JP2001082192A - 内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置 - Google Patents
内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装置Info
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Abstract
ト特性を変化させると共に、クランクシャフトに対する
カムシャフトの回転位相を変化させる動弁装置におい
て、前記作動角及び回転位相を簡便な構成で検出できる
ようにする。 【解決手段】ロッカアームの所定揺動位置で検出信号を
出力する揺動位置センサを設ける。そして、揺動位置セ
ンサからカムシャフトの1回転毎に2回出力される検出
信号それぞれとクランク角センサから出力される基準信
号REFとの位相差D1,D2を計測する(S11〜S
18)。ここで、前記位相差D1,D2の差分(D2−
D1)から作動角を求める一方(S19)、該作動角と
前記位相差D1とに基づいてカムシャフトの回転位相を
検出する(S20)。
Description
弁装置における制御位置検出装置に関し、詳しくは、ロ
ッカアームの揺動支点を変化させることによってバルブ
リフト特性を可変に制御すると共に、クランクシャフト
に対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成の可
変動弁装置において、前記揺動支点を変化させる制御シ
ャフトの回転位置(作動角)を検出すると共に、前記カ
ムシャフトの回転位相を検出する技術に関する。
る燃費の改善や安定した運転性並びに高速高負荷時にお
ける吸気の充填効率の向上による十分な出力を確保する
等のために、吸気・排気弁の開閉時期とバルブリフト量
を機関運転状態に応じて可変制御する可変動弁装置は従
来から種々提供されている。
号公報等に記載されているもの知られており、このもの
は、ロッカアームの揺動支点を変化させることによって
バルブリフト量を可変に制御する構成である。
フトの回転位相を変化させることで、機関弁の開閉タイ
ミングを早めたり遅らせたりする可変バルブタイミング
機構が知られている(特開平7−233713号公報、
特開平8−246820号公報等参照)。
に、吸・排気弁のリフト特性を、ロッカアームの揺動支
点を変化させることによって可変に制御する構成の可変
動弁装置においては、前記揺動支点を変化させるための
制御シャフトの回転位置をポテンショメータによって検
出することで、制御シャフトの回転位置を目標のバルブ
特性に対応する位置(目標作動角)に精度良く制御する
ようにしていた。
ャフトの回転位置を検出する構成では、ポテンショメー
タが接触式センサであるために、摩耗や熱による劣化が
激しく、耐久性が悪いという問題があった。
フトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる構成
とした場合、係る回転位相をカムセンサとクランクセン
サとを用いて検出していたため、前記作動角の検出とは
個別のセンサ系を必要とすることになり、動弁装置の制
御状態を検出させるためのセンサ数が多く、コスト高に
なってしまうという問題があった。
あり、吸・排気弁のリフト特性を、ロッカアームの揺動
支点を変化させることによって可変に制御する構成であ
ると共に、クランクシャフトに対するカムシャフトの回
転位相を変化させる構成の可変動弁装置において、高い
耐久性を持って制御シャフトの回転位置(換言すれば機
関弁のリフト量)を検出できるようにすると共に、該制
御シャフトの回転位置の検出に用いるセンサ系を共用し
て、カムシャフトの回転位相を検出できるようにするこ
とを目的とする。
発明では、カムシャフトと略平行に配設された制御シャ
フトと、該制御シャフトの外周に偏心して固定された制
御カムと、該制御カムに揺動自在に軸支されたロッカア
ームと、前記カムシャフトの回転に応じて前記ロッカア
ームの一端部を揺動駆動する揺動駆動手段と、前記ロッ
カアームの他端部に連係して揺動して機関弁を開作動さ
せる揺動カムと、前記制御シャフトを回転駆動するアク
チュエータと、クランクシャフトに対する前記カムシャ
フトの回転位相を変化させる回転位相変化手段と、を含
んでなる内燃機関の可変動弁装置において、前記ロッカ
アーム又は揺動カムが所定の揺動位置にあることを検出
するセンサであって、前記カムシャフトの1回転当たり
検出信号を2回出力する揺動位置センサと、該揺動位置
センサからの1回目の検出信号と2回目の検出信号との
位相差を計測する第1の位相差検出手段と、該第1の位
相差計測手段で計測された位相差に基づいて前記機関弁
の作動角を検出する作動角検出手段と、前記クランクシ
ャフトの回転に同期して基準信号を出力する基準角セン
サと、前記基準信号と前記揺動位置センサの検出信号と
の位相差を計測する第2の位相差検出手段と、該第2の
位相差計測手段で計測された位相差と前記作動角検出手
段で検出された作動角とに基づいて、前記カムシャフト
の回転位相を検出する回転位相検出手段と、を含んで制
御位置検出装置を構成した。
チュエータにより回転駆動されることで、ロッカアーム
の揺動支点が変化し、以って、機関弁のリフト特性が変
更される。ここで、揺動位置センサからの検出信号の位
相差は、機械的関係により制御シャフトの作動角に一意
に対応するので、前記位相差から機関弁の作動角を検出
できる。
フトの回転位相が同じであっても、作動角が変化する
と、基準信号と揺動位置センサの検出信号との位相差が
変化するが、前記揺動位置センサからの検出信号の位相
差によって作動角が検出されるから、基準信号と揺動位
置センサの検出信号との位相差から作動角の変化分を除
外してクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相差
を求めることができる。
央位置がカムシャフトの所定回転位置に固定であれば、
基準信号と揺動位置センサの検出信号との位相差と、作
動角とに基づき、クランクシャフトの基準角度位置か
ら、開弁期間の中央位置であるカムシャフトの所定回転
位置までの位相差を求めることができるものである。
段が、前記カムシャフトの外周に偏心して固定された回
転カムと、基端部に前記回転カムが回転自在に嵌合され
る嵌合穴を有すると共に、先端部が前記ロッカアームの
一端部と回転自在に連係するリンクアームと、から構成
されると共に、前記揺動カムが、前記カムシャフトに揺
動自在に軸支される構成とした。
部に設けられた嵌合穴には、カムシャフトと共に回転す
る回転カムが嵌合され、前記回転カムは、カムシャフト
の回転に伴って前記嵌合穴に嵌合された状態のまま回転
することになるが、前記回転カムは、カムシャフトに対
して偏心して固定されているため、前記回転に伴って、
前記リンクアームが往復動することになり、該リンクア
ームに連係されるロッカアームの一端部が、制御シャフ
トの回転位置で制御される揺動軸周りに揺動駆動され
る。
る揺動カムは、カムシャフトに揺動自在に軸支される構
成であるから、カムシャフトの回転が、ロッカアームを
介した後、同じカムシャフトに軸支された揺動カムに伝
えられることになる。
差検出手段が、前記基準信号から前記揺動位置センサの
1回目の検出信号及び2回目の検出信号までの位相差を
それぞれに計測し、該計測した位相差の差分として1回
目の検出信号と2回目の検出信号との位相差を算出する
構成とした。
置センサの検出信号それぞれまでの位相差が計測され、
前記位相差の差分として揺動位置センサの検出信号間の
位相差が検出されるが、基準信号から揺動位置センサの
検出信号それぞれまでの位相差は、第2の位相差検出手
段における計測対象でもあるため、基準信号から揺動位
置センサの検出信号それぞれまでの位相差から作動角及
びカムシャフトの回転位相の双方を計測できることにな
る。
ータが、ギヤを介して前記制御シャフトを回転駆動する
構成であり、前記ギヤの歯を検出するギヤセンサと、前
記作動角検出手段により作動角が検出された時点を基準
として、前記ギヤセンサで検出されたギヤの歯数を計数
する歯数計数手段と、該歯数計数手段で計数された歯数
と前記作動角検出手段により検出された作動角とによっ
て作動角を更新する作動角更新手段と、を設ける構成と
した。
位置を制御することで機関弁の作動角が変化し、制御シ
ャフトがどれだけ回転したかは、前記ギヤの歯数に比例
することになる。但し、ギヤの歯数により検出できるの
は、制御シャフトの回転角のみであって絶対位置を検出
することはできない。そこで、揺動位置センサからの検
出信号の位相差に基づいて作動角を検出してからの制御
シャフトの回転角を計測させることで、揺動位置センサ
の検出信号に基づき作動角を検出してからの作動角の変
化を検出する。
共用して制御シャフトの作動角(機関弁のリフト特性)
とカムシャフトの回転位相とを検出することができ、セ
ンサ数の削減によるコスト低減を図れ、また、作動角の
検出を非接触式のセンサを用いて行わせることができ、
高い耐久性で作動角を検出できるという効果がある。
揺動カムとをカムシャフトに同軸上に設けるため、機関
巾方向の配置スペースを十分に小さくすることができる
と共に、ロッカアームも機関巾方向へ延設する必要がな
くなるため、装置全体のコンパクト化が図れる。また、
揺動カムを回転カムと一緒にカムシャフトに軸支させる
ことにより、揺動カムを軸支する専用の支軸が不要にな
り、部品点数の削減が図れると共に、カムシャフトと揺
動カムとの互いの軸心のずれが生じないため、バルブ特
性の制御精度の低下を防止できる。更に、回転カムは、
その全体がリンクアームに回転自在に嵌合して連結され
ているため、該リンクアームとの面圧を十分に低減で
き、両者間の摩耗の発生が抑制できると共に、潤滑も行
い易いという効果がある。
出とカムシャフトの回転位相の検出とで、同じ計測値を
用いることができ、制御状態の検出を簡便な処理で行え
るという効果がある。
ンサからの検出信号に基づき作動角の検出が行われる周
期の間で、作動角の検出値を更新させることができ、作
動角を応答良く検出できるという効果がある。
する。図1〜図3は、実施の形態における内燃機関の可
変動弁装置を示すものであり、1気筒あたり2つ備えら
れる吸気弁の動弁機構として以下に説明する。但し、機
関弁を吸気弁に限定するものではなく、また、機関弁の
数を限定するものでないことは明らかである。
ダヘッド11にバルブガイド(図示省略)を介して摺動
自在に設けられた一対の吸気弁12,12と、シリンダ
ヘッド11上部のカム軸受14に回転自在に支持された
中空状のカムシャフト13と、該カムシャフト13に、
圧入等により固設された回転カムである2つの偏心カム
15,15と、前記カムシャフト13の上方位置に同じ
カム軸受14に回転自在に支持された制御シャフト16
と、該制御シャフト16に制御カム17を介して揺動自
在に支持された一対のロッカアーム18,18と、各吸
気弁12,12の上端部にバルブリフター19,19を
介して配置された一対のそれぞれ独立した揺動カム2
0,20とを備えている。
ーム18,18とはリンクアーム25,25によって連
係される一方、ロッカアーム18,18と揺動カム2
0,20とはリンク部材26,26によって連係されて
いる。
(シリンダ列方向)に沿って配置されていると共に、一
端部に般けられた従動スプロケット(図示省略)や該従
動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介
して機関のクランク軸から回転力が伝達される。
の上端部に設けられてカムシャフト13の上部を支持す
るメインブラケット14aと、該メインブラケット14
aの上端部に設けられて制御シャフト16を回転自在に
支持するサブブラケット14bとを有し、両ブラケット
14a,14bが一対のボルト14c,14cによって
上方から共締め固定されている。
に、略リング状を呈し、小径なカム本体15aと、該カ
ム本体15aの外端面に一体に設けられたフランジ部1
5bとからなり、内部軸方向にカムシャフト挿通孔15
cが貫通形成されていると共に、カム本体15aの軸心
Xがカムシャフト13の軸心Yから径方向へ所定量だけ
偏心している。
ト13に対し前記両バルブリフター19,19に干渉し
ない両外側にカムシャフト挿通孔15cを介して圧入固
定されていると共に、両方のカム本体15a,15aの
外周面15d,15dが同一のカムプロフィールに形成
されている。
うに、平面からみて略クランク状に折曲形成され、中央
に有する基部18aが制御カム17に回転自在に支持さ
れている。また、各基部18aの各外端部に突設された
一端部18bには、リンクアーム25の先端部と連結す
るピン21を圧入するピン孔18dが貫通形成されてい
る一方、各筒状基部18aの各内端部に夫々突設された
他端部18cには、各リンク部材26の後述する一端部
26aと連結するピン28が圧入されるピン孔18eが
形成されている。
し、制御シャフト16外周に固定されていると共に、図
1に示すように軸心P1位置が制御シャフト16の軸心
P2からαだけ偏心している。
に示すように略横U字形状を呈し、略円環状の基端部2
2にカムシャフト13が嵌挿されて回転自在に支持され
る支持孔22aが貫通形成されていると共に、ロッカア
ーム18の他端部18c側に位置する端部23にピン孔
23aが貫通形成されている。
2側の基円面24aと該基円面24aから端部23端縁
側に円弧状に延びるカム面24bとが形成されており、
該基円面24aとカム面24bとが、揺動カム20の揺
動位置に応じて各バルブリフター19の上面所定位置に
当接するようになっている。
らみると、図1に示すように基円面24aの所定角度範
囲θ1がべ一スサークル区間になり、カム面24bの前
記べ一スサークル区間θ1から所定角度範囲θ2がいわ
ゆるランプ区間となり、さらにカム面24bのランプ区
間θ2から所定角度範囲θ3がリフト区間になるように
設定されている。
径な円環状の基部25aと、該基部25aの外周面所定
位置に突設された突出端25bとを備え、基部25aの
中央位置には、前記偏心カム15のカム本体15aの外
周面に回転自在に嵌合する嵌合穴25cが形成されてい
る一方、突出端25bには、前記ピン21が回転自在に
挿通するピン孔25dが貫通形成されている。
とによって揺動駆動手段が構成される。さらに、前記リ
ンク部材26は、図1にも示すように所定長さの直線状
に形成され、円形状の両端部26a,26bには前記ロ
ッカアーム18の他端部18cと揺動カム20の端部2
3の各ピン孔18d,23aに圧入した各ピン28,2
9の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔26c,26
dが貫通形成されている。尚、各ピン21,28,29
の一端部には、リンクアーム25やリンク部材26の軸
方向の移動を規制するスナップリング30,31,32
が設けられている。
に示すように、従動ギヤ90が軸支され、該従動ギヤ9
0には、モータ等であるアクチュエータ101の回転軸
の端部に軸支された駆動ギヤ91が噛み合わされ、従動
ギヤ90と駆動ギヤ91とによって減速ギヤが構成され
る。ここで、アクチュエータ101の回転軸が回転する
と、その回転が減速されて制御シャフト16に伝達し、
制御シャフト16の回転位置がストッパで制限される所
定の回転範囲内で変化するようになっている。
油圧式或いは電気式のいずれを用いても良い。前記アク
チュエータ101は、コントローラ102からの制御信
号によって制御されるようになっている。前記コントロ
ーラ102は、クランク角センサ103,エアーフロー
メータ104,水温センサ105等の各種のセンサから
の検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、
該検出された機関運転状態に応じて目標のバルブ特性を
決定し、該目標のバルブ特性に対応する回転位置に制御
シャフト16を駆動すべく、前記アクチュエータ101
に制御信号を出力する。
角180°毎(カムシャフト13の1回転毎)に基準信
号REFを出力する基準角センサと、単位クランク角度
毎の単位角度信号POSを出力する単位角センサとを含
んで構成される。
ば、まず、機関の低速低負荷時には、コントローラ10
2からの制御信号によってアクチュエータ101が一方
に回転駆動される。このため、制御カム17は、軸心P
1が図6(A),(B)に示すように制御シャフト16
の軸心P2から左上方の回動位置に保持され、厚肉部1
7aがカムシャフト13から上方向に離間移動する。こ
のため、ロッカアーム18は、全体がカムシャフト13
に対して上方向へ移動し、これにより、各揺動カム20
は、リンク部材26を介して端部23が強制的に若干引
き上げられて全体が左方向へ回動する。
偏心カム15が回転してリンクアーム25を介してロッ
カアーム18の一端部18bを押し上げると、そのリフ
ト量がリンク部材26を介して揺動カム20及びバルブ
リフター19に伝達されるが、そのリフト量L1は図6
(B)に示すように比較的小さくなる。
破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、
各吸気弁12の開時期が遅くなり(吸気弁12の作動角
が小さくなり)、排気弁とのバルブオーバラップが小さ
くなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が
得られる。
は、コントローラ102からの制御信号によってアクチ
ュエータ101が反対方向に回転駆動される。従って、
図7(A),(B)に示すように制御シャフト16が、
制御カム17を図6に示す位置から時計方向に回転さ
せ、軸心P1(厚肉部17a)を下方向へ移動させる。
このため、ロッカアーム18は、今度は全体がカムシャ
フト13方向(下方向)に移動して、他端部18cが揺
動カム20の上端部23を、リンク部材26を介して下
方へ押圧して、該揺動カム20全体を所定量だけ時計方
向へ回動させる。
9上面に対する下面の当接位置が図7(A),(B)に
示すように左方向位置に移動する。このため、図7に示
すように偏心カム15が回転して、ロッカアーム18の
一端部18bがリンクアーム25を介して押し上げられ
ると、バルブリフター19に対するそのリフト量L2は
図7(B)に示すように大きくなる。
フト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図8に
実線で示すようにバルブリフト量(作動角)も大きくな
ると共に、各吸気弁12の開時期が早く、閉時期が遅く
なる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が
確保できる。
気弁12の開閉時期やバルブリフト量(作動角)を可変
にできることは勿論のこと、カムシャフト13に、各偏
心カム15と各揺動カム20とを同軸上に設けたため、
機関巾方向の配置スペースを十分に小さくすることがで
きる。また、各ロッカアーム18も機関巾方向へ延設す
る必要がなくカムシャフトの直上位置に「へ」字形の小
型な形状に形成できるため、装置全体のコンパクト化が
図れる。この結果、装置の機関への搭載性が向上する。
また、カムシャフト13の配置を変更することなく、現
行のカムシャフト13の配置によって装置を装着できる
ため、この点でも機関への搭載性が良好になる。
カムシャフト13に同軸上に設けることにより、揺動カ
ム20を支持する専用の支軸が不要となり、この分、部
品点数の削減が図れ、また、カムシャフト13と揺動カ
ム20との互いの軸心のずれが生じないため、バルブタ
イミングの制御精度の低下を防止できる。
ター19とオフセット配置し互いに干渉しない位置に配
したため、各カム15の外形を大きくとることができ、
偏心カム15の外周面15aの設計自由度を向上させる
ことが可能となり、これによって揺動カム20の揺動量
を確保するためのリフト量を十分に確保できると共に、
偏心カム15の駆動面圧を低減するためのカム幅を十分
に確保できる。
れ、外周面全体がリンクアーム基部25aの嵌合穴25
cの内周面全体に摺接するため、外周面の面圧が分散さ
れて、該面圧を十分に低減できる。したがって、嵌合穴
25cの内周面間との摩耗の発生が抑制できると共に、
潤滑も行い易い。さらに、面圧の低下に伴い偏心カム1
5の材料選択の自由度が向上し、加工し易くかつ低コス
トの材料を選択できる。
0,20を一体に連結し、これによって偏心カム15と
ロッカアーム18とを単一として、各吸気弁12間にお
いて共用化させる構成としても良い。
は、図9に示すように、クランクシャフトに対するカム
シャフト13の回転位相を変化させる可変バルブタイミ
ング機構も備えられている。
示すように、カムシャフト13のカムスプロケット61
に付設され、クランクシャフト(図示省略)とカムシャ
フト13との位相を変化させる位相調整機構62と、該
位相調整機構62への動作油圧の供給を制御するコント
ロールバルブ63とからなる。
ロケット61に内蔵のプランジャ64のフロント側(図
9で左側)に油圧を供給するフロント側油圧通路65
と、前記プランジャ64のリア側(図9で右側)に油圧
を供給するリア側油圧通路66とが設けられている。
でカムスプロケット61及びカムシャフト13と噛み合
っており、フロント側に供給される油圧とリア側に供給
される油圧とのバランスによって、プランジャ64は回
転しながらカムシャフト13の軸方向に沿って移動す
る。このとき、カムスプロケット61は、図示しないタ
イミングチェーン(又はタイミングベルト)によって固
定されるから、カムシャフト13側がプランジャ64と
共に回転し、カムスプロケット61とカムシャフト13
との位相位置が変化することになり、本実施形態では、
プランジャ64をカムシャフト13に近づける方向(図
9の右方向)に移動させると、カムシャフト13の回転
位相は進角方向に変化し、逆に、プランジャ64をカム
シャフト13から離れる方向(図9の左方向)に移動さ
せると、カムシャフト13の回転位相は遅角方向に変化
するようになっている。
から離れる方向(遅角側)に付勢するリターンスプリン
グ68が設けられている。プランジャ64のフロント側
及びリア側に対する供給油圧を制御する前記コントロー
ルバルブ63は、リニアソレノイド69とスプール弁7
0とからなり、リニアソレノイド69によってスプール
弁70の位置を変化させることで、フロント側油圧通路
65を介してプランジャ64のフロント側に供給される
油圧と、リア側油圧通路66を介してプランジャ64の
リア側に供給される油圧とを制御する。
ントローラ102によってその通電のON・OFFがデ
ューティ制御されるようになっており、デューティ比
(ON時間割合)が0%(通電停止時状態)のときに
は、専らプランジャ64のリア側に油圧が供給されると
共に、フロント側の油圧がドレインされ、カムシャフト
13は最遅角位置(最小オーバーラップ位置)に制御さ
れる一方、デューティ比が100 %(連続通電状態)のと
きには、専らプランジャ64のフロント側に油圧が供給
されると共に、リア側の油圧がドレインされ、カムシャ
フト13は最進角位置(最大オーバーラップ位置)に制
御される。そして、デューティを0〜100 %の間で変化
させることで、フロント側の油圧とリア側の油圧とのバ
ランスが変化し、最遅角位置と最進角位置との間の目標
位置に制御することができるようになっている。
(機関駆動される油圧ポンプ)を示し、符号「72」は
スプール弁70からのドレイン通路を示す。ところで、
上記可変動弁装置においては、目標のバルブ特性(目標
作動角、目標カムシャフト回転位相)を得るべく、コン
トローラ102がアクチュエータ101及びリニアソレ
ノイド69を制御するが、実際の作動角及びカムシャフ
ト回転位相を検出した結果に基づいてアクチュエータ1
01及びリニアソレノイド69をフィードバック制御す
るようになっており、以下に、作動角(制御シャフト1
6の実際の回転位置)及びカムシャフト回転位相を検出
する構成について説明する。
出のために、前記ロッカアーム18又は揺動カム20が
所定の揺動位置になったときに検出信号を出力する揺動
位置センサ116を設けてある。
(A),(B)に示すように、前記ロッカアーム18の
一端部18b(パターン2)、前記ロッカアーム18の
他端部18c(パターン3)、又は、揺動カム20の揺
動支点(カムシャフト13)を挟んでピン29と略対向
する位置(パターン1)のいずれかに設けられた突起部
117と、前記ロッカアーム18又は揺動カム20の揺
動途中で前記突起部117が横切る位置に固定されるホ
ール素子ICセンサ等の非接触式センサ118とから構
成される。
1に示すように、吸気弁のリフト前に検出信号BS(1
回目の検出信号)を出力すると共に、リフト後にも検出
信号AS(2回目の検出信号)を出力する構成であっ
て、カムシャフト13の1回転当たり2回検出信号を出
力する。しかも、前記2回の検出信号は、最大リフト位
置を中心として前後に同じ角度だけ離れた位置で出力さ
れる。
信号REFは、カムシャフト13の1回転当たり1回出
力され、揺動位置センサ116の検出信号BS,ASと
前記基準信号REFとの出力タイミングは、図12に示
すようになる。
BS,ASの位相差が機械的な関係から作動角に一意に
対応し、基準信号REFと揺動位置センサ116の各検
出信号BS,ASそれぞれとの位相差D1,D2(°)
を計測させる構成とした場合、カムシャフト13の回転
位相を固定とすると、図13に示すように吸気弁の作動
角に対応して前記位相差D1,D2(°)が変化する。
フト13の回転位相に応じて変化するが、前記位相差D
1,D2(°)の差分(D2−D1)として求められる
検出信号BS,ASの位相差は、前述のように、機械的
な関係から作動角に一意に対応するので、前記位相差D
1,D2(°)を計測してその差分を求めれば、作動角
を検出することができる。
ムシャフト13の回転位相に応じて変化するが、リフト
量が変化しても開弁期間の中央位置がカムシャフト13
の所定回転位置に固定であるので(図11参照)、前記
位相差D1,D2(°)と作動角とに基づき、クランク
シャフトの基準角度位置から、開弁期間の中央位置であ
るカムシャフト13の所定回転位置までの位相差、即
ち、カムシャフト13の回転位相を求めることができ
る。
Fの発生時点において0リセットさせたカウンタtを、
前記ポジション信号POS毎にカウントアップさせ、揺
動位置センサ116からの1回目の検出信号(検出信号
BS)が発生した時点でのカウンタtの値を前記位相差
D1に相当する値として読取り、更に、揺動位置センサ
116からの2回目の検出信号(検出信号AS)が発生
した時点でのカウンタtの値を前記位相差D2に相当す
る値として読取り、前記位相差D1,D2の差分D2−
D1から作動角を検出する一方、該検出された作動角と
前記位相差D1(又は位相差D2)とに基づいてカムシ
ャフト13の回転位相を検出するよう構成されている
(図12参照)。
センサ116及びクランク角センサ103を用いた作動
角・カムシャフト回転位相の検出の様子を詳細に示すも
のである。
の有無を判別する。そして、基準信号REFが発生する
と、S12へ進み、カウンタtを0にリセットする。
れる毎に、前記カウンタtをカウントアップさせる。S
14では、前記揺動位置センサ116からの1回目の検
出信号(検出信号BS)の発生を判別する。前記揺動位
置センサ116から検出信号(検出信号BS)が出力さ
れるまでは、S13に戻って前記カウンタtのカウント
アップを継続させ、前記揺動位置センサ116から1回
目の検出信号(検出信号BS)が出力されると、S15
へ進む。
を、前記位相差D1に相当する値として求める(第1,
第2の位相差検出手段)。次のS16では、前記揺動位
置センサ116から2回目に出力される検出信号(検出
信号AS)に備えて、単位角度信号POSが出力される
毎にカウンタtをカウントアップさせ、S17では、前
記揺動位置センサ116からの検出信号(検出信号A
S)の発生を判別する。
出信号(検出信号AS)が出力されると、S18へ進
み、そのときのカウンタtの値を、前記位相差D2に相
当する値として求め(第1,第2の位相差検出手段)、
次のS19では、前記位相差D1,D2の差分(D2−
D1)から吸気弁の作動角を求める(第1の位相差検出
手段、作動角検出手段)。
角と前記位相差D1(第2の位相差検出手段)とに基づ
いて、クランクシャフトに対するカムシャフト13の回
転位相を検出する(回転位相検出手段)。
D2が計測される毎に検出されることになるが、下記の
ような構成とすることで、作動角の更新機会を増やすこ
とができる。
に、前記制御シャフト16の一端部に軸支された前記従
動ギヤ90の歯を非接触に検出するギヤセンサ106を
設ける。前記ギヤセンサ106は、従動ギヤ90が回転
してギヤセンサ106が設けられる部分を横切ると、パ
ルス信号(モータギヤ信号)を発生するようになってい
る。尚、前記ギヤセンサ106として、ホール素子IC
センサを用いることができる。
5〜図17のフローチャートに示すようにして、前記位
相差D2に基づく作動角が検出される間において、前記
ギヤセンサ106の検出信号に基づき作動角を更新す
る。
(ms)毎に実行されるようになっており、S31では、前
記ギヤセンサ106で検出される歯数のカウント値Cを
読み込む。
の図16のフローチャートによってカウントアップ又は
カウントダウンされる。図16のフローチャートは、ギ
ヤセンサ106から歯の検出信号が出力される毎に実行
されるようになっており、S41では、アクチュエータ
101が作動角を増大させる方向に制御されているか、
逆に、作動角を減少させる方向に制御されているかを判
断する。かかる判断は、例えば前記アクチュエータ10
1が電気式のものであれば、電流の向きによって行え
る。
されていると判断されたときには、S42へ進み、カウ
ント値Cを1だけカウントアップさせ、S41で、作動
角を減少させる方向に制御されていると判断されたとき
には、S43へ進み、カウント値Cを1だけカウントダ
ウンさせる。
検出するものであり、従動ギヤ90の歯は一定間隔で設
けられているので、前記カウント値Cは制御シャフト1
6がどれだけ回転したかを示すことになり、更に、制御
シャフト16の回転方向に応じてカウントアップ又はカ
ウントダウンさせることで、前記カウント値Cは、制御
シャフト16がどちらの方向にどれだけ回転したかを示
す値となる。
ウント値Cを読み込むと、S32では、最新にS31で
読み込んだカウント値Cと基準値Coldとの偏差ΔCを演
算し、次のS33では、今回S31で読み込んだカウン
ト値Cを基準値Coldにセットする。
点から今回までの制御シャフト16の回転角を示すもの
であり、前記ΔCに従動ギヤ90の歯の間隔角度を乗算
すれば実際の回転角が求められ、更に、制御シャフト1
6の回転角と吸気弁の作動角とは略比例するから、作動
角の変化分を前記偏差ΔCから求めることができる。
検出値に、前記偏差ΔCに定数kを乗算して作動角の変
化分に換算した値を加算し、作動角の検出値を更新する
(作動角更新手段)。
か検出できないが、前記位相差D1,D2の差分(D2
−D1)から吸気弁の作動角が求められるので、差分
(D2−D1)に基づいて作動角を検出してから、次
に、差分(D2−D1)に基づいて作動角が検出される
までの間における作動角の変化を、上記のようにして検
出できる。
角の検出は、前記図15のフローチャートの実行周期に
同期することなく行われるので、図17のフローチャー
トに示すように、差分(D2−D1)に基づく作動角の
検出毎に、前記カウント値C,Coldをリセットし、差
分(D2−D1)に基づいて検出された最新の作動角を
基準として、ギヤの歯数に基づく作動角の更新を行わせ
る。
では、前記図14に示したルーチンによって作動角の検
出を行わせ、S62では、前記図14に示したルーチン
のS20で作動角の検出が行われたか否かを判別する。
出が行われると、S63へ進み、前記カウント値C,C
oldをゼロリセットする。上記カウント値C,Coldのゼ
ロリセットにより、前記図16に示すルーチンでは、前
記図14に示したルーチンによる作動角の検出が行われ
てからの制御シャフト16の回転角がカウントされるこ
とになり、該カウント結果に基づいて前記図15のフロ
ーチャートに従って周期ST毎に作動角が更新される。
(図18参照)。
断面図(図2のA−A線断面図)。
斜視図。
カム面に対応したバルブリフト特性図。
断面図(図2のB−B線断面図)。
断面図(図2のB−B練断面図)。
リフトの特性図。
機構及び可変バルブタイミング機構を示す図。
を示す図。
記揺動位置センサの検出位置を示す線図。
検出信号との相関を示すタイムチャート。
検出信号との位相差D1,D2と作動角との相関を示す
線図。
フローチャート。
フローチャート。
御を示すフローチャート。
ット動作を示すフローチャート。
検出の様子を示すタイムチャート。
Claims (4)
- 【請求項1】カムシャフトと略平行に配設された制御シ
ャフトと、 該制御シャフトの外周に偏心して固定された制御カム
と、 該制御カムに揺動自在に軸支されたロッカアームと、 前記カムシャフトの回転に応じて前記ロッカアームの一
端部を揺動駆動する揺動駆動手段と、 前記ロッカアームの他端部に連係して揺動して機関弁を
開作動させる揺動カムと、 前記制御シャフトを回転駆動するアクチュエータと、 クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相
を変化させる回転位相変化手段と、を含んでなる内燃機
関の可変動弁装置において、 前記ロッカアーム又は揺動カムが所定の揺動位置にある
ことを検出するセンサであって、前記カムシャフトの1
回転当たり検出信号を2回出力する揺動位置センサと、 該揺動位置センサからの1回目の検出信号と2回目の検
出信号との位相差を計測する第1の位相差検出手段と、 該第1の位相差計測手段で計測された位相差に基づいて
前記機関弁の作動角を検出する作動角検出手段と、 前記クランクシャフトの回転に同期して基準信号を出力
する基準角センサと、 前記基準信号と前記揺動位置センサの検出信号との位相
差を計測する第2の位相差検出手段と、 該第2の位相差計測手段で計測された位相差と前記作動
角検出手段で検出された作動角とに基づいて、前記カム
シャフトの回転位相を検出する回転位相検出手段と、 を含んでなる内燃機関の可変動弁装置における制御位置
検出装置。 - 【請求項2】前記揺動駆動手段が、 前記カムシャフトの外周に偏心して固定された回転カム
と、 基端部に前記回転カムが回転自在に嵌合される嵌合穴を
有すると共に、先端部が前記ロッカアームの一端部と回
転自在に連係するリンクアームと、 から構成されると共に、前記揺動カムが、前記カムシャ
フトに揺動自在に軸支されることを特徴とする請求項1
記載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装
置。 - 【請求項3】前記第1の位相差検出手段が、前記基準信
号から前記揺動位置センサの1回目の検出信号及び2回
目の検出信号までの位相差をそれぞれに計測し、該計測
した位相差の差分として1回目の検出信号と2回目の検
出信号との位相差を算出することを特徴とする請求項1
又は2記載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置
検出装置。 - 【請求項4】前記アクチュエータが、ギヤを介して前記
制御シャフトを回転駆動する構成であり、 前記ギヤの歯を検出するギヤセンサと、 前記作動角検出手段により作動角が検出された時点を基
準として、前記ギヤセンサで検出されたギヤの歯数を計
数する歯数計数手段と、 該歯数計数手段で計数された歯数と前記作動角検出手段
により検出された作動角とによって作動角を更新する作
動角更新手段と、 を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の内燃機関の可変動弁装置における制御位置検出装
置。
Priority Applications (1)
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-
1999
- 1999-09-20 JP JP26580199A patent/JP3857473B2/ja not_active Expired - Fee Related
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