-
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE
ANMELDUNG
-
Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr.
2007-229376 , die am 4. September 2007 eingereicht wurde,
deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit in diese
Anmeldung aufgenommen ist.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
1. TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einstellvorrichtung
für eine Ventilsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine,
die eine Ventilsteuerung von mindestens entweder Einlass- oder Auslassventilen
der Maschine einstellt, die durch eine Nockenwelle, die durch ein
Drehmoment, das von einer Kurbelwelle der Maschine übertragen
wird, angetrieben wird, geöffnet und geschlossen werden.
-
2. BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN
TECHNIK
-
Es
sind Einstellvorrichtungen für eine Ventilsteuerung für
Verbrennungskraftmaschinen bekannt, die mit einer Phaseneinstelleinrichtung,
die mit einer Motorwelle verbunden ist, die relative Phase einer Nockenwelle
zu einer Kurbelwelle gemäß der Drehbedingung der
Motorwelle einstellen.
-
Die
japanische Patenterstveröffentlichung Nr.
2004-350446 offenbart beispielsweise solch eine Einstellvorrichtung
für eine Ventilsteuerung. Genauer gesagt ist bei der Vorrichtung
eine Mehrzahl von Schaltelementen vorgesehen, die mit Statorwicklungen eines
Motors verbunden sind; die Statorwicklungen erzeugen bei einer Erregung
ein Magnetfeld. Die Vorrichtung treibt eine Motorwelle, auf die
das erzeugte Magnetfeld wirkt, durch Verschieben derjenigen der
Schaltelemente, die eingeschaltet werden, gemäß vorbestimmten
Drehungswinkelbereichen der Motorwelle an.
-
Bei
der vorhergehenden Vorrichtung wird jedoch in den Statorwicklungen
eine induzierte Spannung erzeugt, wenn sich die Motorwelle in dem
Magnetfeld, das durch die Statorwicklungen erzeugt wird, dreht.
Ferner wird, wenn eine Ziel-Drehrichtung der Motorwelle, die die
Schaltfolge der eingeschalteten Schaltelemente bestimmt, mit der
tatsächlichen Drehrichtung der Motorwelle zusammenfällt,
die Richtung der induzierten Spannung entgegengesetzt zu derjenigen
der Spannung sein, die bei einem Einschalten der Schaltelemente
an die Statorwicklungen angelegt wird. Folglich wird ein Strom,
der der Differenz zwischen der angelegten und der induzierten Spannung
entspricht, durch die eingeschalteten Schaltelemente fließen.
-
Andererseits
wird, wenn die Ziel-Drehrichtung der Motorwelle entgegengesetzt
zu der tatsächlichen Drehrichtung ist, die Richtung der
induzierten Spannung mit derjenigen der Spannung, die an die Statorwicklungen
angelegt wird, zusammenfallen. Folglich wird ein großer
Strom, der der Summe der angelegten und der induzierten Spannung
entspricht, durch die eingeschalteten Schaltelemente fließen; dies
kann verursachen, dass die eingeschalteten Schaltelemente aufgrund
eines Überhitzens beschädigt werden. Ferner werden,
da die Verschiebung der eingeschalteten Schaltelemente gemäß den
Drehungswinkelbereichen der Motorwelle vorgenommen wird, die eingeschalteten
Schaltelemente um so leichter beschädigt, je mehr sich
die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle erhöht.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine erste Einstellvorrichtung für
eine Ventilsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine
geschaffen. Die erste Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung stellt
eine Ventilsteuerung von mindestens entweder Einlass- oder Auslassventilen
der Maschine ein, die durch eine Nockenwelle, die durch ein Drehmoment, das
von einer Kurbelwelle der Maschine übertragen wird, angetrieben
wird, geöffnet und geschlossen werden. Die erste Einstellvorrichtung
für eine Ventilsteuerung weist einen Elektromotor, eine
Mehrzahl von Schaltelementen, eine Motorantriebsvorrichtung und
eine Phaseneinstelleinrichtung auf. Der Elektromotor weist eine
Mehrzahl von Statorwicklungen, die bei einer Erregung ein Magnetfeld
erzeugen, und eine Motorwelle auf, die durch das Magnetfeld veranlasst
wird, sich in entweder einer normalen Richtung oder einer umgekehrten
Richtung zu drehen. Die Motorwelle hat eine Mehrzahl von vorbestimmten
Drehungswinkelbereichen. Jedes der Schaltelemente ist mit einer
entsprechenden der Statorwicklungen elektrisch verbunden. Die Motorantriebsvorrichtung
treibt den Elektromotor durch Auswählen eines der Schaltelemente
für jeden der Drehungswinkelbereiche der Motorwelle und
Einschalten des ausgewählten Schaltelements in dem Drehungswinkelbereich
an. Die Phaseneinstelleinrichtung stellt die relative Phase der
Nockenwelle zu der Kurbelwelle gemäß der Drehbedingung
der Motorwelle ein. Ferner schaltet bei der ersten Einstellvorrichtung
für eine Ventilsteuerung, wenn eine Ziel-Drehrichtung der
Motorwelle mit der tatsächlichen Drehrichtung der Motorwelle zusammenfällt,
die Motorantriebsvorrichtung das ausgewählte Schaltelement
für die Gesamtheit des Drehungswinkelbereichs kontinuierlich
ein; wenn die Ziel-Drehrichtung der Motorwelle entgegengesetzt zu der
tatsächlichen Drehrichtung der Motorwelle ist, schaltet
die Motorantriebsvorrichtung das ausgewählte Schaltelement
lediglich für einen Teil des Drehungswinkelbereichs kontinuierlich
ein und schaltet das ausgewählte Schaltelement für
den verbleibenden Teil des Drehungswinkelbereichs kontinuierlich aus.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist ebenfalls eine zweite Einstellvorrichtung
für eine Ventilsteuerung für eine Verbrennungskraftmaschine
geschaffen. Die zweite Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung
stellt eine Ventilsteuerung von mindestens entweder Einlass- oder
Auslassventilen der Maschine ein, die durch eine Nockenwelle, die
durch ein Drehmoment, das von einer Kurbelwelle der Maschine übertragen
wird, angetrieben wird, geöffnet und geschlossen werden.
Die zweite Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung
weinst einen Elektromotor, eine Mehrzahl von Schaltelementen, eine
Motorantriebsvorrichtung und eine Phaseneinstelleinrichtung auf.
Der Elektromotor weist eine Mehrzahl von Statorwicklungen, die bei
einer Erregung ein Magnetfeld erzeugen, und eine Motorwelle auf,
die durch das Magnetfeld veranlasst wird, sich in entweder einer normalen
Richtung oder einer umgekehrten Richtung zu drehen. Die Motorwelle
hat eine Mehrzahl von vorbestimmten Drehungswinkelbereichen. Jedes
der Schaltelemente ist mit einer entsprechenden der Statorwicklungen
elektrisch verbunden. Die Motorantriebsvorrichtung treibt den Elektromotor
durch Auswählen eines der Schaltelemente für jeden
der Drehungswinkelbereiche der Motorwelle und Einschalten des ausgewählten
Schaltelements in dem Drehungswinkelbereich an. Die Phaseneinstelleinrichtung
stellt die relative Phase der Nockenwelle zu der Kurbelwelle gemäß der
Drehbedingung der Motorwelle ein. Ferner schaltet bei der zweiten
Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung, wenn eine Ziel-Drehrichtung
der Motorwelle mit der tatsächlichen Drehrichtung der Motorwelle
zusammenfällt, die Motorantriebsvorrichtung das ausgewählte Schaltelement
für die Gesamtheit des Drehungswinkelbereichs kontinuierlich
ein; wenn die Ziel-Drehrichtung der Motorwelle entgegengesetzt zu
der tatsächlichen Drehrichtung der Motorwelle ist, schaltet die
Motorantriebsvorrichtung das ausgewählte Schaltelement
für die Gesamtheit eines verschobenen Drehungswinkelbereichs,
der durch Verschieben des Drehungswinkelbereichs in entweder einer
vorauseilenden oder einer nacheilenden Richtung erhalten wird, kontinuierlich
ein.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung wird anhand der detaillierten Beschreibung,
die im Folgenden gegeben ist, und anhand der beigefügten
Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung,
die jedoch nicht als die Erfindung auf spezifische Ausführungsbeispiele
begrenzend aufgefasst werden sollen, sondern lediglich dem Zweck
einer Erklärung und des Verständnisses dienen,
vollständiger verstanden. Es zeigen:
-
1 eine
schematische Ansicht, die einen Betrieb eines Antriebsabschnitts
einer Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
-
2 eine
teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 5,
die die Gesamtkonfiguration der Einstellvorrichtung für
eine Ventilsteuerung zeigt;
-
3 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 2;
-
4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 2;
-
5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in 2;
-
6 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie VI-VI in 2;
-
7 ein
funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung
der Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung zeigt;
-
8 ein
funktionales Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Leistungsversorgungsblocks der
Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung zeigt;
-
9 eine
schematische Ansicht, die den Betrieb des Antriebsabschnitts der
Einstellvorrichtung für eine Ventilsteuerung gemäß dem
ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung
darstellt;
-
10 eine
schematische Ansicht, die den Betrieb des Antriebsabschnitts gemäß dem
ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
-
11, 12 und 13 schematische Ansichten,
die den Betrieb des Antriebsabschnitts gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen; und
-
14, 15, 16, 17, 18 und 19 schematische
Ansichten, die den Betrieb des Antriebsabschnitts gemäß dem
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen.
-
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
im Folgenden unter Bezugnahme auf 1–19 beschrieben.
-
Es
sei bemerkt, dass um der Klarheit und des Verständnisses
willen identische Komponenten mit identischen Funktionen bei unterschiedlichen
Ausführungsbeispielen der Erfindung, wenn möglich,
in jeder der Figuren mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wurden.
-
[Erstes Ausführungsbeispiel]
-
2 zeigt
die Gesamtkonfiguration einer Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die Einstellvorrichtung 1 für eine
Ventilsteuerung ist an einem Motorfahrzeug angebracht und in ein Übertragungssystem
eingebaut, das ein Drehmoment, das durch eine Verbrennungskraftmaschine
des Fahrzeugs erzeugt wird, von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt)
zu einer Nockenwelle 2 überträgt.
-
Wie
in 2 gezeigt, weist die Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung einen Elektromotor 4, eine Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 und
eine Phaseneinstelleinrichtung 8 auf. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist die Nockenwelle 2 konfiguriert,
um Einlassventile der Maschine zu öffnen und zu schließen;
die Einstellvorrichtung 1 für eine Ventilsteuerung
ist konfiguriert, um die Ventilsteuerung der Einlassventile, die
von der relativen Phase der Nockenwelle 2 zu der Kurbelwelle abhängt,
einzustellen.
-
Der
Elektromotor 4 ist durch einen bürstenlosen Synchronmotor
mit Permanentmagneten implementiert. Wie in 2 und 3 gezeigt,
weist der Elektromotor 4 ein Gehäuse 10,
ein Paar von Lagern 12, eine Motorwelle 14, Permanentmagnete 18 und einen
Motorstator 16 auf. Das Gehäuse 10 ist
an einem festen Teil (z. B. einem Kettenmantel) 9 der Maschine
befestigt. In dem Gehäuse 10 sind das Paar von
Lagern 12 und der Motorstator 16 aufgenommen und
festgemacht. Die Lager 12 tragen zusammen einen Basisabschnitt 14a der
Motorwelle 14 drehbar. Die Motorwelle 14 weist
ferner einen Rotorabschnitt 14b auf, der sich von dem Basisabschnitt 14a radial nach
außen erstreckt. Die Permanentmagnete 19 sind
in den Rotorabschnitt 14b der Motorwelle 14 eingebettet
und in der umfangsmäßigen Richtung der Motorwelle 14 mit
gleichen Intervallen beabstandet. Jedes umfangsmäßig
benachbarte Paar von Permanentmagneten 18 hat auf der radial äußeren
Peripherie des Rotorabschnitts 14b entgegengesetzte Polaritäten.
Der Motorstator 16 weist Statorkerne 16a und Statorwicklungen 16b auf.
Der Motorstator 16 umgibt die Motorwelle 14, um
hinsichtlich der Motorwelle 14 konzentrisch zu sein. Die
Statorkerne 16a sind jeweils durch Schichten dünner
Eisenbleche gebildet. Die Statorkerne 16a sind in der umfangsmäßigen Richtung
des Motorstators 16 (d. h. der Drehrichtung der Motorwelle 14)
mit gleichen Intervallen beabstandet. Auf jeden der Statorkerne 16a ist
eine entsprechende der Statorwicklungen 16b gewickelt.
-
Die
Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 ist mit den
Statorwicklungen 16b des Elektromotors 4 elektrisch
verbunden. Die Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 steuert
eine Versorgung der Statorwicklungen 16b mit einer elektrischen
Leistung gemäß der Betriebsbedingung der Maschine.
Bei einer Erregung unter der Steuerung der Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 erzeugen
die Statorwicklungen 16b ein Magnetfeld, das auf die Permanentmagnete 18 wirkt.
Als ein Resultat wird ein Drehmoment, dessen Richtung von dem Magnetfeld
abhängt, erzeugt, um auf den Rotorabschnitt 14b zu
wirken und dadurch die Motorwelle 14 zu drehen. Bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel sind hinsichtlich einer
Drehung der Motorwelle 14 die Richtung im Uhrzeigersinn
und die Richtung gegen den Uhrzeigersinn von 3 jeweils als
eine normale und eine umgekehrte Drehrichtung der Motorwelle 14 definiert.
-
Die
Phaseneinstelleinrichtung 8 weist, wie in 2 gezeigt,
ein antriebsseitiges Drehungsglied 22, ein Drehungsglied 24 auf
der angetriebenen Seite, ein Planetengetriebe 30 und eine
Verbindungseinheit 50 auf.
-
Das
antriebsseitige Drehungsglied 22 ist ein Steuerkettenrad,
auf dem eine Steuerkette (nicht gezeigt), die zwischen der Kurbelwelle
und dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 geschlungen ist, läuft.
Das antriebsseitige Drehungsglied 22 empfängt über
die Steuerkette ein Maschinendrehmoment von der Kurbelwelle und
dreht sich dadurch in der Richtung im Uhrzeigersinn von 5 und 6.
-
Das
Drehungsglied 24 auf der angetriebenen Seite ist mit der
Nockenwelle 2 koaxial verbunden und dreht sich zusammen
mit der Nockenwelle 2 in der Richtung im Uhrzeigersinn
von 5 und 6.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel fällt die
normale Drehrichtung der Motorwelle 14 mit der Drehrichtung
der Maschine zusammen; die umgekehrte Drehrichtung der Motorwelle 14 ist
entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Maschine.
-
Das
Planetengetriebe 30 weist, wie in 2 und 4 gezeigt,
ein Sonnenrad 31, einen Planetenträger 32,
der als ein "Einspeisungsdrehungsglied" funktioniert, ein Planetenrad 33 und
ein Übertragungsglied 34 auf. Das Sonnenrad 31 besteht
aus einem inneren Rad. Das Sonnenrad 31 ist an dem antriebsseitigen
Drehungsglied 22 mit Schrauben koaxial festgemacht, um
sich mit dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in der normalen
Richtung zu drehen. Der Planetenträger 32 ist über
eine Kopplung 35 mit dem Basisabschnitt 14a der
Motorwelle 14 verbunden, um sich mit der Motorwelle 14 in
sowohl der normalen als auch der umgekehrten Richtung zu drehen.
Der Planetenträger 32 weist einen exzentrischen
Abschnitt 36 auf, der mit einer zylindrischen Außenoberfläche
exzentrisch zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 gebildet
ist. Das Planetenrad 33 besteht aus einem äußeren
Rad. Das Planetenrad 33 ist über ein La ger 37 an
den exzentrischen Abschnitt 36 des Planetenträgers 32 gepasst
und durch denselben getragen. Das Planetenrad 33 ist angeordnet,
um exzentrisch zu dem Sonnenrad 31 zu sein. Das Planetenrad 33 greift
von der radial inneren Seite des Sonnenrads 31 mit dem
Sonnenrad 31 ineinander. Das Planetenrad 33 führt
mit einer relativen Drehung des Planetenträgers 32 zu
dem Sonnenrad 31 eine Planetenbewegung durch.
-
Das Übertragungsglied 34 ist
koaxial an die äußere Oberfläche des
Drehungsglieds 24 auf der angetriebenen Seite gepasst.
Das Übertragungsglied 34 hat eine Mehrzahl von
Eingriffslöchern 38, die in der umfangsmäßigen
Richtung des Übertragungsglieds 34 mit gleichen
Intervallen beabstandet sind. Andererseits hat das Planetenrad 33 eine
Mehrzahl von Eingriffsvorsprüngen 39, die von
einer axialen Endfläche des Planetenrads 33, die
dem Übertragungsglied 34 gegenüberliegt,
vorspringen und in der umfangsmäßigen Richtung
des Planetenrads 33 mit gleichen Intervallen beabstandet
sind. Jeder der Eingriffsvorsprünge 39 des Planetenrads 33 ist
in ein entsprechendes der Eingriffslöcher 38 des Übertragungsglieds 34 eingeführt.
Mit der Ineingriffnahme zwischen den Eingriffslöchern 38 und
den Eingriffsvorsprüngen 39 wird die Planetenbewegung
des Planetenrads 33 extrahiert und in eine Drehbewegung des Übertragungsglieds 34 umgewandelt.
-
Die
Verbindungseinheit 50 weist, wie in 2, 5 und 6 gezeigt,
zwei erste Verbindungen 52, zwei zweite Verbindungen 53,
einen Führungsabschnitt 54 und zwei bewegbare
Glieder 56 auf. Es sei bemerkt, dass eine Schraffierung,
die einen Querschnitt darstellt, in 5 und 6 weggelassen
ist. Jede der ersten Verbindungen 52 ist mit dem antriebsseitigen
Drehungsglied 22 durch beispielsweise einen Verbindungsstift
oder ein Drehgelenk verbunden, um ein Schubgelenk zu bilden. Andererseits
ist jede der zweiten Verbindungen 53 mit dem Drehungsglied 24 auf
der angetriebenen Seite durch beispielsweise einen Verbindungsstift
oder ein Drehgelenk verbunden, um ein Schubgelenk zu bilden. Ferner
ist jede der ersten Verbindungen 52 mit einer entsprechenden
der zweiten Verbindungen 53 durch ein entsprechendes der
bewegbaren Glieder 56 verbunden. Der Führungsabschnitt 54 besteht
aus einem Teil des Übertragungsglieds 34; der
Teil weist eine axiale Endfläche des Übertragungsglieds 34 auf,
die nicht dem Planetenrad 33 gegenüberliegt. In dem
Führungsabschnitt 54 sind zwei Führungsnuten 58 gebildet,
in denen jeweils ein entsprechendes der bewegbaren Glieder 56 verschiebbar
angeordnet ist. Jede der Führungsnuten 58 ist
eine Spiralnut, deren Entfernung von dem Drehungszentrum des Führungsabschnitts 54 sich
entlang der longitudinalen Richtung derselben ändert.
-
Mit
der vorhergehenden Konfiguration ist die Phaseneinstelleinrichtung 8 gemäß der
Drehbedingung der Motorwelle 14 und des Planetenträgers 32 in
Betrieb und stellt dadurch die relative Phase der Nockenwelle 2 zu
der Kurbelwelle ein.
-
Genauer
gesagt gibt es, wenn sich sowohl die Motorwelle 14 als
auch das Planetenrad 32 mit der gleichen Geschwindigkeit
wie das antriebsseitige Drehungsglied 22 in der normalen
Richtung drehen, keine relative Drehung zwischen dem Planetenträger 32 und
dem Sonnenrad 31. Dann dreht sich das Planetenrad 33 gemeinsam
mit den Drehungsgliedern 22 und 24, ohne die Planetenbewegung
durchzuführen. Folglich werden die bewegbaren Glieder 56 nicht in
den entsprechenden Führungsnuten 58 geführt, und
daher bleibt die relative Position zwischen den Verbindungen 52 und 53 unverändert.
Als ein Resultat drehen sich sowohl die Motorwelle 14 als
auch die Phaseneinstelleinrichtung 8 gemeinsam mit dem
antriebsseitigen Drehungsglied 22, wodurch die relative Phase
der Nockenwelle 2 zu der Kurbelwelle unverändert
beibehalten wird.
-
Andererseits
dreht sich, wenn sich sowohl die Motorwelle 14 als auch
der Planetenträger 32 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit
als das antriebsseitige Drehungsglied 22 in der normalen
Richtung drehen oder in der umgekehrten Richtung drehen, der Planetenträger 32 bezüglich
des Sonnenrads 31. Dann führt das Planetenrad 33 die
Planetenbewegung durch, so dass sich das Übertragungsglied 34 relativ
zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in einer vorauseilenden
Richtung (d. h. der Richtung im Uhrzeigersinn von 6)
dreht. Folglich werden die bewegbaren Glieder 56 in den
entsprechenden Führungsnuten 58 geführt,
was die relative Position zwischen den ersten Verbindungen 52 und
den zweiten Verbindungen 53 ändert. Als ein Resultat
dreht sich das Drehungsglied 24 auf der angetriebenen Seite relativ
zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in einer nacheilenden
Richtung (d. h. der Richtung gegen den Uhr zeigersinn von 5),
wodurch die Phase der Nockenwelle 2 relativ zu der Kurbelwelle
nacheilt.
-
Andererseits
dreht sich, wenn sich sowohl die Motorwelle 14 als auch
der Planetenträger 32 mit einer höheren
Geschwindigkeit als das antriebsseitige Drehungsglied 22 drehen,
der Planetenträger 32 relativ zu dem Sonnenrad 31.
Dann führt das Planetengetriebe 33 die Planetenbewegung
durch, so dass sich das Übertragungsglied 34 relativ
zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in der nacheilenden Richtung
(d. h. der Richtung gegen den Uhrzeigersinn von 6)
dreht. Folglich werden die bewegbaren Glieder 56 in den
entsprechenden Führungsnuten 58 geführt,
was die relative Position zwischen den ersten Verbindungen 52 und
den zweiten Verbindungen 53 ändert. Als ein Resultat
dreht sich das Drehungsglied 24 auf der angetriebenen Seite
relativ zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in der
vorauseilenden Richtung (d. h. der Richtung im Uhrzeigersinn von 5),
wodurch die Phase der Nockenwelle 2 relativ zu der Kurbelwelle
vorauseilt.
-
Nachdem
die Gesamtkonfiguration der Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung beschrieben wurde, werden im Folgenden die
besonderen Merkmale derselben beschrieben.
-
Erstens
ist hinsichtlich der Verbindungseinheit 50 eine der Führungsnuten 58,
wie in 6 gezeigt, durch zwei Endwände definiert,
die jeweils als Stopper 58a und 58b funktionieren.
-
Wenn
der Stopper 58a gegen die äußere Oberfläche
des entsprechenden bewegbaren Glieds 56 stößt,
wie in 6 gezeigt, wird die Drehbewegung der Motorwelle 14 und
des Planetenträgers 32, die verursacht, dass sich
das Übertragungsglied 34 relativ zu dem antriebsseitigen
Drehungsglied 22 in der vorauseilenden Richtung dreht,
durch den Stopper 58a gestoppt. Folglich wird die relative
Drehung des Drehungsglieds 24 auf der angetriebenen Seite bezüglich
des antriebsseitigen Drehungsglieds 22 in der nacheilenden
Richtung ebenfalls gestoppt. Als ein Resultat wird die relative
Phase der Nockenwelle 2 zu der Kurbelwelle auf den am meisten
nacheilenden Wert eingestellt.
-
Andererseits
wird, wenn der Stopper 58b gegen die äußere
Oberfläche des entsprechenden bewegbaren Glieds 56 stößt,
die Drehbewegung der Motorwelle 14 und des Planetenträgers 32,
die verursacht, dass sich das Übertragungsglied 34 relativ
zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in der nacheilenden
Richtung dreht, durch den Stopper 58b gestoppt. Folglich
wird die relative Drehung des Drehungsglieds 24 auf der
angetriebenen Seite zu dem antriebsseitigen Drehungsglied 22 in
der vorauseilenden Richtung ebenfalls gestoppt. Als ein Resultat wird
die relative Phase der Nockenwelle 2 zu der Kurbelwelle
auf den am meisten vorauseilenden Wert eingestellt.
-
Zweitens
weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in 2 und 7 gezeigt,
der Elektromotor 4 ferner drei Drehungswinkelsensoren SU,
SV und SW auf, die in der Drehrichtung der Motorwelle 14 mit
gleichen Intervallen von 120° beabstandet sind.
-
Jeder
der Drehungswinkelsensoren SU, SV und SW ist beispielsweise als
ein Hall-Element konfiguriert. Jeder der Drehungswinkelsensoren
SU, SV und SW erfasst den Drehungswinkel θ der Motorwelle 14 durch
Erfassen des Magnetfelds, das durch Sensormagneten 20,
die an der Motorwelle 14 angebracht sind, erzeugt wird,
und gibt ein Erfassungssignal aus, das den erfassten Drehungswinkel θ angibt.
-
Drittens
weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 eine
Steuerungsschaltung 60 und eine Motorantriebsschaltung 70 auf.
Die Steuerungsschaltung 60 ist außerhalb des Elektromotors 4 angeordnet,
während die Motorantriebsschaltung 70 innerhalb
des Elektromotors 4 angeordnet ist. Es ist offensichtlich,
dass die Steuerungsschaltung 60 und die Motorantriebsschaltung 70 zusammen
entweder außerhalb oder innerhalb des Elektromotors 4 angeordnet
sein können.
-
Die
Steuerungsschaltung 60 ist beispielsweise mit einem Mikrocomputer
konfiguriert. Die Steuerungsschaltung 60 ist, wie in 7 gezeigt,
mit der Motorantriebsschal tung 70 elektrisch verbunden.
Die Steuerungsschaltung 60 steuert den Betrieb der Maschine
ebenso wie die Leistungsversorgung des Elektromotors 4.
-
Die
Steuerungsschaltung 60 bestimmt die tatsächliche
Ventilsteuerung der Einlassventile basierend auf der tatsächlichen
Drehrichtung Dr und der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit
Sr der Motorwelle 14, die durch die Motorantriebsschaltung 70 geliefert
werden. Die Steuerungsschaltung 60 richtet ebenfalls basierend
auf der Betriebsbedingung der Maschine eine Ziel-Ventilsteuerung
der Einlassventile ein. Ferner richtet die Steuerungsschaltung 60 basierend
auf der Differenz zwischen der tatsächlichen Ventilsteuerung
und der Ziel-Ventilsteuerung eine Ziel-Drehrichtung Dt und eine
Ziel-Drehgeschwindigkeit St der Motorwelle 14 ein. Dann
gibt die Steuerungsschaltung 60 ein Steuerungssignal aus,
das der Motorantriebsschaltung 70 die eingerichtete Ziel-Drehrichtung
Dt und die eingerichtete Ziel-Drehgeschwindigkeit St angibt.
-
Die
Motorantriebsschaltung 70 weist einen Signalerzeugungsblock 72 und
einen Leistungsversorgungsblock 74 auf. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist jeder der Blöcke 72 und 74 durch Hardware
implementiert, genauer gesagt durch ein zweckgebundenes Element
einer elektrischen Schaltung.
-
Der
Signalerzeugungsblock 72 ist mit jedem der Drehungswinkelsensoren
SU, SV und SW des Elektromotors 4 ebenso wie mit der Steuerungsschaltung 60 und
dem Leistungsversorgungsblock 74 elektrisch verbunden.
Der Signalerzeugungsblock 72 bestimmt die tatsächliche
Drehrichtung Dr und die tatsächliche Drehgeschwindigkeit
Sr der Motorwelle 14 basierend auf den Erfassungssignalen,
die von den Drehungswinkelsensoren SU, SV und SW ausgegeben werden
und den Drehungswinkel θ der Motorwelle 14 angeben.
Dann gibt der Signalerzeugungsblock 72 ein Motordrehungssignal,
das die bestimmte tatsächliche Drehrichtung Dr und die
bestimmte tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 angibt,
zu der Steuerungsschaltung 60 und dem Leistungsversorgungsblock 74 aus.
-
Der
Leistungsversorgungsblock 74 weist, wie in 8 gezeigt,
einen Wechselrichterabschnitt 76 und einen Antriebsabschnitt 78 auf.
-
Der
Wechselrichterabschnitt 76 ist eine Dreiphasen-Brückenschaltung,
die drei Arme AU, AV und AW hat. Der Arm AU weist ein hochseitiges
Schaltelement FU und ein niedrigseitiges Schaltelement GU auf, die
miteinander elektrisch verbunden sind. Der Arm AV weist ein hochseitiges
Schaltelement FV und ein niedrigseitiges Schaltelement GV auf, die
miteinander elektrisch verbunden sind. Der Arm AW weist ein hochseitiges
Schaltelement FW und ein niedrigseitiges Schaltelement GW auf, die
miteinander elektrisch verbunden sind. Die hochseitigen Schaltelemente
FU, FV und FW sind jeweils über eine hochseitige Leistungsleitung
LH mit einer Batterie 80 des Fahrzeugs verbunden. Andererseits
sind die niedrigseitigen Schaltelemente GU, GV und GW jeweils über
einen Nebenschlusswiderstand R und eine niedrigseitige Leistungsleitung
LL an Masse gelegt. Mit der vorhergehenden Konfiguration sind die
hochseitigen Schaltelemente FU, FV und FW hinsichtlich der Batterie 80 mit
den niedrigseitigen Schaltelementen GU, GV und GW jeweils in Reihe
geschaltet.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedes der Schaltelemente
FU, FV, FW, GU, GV und GW durch einen FET (Feldeffekttransistor)
implementiert. Jedes der Schaltelemente FU, FV, FW, GU, GV und GW
wird durch ein Antriebssignal mit einem hohen Pegel eingeschaltet
und durch ein Antriebssignal mit einem niedrigen Pegel ausgeschaltet.
Der Mittelpunkt MU zwischen dem Schaltelement FU und dem Schaltelement
GU, der Mittelpunkt MV zwischen dem Schaltelement FV und GV und
der Mittelpunkt MW zwischen dem Schaltelement FW und GW ist jeweils
mit einer entsprechenden der Statorwicklungen 16b, die
sternverbunden sind, verbunden.
-
Der
Antriebsabschnitt 78 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
durch eine IC (engl.: Integrated Circuit = integrierte Schaltung)
implementiert. Der Antriebsabschnitt 78 ist mit der Steuerungsschaltung 60,
dem Signalerzeugungsblock 72 und jedem der Schaltelemente
FU, FV, FW, GU, GV und GW elektrisch verbunden.
-
Der
Antriebsabschnitt 78 schaltet jedes der Schaltelemente
FU, FV, FW, GU, GV und GW basierend auf der Ziel-Drehrichtung Dt
und der Ziel-Drehgeschwindigkeit St, die durch die Steuerungsschaltung 60 geliefert
werden, und der tatsächlichen Drehrich tung Dr und der tatsächlichen
Drehgeschwindigkeit Sr, die durch den Signalerzeugungsblock 72 geliefert
werden, ein und aus. Als ein Resultat werden die Statorwicklungen 16b in
einer vorbestimmten Folge erregt, um ein Drehmoment zu erzeugen,
das auf den Rotorabschnitt 14b wirkt, wodurch die Motorwelle 14 angetrieben
wird.
-
Zusätzlich
wird, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt der Motorwelle 14 mit
der tatsächlichen Drehrichtung Dr zusammenfällt,
in jeder der Statorwicklungen 16b eine induzierte Spannung
in der entgegengesetzten Richtung zu der Spannung, die durch den
Antriebsabschnitt 78 an jede der Statorwicklungen 16b angelegt
wird, erzeugt. Wenn jedoch die Ziel-Drehrichtung Dt der Motorwelle 14 entgegengesetzt
zu der tatsächlichen Drehrichtung Dr ist, wird in jeder der
Statorwicklungen 16b eine induzierte Spannung in der gleichen
Richtung wie die Spannung, die durch den Antriebsabschnitt 78 an
jede der Statorwicklungen 16b angelegt wird, erzeugt.
-
Als
Nächstes wird ein Betrieb der Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschrieben.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jeder der Drehungswinkelsensoren
SU, SV und SW eingeschaltet, wenn ein N-Pol der Sensormagnete 20 innerhalb
des Erfassungsbereichs desselben ist, wodurch der Spannungspegel
des Erfassungssignals, das von demselben ausgegeben wird, hoch gemacht
wird. Außerdem wird jeder der Drehungswinkelsensoren SU,
SV und SW ausgeschaltet, wenn ein S-Pol der Sensormagnete 20 innerhalb
des Erfassungsbereichs desselben ist, wodurch der Spannungspegel
des Erfassungssignals, das von demselben ausgegeben wird, niedrig
gemacht wird.
-
Mit
der vorhergehenden Konfiguration gibt es, wie in 9 gezeigt,
sechs Kombinationsmuster i–vi der Spannungspegel der Erfassungssignale,
die von den Drehungswinkelsensoren SU, SV und SW ausgegeben werden
(auf die hierin im Folgenden als Erfassungssignalmuster Bezug genommen
ist). Die sechs Erfassungssignalmuster sind für jeden Drehungswinkelbereich
R15 von 15° für die Motorwelle 14 verschoben.
-
Es
sei bemerkt, dass in 9 und den folgenden 10, 14 und 15 der
Spannungspegel jedes der Erfassungssignale, die von den Drehungswinkelsensoren
SU, SV und SW ausgegeben werden, durch "H" angegeben ist, wenn derselbe hoch
ist, und durch "L", wenn derselbe niedrig ist.
-
Ferner
steuert, wie in 9 gezeigt, der Antriebsabschnitt 78 das
Drehmoment, das auf die Motorwelle 14 wirkt, durch Verschieben
von sechs Kombinationsmustern der Spannungspegel der Antriebssignale
für die Schaltelemente FU, FV, FW, GU, GV und GW (die im
Folgenden hierin als Antriebssignalmuster bezeichnet werden).
-
Es
sei bemerkt, dass in 9 und den anschließenden 10, 14 und 15 der
Spannungspegel jedes der Antriebssignale für die Schaltelemente
FU, FV, FW, GU, GV und GW durch "H" angegeben ist, wenn derselbe
in dem Drehungswinkelbereich R15 hoch gehalten
wird, durch "L", wenn derselbe in dem Drehungswinkelbereich R15 niedrig gehalten wird, und durch "P",
wenn derselbe in dem Drehungswinkelbereich R15 pulsbreitenmoduliert wird.
-
Genauer
gesagt verschiebt, wenn sowohl die Ziel-Drehrichtung Dt als auch
die tatsächliche Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 mit
der normalen Richtung zusammenfallen, der Antriebsabschnitt 78 das Antriebssignalmuster
in der Spalte (a) von 9 gemäß den
Erfassungssignalmustern i bis vi in der Vorwärtsrichtung,
wodurch ein Drehmoment in der normalen Richtung erzeugt wird, um
auf die Motorwelle 14, die sich in der normalen Richtung
dreht, zu wirken.
-
Außerdem
verschiebt, wenn sowohl die Ziel-Drehrichtung Dt als auch die tatsächliche
Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 mit der umgekehrten Richtung
zusammenfallen, der Antriebsabschnitt 78 die Antriebssignalmuster
in der Spalte (a) von 10 gemäß den
Erfassungssignalmustern vi bis i in der Rückwärtsrichtung,
wodurch ein Drehmoment in der umgekehrten Richtung erzeugt wird,
um auf die Motorwelle 14, die sich in der umgekehrten Richtung dreht,
zu wirken.
-
Mit
dem vorhergehenden Betrieb wird, unter Bezugnahme auf 11 und 12,
wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche Drehrichtung
Dr miteinander zusammenfallen, für jeden Drehungswinkelbereich
R30 von 30° eines der hochseitigen
Schaltelemente FU, FV und FW ausgewählt, um für
den gesamten Drehungswinkelbereich R30 kontinuierlich
eingeschaltet zu werden. Im Folgenden wird das ausgewählte
hochseitige Schaltelement einfach als ausgewähltes Schaltelement
bezeichnet. Ferner werden für jeden Drehungswinkelbereich
R30 zwei der niedrigseitigen Schaltelemente
GU, GV und GW, die zu unterschiedlichen der Arme AU, AV und AW als
das ausgewählte Schaltelement gehören, jeweils für
unterschiedliche Hälften des Drehungswinkelbereichs R30 pulsbreitenmoduliert. Im Folgenden werden
die zwei niedrigseitigen Schaltelemente einfach als PWM-Schaltelemente
bezeichnet.
-
Folglich
ist es mit dem vorhergehenden Betrieb möglich, die Leistungsversorgung
der Statorwicklungen 16b durch Steuern des Ein/Aus-Betriebs der
PWM-Schaltelemente effektiv zu steuern, wodurch die Antwortfähigkeit
der Einstellvorrichtung 1 für eine Ventilsteuerung
beim Einstellen der relativen Phase der Nockenwelle 2 zu
der Kurbelwelle verbessert wird.
-
Andererseits
verschiebt, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche
Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 jeweils mit der normalen
und der umgekehrten Richtung zusammenfallen, der Antriebsabschnitt 78 die
Antriebssignalmuster in der Spalte (b) von 9 gemäß den
Erfassungssignalmustern vi bis i in der Rückwärtsrichtung,
wodurch ein Drehmoment in der normalen Richtung erzeugt wird, um
die Motorwelle 14, die sich in der umgekehrten Richtung
dreht, zu bremsen.
-
Außerdem
verschiebt, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche
Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 jeweils mit der umgekehrten
und der normalen Richtung zusammenfallen, der Antriebsabschnitt 78 die
Antriebssignalmuster in der Spalte (b) von 10 gemäß den
Erfassungssignalmustern i–vi in der Vorwärtsrichtung,
wodurch ein Drehmoment in der umgekehrten Richtung erzeugt wird,
um die Motorwelle 14, die sich in der normalen Richtung dreht,
zu bremsen.
-
Mit
dem vorhergehenden Betrieb wird, unter Bezugnahme auf 1 und 13,
wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche Drehrichtung
Dr der Motorwelle 14 entgegengesetzt zueinander sind, das
ausgewählte Schaltelement der hochseitigen Schaltelemente
FU, FV und FW für jeden Drehungswinkelbereich R30 von 30° für eine Hälfte des
Drehungswinkelbereichs R30 kontinuierlich
eingeschaltet und für die andere Hälfte kontinuierlich ausgeschaltet.
Ferner gehören für jeden Drehungswinkelbereich
R30 die zwei PWM-Schaltelemente der niedrigseitigen
Schaltelemente GU, GV und GW zu unterschiedlichen der Arme AU, AV
und AW als das ausgewählte Schaltelement.
-
Folglich
werden mit dem vorhergehenden Betrieb die Statorwicklungen 16b lediglich
für Hälften der entsprechenden Drehungswinkelbereiche
R30 erregt. Daher wird für jede
der Statorwicklungen 16b, wenngleich die induzierte Spannung
in der gleichen Richtung wie die Spannung, die an die Statorwicklung 16b angelegt
wird, erzeugt wird, die Zeit, für die ein großer
Strom, der der Summe der angelegten und der induzierten Spannung
entspricht, durch die Statorwicklung 16b fließt,
verkürzt. Als ein Resultat wird verhindert, dass die ausgewählten
Schaltelemente der hochseitigen Schaltelemente FU, FV und FW aufgrund
einer Überhitzung beschädigt werden.
-
Insbesondere
wird, wenn die relative Phase der Nockenwelle 2 zu der
Kurbelwelle mit dem Stopper 58a, der gegen das entsprechende
bewegbare Glied 56 stößt, bei dem am
meisten nacheilenden Wert gehalten wird, die Ziel-Drehrichtung Dt
auf die umgekehrte Richtung eingestellt, um die Motorwelle 14,
die sich in der normalen Richtung dreht, kontinuierlich zu bremsen.
Selbst in solch einem Fall ist es jedoch immer noch möglich,
die Beschädigung der ausgewählten Schaltelemente
durch Hitze mit dem Betrieb der Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu
verhindern.
-
[Zweites Ausführungsbeispiel]
-
Dieses
Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels;
daher wird im Folgenden lediglich der Unterschied zu dem ersten
Ausführungsbeispiel beschrieben.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel prüft der
Antriebsabschnitt 78, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und
die tatsächliche Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 jeweils
mit der normalen und der umgekehrten Richtung zusammenfallen, ob
die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 niedriger
als ein vorbestimmter Wert Ss ist. Wenn die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr höher als oder gleich dem vorbestimmten
Wert Ss ist, dann verschiebt der Antriebsabschnitt 78 die
Antriebssignalmuster in der Spalte (b) von 9 in der
Rückwärtsrichtung. Andererseits, wenn die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr niedriger als der vorbestimmte Wert Ss ist,
verschiebt dann der Antriebsabschnitt 78 die Antriebssignalmuster
in der Spalte (a) von 9 in der Rückwärtsrichtung.
-
Außerdem
prüft der Antriebsabschnitt 78, wenn die Ziel-Drehrichtung
Dt und die tatsächliche Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 jeweils
mit der umgekehrten und der normalen Richtung zusammenfallen, ob
die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 niedriger
als der vorbestimmte Wert Ss ist. Wenn die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert
Ss ist, dann verschiebt der Antriebsabschnitt 78 die Antriebssignalmuster
in der Spalte (b) von 10 in der Vorwärtsrichtung.
Ansonsten, wenn die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr
niedriger als der vorbestimmte Wert Ss ist, verschiebt dann der
Antriebsabschnitt 78 die Antriebssignalmuster in der Spalte
(a) von 10 in der Vorwärtsrichtung.
-
Mit
dem vorhergehenden Betrieb ist es, wenn die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 höher
als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ss ist und die Ziel-Drehrichtung
Dt und die tatsächliche Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 entgegengesetzt
zueinander sind, möglich, durch das gleiche Prinzip wie
bei dem ersten Ausführungsbeispiel zu verhindern, dass
die ausgewählten Schaltelemente durch Hitze beschädigt
werden.
-
Andererseits
ist, wenn die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 niedriger
als der vorbestimmte Wert Ss ist, die Möglichkeit, dass die
ausgewählten Schaltelemente durch Hitze beschädigt
werden, niedrig, wenngleich die Ziel-Drehrich tung Dt und die tatsächliche
Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 entgegengesetzt zueinander
sind. Daher werden bei dem vorhergehenden Betrieb die Antriebssignalmuster
auf die gleiche Art und Weise wie in dem Fall, dass die Ziel-Drehrichtung
Dt und die tatsächliche Drehrichtung Dr miteinander zusammenfallen,
verschoben, wodurch die Antwortfähigkeit der Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung beim Einstellen der relativen Phase der Nockenwelle 2 zu der
Kurbelwelle verbessert wird.
-
Mit
anderen Worten wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
wenn die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr der Motorwelle 14 niedriger als
der vorbestimmte Wert Ss ist, jedes der ausgewählten Schaltelemente
für den gesamten entsprechenden Drehungswinkelbereich R30 kontinuierlich eingeschaltet, ungeachtet
dessen, ob die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche
Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 miteinander zusammenfallen
oder entgegengesetzt zueinander sind.
-
Zusätzlich
ist der vorbestimmte Wert Ss vorzugsweise so eingestellt, dass es,
wenn Sr größer oder gleich Ss ist, möglich
ist, eine Beschädigung der ausgewählten Schaltelemente
durch Hitze zu verhindern und die relative Phase der Nockenwelle 2 zu
der Kurbelwelle geeignet einzustellen, wobei das Drehmoment durch
teilweises Ausschalten der ausgewählten Schaltelemente
reduziert wird. Der vorbestimmte Wert Ss kann beispielsweise auf
1000 UpM eingestellt sein.
-
[Drittes Ausführungsbeispiel]
-
Dieses
Ausführungsbeispiel ist eine Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels;
daher wird im Folgenden lediglich der Unterschied zu dem zweiten
Ausführungsbeispiel beschrieben.
-
Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verschiebt der Antriebsabschnitt 78,
wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche Drehrichtung
Dr der Motorwelle 14 jeweils mit der normalen und der umgekehrten
Richtung zusammenfallen und die tatsächliche Drehgeschwindigkeit
Sr der Motorwelle 14 niedriger als der vorbestimmte Wert
Ss ist, die Antriebssignalmuster in der Spalte (a) von 14 in
der Rückwärts richtung. Im Vergleich dazu verschiebt
der Antriebsabschnitt 78, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt
und die tatsächliche Drehrichtung Dr jeweils mit der normalen
und der umgekehrten Richtung zusammenfallen und die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr höher als oder gleich dem vorbestimmten
Wert Ss ist, die Antriebssignalmuster in der Spalte (b) von 4 in
der Rückwärtsrichtung. Hier sind die Antriebssignalmuster
in der Spalte (b) von 14, wenn sie in der Rückwärtsrichtung
verschoben werden, um 15° mehr als diejenigen in der Spalte (a)
von 14 vorauseilend.
-
Außerdem
verschiebt der Antriebsabschnitt 78, wenn die Ziel-Drehrichtung
Dt und die tatsächliche Drehrichtung Dr jeweils mit der
umgekehrten und der normalen Richtung zusammenfallen und die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr niedriger als der vorbestimmte Wert Ss ist,
die Antriebssignalmuster in der Spalte (a) von 15 in
der Vorwärtsrichtung. Im Vergleich dazu verschiebt der
Antriebsabschnitt 78, wenn die Ziel-Drehrichtung Dt und
die tatsächliche Drehrichtung Dr jeweils mit der umgekehrten
und der normalen Richtung zusammenfallen und die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit Sr höher als oder gleich dem vorbestimmten
Wert Ss ist, die Antriebssignalmuster in der Spalte (b) von 15 in
der Vorwärtsrichtung. Hier sind die Antriebssignalmuster
in der Spalte (b) von 15, wenn sie in der Vorwärtsrichtung
verschoben werden, um 15° mehr als diejenigen in der Spalte
(a) von 15 vorauseilend.
-
Mit
dem vorhergehenden Betrieb wird, unter Bezugnahme auf 16 und 17,
wenn die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Sr höher
als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ss ist und die Ziel-Drehgeschwindigkeit
Dt und die tatsächliche Drehgeschwindigkeit Dr entgegengesetzt
zueinander sind, jedes der ausgewählten Schaltelemente
für die Gesamtheit eines verschobenen Drehungswinkelbereichs
M30 kontinuierlich eingeschaltet; der verschobene
Drehungswinkelbereich M30 wird durch Verschieben
des entsprechenden Drehungswinkelbereichs R30 um
15° in der vorauseilenden Richtung erhalten. Ferner werden
die Drehungswinkelbereiche, für die die PWM-Schaltelemente
pulsbreitenmoduliert werden, ebenfalls verschoben. Folglich werden für
jeden verschobenen Drehungswinkelbereich M30 die
zwei PWM-Schaltelemente, die zu unterschiedlichen der Arme AU, AV
und AW als das ausgewählte Schaltelement gehören, jeweils
für unterschiedliche Hälften des verschobenen
Drehungswinkelbereichs M30 pulsbreitenmoduliert.
-
Mit
dem vorhergehenden Betrieb wird die induzierte Spannung, die in
den Statorwicklungen 16b in der gleichen Richtung wie die
Spannung, die an die Statorwicklungen 16b angelegt wird,
erzeugt wird, reduziert. Demgemäß wird ein Strom,
der durch die ausgewählten Schaltelemente fließt,
der der Summe der angelegten und der induzierten Spannung entspricht,
ebenfalls reduziert. Folglich ist es möglich, eine Beschädigung
durch Hitze der ausgewählten Schaltelemente selbst dann
zu verhindern, wenn die relative Phase der Nockenwelle 2 zu
der Kurbelwelle mit dem Stopper 58a, der gegen das entsprechende bewegbare
Glied 56 stößt, bei dem am meisten nacheilenden
Wert gehalten wird.
-
18 und 19 sind
schematische Ansichten, die die Wirkung des vorhergehenden Betriebs
gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf
eine Reduzierung der induzierten Spannung darstellen. Genauer gesagt
zeigt 18 die induzierte Spannung,
die in jeder von drei Statorwicklungen 16b mit unterschiedlichen
Phasen vor einem Verschieben der Drehungswinkelbereiche erzeugt
wird. 19 zeigt die induzierte Spannung,
die in jeder der drei Statorwicklungen 16b mit unterschiedlichen
Phasen nach einem Verschieben der Drehungswinkelbereiche in der
vorauseilenden Richtung erzeugt wird. Es sei bemerkt, dass in 18 und 19 die
horizontale Achse einen elektrischen Winkel angibt und nicht den
Drehungswinkel der Motorwelle 14. Wie aus diesen Figuren
ersichtlich ist, fallen die Bereiche SA in 18 mit
den Bereichen SA in 19 zusammen. Die Bereiche SC
in 19 sind jedoch kleiner als die Bereiche SB in 18.
Dementsprechend ist die induzierte Spannung in 19 niedriger
als die in 18.
-
Während
die vorhergehenden speziellen Ausführungsbeispiele der
Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, versteht sich für
Fachleute von selbst, dass verschiedene Modifikationen, Änderungen
und Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne von
dem Geist der Erfindung abzuweichen.
-
Modifikation 1
-
Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen werden die ausgewählten
Schaltelemente aus den hochseitigen Schaltelementen FU, FV und FW
ausgewählt, und die niedrigseitigen Schaltelemente GU,
GV und GW werden pulsbreitenmoduliert.
-
Alternativ
können die ausgewählten Schaltelemente aus den
niedrigseitigen Schaltelementen GU, GV und GW ausgewählt
werden und die hochseitigen Schaltelemente FU, FV und FW können pulsbreitenmoduliert
werden.
-
Modifikation 2
-
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wenn die Ziel-Drehrichtung
Dt und die tatsächliche Drehrichtung Dr der Motorwelle 14 zueinander
entgegengesetzt sind, für jeden Drehungswinkelbereich R30 das Verhältnis zwischen dem Abschnitt,
für den das ausgewählte Schaltelement kontinuierlich
eingeschaltet wird, und dem verbleibenden Abschnitt, für den
das ausgewählte Schaltelement kontinuierlich ausgeschaltet
wird, auf (1:1) eingestellt.
-
Das
Verhältnis kann jedoch ebenfalls auf andere Werte, beispielsweise
(2:1), eingestellt sein.
-
Modifikation 3
-
Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel wird jedes der ausgewählten
Schaltelemente lediglich dann für die Gesamtheit des verschobenen
Drehungswinkelbereichs M30 kontinuierlich
eingeschaltet, wenn die tatsächliche Drehgeschwindigkeit
Sr höher als oder gleich dem vorbestimmten Wert Ss ist
und die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche Drehrichtung
Dr entgegengesetzt zueinander sind.
-
Wenn
jedoch die Ziel-Drehrichtung Dt und die tatsächliche Drehrichtung
Dr entgegengesetzt zueinander sind, kann jedes der ausgewählten
Schaltelemente ebenfalls für die Gesamtheit des verschobenen
Drehungswinkelbereichs M30 kontinuierlich
eingeschaltet werden, ungeachtet der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit
Sr.
-
Ferner
wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel der verschobene
Drehungswinkelbereich M30 durch Verschieben
des entsprechenden Drehungswinkelbereichs R30 in
der vorauseilenden Richtung erhalten.
-
Der
verschobene Drehungswinkelbereich M30 kann
jedoch ebenfalls durch Verschieben des entsprechenden Drehungswinkelbereichs
R30 in der nacheilenden Richtung erhalten
werden.
-
Außerdem
wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel der verschobene
Drehungswinkelbereich M30 von dem entsprechenden
Drehungswinkelbereich R30 um die Hälfte
des entsprechenden Drehungswinkelbereichs R30 verschoben.
-
Der
verschobene Drehungswinkelbereich M30 kann
jedoch ebenfalls um unterschiedliche Beträge, beispielsweise
30% des entsprechenden Drehungswinkelbereichs R30,
von dem entsprechenden Drehungswinkelbereich R30 verschoben
werden.
-
Modifikation 4
-
Der
Elektromotor 4 kann ebenfalls durch andere Motoren als
den bürstenlosen Synchronmotor mit Permanentmagneten implementiert
sein. Außerdem können die Statorwicklungen 16b des
Elektromotors 4 ebenfalls deltaverbunden sein.
-
Modifikation 5
-
Bei
dem ersten Ausführungsbeispiel weist die Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 die
Steuerungsschaltung 60 und die Motorantriebsschaltung 70 auf.
Ferner ist die Motorantriebsschaltung 70 durch zweckgebundene
Elemente einer elektrischen Schaltung implementiert. Außerdem
ist jedes der Schaltelemente durch einen FET implementiert.
-
Die
Leistungsversorgungssteuerungsvorrichtung 6 kann jedoch
ebenfalls als eine einzige elektrische Schaltung, die beide Funktionen
der Schaltungen 60 und 70 hat, konfiguriert sein.
Ferner kann ein Teil der Motorantriebsschaltung 70, beispielsweise
der Antriebsabschnitt 78, ebenfalls durch einen Mikrocomputer
anstelle einer IC implementiert sein. Außerdem kann jedes
der Schaltelemente ebenfalls durch andere elektrische Vorrichtungen, beispielsweise
einen bipolaren Transistor, implementiert sein.
-
Modifikation 6
-
Die
Phaseneinstelleinrichtung 8 kann ebenfalls andere Konfigurationen
als die, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
sind, haben.
-
Die
Phaseneinstelleinrichtung 8 kann beispielsweise eine Konfiguration
haben, bei der zwei Sonnenräder jeweils für die
Drehungsglieder 22 und 24 vorgesehen sind und
jedes derselben mit einem Planetenrad, das durch den Planetenträger 32 getragen
wird, ineinandergreift.
-
Modifikation 7
-
Bei
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist die Einstellvorrichtung 1 für
eine Ventilsteuerung konfiguriert, um die Ventilsteuerung der Einlassventile
der Maschine einzustellen.
-
Die
Einstellvorrichtung 1 für eine Ventilsteuerung
kann jedoch ebenfalls konfiguriert sein, um die Ventilsteuerung
von Auslassventilen oder die Ventilsteuerung sowohl der Einlassventile
als auch der Auslassventile einzustellen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-229376 [0001]
- - JP 2004-350446 [0004]