具体实施方式

下面根据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以及排气阀Vb，并且具备设定进气阀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(内燃机的一个示例)，展示了为了获取小汽车等的行驶驱动力而配置于车辆上的示例。

发动机E由发动机控制装置40进行控制，发动机E的进气阀Va的阀正时由阀正时控制装置A进行控制。尤其是，阀正时控制装置A由工作主体Aa以及控制单元Ab构成，上述工作主体Aa由通过相位控制电动机M(电动机的一个示例)的驱动力来决定进气阀Va的阀正时的硬件构成，上述控制单元Ab为了控制相位控制电动机M而包含上述发动机控制装置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)，并且具备通过相位控制电动机M(电动机的一个示例)的驱动力来改变驱动壳体21与内部转子22之间的相对旋转相位(在以后的说明中，有时也简单地记载为“相对旋转相位”)的相位调节机构G。此外，控制单元Ab具备在发动机控制装置40中基于曲轴转角传感器16以及凸轮转角传感器17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。

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之间的以旋转轴心X为中心的相对角度。此外，通过改变相对旋转相位，进气阀Va的阀正时(开闭时期)将发生变化。

如图1所示，发动机E构成为四冲程型，其中，在支承曲轴1的气缸体2的上部连结缸盖3，活塞4以往复动作自如的方式被收容于形成于气缸体2的多个缸膛内，通过连杆5将活塞4连接于曲轴1。

缸盖3具备进气阀Va与排气阀Vb，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个示例)和控制排气阀Vb的排气凸轮轴8。并且，定时皮带6横跨曲轴1的输出皮带轮1S与工作主体Aa的驱动皮带轮21S以及排气阀Vb的排气皮带轮VbS而卷绕。

缸盖3具备向燃烧室喷射燃料的喷射器9与火花塞10。在缸盖3上连结有经由进气阀Va向燃烧室供给空气的进气歧管11、以及经由排气阀Vb将来自燃烧室的燃烧气体送出的排气歧管12。

如图1、图2所示，发动机E具备驱动曲轴1旋转的起动电动机15，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，并且在进气凸轮轴7的附近具备可以检测进气凸轮轴7的旋转角的凸轮转角传感器17。

曲轴转角传感器16与凸轮转角传感器17构成为随着旋转而间歇性地输出脉冲信号的拾波式传感器。曲轴转角传感器16通过在曲轴1旋转时对基于曲轴1的旋转基准的脉冲信号进行计数，获取基于旋转基准的旋转角。同样地，凸轮转角传感器17通过在进气凸轮轴7旋转时对基于进气凸轮轴7的旋转基准的脉冲信号进行计数，获取基于旋转基准的旋转角。

由于以上述方式构成曲轴转角传感器16与凸轮转角传感器17，因此形成为如下结构：通过事先存储例如在驱动壳体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的计数值以及凸轮转角传感器17的计数值，无论从基准相位向提前角侧与滞后角侧中的哪一侧变位，均可通过比较两种计数值来获得相对旋转相位。

发动机控制装置40构成为控制发动机E的ECU，并且具备启动控制部41、相位控制部42、停止控制部43、修正控制部44作为控制单元Ab。该发动机控制装置40的控制的详细内容将在后面进行说明。

[阀正时控制装置：工作主体]

如图2所示，在工作主体Aa中，驱动壳体21(驱动侧旋转体)以及内部转子22(从动侧旋转体)与进气凸轮轴7的旋转轴心X同轴心地配置，并且工作主体Aa具备通过相位控制电动机M(电动机的一个示例)的驱动力来设定驱动壳体21(驱动侧旋转体)以及内部转子22(从动侧旋转体)的相对旋转相位的相位调节机构G。

驱动壳体21在外周形成有驱动皮带轮21S。内部转子22被内置于驱动壳体21内，并且通过连结螺栓23连结固定于进气凸轮轴7。通过该结构，内部转子22以与进气凸轮轴7连结的状态被支承，并且驱动壳体21以相对旋转自如的方式被支承于上述内部转子22的外周部位。

在驱动壳体21与内部转子22之间配置相位调节机构G，并且在覆盖驱动壳体21的开口部分的位置通过多个紧固螺栓25紧固有前板24。由此，可以通过前板24来限制相位调节机构G与内部转子22在沿着旋转轴心X的方向上的变位。

如图1所示，上述工作主体Aa通过来自定时皮带6的驱动力，整体地向驱动旋转方向S进行旋转。此外，相位控制电动机M的驱动力经由相位调节机构G被传递至内部转子22，由此使内部转子22相对于驱动壳体21的相对旋转相位发生变位。将上述变位中朝向与驱动旋转方向S同一方向的变位方向称为提前角方向Sa，将其相反方向称为滞后角方向Sb。

[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：在内部转子22的内周与旋转轴心X同轴心地形成的齿圈26、在内部转子22的内周侧旋转自如地配置于与偏心轴心Y相同的轴心上的内部齿轮27、配置于内部齿轮27的内周侧的偏心凸轮体28、前板24和联轴器部J。偏心轴心Y以与旋转轴心X平行的姿势形成。

齿圈26具备多个内齿部26T，内部齿轮27具备多个外齿部27T，外齿部27T的一部分与齿圈26的内齿部26T啮合。上述相位调节机构G形成为内啮合型行星齿轮减速机，其中，与齿圈26的内齿部26T的齿数相比，内部齿轮27的外齿部27T的齿数仅少1个齿。

联轴器部J形成为维持着内部齿轮27相对于驱动壳体21偏心的位置关系，并且使内部齿轮27与驱动壳体21一体旋转的十字滑块联轴器型。

偏心凸轮体28的整体呈筒状，相对于其内周，一对卡合槽28B以与旋转轴心X平行的姿势形成。偏心凸轮体28以与旋转轴心X同轴心地旋转的方式，相对于前板24而被第1轴承31支承，在比上述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)。内部齿轮27通过第2轴承32被旋转自如地支承于上述偏心凸轮面28A。此外，在形成于偏心凸轮面28A的凹部嵌入弹簧体29，并使上述弹簧体29的作用力通过第2轴承32作用于内部齿轮27。基于这样的结构，齿圈26的内部齿轮部26T的一部分与内部齿轮27的外齿部27T的一部分啮合，通过弹簧体29的作用力可以维持啮合状态。

相位控制电动机M被发动机E支承，形成于输出轴Ma(相位控制电动机M的轴的一个示例)的卡合销34被嵌入偏心凸轮体28的内周的卡合槽28B。虽然未对详细内容进行图示，但相位控制电动机M通过具备具有永久磁铁的转子、具有配置于包围该转子的位置的多个励磁线圈的定子、被传递转子的旋转的输出轴Ma(轴)、和具有3个用于检测转子的永久磁铁的磁力的霍尔元件的旋转检测部Ms(检测单元的一个示例)，构成为具有与三相电动机共通的构造的无刷型电动机。

在上述阀正时控制装置A中，在发动机E运转时，通过以与曲轴1相等的速度驱动输出轴Ma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。此外，进行如下控制：当使相对旋转相位向提前角方向Sa变位时，减小输出轴Ma的旋转速度，而在使相对旋转相位向滞后角方向Sb变位时，增大输出轴Ma的旋转速度。

即，当以发动机E停止的状况来进行说明时，在相位调节机构G中，当由于相位控制电动机M的驱动，偏心凸轮28随着输出轴Ma的旋转，以旋转轴心X为中心而进行旋转时，内部齿轮27每旋转1周，则使内部齿轮27与齿圈26以对应于齿数差的角度进行相对旋转。其结果为，使经由联轴器部J而相对于内部齿轮27一体旋转的驱动壳体21与通过连结螺栓23连结于齿圈26的进气凸轮轴7相对旋转，从而实现对阀正时的调节。

[控制结构]

如图1所示，在发动机控制装置40中，在输入来自于曲轴转角传感器16以及凸轮转角传感器17的检测信号的同时，输入来自于主开关45、油门踏板传感器14和旋转检测部Ms的检测信号，并且，发动机控制装置40向起动电动机15、相位控制电动机M和燃烧管理部19输出控制信号。

在上述结构中，主开关45被配置于车辆的驾驶席的面板部分，使得能够通过人为操作来进行发动机E的启动和完全停止。油门踏板传感器14检测油门踏板(未图示)的踩入量。燃烧管理部19管理向喷射器9供给燃料的泵类的工作，并且通过向火花塞10供给电力的点火回路的控制，管理点火顺序和点火正时。

如上所述，发动机控制装置40具备启动控制部41、相位控制部42、停止控制部43和修正控制部44。它们虽然以软件的方式构成，但是各自的一部分也可以由硬件构成。

启动控制部41启动处于停止状态的发动机E。相位控制部42基本上在发动机E进行运转的状况下，设定驱动壳体21与内部转子22之间的相对旋转相位。停止控制部43在停止条件成立的情况下，进行发动机E的自动停止以及基于人为操作的完全停止。相位控制部42在使发动机E停止时，也进行使相对旋转相位变位为目标相位的控制。

尤其是，停止控制部43进行使发动机E自动停止的控制和基于人为操作使发动机E停止的控制。停止控制部43在发动机E停止时，将阀正时控制装置A的工作主体Aa的相对旋转相位设定为停止相位。修正控制部44在发动机E自动停止以后，当相对旋转相位从停止相位开始发生了变化时，进行使相对旋转相位返回停止相位的控制。

图3展示了进气阀Va与排气阀Vb的阀正时(开闭时期)。在该图中，在横轴方向上取曲轴1的曲轴转角，在纵轴方向上取进气阀Va与排气阀Vb的升程量。此外，在图3中，以实线的曲线图展示进气阀Va处于中间相位时的阀正时，以双点划线的曲线图展示进气阀Va变位为最大滞后角相位时的阀正时。应予说明，在该图中，将活塞4位于下止点的正时表示为BDC，将位于上止点的正时表示为TDC。

如该图所示，阀正时控制装置A可以使驱动壳体21与内部转子22之间的相对旋转相位向提前角方向Sa与滞后角方向Sb变位，当使相对旋转相位向提前角方向Sa变位时，通过提前进气行程中的进气开始的正时，增大进气量，当使相对旋转相位向滞后角方向Sb变位时，通过延迟进气行程中的进气开始的正时，减少进气量。

最大滞后角相位是指使驱动壳体21与内部转子22相对地向滞后角方向Sb变位，从而使得驱动壳体21与内部转子22达到机械工作极限的状态，但是在本实施方式中，设定为包含机械工作极限附近的相位。

[控制形态]

基于上述发动机控制装置40的阀正时控制装置A的工作主体Aa的控制形态示于图4～图7的流程图。

如图4的流程图所示，在发动机E停止的状态下，当人为地对主开关45进行打开操作时，通过启动控制启动发动机E(步骤#200)。接下来，对应于发动机E进行运转的状况，相位控制部42进行阀正时控制装置A的相位控制，并一直实行该相位控制直至发动机E的停止条件成立为止(步骤#101、102的否)。

关于步骤#200的启动控制，将在后面进行说明，而在步骤#101中，发动机控制装置40获取作用于发动机E的负载、发动机E的转数(每单位时间的转数)、油门踏板的踩入量等信息，基于这些信息，相位控制部42将用于使发动机E运转的最佳相对旋转相位设定为目标相位。如此设定目标相位以后，只要在步骤#102中发动机E的停止条件不成立，则进行驱动相位控制电动机M的控制，以使基于曲轴转角传感器16与凸轮转角传感器17而获得的实际相对旋转相位与目标相位一致。

此外，在步骤#102中，将对油门踏板的踩下操作被解除，车速下降至不足设置值的情况作为发动机E的停止条件，当通过油门踏板传感器14的信号判定油门踏板的踩下操作已被解除，并且根据车速传感器(未图示)的信号判定车速已下降至不足设定值时(步骤#102的是)时，实行怠速停止控制(步骤#300)。

上述怠速停止控制(步骤#300)为停止控制部43使发动机E自动停止的控制，在该自动停止中，在将相对旋转相位设定于图3中的双点划线所示的最大滞后角相位以后，实行停止发动机E的控制。关于上述怠速停止控制(步骤#300)的控制形态，将在后面进行说明。

接下来，在发动机E由于怠速停止控制而停止的状况下，当停止解除条件成立时(步骤#103的是)，通过步骤#200的启动控制来启动发动机E。与此相反，在发动机E由于怠速停止控制而停止的状况下，当停止解除条件不成立时(步骤#103的否)，人为地进行主开关45的关闭操作时(步骤#104的是)，停止控制部43通过完全停止控制使发动机E完全停止(步骤#400)。

在上述控制中，通过子程序来构成启动控制(步骤#200)、怠速停止控制(步骤#300)和完全停止控制(步骤#400)，以下对各个子程序的控制形态进行说明。

[启动控制]

如图5的流程图所示，在启动控制(步骤#200)中，进行对阀正时控制装置A的工作主体Aa的相对旋转相位是否为可以启动的相位的判定，当判定为不是可以启动的相位时(步骤#201的否)，通过相位控制部42的控制，使相对旋转相位变位至可以启动的相位(步骤#202)。接下来，通过起动电动机15的驱动，开始进行曲轴起动，并且持续进行曲轴起动直至曲轴1达到设定旋转速度为止(步骤#203、204)。

如图4所示，在怠速停止控制(步骤#300)中，由于将阀正时控制装置A的工作主体Aa的相对旋转相位设定于最大滞后角相位，因此，如上所述，当在判定停止解除条件成立(步骤#103的是)以后启动发动机E时，在进行步骤#203的曲轴起动时，作用于起动电动机15的负载将降低，因此可以在短时间内提高曲轴1的旋转速度。

另外，此时，由于期望通过供给燃料来启动(点火)发动机E所需要的进气阀Va的阀正时相比最大滞后角相位而位于提前角侧，因此，在怠速停止控制(步骤#300)之后的启动中的启动控制(步骤#200)中，在步骤#202中，进行使阀正时控制装置A的工作主体Aa的相对旋转相位向例如中间相位变位的控制，以便可靠地进行发动机E的启动。

应予说明，因为启动发动机E所需要的进气阀Va的阀正时会受到发动机E的温度的影响，因此例如可以基于水温传感器的检测结果，在步骤#202中设定作为目标的相对旋转相位。

与此相对，在如图4所示的完全停止控制(步骤#400)中，设定了进气阀Va的阀正时(例如，最大滞后角相位)，以便在发动机E处于冷热状态的情况下可以启动发动机E。因此，在完全停止控制(步骤#400)之后的启动控制(步骤#200)中，在步骤#201中判定为处于可以启动的相位，其结果是，不实行启动控制的步骤#202的相位控制。

接下来，通过燃烧管理部19的控制，利用喷射器9向燃烧室供给燃料，并利用火花塞10进行点火操作，从而启动发动机E(步骤#205)，然后在曲轴1的旋转速度超过设定值的情况下(步骤#206的是)，确认发动机E的启动，停止起动电动机15并停止曲轴起动(步骤#207)。

[怠速停止控制]

如图6所示，在怠速停止控制(步骤#300)中，设定最大滞后角相位(得到图3中的双点划线所示的阀正时的相对旋转相位)作为停止相位，相位控制部42控制相位控制电动机M，并使相对旋转相位向停止相位变位(步骤#301)。通过上述变位，在检测到相对旋转相位已到达停止相位(最大滞后角相位)时(步骤#302的是)，停止变位，并且通过燃烧管理部19的控制来切断燃油(步骤#301～304)。

应予说明，相位控制部42基于曲轴转角传感器16与凸轮转角传感器17的检测信号来控制相位控制电动机M的旋转速度，以便将驱动壳体21与内部转子22的相对旋转相位维持于停止相位。因此，在怠速停止控制的过程中，当曲轴1的旋转速度由于切断燃油而大幅降低时，相位控制电动机M的旋转速度也会降低，并且在发动机E停止时，相位控制电动机M也停止。

接下来，在通过曲轴转角传感器16等的检测信号确认发动机E已停止(步骤#305的是)之后，修正控制部44持续地获取相位控制电动机M的旋转检测部Ms的信号(步骤#306、307)，直至经过设定时间(不足数秒的短时间)为止。

基于通过上述方式获取的旋转检测部Ms的信号，从发动机E停止的正时开始到经过设定时间为止，当以最大滞后角相位为基准，判定相对旋转相位超过了设定量地向提前角相位侧发生变化时(步骤#308的是)，修正控制部44控制相位控制电动机M，使得相对旋转相位向靠近停止相位的方向(返回方向)变位(步骤#309)。

应予说明，当在步骤#308中判定相对旋转相位并未发生变化时以及判定相对旋转相位的变化量小于设定量(也可包括相对旋转相位的变化量与设定量一致的情况)时，不进行步骤#309的控制。

尤其是，修正控制部44通过在发动机E停止以后立即在设定时间内持续地获取来自于旋转检测部Ms的信号，从而能够得到相位控制电动机M的输出轴Ma旋转时的输出轴Ma的旋转方向与旋转量(旋转角度)。

如上所述，当在步骤#308中判定输出轴Ma超过设定量地进行旋转时，旋转检测部Ms高精度地检测输出轴Ma的旋转量，因此在步骤#309中，对应于与在输出轴Ma中检测出的旋转量相对应的角度，输出使输出轴Ma进行反向旋转的高精度的控制信号(三相信号)。

即，在阀正时控制装置A的工作主体Aa中，相位调节机构G为使相位控制电动机M的旋转驱动力减速并使相对旋转相位变位的结构，因此，在发动机E停止以后，当相对旋转相位发生了变化时，由于该变化的角度被相位调节机构G放大，从而能够通过旋转检测部Ms进行检测，因此可以高检测精度地检测出变化的角度，从而可以进行高精度的控制。

此外，在步骤#308的控制中，对于通过旋转检测部Ms检测的信号，也可考虑进行如下反馈控制：在相对旋转相位到达停止相位(最大滞后角相位)之前反复进行控制。特别是，在进行上述反馈控制时，可以想象由于作用于进气凸轮轴7的气缸内的压力等外力的原因而未到达作为控制目标的停止相位的情况，因此，可以设定控制形态，以限制反馈控制的次数。

通过进行该控制，在怠速停止控制结束的时刻，可以将相对旋转相位维持于最大滞后角相位。

[完全停止控制]

如图7所示，在完全停止控制(步骤#400)中，设定最大滞后角相位作为停止相位，相位控制部42通过相位控制电动机M的控制，使相对旋转相位向停止相位变位(步骤#401)，并且在判定已到达停止相位时(步骤#402的是)停止变位，通过燃烧管理部19的控制切断燃油(步骤#401～步骤#404)。

对于该完全停止控制，假设如下的控制：在车辆停车以后为了使发动机E完全停止而对主开关45进行了关闭操作的状况下，使发动机E停止。鉴于上述理由，将相对旋转相位设定于中间相位，以使得可以良好地进行处于冷热状态的发动机E的启动。

[实施方式的作用效果]

由于采用了上述结构，因此例如在红灯的十字路口停止车辆的行驶时，停止控制部43通过怠速停止控制使发动机E自动停止，如此，可以在发动机E停止的状况下，将相对旋转相位维持于最大滞后角相位。

特别是，在发动机E停止以后，有时会由于气缸内的压力的作用、朝向多个气缸的重量等达到平衡的方向的旋转力的作用、或者对进气阀Va向关闭方向施加作用力的阀弹簧的作用力作用于凸轮面而产生的旋转力的作用等，进气凸轮轴7的开闭正时向提前角侧发生变化。但是，修正控制部44通过控制相位控制电动机M，可以将基于最大滞后角相位的相对旋转相位的变化量维持于小于设定量的范围内。

如上所述，相位调节机构G为使相位控制电动机M的输出轴Ma的旋转速度大幅减速的结构。因此，当在发动机E停止的状态下，工作主体Aa的相对旋转相位发生变化时，相位调节机构G使相位控制电动机M的转子进行大于进气凸轮轴7的旋转量(旋转角)的旋转，并且旋转检测部Ms检测出上述旋转量。由于采用了这样的检测形态，因此可以高精度地检测出相对旋转相位的变化，即使在实行返回最大滞后角相位的控制时，由于能够进行基于旋转检测部Ms的检测信号的反馈控制，因此可高精度地实现控制。

此外，由于在怠速停止控制中发动机E停止的状态下，相对旋转相位被维持于最大滞后角相位，因此，之后，在启动控制部41自动地启动发动机E时，将以低负载，在短时间内实现曲轴1的高速化，从而可以迅速地启动。

[其他实施方式]

除了上述实施方式以外，本发明还可以采用以下结构(对具有与实施方式相同的功能的结构，标注与实施方式通用的编号、符号)。

(a)作为检测单元，例如，具备在阀正时控制装置A的工作主体Aa的内部检测相对旋转相位的电位器，并从工作主体Aa的外部通过非接触式的信号传递机构来获取上述电位器的检测结果。应予说明，也可考虑通过对曲轴转角传感器16与凸轮转角传感器17使用分辨率较高的产品，从而将它们作为检测单元来使用。

(b)在发动机E(内燃机)停止时，作为阀正时控制装置A的工作主体Aa的停止相位，设定为中间相位。如在实施方式的完全停止控制(步骤#400)中所进行的说明，为了启动冷热状态的发动机E而作为进气阀Va的阀正时的最大滞后角相位是事先设定的特定相位的一个示例，也可在发动机E停止后，以发动机E停止的正时下的相对旋转相位为基准，相对旋转相位发生变位并偏离中间相位的情况下，修正控制部44进行使相对旋转相位返回特定的中间相位的控制。

在像这样将停止相位设定为中间相位的情况下，虽然在发动机E停止时相对旋转相位可能向提前角方向Sa与滞后角方向Sb中的任意方向变位，但是修正控制部44会进行使相对旋转相位返回中间相位的控制，由此可以顺利地启动冷热状态的发动机E。应予说明，不需要将停止相位固定于确定的数值，例如，也可考虑基于室外温度来设定停止相位。

(c)使发动机E(内燃机)自动停止时的停止条件并不限于油门踏板的操作与车速的组合，也可以是踩下制动踏板的操作。

(d)使发动机E完全停止的控制并不限于完全停止控制(#步骤400)所示的控制形态，例如，可以在与怠速停止控制不同的控制中，基于特别的人为操作来实行，从而使发动机E停止。

(e)也可在排气凸轮轴8上配置阀正时控制装置A的工作主体Aa以设定排气凸轮轴8的阀正时，并且在停止控制部43停止发动机E(内燃机)时，可以设定停止控制部43的控制形态，以使工作主体Aa的驱动壳体21与内部转子22的相对旋转相位向任意的停止相位变位。

与该其他实施方式(e)的结构相关联，也可考虑具备2个阀正时控制装置A的工作主体Aa的结构，以便设定进气凸轮轴7与排气凸轮轴8各自的阀正时(开闭时期)。在这样的结构中，阀正时控制装置A可以构成为可以在停止控制部43停止发动机E(内燃机)时，使2个工作主体Aa的相对旋转相位向任意不同的停止相位变位。

[产业上的使用可能性]

本发明可以用于阀正时控制装置。

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)

43 停止控制部

44 修正控制部

A 阀正时控制装置

E 发动机(内燃机)

G 相位调节机构

M 相位控制电动机(电动机)

Ma 输出轴(轴)

Ms 旋转检测部(检测单元)

Va 进气阀

X 旋转轴心