[发明专利]内燃机配气正时控制装置和方法

说明书

本发明涉及一种内燃机用的配气正时控制装置和方法

常规的内燃机，例如安装在汽车上的内燃机通常设置有一个用于控制发动机的配气正时以便改善发动机的输出性能和排放质量的配气正时装置。这样的气阀控制装置包括一个由液压力驱动来改变该发动机的配气正时的可变配气正时机构。该可变配气正时机构例如包括一个连接到该发动机的进气凸轮轴上的可动件，和正时提前侧的各液压腔及正时延迟侧的各液压腔，这些腔设置得将该可动件夹在其中。借助于将选取的液压流体供给这些液压腔可使该可动件在液压力的作用下运动，该凸轮轴旋转相位(或角位置)随发动机曲轴的旋转相位变化。因此，在这种方式中，凸轮轴的相对旋转相位变化，所以该发动机的进气阀的配气正时发生变化。

在内燃机的启动阶段，液压流体已经从液压流体腔中排泄完。因此，如果在发动机启动的同时开始对液压流体腔供给液压流体，则只有在一段时间后该该可动件才可由液压压力驱动。因此在这一段时间中，该进气阀的配气正时不能控制。此外，由于液压力没有作用在该可动件上，则因进气阀的开闭作用产生的反作用力将使该凸轮轴(配气正时)的相对旋转相位处于最晚的状态。为了在发动机启动时获得良好的发动机性能，因此理想的是对进气阀的的配气正时设置一(限制)控制范围，以致于在配气正时处于最晚的状态时也可以获得发动机启动用的合适配气正时(下面称之为“发动机启动配气正时”)。

但是，如果配气正时的控制范围设置得可满足前述要求，则该控制范围意外地减小，从而有可能使对该发动机的整个运行区域内的配气正时的优化控制更困难。为了抑制配气正时的控制范围的减小，同时在发动机启动时对配气正时进行优化，已经建议将进气阀的配气正时固定在一个状态上，在该状态，当发动机启动时，该进气阀的配气正时离开该最晚的状态提前一定量。前述采用固定配气正时的一种配气正时控制装置的示例公开在日本公开出版的专利No.11-241608中。

在上述出版物中所述的装置包括一个弹簧。该弹簧在该配气正时当时处于预定状态的延迟侧时迫使或偏压一可动件，以致于使该进气阀的配气正时处于该最晚状态和最前状态之间的一预定状态。然而，设置该配气正时控制的控制范围，使该配气正时的预定状态成为发动机启动的配气正时。此外，该装置包括一个止动机构，当该配气正时在弹簧的偏压作用下处于预定状态(发动机启动配气正时)时，该止动机构使该进气阀的配气正时固定。

在公开于上述出版物中的配气正时控制装置中，进气阀的配气正时在发动机启动时在弹簧力作用下设置为发动机启动配气正时，并且这一状态的配气正时由该止动机构固定。按这种方式，由于该进气阀的配气正时固定为发动机启动时的启动配气正时，因此在该发动机启动时可获得良好的发动机性能。此外，当可变配气正时机构的各液压腔在发动机启动后充满液压流体时，因此产生的液压压力使由该止动机构建立起的配气正时的固定状态终止。当该配气正时的固定状态终止后，从而借助于在该配气正时控制的整个控制范围内进行配气正时控制，从而由可能在该发动机的整个运行范围内对配气正时进行优化控制。

当上述出版物中公开的配气正时控制装置将配气正时控制处于发动机启动配气正时的延迟侧时，则弹簧的偏压力在正时提前的方向作用在该凸轮轴(可动件)上。该弹簧的偏压力随该凸轮轴的相对旋转相位(配气正时)朝最晚位置移动逐渐增加。当配气正时被控制处于使弹簧的偏压力作用在该凸轮轴上的状态时，随该凸轮轴的相对旋转相位变化的偏压力对该配气正时控制存在反作用。

因此本发明的目的是提供一种内燃机配气控制装置，不论偏压装置的偏压如何，该装置都可精确控制配气正时，所述偏压装置(如一弹簧)将配气正时偏压至最晚状态和最前状态之间的一预定状态。

为了实现本发明的上述和/或其他目的，本发明的一方面内容是提供一种一内燃机的配气正时控制装置，该装置包括一个施加一偏压力以便在该配气正时处于一预定范围时使该发动机的配气正时处于一预定状态的偏压装置，该控制装置还包括一个控制该配气正时的控制器，同时考虑到该偏压装置的偏压力。

在上述构成的装置中，即使在该偏压装置例如给进气阀的一凸轮轴施加一偏压力时，在考虑到该偏压装置的偏压力的同时也可控制配气正时。因此，不论由该偏压装置施加的偏压力如何，该配气正时都可被精确地控制。

在上述本发明的一个优化实施例中，该预定状态处于最晚状态和最前状态之间，并且当配气正时处于该预定状态的延迟侧时，该偏压装置施加该偏压力以便使该发动机的配气正时处于预定状态。在该实施例中，在考虑到该偏压装置的偏压力的同时，至少在该配气正时处于该预定状态的延迟侧时，该控制器控制该配气正时。