JP2003222035A - Diagnosis device of variable valve timing mechanism - Google Patents
Diagnosis device of variable valve timing mechanismInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、機関弁(吸・排気
バルブ)のバルブタイミングを変化させる可変バルブタ
イミング機構の診断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic device for a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of an engine valve (intake / exhaust valve).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、可変バルブタイミング機構とし
て、内燃機関の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ことによって、機関弁の開閉タ
イミングをクランク角に対して進角側及び遅角側に変化
させる構成のものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable valve timing mechanism, an opening / closing timing of an engine valve is changed to an advance side and a retard side with respect to a crank angle by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine. It is known to have a configuration that allows it.
【0003】例えば、特開2001−041013号公
報に開示される可変バルブタイミング機構は、内燃機関
のクランクシャフトから回転を伝達される駆動回転体
と、カムシャフト側の従動回転体とが組付角調整機構を
介して同軸に連結され、前記組付角調整機構によって前
記駆動回転体と従動回転体との組付角度を変化させるこ
とで、機関弁のバルブタイミングを変化させる構成であ
って、前記組付角調整機構が、一端の回転部が駆動回転
体と従動回転体との一方に回転可能に連結されると共
に、他端のスライド部が駆動回転体と従動回転体との他
方に設けられた径方向ガイドにより径方向にスライド可
能に連結されたリンクアームを備え、前記スライド部の
径方向の移動に伴って回転部の位置が周方向に相対変位
して、駆動回転体と従動回転体との組付角度が相対的に
変化するように構成され、前記リンクアームのスライド
部が係合する渦巻き状ガイドが形成されたガイドプレー
トの相対回転角を電磁ブレーキの制動力で制御すること
で、前記スライド部を径方向に変位させ、以って、バル
ブタイミングを進・遅角変位させるようになっている。For example, in the variable valve timing mechanism disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-041013, a drive rotary body to which rotation is transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine and a driven rotary body on a camshaft side are attached at an assembly angle. A configuration in which the valve timing of the engine valve is changed by coaxially connecting via an adjusting mechanism, and by changing the assembling angle of the drive rotating body and the driven rotating body by the assembling angle adjusting mechanism, In the assembly angle adjusting mechanism, one end of the rotating portion is rotatably connected to one of the driving rotating body and the driven rotating body, and the other sliding portion is provided at the other of the driving rotating body and the driven rotating body. A link arm slidably connected in the radial direction by a radial guide, the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction as the sliding portion moves in the radial direction, and the rotating body and the driven rotating body are moved. The relative rotation angle of the guide plate, which is configured so that the assembling angle with the rotating body is relatively changed, and on which the spiral guide engaged with the sliding portion of the link arm is formed, is controlled by the braking force of the electromagnetic brake. As a result, the slide portion is displaced in the radial direction, and thereby the valve timing is advanced / retarded.
【0004】以下、上記構成の組付角調整機構を備えた
可変バルブタイミング機構を、スパイラルラジアルリン
ク式と称するものとする。Hereinafter, the variable valve timing mechanism provided with the assembly angle adjusting mechanism having the above construction will be referred to as a spiral radial link type.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に電磁ブレーキによって遅角・進角制御を行う可変バル
ブタイミング機構では、前記電磁ブレーキの摩擦面の摩
耗,コイル電流の低下,ブレーキ動作におけるフリクシ
ョン増加などの異常が発生すると、制御応答が遅くなっ
たり、バルブタイミングの変更が不能になるなどの問題
が生じる。By the way, in the variable valve timing mechanism for controlling the retard angle / advance angle by the electromagnetic brake as described above, the friction surface of the electromagnetic brake is worn, the coil current is reduced, and the friction in the brake operation is increased. When an abnormality such as an increase occurs, problems occur such as a slow control response and the inability to change the valve timing.
【0006】前記特開2001−041013号公報に
開示されたスパイラルラジアルリンク式の可変バルブタ
イミング機構では、ゼンマイばねによってガイドプレー
トがバルブタイミングの遅角方向に付勢される構成であ
るため、電磁ブレーキをオフすることで、ゼンマイばね
の付勢力によって最遅角位置に戻ることになるが、本出
願人が先に出願した特願2001−319908号のよ
うに、2つの電磁ブレーキで進角方向及び遅角方向の制
御をそれぞれ行う場合には、電磁ブレーキの摩耗等によ
ってバルブタイミングを最遅角位置に戻すことができな
くなってしまう可能性があるため、制御不能になる前の
段階で摩耗の進行を判断することが望まれる。In the spiral radial link type variable valve timing mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-041013, since the guide plate is biased in the retard direction of the valve timing by the spring, the electromagnetic brake is used. When turned off, the spring is returned to the most retarded position by the urging force of the mainspring. However, as in Japanese Patent Application No. 2001-319908 previously filed by the applicant, two electromagnetic brakes are used to advance and When controlling in the retard direction, it may not be possible to return the valve timing to the most retarded position due to wear of the electromagnetic brake, etc., so wear progresses before the control becomes uncontrollable. It is desirable to judge.
【0007】ここで、回転位相制御の応答性から電磁ブ
レーキの摩耗等の異常を診断する方法が考えられるが、
係る診断方法ではバルブタイミングの変化時でないと診
断が行えないため、診断の機会を充分に確保することが
困難であり、また、診断頻度を確保するために強制的に
バルブタイミングを変化させる構成とすると、要求のバ
ルブタイミングからずれることで運転性に悪影響を及ぼ
す可能性があるという問題がある。Here, a method of diagnosing an abnormality such as wear of the electromagnetic brake from the response of the rotation phase control is conceivable.
With such a diagnostic method, it is difficult to secure a sufficient opportunity for diagnosis because the diagnosis can be performed only when the valve timing is changed, and the valve timing is forcibly changed to secure the diagnosis frequency. Then, there is a problem that the drivability may be adversely affected by the deviation from the required valve timing.
【0008】そこで、本発明は、2つの電磁ブレーキで
進角方向及び遅角方向の制御を行う可変バルブタイミン
グ機構において、診断機会を充分に確保でき、かつ、運
転性に悪影響を与えることなく、電磁ブレーキの摩耗等
の異常を診断できる診断装置を提供することを目的とす
る。Therefore, in the variable valve timing mechanism of the present invention in which the two electromagnetic brakes control the advancing direction and the retarding direction, a sufficient opportunity for diagnosis can be secured, and the drivability is not adversely affected. An object of the present invention is to provide a diagnostic device that can diagnose abnormalities such as wear of an electromagnetic brake.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】そのため請求項1記載の
発明は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャ
フトの回転位相を2つの電磁ブレーキの制動力によって
進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁のバ
ルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構
において、前記2つの電磁ブレーキを強制的に同時作動
させ、該同時作動状態での発生トルクの差に基づいて、
前記可変バルブタイミング機構の異常の有無を診断する
構成とした。Therefore, according to the invention of claim 1, the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the internal combustion engine is changed in the advance direction and the retard direction by the braking force of the two electromagnetic brakes. In a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of an engine valve, the two electromagnetic brakes are forcibly and simultaneously actuated, and based on the difference in torque generated in the simultaneous actuation state,
The configuration is such that the presence or absence of abnormality of the variable valve timing mechanism is diagnosed.
【0010】上記構成によると、2つの電磁ブレーキを
強制的に同時作動させて、回転位相の進角方向への駆動
トルクと遅角方向への駆動トルクを同時に発生させる。
ここで、摩耗等の異常が一方で進行していれば、両駆動
トルクに差が生じることになるため、前記駆動トルクの
差に基づいて可変バルブタイミング機構の異常(摩耗,
コイル電流低下,フリクション増大等)を診断する。According to the above structure, the two electromagnetic brakes are forcibly operated simultaneously to generate the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction of the rotational phase at the same time.
Here, if an abnormality such as wear progresses on the other hand, a difference occurs between both drive torques. Therefore, the variable valve timing mechanism abnormality (wear,
Coil current drop, friction increase, etc.) are diagnosed.
【0011】請求項2記載の発明では、前記2つの電磁
ブレーキを強制的に同時作動させたときの前記回転位相
の変化に基づいて、前記可変バルブタイミング機構の異
常の有無を診断する構成とした。上記構成によると、2
つの電磁ブレーキにおける駆動トルクの差によって、回
転位相が変化することになるので、同時作動時に発生す
る回転位相の変化に基づいて異常の発生を診断する。According to a second aspect of the present invention, the presence or absence of abnormality of the variable valve timing mechanism is diagnosed based on the change in the rotational phase when the two electromagnetic brakes are forcibly operated simultaneously. . According to the above configuration, 2
Since the rotation phase changes due to the difference in drive torque between the two electromagnetic brakes, the occurrence of abnormality is diagnosed based on the change in rotation phase that occurs during simultaneous operation.
【0012】請求項3記載の発明では、前記2つの電磁
ブレーキによる進角方向駆動トルク,遅角方向駆動トル
クが正常時に同一となる診断用制御信号に基づいて前記
2つの電磁ブレーキを同時に作動させ、このときの回転
位相の変化量が所定以上であるときに、前記可変バルブ
タイミング機構の異常を判定する構成とした。上記構成
によると、正常時(摩耗等のない状態)であれば進角方
向駆動トルク,遅角方向駆動トルクが同一となる診断用
制御信号を与えたときに、実際に正常であれば回転位相
は変化しないが、異常(摩耗等)が生じていれば、駆動
トルクに差が生じて回転位相が変化することになるの
で、回転位相が所定以上に変化するか否かに基づいて、
異常(摩耗等)の有無を判断する。According to a third aspect of the present invention, the two electromagnetic brakes are simultaneously actuated based on a diagnostic control signal in which the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction by the two electromagnetic brakes are the same when normal. When the amount of change in the rotational phase at this time is equal to or greater than a predetermined value, the variable valve timing mechanism is determined to be abnormal. According to the above configuration, the rotation phase is actually normal when the diagnostic control signal is given when the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction are the same under normal conditions (without wear etc.). Does not change, but if an abnormality (wear etc.) occurs, a difference in drive torque will occur and the rotation phase will change. Therefore, based on whether the rotation phase changes more than a predetermined value,
Determine whether there is any abnormality (wear, etc.).
【0013】請求項4記載の発明では、前記2つの電磁
ブレーキによる進角方向駆動トルク,遅角方向駆動トル
クが正常時に同一となる診断用制御信号に基づいて前記
2つの電磁ブレーキを同時に作動させ、このときの回転
位相の変化速度が所定以上であるときに、前記可変バル
ブタイミング機構の異常を判定する構成とした。上記構
成によると、正常時(摩耗等のない状態)であれば進角
方向駆動トルク,遅角方向駆動トルクが同一となる診断
用制御信号を与えたときに、実際に正常であれば回転位
相は変化しないが、異常(摩耗等)が生じていれば、駆
動トルクに差が生じて回転位相が変化することになるの
で、回転位相が所定以上の速度で変化するか否かに基づ
いて、異常(摩耗等)の有無を判断する。According to a fourth aspect of the present invention, the two electromagnetic brakes are simultaneously actuated on the basis of a diagnostic control signal in which the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction by the two electromagnetic brakes are the same when normal. When the change speed of the rotation phase at this time is equal to or higher than a predetermined value, the variable valve timing mechanism is determined to be abnormal. According to the above configuration, the rotation phase is actually normal when the diagnostic control signal is given when the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction are the same under normal conditions (without wear etc.). Does not change, but if an abnormality (wear etc.) occurs, a difference in driving torque will occur and the rotation phase will change. Therefore, based on whether the rotation phase changes at a predetermined speed or more, Determine whether there is any abnormality (wear, etc.).
【0014】請求項5記載の発明では、前記診断用制御
信号を、カムシャフト側からの入力トルクに応じて設定
する構成とした。上記構成によると、カムシャフト側か
らの入力トルク(反力)によって実際に回転位相を変化
させる方向に作用するトルクが影響を受ける場合、前記
入力トルクの変化に応じて診断用制御信号を設定して、
正常であれば回転位相を変化させることのなく、異常発
生によって回転位相を変化させる制御信号を与える。According to a fifth aspect of the present invention, the diagnostic control signal is set according to the input torque from the camshaft side. According to the above configuration, when the torque acting in the direction of actually changing the rotation phase is affected by the input torque (reaction force) from the camshaft side, the diagnostic control signal is set according to the change of the input torque. hand,
If normal, it does not change the rotation phase, but gives a control signal that changes the rotation phase when an abnormality occurs.
【0015】請求項6記載の発明では、前記診断用制御
信号を、前記2つの電磁ブレーキそれぞれの温度特性に
応じて設定する構成とした。上記構成によると、電磁ブ
レーキのコイル温度のよってコイルに流れる駆動電流が
変化し、以って、発生トルクが変化することに対応して
診断用制御信号を設定し、正常であれば回転位相を変化
させることのなく、異常発生によって回転位相を変化さ
せる制御信号を与える。According to a sixth aspect of the present invention, the diagnostic control signal is set according to the temperature characteristics of each of the two electromagnetic brakes. According to the above configuration, the drive current flowing through the coil changes depending on the coil temperature of the electromagnetic brake, and the diagnostic control signal is set in response to the change in the generated torque. A control signal for changing the rotation phase when an abnormality occurs is applied without changing it.
【0016】請求項7記載の発明では、前記2つの電磁
ブレーキを強制的に同時作動させると共に、前記回転位
相が一定位置を保持するように、各電磁ブレーキの制御
信号をフィードバック制御し、前記回転位相が一定位置
を保持するときの各電磁ブレーキの制御信号の差に基づ
いて、前記可変バルブタイミング機構の異常の有無を診
断する構成とした。According to a seventh aspect of the present invention, the two electromagnetic brakes are forcibly actuated simultaneously, and the control signals of the respective electromagnetic brakes are feedback-controlled so that the rotation phase maintains a constant position, and the rotation is controlled. The configuration is such that the presence or absence of abnormality of the variable valve timing mechanism is diagnosed based on the difference between the control signals of the respective electromagnetic brakes when the phase is maintained at a constant position.
【0017】上記構成によると、2つの電磁ブレーキを
同時作動させたときに回転位相が変化すると、該回転位
相の変化を吸収するように、電磁ブレーキの制御信号を
フィードバック制御し、各電磁ブレーキの制御信号を、
回転位相を変化させることがないように、即ち、回転位
相を変化させる方向に作用するトルクが同一となるよう
に調整する。そして、回転位相が変化しないように調整
された状態での制御信号の差が、正常時のレベルを超え
異常状態を吸収していると認められるほどに大きい場合
に、異常の発生判断する。According to the above structure, when the rotational phase changes when two electromagnetic brakes are simultaneously operated, the control signal of the electromagnetic brake is feedback-controlled so as to absorb the change in the rotational phase, and the electromagnetic brake control signals of the respective electromagnetic brakes are controlled. Control signal,
It is adjusted so that the rotation phase is not changed, that is, the torques acting in the direction of changing the rotation phase are the same. Then, when the difference between the control signals in the state where the rotation phase is adjusted so as not to change is large enough to exceed the normal level and the abnormal state is absorbed, it is determined that an abnormality has occurred.
【0018】請求項8記載の発明では、前記回転位相の
目標の変化が所定値以下である状態が所定時間以上継続
しているときに、前記2つの電磁ブレーキを同時に作動
させて診断を行う構成とした。上記構成によると、機関
の運転条件から要求される目標回転位相に変化がない状
態で安定していれば、2つの電磁ブレーキを同時に作動
させて診断を行わせるが、目標回転位相が変化している
ときには、運転条件から要求される回転位相が得られる
ように診断を停止させる。According to an eighth aspect of the present invention, when the change of the target of the rotational phase is below a predetermined value and continues for a predetermined time or more, the two electromagnetic brakes are simultaneously operated to perform diagnosis. And According to the above configuration, if the target rotation phase required from the engine operating conditions is stable and stable, the two electromagnetic brakes are simultaneously operated to perform diagnosis, but the target rotation phase changes. If so, the diagnosis is stopped so that the rotation phase required from the operating conditions can be obtained.
【0019】請求項9記載の発明では、前記可変バルブ
タイミング機構が、内燃機関のクランクシャフトから回
転を伝達される駆動回転体と、カムシャフト側の従動回
転体とが組付角調整機構を介して同軸に連結され、前記
組付角調整機構によって前記駆動回転体と従動回転体と
の組付角度を変化させることで、機関弁のバルブタイミ
ングを変化させる構成であって、前記組付角調整機構
が、一端の回転部が前記駆動回転体と従動回転体との一
方に回転可能に連結されると共に、他端のスライド部が
前記駆動回転体と従動回転体との他方に設けられた径方
向ガイドにより径方向にスライド可能に連結されるリン
クアームを備え、前記スライド部を径方向に変位させる
渦巻き状ガイドが形成されたガイドプレートを、2つの
電磁ブレーキによって前記駆動回転体に対して減速方向
及び増速方向に相対回転させることによって、前記回転
部の位置を周方向に相対変位させ、前記駆動回転体と従
動回転体との組付角度を変化させる構成とした。According to a ninth aspect of the present invention, in the variable valve timing mechanism, the driving rotary body to which rotation is transmitted from the crankshaft of the internal combustion engine and the driven rotary body on the camshaft side are provided with an assembly angle adjusting mechanism. Is connected coaxially, and the valve timing of the engine valve is changed by changing the assembling angle between the drive rotating body and the driven rotating body by the assembling angle adjusting mechanism. The mechanism has a diameter in which a rotating portion at one end is rotatably connected to one of the drive rotating body and the driven rotating body, and a slide portion at the other end is provided at the other of the drive rotating body and the driven rotating body. A guide plate provided with a link arm slidably connected in a radial direction by a direction guide and having a spiral guide for displacing the sliding portion in a radial direction is provided by two electromagnetic brakes. A configuration in which the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction by rotating the drive rotating body relative to the decelerating direction and the accelerating direction to change the assembly angle between the drive rotating body and the driven rotating body. And
【0020】上記構成によると、2つの電磁ブレーキの
制動力を作用させることで、ガイドプレートが、駆動回
転体に対して減速方向及び増速方向に相対回転し、これ
によってスライド部が径方向に変位すると共に、回転部
の位置が周方向に相対変位し、前記駆動回転体と従動回
転体との組付角度(クランクシャフトに対するカムシャ
フトの回転位相)が変化する構成の可変バルブタイミン
グ機構において、前記ガイドプレートを相対回転させる
2つの電磁ブレーキを同時に作動させ、このときの発生
トルクの差に基づいて、可変バルブタイミング機構の異
常(摩耗,コイル電流低下,フリクション増大等)が診
断される。According to the above structure, by applying the braking force of the two electromagnetic brakes, the guide plate relatively rotates with respect to the driving rotor in the deceleration direction and the acceleration direction, whereby the slide portion is radially moved. In the variable valve timing mechanism having a configuration in which the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction while being displaced, and the assembling angle (rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft) between the drive rotor and the driven rotor changes Two electromagnetic brakes that relatively rotate the guide plate are simultaneously actuated, and an abnormality (wear, coil current decrease, friction increase, etc.) of the variable valve timing mechanism is diagnosed based on the difference in torque generated at this time.
【0021】請求項10記載の発明では、前記ガイドプ
レートが、キャリア部材を入力要素とし、サンギヤとリ
ングギヤとの一方を出力要素、他方をフリー要素とする
遊星歯車機構を介して回転伝達される構成であって、前
記2つの電磁ブレーキの一方が前記出力要素に制動を与
え、他方が前記フリー要素に制動を与える構成とした。According to a tenth aspect of the invention, the guide plate is rotationally transmitted through a planetary gear mechanism having a carrier member as an input element, one of a sun gear and a ring gear as an output element, and the other as a free element. In addition, one of the two electromagnetic brakes applies braking to the output element and the other applies braking to the free element.
【0022】上記構成によると、出力要素に制動を与え
る電磁ブレーキの作動によって出力要素が減速され、フ
リー要素に制動を与える電磁ブレーキの作動によって出
力要素が増速されることで、2つの電磁ブレーキにより
遅角方向・進角方向への制御が行われ、かつ、前記2つ
の電磁ブレーキを同時に作動させたときの発生トルクの
差に基づいて、可変バルブタイミング機構の異常(電磁
ブレーキの摩耗)が診断される。According to the above structure, the output element is decelerated by the operation of the electromagnetic brake that applies the braking to the output element, and the output element is accelerated by the operation of the electromagnetic brake that applies the braking to the free element. Control in the retard direction / advance direction is performed, and based on the difference in torque generated when the two electromagnetic brakes are simultaneously actuated, abnormality of the variable valve timing mechanism (electromagnetic brake wear) is detected. To be diagnosed.
【0023】[0023]
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、2つの電
磁ブレーキを同時に作動させたときの発生トルクの差に
基づいて診断を行わせるので、回転位相の大きな変化を
伴わない診断が可能で、充分な頻度でかつ運転性に悪影
響を与えることなく、摩耗等の異常を診断できるという
効果がある。According to the first aspect of the present invention, the diagnosis is performed based on the difference between the torques generated when the two electromagnetic brakes are simultaneously actuated. Therefore, the diagnosis can be performed without a large change in the rotational phase. There is an effect that abnormality such as wear can be diagnosed with sufficient frequency and without adversely affecting drivability.
【0024】請求項2〜4記載の発明によると、2つの
電磁ブレーキを同時に作動させたときの回転位相の変化
から、摩耗等による発生トルクの変化を推定でき、充分
な頻度でかつ運転性に悪影響を与えることなく、摩耗等
の異常を診断できるという効果がある。請求項5記載の
発明によると、カムシャフト側からの入力トルクの影響
を考慮して、正常時であれば回転位相の変化を発生させ
ることのない制御信号で同時作動を行わせることができ
るという効果がある。According to the second to fourth aspects of the invention, it is possible to estimate the change in the generated torque due to wear or the like from the change in the rotational phase when the two electromagnetic brakes are simultaneously actuated. There is an effect that abnormality such as wear can be diagnosed without adversely affecting. According to the invention described in claim 5, in consideration of the influence of the input torque from the camshaft side, the simultaneous operation can be performed by the control signal that does not cause the change of the rotation phase in the normal state. effective.
【0025】請求項6記載の発明によると、電磁ブレー
キの温度特性による発生トルクの変化を考慮して、正常
時であれば回転位相の変化を発生させることのない制御
信号で同時作動を行わせることができるという効果があ
る。請求項7記載の発明によると、異常時であっても回
転位相を変化させることなく、診断を行えるという効果
がある。According to the sixth aspect of the present invention, in consideration of the change in the generated torque due to the temperature characteristic of the electromagnetic brake, the simultaneous operation is performed by the control signal that does not change the rotational phase under normal conditions. The effect is that you can. According to the invention described in claim 7, there is an effect that the diagnosis can be performed without changing the rotation phase even at the time of abnormality.
【0026】請求項8記載の発明によると、運転条件か
ら要求される回転位相に制御しつつ、診断を行わせるこ
とができるという効果がある。請求項9記載の発明によ
ると、渦巻き状ガイドが形成されたガイドプレートを、
2つの電磁ブレーキによってクランクシャフト側に対し
て減速方向及び増速方向に相対回転させることで、バル
ブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構に
おいて、充分な頻度でかつ運転性に悪影響を与えること
なく、摩耗等の異常を診断できるという効果がある。According to the invention described in claim 8, there is an effect that the diagnosis can be performed while controlling the rotational phase required from the operating condition. According to the invention of claim 9, a guide plate having a spiral guide is formed,
In the variable valve timing mechanism that changes the valve timing by rotating the crankshaft side relative to each other in the deceleration direction and the acceleration direction by two electromagnetic brakes, the variable valve timing mechanism wears at a sufficient frequency without adversely affecting the drivability. It is effective in diagnosing such abnormalities.
【0027】請求項10記載の発明によると、遊星歯車
機構を用いることで2つの電磁ブレーキによる増速・減
速を行わせる機構において、充分な頻度でかつ運転性に
悪影響を与えることなく、摩耗等の異常を診断できると
いう効果がある。According to the tenth aspect of the present invention, in a mechanism that accelerates and decelerates by two electromagnetic brakes by using a planetary gear mechanism, wear and the like occur at a sufficient frequency and without adversely affecting drivability. There is an effect that the abnormality of can be diagnosed.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図1は、実施形態における車両用内
燃機関の構成図であり、内燃機関101の吸気管102
には、スロットルモータ103aでスロットルバルブ1
03bを開閉駆動する電子制御スロットル104が介装
され、該電子制御スロットル104及び吸気バルブ10
5を介して、燃焼室106内に空気が吸入される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle internal combustion engine according to an embodiment, and an intake pipe 102 of the internal combustion engine 101.
The throttle motor 103a and throttle valve 1
An electronically controlled throttle 104 for opening and closing 03b is interposed, and the electronically controlled throttle 104 and the intake valve 10 are provided.
Air is sucked into the combustion chamber 106 via No. 5.
【0029】燃焼排気は燃焼室106から排気バルブ1
07を介して排出され、フロント触媒108及びリア触
媒109で浄化された後、大気中に放出される。前記吸
気バルブ105及び排気バルブ107は、それぞれ排気
側カムシャフト110,吸気側カムシャフト134に設
けられたカムによって開閉駆動されるが、吸気側カムシ
ャフト134には、クランクシャフト120に対する回
転位相を変化させることで、バルブタイミングを変化さ
せるスパイラルラジアルリンク式の可変バルブタイミン
グ機構VTC113が設けられている。Combustion exhaust is discharged from the combustion chamber 106 to the exhaust valve 1.
It is discharged via 07, purified by the front catalyst 108 and the rear catalyst 109, and then discharged into the atmosphere. The intake valve 105 and the exhaust valve 107 are opened and closed by cams provided on the exhaust side cam shaft 110 and the intake side cam shaft 134, respectively, and the intake side cam shaft 134 changes the rotational phase with respect to the crankshaft 120. The variable valve timing mechanism VTC113 of the spiral radial link type that changes the valve timing by performing the above is provided.
【0030】尚、本実施形態では吸気バルブ側にのみ可
変バルブタイミング機構VTC113を備える構成とし
たが、吸気バルブ側に代えて、又は、吸気バルブ側と共
に、排気バルブ側に可変バルブタイミング機構VTC1
13を備える構成であっても良い。また、各気筒の吸気
バルブ105上流側の吸気ポート130には、電磁式の
燃料噴射弁131が設けられ、該燃料噴射弁131は、
前記ECU114からの噴射パルス信号によって開弁駆
動されると、所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ1
05に向けて噴射する。In the present embodiment, the variable valve timing mechanism VTC113 is provided only on the intake valve side, but instead of the intake valve side or together with the intake valve side, the variable valve timing mechanism VTC1 is provided on the exhaust valve side.
A configuration including 13 may be used. Further, an electromagnetic fuel injection valve 131 is provided in the intake port 130 on the upstream side of the intake valve 105 of each cylinder, and the fuel injection valve 131 is
When the valve is driven to open by the injection pulse signal from the ECU 114, the fuel adjusted to a predetermined pressure is supplied to the intake valve 1.
It jets toward 05.
【0031】マイクロコンピュータを内蔵するエンジン
コントロールユニット(ECU)114には、各種セン
サからの検出信号が入力され、該検出信号に基づく演算
処理によって、前記前記電子制御スロットル104,可
変バルブタイミング機構VTC113及び燃料噴射弁1
31などを制御する。前記各種センサとしては、アクセ
ル開度を検出するアクセル開度センサAPS116、機
関101の吸入空気量Qを検出するエアフローメータ1
15、クランクシャフト120から回転信号を取り出す
クランク角センサ117、スロットルバルブ103bの
開度TVOを検出するスロットルセンサ118、機関1
01の冷却水温度を検出する水温センサ119、吸気側
カムシャフト134から回転信号を取り出すカムセンサ
132などが設けられている。Detection signals from various sensors are input to an engine control unit (ECU) 114 containing a microcomputer, and the electronically controlled throttle 104, variable valve timing mechanism VTC 113 and Fuel injection valve 1
31 and the like are controlled. The various sensors include an accelerator opening sensor APS116 that detects an accelerator opening and an air flow meter 1 that detects an intake air amount Q of the engine 101.
15, a crank angle sensor 117 that extracts a rotation signal from the crankshaft 120, a throttle sensor 118 that detects the opening TVO of the throttle valve 103b, the engine 1
A water temperature sensor 119 for detecting the cooling water temperature of 01, a cam sensor 132 for extracting a rotation signal from the intake side camshaft 134, and the like are provided.
【0032】尚、前記クランク角センサ117から出力
される回転信号に基づいてECU114において機関回
転速度Neが算出される。次に、前記可変バルブタイミ
ング機構VTC113の構成を、図2〜図5に基づいて
説明する。前記可変バルブタイミング機構VTC113
は、カムシャフト134と、駆動プレート2と、組付角
調整機構4と、作動装置15と、VTCカバー6から構
成される。The engine speed Ne is calculated in the ECU 114 based on the rotation signal output from the crank angle sensor 117. Next, the configuration of the variable valve timing mechanism VTC 113 will be described with reference to FIGS. The variable valve timing mechanism VTC113
Is composed of a cam shaft 134, a drive plate 2, an assembly angle adjusting mechanism 4, an actuator 15, and a VTC cover 6.
【0033】前記駆動プレート2は、機関101(クラ
ンクシャフト120)から回転が伝達されて回転する部
材であり、前記組付角調整機構4は、前記カムシャフト
134と駆動プレート2との組付角度を変化させる機構
であって、作動装置15によって作動する。前記VTC
カバー6は、図示省略したシリンダヘッドとロッカカバ
ーの前端に跨って取り付けられて、駆動プレート2と組
付角調整機構4の前面とその周域を覆うカバーである。The drive plate 2 is a member that rotates when the rotation is transmitted from the engine 101 (crankshaft 120), and the assembly angle adjusting mechanism 4 includes an assembly angle between the camshaft 134 and the drive plate 2. And is operated by the actuating device 15. The VTC
The cover 6 is a cover that is attached across the front ends of the cylinder head and the rocker cover (not shown) and covers the front surface of the drive plate 2 and the assembly angle adjusting mechanism 4 and the peripheral area thereof.
【0034】前記カムシャフト134の前端部(図2に
おける左側)には、スペーサ8が嵌合され、更に、この
スペーサ8は、カムシャフト134のフランジ部134
fに貫通されるピン80によって回転規制されている。
また、前記カムシャフト134には、径方向に油供給孔
134rが複数貫通形成されている。A spacer 8 is fitted to the front end portion (left side in FIG. 2) of the camshaft 134. Further, the spacer 8 is provided on the flange portion 134 of the camshaft 134.
The rotation is regulated by a pin 80 penetrating through f.
Further, a plurality of oil supply holes 134r are formed through the cam shaft 134 in the radial direction.
【0035】前記スペーサ8は、図3に示すように、円
盤状の係止フランジ8aと、この係止フランジ8aの前
端面から軸方向に延びる円管部8bと、同じく係止フラ
ンジ8aの前端面であって円管部8bの基端側から外径
方向の3方に延びて軸方向と平行な圧入穴8cが形成さ
れた軸支持部8dとが形成されている。尚、上記軸支持
部8d及び圧入穴8cは、図3に示すように、それぞれ
周方向に120°毎に配置される。As shown in FIG. 3, the spacer 8 includes a disk-shaped locking flange 8a, a circular pipe portion 8b extending axially from the front end surface of the locking flange 8a, and a front end of the locking flange 8a. A shaft support portion 8d is formed which is a surface and extends from the base end side of the circular pipe portion 8b in three directions in the outer diameter direction and in which a press-fitting hole 8c parallel to the axial direction is formed. The shaft support portion 8d and the press-fitting holes 8c are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction, as shown in FIG.
【0036】また、前記スペーサ8には、油を供給する
油供給孔8rが径方向に貫通形成されている。前記駆動
プレート2は、中心に貫通穴2aが形成された円盤状に
形成されており、前記スペーサ8に対して係止フランジ
8aによって軸方向の変位を規制された状態で相対回転
自在に組み付けられている。An oil supply hole 8r for supplying oil is formed through the spacer 8 in the radial direction. The drive plate 2 is formed in a disk shape having a through hole 2a formed in the center thereof, and is rotatably assembled to the spacer 8 in a state in which axial displacement is restricted by a locking flange 8a. ing.
【0037】また、駆動プレート2は、図3に示すよう
に、その後部外周に、クランクシャフト120から図示
省略したチェーンを介して回転が伝達されるタイミング
スプロケット3が形成されている。更に、駆動プレート
2の前端面には、貫通穴2aと外周とを結んで外径方向
に3つのガイド溝2gが形成されており、前記ガイド溝
2gは、前記軸支持部8dと同様に、周方向に120°
毎に配置される。Further, as shown in FIG. 3, the drive plate 2 has a timing sprocket 3 formed on the outer periphery of the rear portion thereof, the rotation of which is transmitted from the crankshaft 120 via a chain (not shown). Further, on the front end surface of the drive plate 2, three guide grooves 2g are formed in the outer diameter direction by connecting the through hole 2a and the outer periphery, and the guide groove 2g is similar to the shaft support portion 8d. 120 ° in the circumferential direction
It is arranged for each.
【0038】また、駆動プレート2の前端面の外周部に
は、円環状のカバー部材2cが溶接或いは圧入により固
定されている。本実施形態において、従動回転体は、カ
ムシャフト134及びスペーサ8によって構成され、駆
動回転体は、タイミングスプロケット3を含む駆動プレ
ート2によって構成される。An annular cover member 2c is fixed to the outer peripheral portion of the front end surface of the drive plate 2 by welding or press fitting. In the present embodiment, the driven rotating body is constituted by the cam shaft 134 and the spacer 8, and the driving rotating body is constituted by the drive plate 2 including the timing sprocket 3.
【0039】前記組付角調整機構4は、カムシャフト1
34と駆動プレート2との前端部側に配置されて、カム
シャフト134と駆動プレート2との組付相対角度を変
更するものである。この組付角調整機構4は、図3に示
すように、3本のリンクアーム14を有している。The assembly angle adjusting mechanism 4 includes the camshaft 1
34 is arranged on the front end side of the drive plate 2 and the drive plate 2, and changes the relative angle of assembly between the cam shaft 134 and the drive plate 2. The assembly angle adjusting mechanism 4 has three link arms 14 as shown in FIG.
【0040】前記各リンクアーム14は、先端部にスラ
イド部としての円筒部14aが設けられ、また、この円
筒部14aから外径方向に延びるアーム部14bが設け
られている。前記円筒部14aには、収容孔14cが貫
通して形成されている一方、アーム部14bの基端部に
は、回動部としての回動穴14dが貫通して形成されて
いる。Each of the link arms 14 is provided with a cylindrical portion 14a as a slide portion at the tip thereof, and an arm portion 14b extending from the cylindrical portion 14a in the outer diameter direction. A housing hole 14c is formed through the cylindrical portion 14a, while a rotation hole 14d as a rotation portion is formed through the base end of the arm portion 14b.
【0041】前記リンクアーム14は、前記スペーサ8
の圧入穴8cにきつく圧入された回動ピン81に対して
回動穴14を装着して、回動ピン81を中心に回動可能
に取り付けられている。一方、リンクアーム14の円筒
部14aは、前記駆動プレート2の径方向ガイドとして
のガイド溝2gに挿入されて、駆動プレート2に対して
径方向に移動可能(スライド可能)に取り付けられてい
る。The link arm 14 includes the spacer 8
The turning hole 14 is attached to the turning pin 81 that is tightly press-fitted into the press-fitting hole 8c, and is attached so as to be rotatable about the turning pin 81. On the other hand, the cylindrical portion 14a of the link arm 14 is inserted into a guide groove 2g as a radial guide of the drive plate 2 and is attached to the drive plate 2 so as to be movable (sliding) in the radial direction.
【0042】上記構成において、円筒部14aが外力を
受けてガイド溝2gに沿って径方向にスライド変位する
と、リンクアーム14によるリンク作用により回動ピン
81が前記円筒部14aの径方向の変位量に応じた角度
だけ周方向に移動することになるもので、この回動ピン
81の変位によりカムシャフト134が駆動プレート2
に対して相対回転することになる。In the above structure, when the cylindrical portion 14a receives an external force and slides in the radial direction along the guide groove 2g, the pivot pin 81 is displaced in the radial direction of the cylindrical portion 14a by the link action of the link arm 14. The cam shaft 134 is moved by the displacement of the rotation pin 81 in the circumferential direction by an angle corresponding to the drive plate 2.
It will rotate relative to.
【0043】図4及び図5は、前記組付角調整機構4の
作動を示すもので、図4に示すように、円筒部14aが
ガイド溝2gにおいて駆動プレート2の外周側に配置さ
れているときには、基端部の回動ピン81がガイド溝2
gに近い位置に引っ張られているもので、この位置が最
遅角位置となる。一方、図5に示すように、円筒部14
aがガイド溝2gにおいて駆動プレート2の内周側に配
置されているときには、回動ピン81が周方向に押され
てガイド溝2gから離れるもので、この位置が最進角位
置となる。FIGS. 4 and 5 show the operation of the assembling angle adjusting mechanism 4. As shown in FIG. 4, the cylindrical portion 14a is arranged on the outer peripheral side of the drive plate 2 in the guide groove 2g. In some cases, the pivot pin 81 at the base end portion may cause the guide groove 2
It is pulled to a position close to g, and this position is the most retarded position. On the other hand, as shown in FIG.
When a is arranged on the inner peripheral side of the drive plate 2 in the guide groove 2g, the rotating pin 81 is pushed in the circumferential direction and moves away from the guide groove 2g, and this position is the most advanced position.
【0044】上記組付角調整機構4における前記円筒部
14aの径方向への移動は、前記作動装置15により行
われ、この作動装置15は、作動変換機構40と増減速
機構41とを備えている。前記作動変換機構40は、リ
ンクアーム14の円筒部14aに保持された球22と、
前記駆動プレート2の前面に対向して同軸に設けられた
ガイドプレート24とを備え、このガイドプレート24
の回転を前記リンクアーム14における円筒部14aの
径方向の変位に変換する機構である。The movement of the cylindrical portion 14a in the assembly angle adjusting mechanism 4 in the radial direction is performed by the actuating device 15, and the actuating device 15 includes an actuation conversion mechanism 40 and an acceleration / deceleration mechanism 41. There is. The operation conversion mechanism 40 includes a sphere 22 held by the cylindrical portion 14a of the link arm 14,
And a guide plate 24 provided coaxially to face the front surface of the drive plate 2.
Is a mechanism that converts the rotation of the above into a radial displacement of the cylindrical portion 14a of the link arm 14.
【0045】前記ガイドプレート24は、前記スペーサ
8の円管部8bの外周に金属系のブッシュ23を介して
相対回転可能に支持されている。また、前記ガイドプレ
ート24の後面には、断面略半円状で周方向の変位に伴
って径方向に変位する渦巻きガイドとしての渦巻状ガイ
ド溝28が形成され、かつ、径方向の中間部には、油の
供給を行う油供給孔24rが前後方向に貫通して形成さ
れている。The guide plate 24 is rotatably supported on the outer circumference of the circular pipe portion 8b of the spacer 8 via a metal bush 23. On the rear surface of the guide plate 24, there is formed a spiral guide groove 28 as a spiral guide which has a substantially semicircular cross section and is displaced in the radial direction along with the displacement in the circumferential direction. Is formed with an oil supply hole 24r for supplying oil penetrating in the front-rear direction.
【0046】前記渦巻状ガイド溝28には、前記球22
が係合されている。即ち、前記リンクアーム14の円筒
部14aに設けられた収容孔14cには、図2及び図3
に示すように、円盤状の支持パネル22aと、コイルス
プリング22bと、リテーナ22cと、球22とが順に
挿入されている。また、前記リテーナ22cは、前端部
に球22が飛び出した状態で支持する椀状の支持凹部2
2dが形成されていると共に、外周に前記コイルスプリ
ング22bが着座するフランジ22fが形成されてい
る。The sphere 22 is provided in the spiral guide groove 28.
Are engaged. That is, the accommodating hole 14c formed in the cylindrical portion 14a of the link arm 14 has a structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, a disc-shaped support panel 22a, a coil spring 22b, a retainer 22c, and a ball 22 are sequentially inserted. Further, the retainer 22c has a bowl-shaped supporting recess 2 that supports the ball 22 in a state where the ball 22 is projected at the front end.
2d is formed, and a flange 22f on which the coil spring 22b is seated is formed on the outer circumference.
【0047】そして、図2に示す組付状態では、コイル
スプリング22bが圧縮され、支持パネル22aが駆動
プレート2の前面に押し付けられ、かつ、前記球22が
渦巻状ガイド溝28に押し付けられて上下方向で係合す
ると共に、渦巻状ガイド溝28の延在方向には相対移動
可能となっている。また、前記渦巻状ガイド溝28は、
図4,5に示すように、駆動プレート2の回転方向Rに
沿って次第に縮径するように形成されている。In the assembled state shown in FIG. 2, the coil spring 22b is compressed, the support panel 22a is pressed against the front surface of the drive plate 2, and the sphere 22 is pressed against the spiral guide groove 28 to move up and down. Direction engagement, and relative movement is possible in the extending direction of the spiral guide groove 28. Further, the spiral guide groove 28 is
As shown in FIGS. 4 and 5, the drive plate 2 is formed so as to gradually reduce its diameter along the rotational direction R.
【0048】従って、前記作動変換機構40は、前記球
22が渦巻状ガイド溝28に係合した状態で、ガイドプ
レート24が駆動プレート2に対して回転方向Rに相対
回転すると、球22が渦巻状ガイド溝28の渦巻き形状
に沿って半径方向外側に移動し、これによりスライド部
としての円筒部14aが、図4に示す外径方向に移動
し、リンクアーム14に連結された回動ピン81がガイ
ド溝2gに近づくように引きつけられ、カムシャフト1
34は遅角方向に移動する。Therefore, in the operation conversion mechanism 40, when the guide plate 24 rotates relative to the drive plate 2 in the rotation direction R with the ball 22 engaged with the spiral guide groove 28, the ball 22 swirls. The guide portion 28 moves radially outward along the spiral shape of the guide groove 28, whereby the cylindrical portion 14a as the slide portion moves in the outer diameter direction shown in FIG. 4, and the rotating pin 81 connected to the link arm 14 is moved. Is pulled toward the guide groove 2g, and the camshaft 1
34 moves in the retard direction.
【0049】逆に、上記状態からガイドプレート24が
駆動プレート2に対して回転方向Rとは逆方向に相対回
転すると、球22は渦巻状ガイド溝28の渦巻き形状に
沿って半径方向内側に移動し、これによりスライド部と
しての円筒部14aが、図5に示す内径方向に移動し、
リンクアーム14に連結された回動ピン81がガイド溝
2gから離れる方向に押され、この場合、カムシャフト
134は進角方向に移動する。On the contrary, when the guide plate 24 rotates relative to the drive plate 2 in the direction opposite to the rotation direction R from the above state, the sphere 22 moves radially inward along the spiral shape of the spiral guide groove 28. As a result, the cylindrical portion 14a as the slide portion moves in the inner diameter direction shown in FIG.
The rotation pin 81 connected to the link arm 14 is pushed in a direction away from the guide groove 2g, and in this case, the cam shaft 134 moves in the advance direction.
【0050】次に、増減速機構41について詳細に説明
する。前記増減速機構41は、前記ガイドプレート24
を駆動プレート2に対して増速及び減速、即ち、ガイド
プレート24を駆動プレート2に対して回転方向R側に
移動(増速)させたり、ガイドプレート24を駆動プレ
ート2に対して回転方向Rとは反対側に移動(減速)さ
せたりするものであり、遊星歯車機構25と第1電磁ブ
レーキ26と第2電磁ブレーキ27とを備えている。Next, the acceleration / deceleration mechanism 41 will be described in detail. The acceleration / deceleration mechanism 41 includes the guide plate 24.
With respect to the drive plate 2, and the guide plate 24 is moved (accelerated) in the rotation direction R side with respect to the drive plate 2, or the guide plate 24 is rotated with respect to the drive plate 2 in the rotation direction R. It is moved (decelerated) to the opposite side, and is provided with a planetary gear mechanism 25, a first electromagnetic brake 26, and a second electromagnetic brake 27.
【0051】前記遊星歯車機構25は、サンギヤ30
と、リングギヤ31と、両ギヤ30,31に噛み合わさ
れたプラネタリギヤ33とを備えている。図2,図3に
示すように、前記サンギヤ30は、ガイドプレート24
の前面側の内周に一体的に形成されている。前記プラネ
タリギヤ33は、前記スペーサ8の前端部に固定された
キャリアプレート32に回転自在に支持されている。The planetary gear mechanism 25 includes a sun gear 30.
, A ring gear 31, and a planetary gear 33 meshed with both gears 30, 31. As shown in FIGS. 2 and 3, the sun gear 30 includes a guide plate 24.
Is integrally formed on the inner circumference on the front side of the. The planetary gear 33 is rotatably supported by a carrier plate 32 fixed to the front end of the spacer 8.
【0052】また、前記リングギヤ31は、前記キャリ
アプレート32の外側に回転自在に支持された環状の回
転体34の内周に形成されている。尚、前記キャリアプ
レート32は、前記スペーサ8の前端部に嵌合されて、
ワッシャ37を前端部に当接させた状態でボルト9を貫
通させてカムシャフト134に締結させて固定されてい
る。The ring gear 31 is formed on the inner circumference of an annular rotating body 34 which is rotatably supported outside the carrier plate 32. The carrier plate 32 is fitted to the front end of the spacer 8,
With the washer 37 abutting on the front end, the bolt 9 is passed through and fastened to the cam shaft 134 to be fixed.
【0053】また、前記回転体34の前端面には、前方
を向いた制動面35bを有した制動プレート35がねじ
止めされている。また、前記サンギヤ30が一体に形成
されたガイドプレート24の外周にも、前方を向いた制
動面36bを有した制動プレート36が溶接や嵌合など
により固定されている。A braking plate 35 having a braking surface 35b facing forward is screwed to the front end surface of the rotating body 34. A braking plate 36 having a braking surface 36b facing forward is also fixed to the outer periphery of the guide plate 24 integrally formed with the sun gear 30 by welding or fitting.
【0054】従って、前記遊星歯車機構25は、プラネ
タリギヤ33が自転せずにキャリアプレート32と共に
公転したとすると、第1電磁ブレーキ26ならびに第2
電磁ブレーキ27が非作動状態では、サンギヤ30とリ
ングギヤ31はフリー状態で同速回転する。この状態か
ら第1電磁ブレーキ26のみを制動作動すると、ガイド
プレート24がキャリアプレート32に対して(カムシ
ャフト134に対して)遅れる方向(図4,5のR方向
とは逆方向)に相対回転し、駆動プレート2とカムシャ
フト134とが、図5に示す進角方向に相対変位するこ
とになる。Therefore, in the planetary gear mechanism 25, if the planetary gear 33 revolves together with the carrier plate 32 without rotating, the first electromagnetic brake 26 and the second electromagnetic brake 26.
When the electromagnetic brake 27 is inactive, the sun gear 30 and the ring gear 31 rotate at the same speed in a free state. When only the first electromagnetic brake 26 is braked from this state, the guide plate 24 rotates relative to the carrier plate 32 (relative to the camshaft 134) in the direction behind (the direction opposite to the R direction in FIGS. 4 and 5). Then, the drive plate 2 and the cam shaft 134 are relatively displaced in the advance direction shown in FIG.
【0055】一方、第2電磁ブレーキ27のみを制動作
動すると、リングギヤ31のみに制動力が付与され、リ
ングギヤ31がキャリアプレート32に対して遅れ方向
に相対回転することによってプラネタリギヤ33が自転
し、このプラネタリギヤ33の自転がサンギヤ30を増
速させ、ガイドプレート24を駆動プレート2に対して
回転方向R側に相対回転し、駆動プレート2とカムシャ
フト134とが図4に示す遅角方向に相対回転すること
になる。On the other hand, when only the second electromagnetic brake 27 is braked, a braking force is applied only to the ring gear 31, and the ring gear 31 rotates relative to the carrier plate 32 in the delay direction, so that the planetary gear 33 rotates about its own axis. The rotation of the planetary gears 33 speeds up the sun gear 30, the guide plate 24 rotates relative to the drive plate 2 in the rotation direction R side, and the drive plate 2 and the camshaft 134 rotate in the retard direction shown in FIG. Will be done.
【0056】尚、本実施形態において、キャリアプレー
ト32が入力要素であり、サンギヤ30が出力要素であ
り、リングギヤ31がフリー要素となる。前記第1電磁
ブレーキ26及び第2電磁ブレーキ27は、それぞれ前
述した制動プレート36,35の制動面36b,35b
に対向するよう内外2重に配置されて、前記VTCカバ
ー6の裏面にピン26p,27pによって回転のみを規
制された浮動状態で支持された円管部材26r,27r
を有している。In this embodiment, the carrier plate 32 is an input element, the sun gear 30 is an output element, and the ring gear 31 is a free element. The first electromagnetic brake 26 and the second electromagnetic brake 27 are the braking surfaces 36b, 35b of the braking plates 36, 35 described above, respectively.
Circular pipe members 26r, 27r that are arranged in a double manner inside and outside so as to face each other and are supported on the back surface of the VTC cover 6 in a floating state in which only rotation is restricted by pins 26p, 27p.
have.
【0057】これらの円管部材26r,27rには、コ
イル26c,27cが収容されていると共に、各コイル
26c,27cへの通電時に各制動面35b,36bに
押し付けられる摩擦材26b,27bが装着されてい
る。また、各円管部材26r,27r及び各制動プレー
ト35,36は、コイル26c,27cへの通電時に磁
界を形成するために鉄などの磁性体により形成されてい
る。Coils 26c and 27c are housed in these circular pipe members 26r and 27r, and friction materials 26b and 27b that are pressed against the braking surfaces 35b and 36b when the coils 26c and 27c are energized are mounted. Has been done. The circular pipe members 26r and 27r and the braking plates 35 and 36 are made of a magnetic material such as iron so as to form a magnetic field when the coils 26c and 27c are energized.
【0058】それに対して、前記VTCカバー6は、通
電時に磁束の漏れを生じさせないために、また、摩擦材
26b,27bは、永久磁石化して非通電時に制動プレ
ート35,36に貼り付くのを防止するために、アルミ
などの非磁性体により形成されている。前記遊星歯車機
構25の出力要素としてのサンギヤ30が設けられたガ
イドプレート24と駆動プレート2の相対回動は、最遅
角位置および最進角位置において組付角ストッパ60に
より規制されるようになっている。On the other hand, since the VTC cover 6 does not cause leakage of magnetic flux when energized, the friction members 26b and 27b are made permanent magnets and adhered to the braking plates 35 and 36 when de-energized. To prevent this, it is made of a non-magnetic material such as aluminum. The relative rotation between the guide plate 24 provided with the sun gear 30 as an output element of the planetary gear mechanism 25 and the drive plate 2 is restricted by the assembly angle stopper 60 at the most retarded position and the most advanced position. Has become.
【0059】更に、前記遊星歯車機構25において、リ
ングギヤ31と一体的に設けられている制動プレート3
5と、キャリアプレート32との間には、遊星歯車スト
ッパ90が設けられている。ところで、上述した前記作
動変換機構40は、リンクアーム14の円筒部14aの
位置を保持して、駆動プレート2とカムシャフト134
との相対組付位置が変動しない構成となっているもの
で、その構成について説明する。Further, in the planetary gear mechanism 25, the braking plate 3 provided integrally with the ring gear 31.
A planetary gear stopper 90 is provided between the carrier 5 and the carrier plate 32. By the way, the operation conversion mechanism 40 described above holds the position of the cylindrical portion 14a of the link arm 14, and the drive plate 2 and the cam shaft 134 are held.
Since the relative assembly position with respect to and does not change, the configuration will be described.
【0060】前記駆動プレート2からカムシャフト13
4には、リンクアーム14およびスペーサ8を介して駆
動トルクが伝達されるが、カムシャフト134からリン
クアーム14には、機関弁(吸気バルブ105)からの
反力によるカムシャフト134の変動トルクが、回動ピ
ン81からリンクアーム14の両端の枢支点を結ぶ方向
の力Fとして入力される。From the drive plate 2 to the camshaft 13
The driving torque is transmitted to the shaft 4 through the link arm 14 and the spacer 8, but the fluctuation torque of the cam shaft 134 due to the reaction force from the engine valve (the intake valve 105) is transferred from the cam shaft 134 to the link arm 14. , Is input as a force F from the rotating pin 81 in the direction connecting the pivot points of both ends of the link arm 14.
【0061】前記リンクアーム14の円筒部14aは、
径方向ガイドとしてのガイド溝2gに沿って径方向に案
内されているとともに、円筒部14aから前面に突出し
た球22が、渦巻状ガイド溝28に係合されているた
め、各リンクアーム14を介して入力される力Fは、ガ
イド溝2gの左右の壁とガイドプレート24の渦巻状ガ
イド溝28とによって支持される。The cylindrical portion 14a of the link arm 14 is
Since the sphere 22 which is guided in the radial direction along the guide groove 2g as a radial guide and which projects from the cylindrical portion 14a to the front is engaged with the spiral guide groove 28, each link arm 14 is The force F input through the guide groove 2g is supported by the left and right walls of the guide groove 2g and the spiral guide groove 28 of the guide plate 24.
【0062】したがって、リンクアーム14に入力され
た力Fは互いに直交する二つの分力FA,FBに分解さ
れるが、これらの分力FA,FBは、渦巻状ガイド構2
8の外周側の壁と、ガイド溝2gの一方の壁とに略直交
する向きで受け止められ、リンクアーム14の円筒部1
4aがガイド溝2gに沿って移動することが阻止され、
これにより、リンクアーム14が回動することが阻止さ
れる。Therefore, the force F input to the link arm 14 is decomposed into two component forces FA and FB which are orthogonal to each other, and these component forces FA and FB are combined into the spiral guide structure 2.
The outer peripheral wall of 8 and the one wall of the guide groove 2g are received in a direction substantially orthogonal to each other, and the cylindrical portion 1 of the link arm 14 is received.
4a is prevented from moving along the guide groove 2g,
This prevents the link arm 14 from rotating.
【0063】よって、各電磁ブレーキ26,27の制動
力によってガイドプレート24が回動されてリンクアー
ム14が所定の位置に回動操作された後には、基本的に
は制動力を付与し続けなくてもリンクアーム14の位置
を維持、つまり、駆動プレート2とカムシャフト134
の回転位相をそのまま保持することができる。尚、前記
力Fは、外径方向に作用することに限られず、逆向きの
内径方向に作用することもあるが、このとき分力FA,
FBは渦巻状ガイド溝28の内周側の壁と、ガイド構2
gの他方側とに略直角の向きに受け止められる。Therefore, after the guide plate 24 is rotated by the braking force of the electromagnetic brakes 26 and 27 and the link arm 14 is rotated to a predetermined position, basically, the braking force is not continuously applied. Even if the position of the link arm 14 is maintained, that is, the drive plate 2 and the cam shaft 134 are
The rotation phase of can be maintained as it is. The force F is not limited to acting in the outer diameter direction, but may act in the opposite inner diameter direction. At this time, the component force FA,
FB is the inner wall of the spiral guide groove 28 and the guide structure 2
It is received at a right angle to the other side of g.
【0064】以下、上記可変バルブタイミング機構VT
C113の作用を説明する。クランクシャフトとカムシ
ャフト134の回転位相を遅角側に制御する場合には、
第2電磁ブレーキ27に通電する。第2電磁ブレーキ2
7に通電すると、第2電磁ブレーキ27の摩擦材27b
が制動プレート35に摩擦接触し、遊星歯車機構25の
リングギヤ31に制動力が作用し、タイミングスプロケ
ット3の回転に伴ってサンギヤ30が増速回転される。Hereinafter, the variable valve timing mechanism VT will be described.
The operation of C113 will be described. When controlling the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 134 to the retard side,
The second electromagnetic brake 27 is energized. Second electromagnetic brake 2
7, the friction material 27b of the second electromagnetic brake 27 is energized.
Comes into frictional contact with the braking plate 35, a braking force acts on the ring gear 31 of the planetary gear mechanism 25, and the sun gear 30 is rotated at an increased speed as the timing sprocket 3 rotates.
【0065】このサンギヤ30の増速回転によりガイド
プレート24が駆動プレート2に対して回転方向R側に
回転させられ、これに伴ってリンクアーム14に支持さ
れた球22が渦巻状ガイド溝28の外周側に移動する。
この遅角側への移動は、組付角ストッパ60により図4
に示す最遅角位置において規制される。The guide plate 24 is rotated in the rotation direction R side with respect to the drive plate 2 by the accelerated rotation of the sun gear 30, and the sphere 22 supported by the link arm 14 is formed with the spiral guide groove 28. Move to the outer circumference.
This movement toward the retard angle side is performed by the assembling angle stopper 60 as shown in FIG.
It is regulated at the most retarded position shown in.
【0066】更に、上述のように、リングギヤ31の回
転を第2電磁ブレーキ27により制動するにあたり、瞬
時に回転を規制するのではなく所定量の回転を許しなが
ら制動を行うもので、この回転量が所定量となると遊星
歯車ストッパ90によりリングギヤ31の回転が規制さ
れるようになっている。一方、カムシャフト134の組
付角度を進角方向に変位させるときには、第1ブレーキ
26に通電する。Further, as described above, when the rotation of the ring gear 31 is braked by the second electromagnetic brake 27, the rotation is not regulated instantaneously but is allowed while allowing a predetermined amount of rotation. The rotation of the ring gear 31 is restricted by the planetary gear stopper 90 when the value becomes a predetermined amount. On the other hand, when the mounting angle of the camshaft 134 is displaced in the advance direction, the first brake 26 is energized.
【0067】これにより、ガイドプレート24に制動力
が作用してガイドプレート24は駆動プレート2に対し
て回転方向Rとは反対方向に回動し、カムシャフト13
4は進角側に組付角度が変位される。この進角側への移
動は、組付角ストッパ60により図5に示す最進角位置
において規制される更に、ガイドプレート24の回転が
規制されると、プラネタリギヤ33が自転してリングギ
ヤ31が増速回転されるが、この回転量が所定量となる
と遊星歯車ストッパ90により回転が規制される。As a result, the braking force acts on the guide plate 24, and the guide plate 24 rotates in the direction opposite to the rotation direction R with respect to the drive plate 2, and the camshaft 13
4, the mounting angle is displaced to the advance side. This movement toward the advance angle side is restricted by the assembling angle stopper 60 at the most advanced angle position shown in FIG. 5, and when the rotation of the guide plate 24 is restricted, the planetary gear 33 rotates and the ring gear 31 increases. Although it is rotated at a high speed, when the rotation amount reaches a predetermined amount, the rotation is restricted by the planetary gear stopper 90.
【0068】前記ECU114は、クランクシャフト1
20に対するカムシャフト134の目標進角値(目標回
転位相)を機関の運転条件に基づいて設定し、該目標進
角値に基づいて前記第1電磁ブレーキ26及び第2電磁
ブレーキ27への通電をフィードバック制御するように
なっている。具体的には、電磁ブレーキ26,27への
通電を高周波でオン・オフ制御して平均印加電圧を制御
するときのデューティ比を、クランク角センサ117の
検出信号とカムセンサ132の検出信号とに基づいて検
出される実際の進角値(実際の回転位相)と、前記目標
進角値との偏差に基づいて演算することで、実際の進角
値を目標に一致させるようにフィードバック制御する。The ECU 114 uses the crankshaft 1
A target advance angle value (target rotation phase) of the camshaft 134 with respect to 20 is set based on operating conditions of the engine, and the first electromagnetic brake 26 and the second electromagnetic brake 27 are energized based on the target advance angle value. It is designed for feedback control. Specifically, the duty ratio when controlling the average applied voltage by on / off controlling the energization of the electromagnetic brakes 26 and 27 at a high frequency is based on the detection signal of the crank angle sensor 117 and the detection signal of the cam sensor 132. By performing a calculation based on the deviation between the actual advance value (actual rotation phase) detected by the above and the target advance value, feedback control is performed so that the actual advance value matches the target.
【0069】また、前記ECU114は、前記可変バル
ブタイミング機構VTC113の診断機能を、図6のフ
ローチャートに示すように備えている。図6のフローチ
ャートにおいて、ステップS1では、診断の前提条件が
成立しているか否かを判別する。このステップS1で
は、例えば、バッテリ電圧VBが所定値以上であって、
かつ、始動時でないときに、診断条件が成立していると
判断する。Further, the ECU 114 has a diagnostic function of the variable valve timing mechanism VTC 113 as shown in the flowchart of FIG. In the flowchart of FIG. 6, in step S1, it is determined whether or not a precondition for diagnosis is satisfied. In this step S1, for example, when the battery voltage VB is equal to or higher than a predetermined value,
In addition, it is determined that the diagnosis condition is satisfied when the engine is not started.
【0070】診断条件が成立している場合には、ステッ
プS2へ進み、目標進角値(目標バルブタイミング)の
変化が所定値以下であるか否かを判別する。ステップS
2で目標進角値(目標バルブタイミング)の変化が所定
値を超えていると判断されたときには、診断を行わせる
ことなく本ルーチンを終了させることで、通常のバルブ
タイミング制御を行わせ、変化している目標進角値に実
際の進角値を追従させるようにする。If the diagnosis condition is satisfied, the process proceeds to step S2, and it is determined whether or not the change in the target advance value (target valve timing) is less than or equal to a predetermined value. Step S
When it is determined in 2 that the change in the target advance angle value (target valve timing) exceeds the predetermined value, the routine is terminated without diagnosing, so that the normal valve timing control is performed and the change is made. The actual advance value is made to follow the target advance value that is being set.
【0071】一方、ステップS2で目標進角値(目標バ
ルブタイミング)の変化が所定値以下であると判断され
たときには、ステップS3へ進む。ステップS3では、
目標進角値(目標バルブタイミング)の変化が所定値以
下である状態が所定時間以上継続しているか否かを判別
する。目標進角値(目標バルブタイミング)の変化が所
定値以下である状態が所定時間以上継続している定常時
であるときには、診断を行わせるべくステップS4へ進
むが、継続時間が所定時間よりも少ないときには、診断
を行わせることなく本ルーチンを終了させる。On the other hand, when it is determined in step S2 that the change in the target advance value (target valve timing) is less than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S3. In step S3,
It is determined whether or not the state where the change in the target advance value (target valve timing) is equal to or less than a predetermined value has continued for a predetermined time or more. When the state where the change in the target advance value (target valve timing) is less than or equal to the predetermined value is the steady state in which the change continues for the predetermined time or more, the process proceeds to step S4 to perform diagnosis, but the duration is longer than the predetermined time. When the number is small, this routine is ended without making a diagnosis.
【0072】ステップS4では、進角方向に作用するト
ルクと遅角方向に作用するトルクとが一致するような診
断用制御信号を電磁ブレーキ26,27に出力して、2
つの電磁ブレーキ26,27を強制的に同時作動させ
る。ここで、電磁ブレーキ26,27に摩耗等の異常が
なければ、実際に進角方向に作用するトルクと遅角方向
に作用するトルクとが一致して、回転位相は変化しない
が、摩耗等によって制御信号に見合うトルクが発生しな
いと、トルクのバランスが崩れて、回転位相が進角側或
いは遅角側に変化することになる。In step S4, a diagnostic control signal is output to the electromagnetic brakes 26 and 27 so that the torque acting in the advance direction and the torque acting in the retard angle coincide with each other.
The two electromagnetic brakes 26 and 27 are forcibly operated simultaneously. Here, if there is no abnormality such as wear in the electromagnetic brakes 26 and 27, the torque actually acting in the advance angle direction and the torque acting in the retard angle direction match and the rotation phase does not change. If the torque commensurate with the control signal is not generated, the torque balance is lost and the rotation phase changes to the advance side or the retard side.
【0073】前記進角方向に作用するトルクと遅角方向
に作用するトルクとが一致するような診断用制御信号
は、予め固定値として記憶させておくことができるが、
カムシャフト側からの入力トルク(反力)や電磁ブレー
キ26,27の温度特性によって制御信号と実際に進角
・遅角方向に作用するトルクとの相関が変化するため、
前記カムシャフト側からの入力トルクや温度特性に基づ
いて、診断用制御信号をその都度設定させることが好ま
しい。The diagnostic control signal that causes the torque acting in the advance angle direction and the torque acting in the retard angle direction to coincide with each other can be stored in advance as a fixed value.
Since the correlation between the control signal and the torque actually acting in the advance / retard direction changes depending on the input torque (reaction force) from the camshaft side and the temperature characteristics of the electromagnetic brakes 26 and 27,
It is preferable to set the diagnostic control signal each time based on the input torque from the camshaft side and the temperature characteristic.
【0074】前記カムシャフト側からの入力トルク(反
力)は、機関回転速度が高くなるほど大きくなり、ま
た、バルブリフト量を変化させる可変バルブリフト機構
が備えられる場合には、バルブリフト量が大きくなるほ
ど大きくなり、このカムシャフト側からの入力トルク
(反力)は、回転位相の変化を妨げるように作用する。
そこで、前記カムシャフト側からの入力トルクに相関す
る機関回転速度やバルブリフト量に応じて、前記カムシ
ャフト側からの入力トルクが大きいときほど診断用制御
信号(駆動電流)を増大補正し、電磁ブレーキの摩擦面
の摩耗が発生しているときに確実に回転位相の変化を発
生させ、かつ、2つの電磁ブレーキ間の僅かな発生トル
クの差で回転位相を変化させることがない診断用制御信
号とすることが好ましい。The input torque (reaction force) from the camshaft side increases as the engine speed increases, and when a variable valve lift mechanism that changes the valve lift amount is provided, the valve lift amount increases. The input torque (reaction force) from the camshaft side acts so as to prevent the rotation phase from changing.
Therefore, according to the engine rotation speed and the valve lift amount that are correlated with the input torque from the camshaft side, the diagnostic control signal (drive current) is increased and corrected as the input torque from the camshaft side increases. A diagnostic control signal that reliably changes the rotation phase when the friction surface of the brake is worn, and does not change the rotation phase due to a slight difference in generated torque between two electromagnetic brakes. It is preferable that
【0075】また、電磁コイル26,27に同じ電圧を
印加しても、コイル温度によってコイルに流れる電流が
変化し、発生トルクが変化する。そこで、潤滑油温度等
から推定されるコイル温度によって診断用制御信号を補
正することが好ましく、更に、電磁コイル26,27の
温度特性が異なる場合には、該温度特性の差異を考慮し
て個別に補正を加えることが好ましい。Even if the same voltage is applied to the electromagnetic coils 26 and 27, the current flowing through the coils changes depending on the coil temperature, and the generated torque changes. Therefore, it is preferable to correct the diagnostic control signal based on the coil temperature estimated from the lubricating oil temperature and the like. Further, when the temperature characteristics of the electromagnetic coils 26 and 27 are different, the individual differences are considered in consideration of the difference in the temperature characteristics. It is preferable to add a correction to.
【0076】ステップS4で、進角方向に作用するトル
クと遅角方向に作用するトルクとが一致するような診断
用制御信号を電磁ブレーキ26,27に出力して、2つ
の電磁ブレーキ26,27を強制的に同時作動させる
と、次のステップS5では、回転位相が所定値以上に変
化したか否かを判別する。前記診断用制御信号は、進角
方向に作用するトルクと遅角方向に作用するトルクとが
一致するような値として与えられるから、摩擦面の摩耗
などの異常がなければ、回転位相の変化は生じることが
ない。In step S4, a diagnostic control signal is output to the electromagnetic brakes 26 and 27 so that the torque acting in the advance direction and the torque acting in the retard direction coincide with each other to output the two electromagnetic brakes 26, 27. When the two are forcibly operated simultaneously, in the next step S5, it is determined whether or not the rotation phase has changed to a predetermined value or more. Since the control signal for diagnosis is given as a value such that the torque acting in the advance direction and the torque acting in the retard direction coincide with each other, if there is no abnormality such as abrasion of the friction surface, the change in the rotation phase does not occur. It never happens.
【0077】従って、ステップS5で、回転位相の変化
量が所定値よりも小さいと判断されたときには、ステッ
プS6へ進んで、電磁ブレーキ26,27への通電を停
止させると共に、正常判定信号を出力する。一方、ステ
ップS5で、回転位相が所定以上に変化したと判断され
たときには、一方の電磁ブレーキでの摩耗の進行,コイ
ル電流の低下,フリクションの増大によって、制御信号
から予測されるトルクよりも実際の発生トルクが小さく
なり、摩耗等が発生していない側のトルクが勝って回転
位相が変化したと推定される。Therefore, when it is determined in step S5 that the amount of change in the rotational phase is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S6, in which the energization of the electromagnetic brakes 26 and 27 is stopped and the normality determination signal is output. To do. On the other hand, when it is determined in step S5 that the rotation phase has changed more than the predetermined value, the torque is actually lower than the torque predicted from the control signal due to the progress of wear in one electromagnetic brake, the decrease in coil current, and the increase in friction. It is presumed that the torque generated on the side becomes smaller, the torque on the side on which wear or the like does not occur wins, and the rotation phase changes.
【0078】従って、ステップS5で、回転位相が所定
以上に変化したと判断されたときには、ステップS7へ
進み、電磁ブレーキ26,27への通電を停止させると
共に、異常判定信号を出力する。異常判定信号が出力さ
れたときには、目標回転位相に基づく制御を禁止し、強
制的に最遅角位置に戻して最遅角位置を保持させるよう
にしたり、進角量を制限すると良い。Therefore, when it is determined in step S5 that the rotational phase has changed by a predetermined amount or more, the process proceeds to step S7, the energization of the electromagnetic brakes 26 and 27 is stopped, and the abnormality determination signal is output. When the abnormality determination signal is output, the control based on the target rotation phase is prohibited, and it is preferable to forcibly return to the most retarded angle position to hold the most retarded angle position or to limit the advance amount.
【0079】また、異常判定信号が出力されたときに、
車両の運転者に対してランプや警告文字表示などで異常
の発生を警告すると良い。上記のようにして、異常診断
を行わせる構成であれば、目標進角値が変化しない状態
で異常診断を行え、診断機会を確保することができ、然
も、正常時であれば大きく回転位相を変化させることが
なく、運転性に悪影響を与えることもない。When the abnormality determination signal is output,
It is advisable to warn the driver of the vehicle that an abnormality has occurred by displaying a lamp or warning characters. As described above, if the configuration is such that the abnormality diagnosis is performed, the abnormality diagnosis can be performed while the target advance value does not change, and a diagnosis opportunity can be secured. Is not changed, and the drivability is not adversely affected.
【0080】尚、前記ステップS5では、回転位相の変
化量が所定以上であるか否かを判断させるようにした
が、回転位相の変化速度(回転位相の今回値と前回値と
の偏差の絶対値)が所定以上であるか否かを判断させ、
回転位相の変化速度が所定以上であるときに異常判定さ
せる構成とすることができる。図7のフローチャート
は、診断制御の別の実施形態を示すものであり、ステッ
プS11〜13では、前記ステップS1〜3と同様に、
診断を行う条件の判別を行わせる。In step S5, it is determined whether or not the amount of change in the rotational phase is greater than or equal to a predetermined value. However, the changing speed of the rotational phase (absolute of the deviation between the current value and the previous value of the rotational phase) is determined. Value) is greater than or equal to a predetermined value,
It is possible to adopt a configuration in which an abnormality determination is made when the rotational phase change speed is equal to or higher than a predetermined value. The flowchart of FIG. 7 shows another embodiment of the diagnostic control, and in steps S11 to S13, like the steps S1 to S3,
Make the condition for diagnosis diagnosed.
【0081】診断条件が成立しているときには、ステッ
プS14へ進み、前記電磁ブレーキ26,27に診断用
制御信号を出力して、電磁ブレーキ26,27を同時に
作動させる。尚、前記診断用制御信号は、固定値であっ
ても良いし、カムシャフト側からの入力トルク,温度特
性に応じて変更しても良いが、後述するように、回転位
相を保持するようにフィードバック制御するので、高精
度に発生トルクを揃える必要はない。When the diagnostic condition is satisfied, the routine proceeds to step S14, where a diagnostic control signal is output to the electromagnetic brakes 26 and 27 to operate the electromagnetic brakes 26 and 27 at the same time. The diagnostic control signal may be a fixed value or may be changed according to the input torque and temperature characteristics from the camshaft side, but as will be described later, the rotational phase is maintained. Since the feedback control is performed, it is not necessary to align the generated torque with high accuracy.
【0082】ステップS15では、診断開始前の回転位
相が保持されるように、電磁ブレーキ26,27の駆動
電流を増減修正するフィードバック制御を行う。ステッ
プS16では、前記フィードバック制御の結果、回転位
相が診断開始前の値に収束したか否かを判別し、収束す
るまでは、ステップS15に戻ってフィードバック制御
を継続させる。In step S15, feedback control is performed to increase / decrease the drive currents of the electromagnetic brakes 26 and 27 so that the rotation phase before the start of diagnosis is maintained. In step S16, as a result of the feedback control, it is determined whether or not the rotational phase has converged to a value before the start of diagnosis, and until converged, the process returns to step S15 to continue the feedback control.
【0083】ステップS16で、回転位相が診断開始前
の値に収束したと判別されると、ステップS17へ進
み、そのときの電磁ブレーキ26,27の制御信号(デ
ューティ)の差の絶対値が、所定値以上であるか否かを
判別する。電磁ブレーキ26,27の一方において、摩
擦面の摩耗,コイル電流の低下,フリクションの増大が
発生して、回転位相を変化させるトルクが、他方の電磁
ブレーキによるトルクに対して相対的に低下すると、ス
テップS15のフィードバック制御において、前記トル
ク低下による回転位相の変化を回避するように、異常が
発生している側の制御信号(駆動電流)を増大させて、
トルク不足を補うことになるので、電磁ブレーキ26,
27間での制御信号(デューティ)の格差が拡大するこ
とになる。When it is determined in step S16 that the rotation phase has converged to the value before the start of diagnosis, the process proceeds to step S17, in which the absolute value of the difference between the control signals (duty) of the electromagnetic brakes 26 and 27 is It is determined whether or not it is equal to or larger than a predetermined value. In one of the electromagnetic brakes 26 and 27, when the friction surface is worn, the coil current is decreased, and the friction is increased, and the torque for changing the rotation phase is decreased relative to the torque of the other electromagnetic brake, In the feedback control of step S15, the control signal (driving current) on the side where the abnormality has occurred is increased so as to avoid a change in the rotational phase due to the decrease in torque.
Since the torque shortage will be compensated, the electromagnetic brake 26,
The difference in the control signal (duty) between the Nos. 27 increases.
【0084】従って、電磁ブレーキ26,27の制御信
号(デューティ)の差の絶対値が、通常時を超えて大き
い場合には、電磁ブレーキ26,27の一方において、
摩擦面の摩耗,コイル電流の低下,フリクションの増大
などの異常が発生し、係る異常による相対的なトルク不
足を補うべく、大きな制御信号(デューティ)格差が発
生したものと推定される。Therefore, when the absolute value of the difference between the control signals (duty) of the electromagnetic brakes 26 and 27 is larger than the normal time, one of the electromagnetic brakes 26 and 27 is
It is estimated that an abnormality such as wear of the friction surface, a decrease in coil current, an increase in friction, etc. occurred, and a large control signal (duty) difference occurred in order to compensate for the relative torque shortage due to the abnormality.
【0085】そこで、電磁ブレーキ26,27の制御信
号(デューティ)の差の絶対値が所定値よりも小さいと
きには、ステップS18へ進み、電磁ブレーキ26,2
7への通電を停止させると共に、正常判定信号を出力
し、制御信号(デューティ)の差の絶対値が所定値以上
であるときには、ステップS19へ進み、電磁ブレーキ
26,27への通電を停止させると共に、異常判定信号
を出力する。Therefore, when the absolute value of the difference between the control signals (duty) of the electromagnetic brakes 26 and 27 is smaller than the predetermined value, the process proceeds to step S18, and the electromagnetic brakes 26 and 2 are operated.
When the absolute value of the difference between the control signals (duty) is equal to or larger than a predetermined value, the power supply to the electromagnetic brakes 26 and 27 is stopped. At the same time, an abnormality determination signal is output.
【0086】異常判定信号が出力されたときの処理は、
図6のフローチャートで説明したものと同様の処理を行
わせればよい。上記診断制御によれば、たとえ電磁ブレ
ーキ26,27に異常が発生していても、回転位相を保
持させることができ、回転位相を変化させることなく診
断を行うことができる。The processing when the abnormality determination signal is output is as follows.
Processing similar to that described in the flowchart of FIG. 6 may be performed. According to the above-mentioned diagnostic control, even if the electromagnetic brakes 26 and 27 are abnormal, the rotation phase can be held and the diagnosis can be performed without changing the rotation phase.
【0087】尚、上記実施形態では、渦巻き状ガイドが
形成されたガイドプレートを2つの電磁ブレーキによっ
て進角方向及び遅角方向に相対回転させる構成のスパイ
ラルラジアルリンク式可変バルブタイミング機構を対象
としたが、スパイラルラジアルリンク式に限定されるも
のではなく、2つの電磁ブレーキの制動力でクランクシ
ャフトに対するカムシャフトの回転位相を進角方向及び
遅角方向に変化させる構成の可変バルブタイミング機構
であれば、上記の診断制御を適用することができる。The above embodiment is directed to the spiral radial link type variable valve timing mechanism having a structure in which a guide plate having a spiral guide is relatively rotated in two advancing and retarding directions by two electromagnetic brakes. However, the variable valve timing mechanism is not limited to the spiral radial link type, and may be any variable valve timing mechanism configured to change the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft in the advance direction and the retard direction by the braking force of the two electromagnetic brakes. The above diagnostic control can be applied.
【図1】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine according to an embodiment.
【図2】実施の形態における可変バルブタイミング機構
を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a variable valve timing mechanism in the embodiment.
【図3】上記可変バルブタイミング機構の分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the variable valve timing mechanism.
【図4】上記可変バルブタイミング機構の要部の作動を
示す図2のA−A断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing an operation of a main part of the variable valve timing mechanism.
【図5】上記可変バルブタイミング機構の要部の作動を
示す図2のA−A断面図。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the operation of the main part of the variable valve timing mechanism.
【図6】可変バルブタイミング機構の診断制御の第1実
施形態を示すフローチャート。FIG. 6 is a flowchart showing a first embodiment of diagnostic control of a variable valve timing mechanism.
【図7】可変バルブタイミング機構の診断制御の第2実
施形態を示すフローチャート。FIG. 7 is a flowchart showing a second embodiment of the diagnostic control of the variable valve timing mechanism.
2…駆動プレート 2g…ガイド溝 3…タイミングスプロケット 4…組付角調整機構 6…VTCカバー 8…スペーサ 14…リンクアーム 15…作動装置 24…ガイドプレート 25…遊星歯車機構 26…第1電磁ブレーキ 27…第2電磁ブレーキ 28…渦巻状ガイド溝 30…サンギヤ 31…リングギヤ 32…キャリアプレート 33…プラネタリギヤ 35…制動プレート 36…制動プレート 40…作動変換機構 41…増減速機構 101…内燃機関 105…吸気バルブ 113…可変バルブタイミング機構VTC 114…エンジンコントロールユニット 117…クランク角センサ 119…水温センサ 120…クランクシャフト 132…カムセンサ 134…カムシャフト 2 ... Drive plate 2g ... Guide groove 3 ... Timing sprocket 4 ... Assembly angle adjustment mechanism 6 ... VTC cover 8 ... Spacer 14 ... Link arm 15 ... Actuator 24 ... Guide plate 25 ... Planetary gear mechanism 26 ... First electromagnetic brake 27 ... Second electromagnetic brake 28 ... Spiral guide groove 30 ... Sun gear 31 ... Ring gear 32 ... Carrier plate 33 ... Planetary gear 35 ... Braking plate 36 ... Braking plate 40 ... Operation conversion mechanism 41 ... Acceleration / deceleration mechanism 101 ... Internal combustion engine 105 ... intake valve 113 ... Variable valve timing mechanism VTC 114 ... Engine control unit 117 ... Crank angle sensor 119 ... Water temperature sensor 120 ... crankshaft 132 ... Cam sensor 134 ... Camshaft
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Claims (10)
シャフトの回転位相を2つの電磁ブレーキの制動力によ
って進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁
のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング
機構において、 前記2つの電磁ブレーキを強制的に同時作動させ、該同
時作動状態での発生トルクの差に基づいて、前記可変バ
ルブタイミング機構の異常の有無を診断することを特徴
とする可変バルブタイミング機構の診断装置。1. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing of an engine valve by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine in an advance direction and a retard direction by braking forces of two electromagnetic brakes. In the variable valve timing mechanism, the two electromagnetic brakes are forcibly actuated simultaneously, and whether or not there is an abnormality in the variable valve timing mechanism is diagnosed based on a difference in torque generated in the simultaneously actuated state. Diagnostic device.
シャフトの回転位相を2つの電磁ブレーキの制動力によ
って進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁
のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング
機構において、 前記2つの電磁ブレーキを強制的に同時作動させたとき
の前記回転位相の変化に基づいて、前記可変バルブタイ
ミング機構の異常の有無を診断することを特徴とする可
変バルブタイミング機構の診断装置。2. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing of an engine valve by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine by advancing and retarding directions by braking forces of two electromagnetic brakes. In the variable valve timing mechanism diagnosis system according to claim 1, the presence or absence of abnormality of the variable valve timing mechanism is diagnosed based on a change in the rotational phase when the two electromagnetic brakes are forcibly operated simultaneously. .
動トルク,遅角方向駆動トルクが正常時に同一となる診
断用制御信号に基づいて前記2つの電磁ブレーキを同時
に作動させ、このときの回転位相の変化量が所定以上で
あるときに、前記可変バルブタイミング機構の異常を判
定することを特徴とする請求項2記載の可変バルブタイ
ミング機構の診断装置。3. The two electromagnetic brakes are simultaneously actuated on the basis of a diagnostic control signal in which the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction by the two electromagnetic brakes are the same when normal, and the rotational phase at this time The variable valve timing mechanism diagnosing device according to claim 2, wherein an abnormality of the variable valve timing mechanism is determined when the change amount of the variable valve timing mechanism is greater than or equal to a predetermined value.
動トルク,遅角方向駆動トルクが正常時に同一となる診
断用制御信号に基づいて前記2つの電磁ブレーキを同時
に作動させ、このときの回転位相の変化速度が所定以上
であるときに、前記可変バルブタイミング機構の異常を
判定することを特徴とする請求項2記載の可変バルブタ
イミング機構の診断装置。4. The two electromagnetic brakes are simultaneously actuated on the basis of a diagnostic control signal in which the drive torque in the advance direction and the drive torque in the retard direction by the two electromagnetic brakes are the same when normal, and the rotational phase at this time The variable valve timing mechanism diagnosing device according to claim 2, wherein an abnormality of the variable valve timing mechanism is determined when the change speed of the variable valve timing mechanism is equal to or more than a predetermined value.
らの入力トルクに応じて設定することを特徴とする請求
項3又は4記載の可変バルブタイミング機構の診断装
置。5. The diagnostic device for a variable valve timing mechanism according to claim 3, wherein the diagnostic control signal is set according to an input torque from the camshaft side.
レーキそれぞれの温度特性に応じて設定することを特徴
とする請求項3又は4記載の可変バルブタイミング機構
の診断装置。6. The diagnostic device for a variable valve timing mechanism according to claim 3, wherein the diagnostic control signal is set according to the temperature characteristics of each of the two electromagnetic brakes.
シャフトの回転位相を2つの電磁ブレーキの制動力によ
って進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁
のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング
機構において、 前記2つの電磁ブレーキを強制的に同時作動させると共
に、前記回転位相が一定位置を保持するように、各電磁
ブレーキの制御信号をフィードバック制御し、前記回転
位相が一定位置を保持するときの各電磁ブレーキの制御
信号の差に基づいて、前記可変バルブタイミング機構の
異常の有無を診断することを特徴とする可変バルブタイ
ミング機構の診断装置。7. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing of an engine valve by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine in an advance direction and a retard direction by braking forces of two electromagnetic brakes. In the above, the two electromagnetic brakes are forcibly operated simultaneously, and the control signals of the respective electromagnetic brakes are feedback-controlled so that the rotation phase maintains a constant position, and the rotation phase maintains a constant position. A diagnostic device for a variable valve timing mechanism, characterized by diagnosing whether or not there is an abnormality in the variable valve timing mechanism based on a difference between control signals of respective electromagnetic brakes.
ある状態が所定時間以上継続しているときに、前記2つ
の電磁ブレーキを同時に作動させて診断を行うことを特
徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の可変バル
ブタイミング機構の診断装置。8. The diagnosis is performed by simultaneously activating the two electromagnetic brakes when the target change of the rotational phase is below a predetermined value for a predetermined time or more. The variable valve timing mechanism diagnostic device according to any one of 1 to 7.
回転体と、カムシャフト側の従動回転体とが組付角調整
機構を介して同軸に連結され、前記組付角調整機構によ
って前記駆動回転体と従動回転体との組付角度を変化さ
せることで、機関弁のバルブタイミングを変化させる構
成であって、 前記組付角調整機構が、一端の回転部が前記駆動回転体
と従動回転体との一方に回転可能に連結されると共に、
他端のスライド部が前記駆動回転体と従動回転体との他
方に設けられた径方向ガイドにより径方向にスライド可
能に連結されるリンクアームを備え、前記スライド部を
径方向に変位させる渦巻き状ガイドが形成されたガイド
プレートを、2つの電磁ブレーキによって前記駆動回転
体に対して減速方向及び増速方向に相対回転させること
によって、前記回転部の位置を周方向に相対変位させ、
前記駆動回転体と従動回転体との組付角度を変化させる
構成であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
つに記載の可変バルブタイミング機構の診断装置。9. In the variable valve timing mechanism, a driving rotary body to which rotation is transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine and a driven rotary body on the camshaft side are coaxially connected via an assembly angle adjusting mechanism, A configuration for changing the valve timing of the engine valve by changing the assembly angle of the drive rotating body and the driven rotating body by the assembly angle adjusting mechanism, wherein the assembly angle adjusting mechanism has one end A part is rotatably connected to one of the drive rotating body and the driven rotating body,
The spiral part for displacing the slide part in the radial direction is provided with a link arm whose slide part at the other end is slidably connected in the radial direction by a radial guide provided on the other of the driving rotary body and the driven rotary body. By relatively rotating the guide plate on which the guide is formed in the decelerating direction and the speed increasing direction with respect to the drive rotating body by the two electromagnetic brakes, the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction,
9. The structure according to claim 1, wherein the assembling angle between the driving rotary body and the driven rotary body is changed.
Diagnostic device for variable valve timing mechanism as described in 1.
入力要素とし、サンギヤとリングギヤとの一方を出力要
素、他方をフリー要素とする遊星歯車機構を介して回転
伝達される構成であって、 前記2つの電磁ブレーキの一方が前記出力要素に制動を
与え、他方が前記フリー要素に制動を与える構成である
ことを特徴とする請求項9記載の可変バルブタイミング
機構の診断装置。10. A structure in which the guide plate is rotationally transmitted via a planetary gear mechanism having a carrier member as an input element, one of a sun gear and a ring gear as an output element, and the other as a free element, The variable valve timing mechanism diagnosing device according to claim 9, wherein one of two electromagnetic brakes applies braking to the output element and the other applies braking to the free element.
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JP2002020588A JP2003222035A (en) | 2002-01-29 | 2002-01-29 | Diagnosis device of variable valve timing mechanism |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006094574A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor vehicle, and its inspection method and device |
CN104466984A (en) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 国家电网公司 | Dynamic reactive standby optimization method for increasing safety level of direct current commutation |
-
2002
- 2002-01-29 JP JP2002020588A patent/JP2003222035A/en not_active Abandoned
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JP2006094574A (en) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Toyota Motor Corp | In-wheel motor vehicle, and its inspection method and device |
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A711 | Notification of change in applicant |
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A762 | Written abandonment of application |
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