转体以及所述从动侧旋转体的相对旋转相位，所述排气凸轮轴形成为使多个气缸的所述排气阀隔开指定的旋转角进行开闭动作，在所述排气阀的开放时机之后，进行使所述相对旋转相位与该开放时机相比向提前角方向变位的提前角工作，然后，为了使接下来进行排气的其他气缸的排气阀在当初的开放时机开放，使所述相对旋转相位向解除所述提前角工作的滞后角工作的方向变位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 JP 2015-0760561.一种内燃机的控制单元，其中，阀正时控制装置形成为具有：驱动侧旋转体，所述驱动侧旋转体以旋转轴心为中心与内燃机的曲轴同步旋转；从动侧旋转体，所述从动侧旋转体在与所述旋转轴心相同的轴心上以与所述驱动侧旋转体相对旋转自如的方式配置，并与对所述内燃机的排气阀进行开闭控制的排气凸轮轴一体旋转；以及，相位调节机构，所述相位调节机构设定所述驱动侧旋转体以及所述从动侧旋转体的相对旋转相位，所述排气凸轮轴形成为使多个气缸的所述排气阀隔开指定的旋转角进行开闭动作，在所述排气阀的开放时机之后，进行使所述相对旋转相位与该开放时机相比向提前角方向变位的提前角工作，然后，为了使接下来进行排气的其他气缸的排气阀在当初的开放时机开放，使所述相对旋转相位向解除所述提前角工作的滞后角工作的方向变位。2.如权利要求1所述的内燃机的控制单元，其中，所述相位调节机构通过电动致动器对所述驱动侧旋转体以及所述从动侧旋转体的相对旋转相位进行设定，并具有控制所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：薮聪，金子雅昭，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP