JP2009036105A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高応答性と高耐久性とを両立させるバルブタイミング調整装置を提供すること。
【解決手段】バルブタイミング調整装置の位相調整機構において、クランク軸からのトルク伝達により正回転中の遊星キャリアを逆回転させて内燃機関のクランク軸及びカム軸２間の相対位相を始動位相の側へと変化させる場合に、電動モータに対する通電をカットしてモータ軸から遊星キャリアへ伝達するモータトルクを消失させつつ（Ｓ１０２）、電動ブレーキに対して通電を施してモータ軸から遊星キャリアへ伝達するブレーキトルクを発生させる（Ｓ１０３）。
【選択図】図９

Description

本発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。

従来、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸間の相対位相（以下、「機関位相」という）を位相調整機構によって調整するバルブタイミング調整装置が知られている。

このようなバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１には、クランク軸からのトルク伝達により正回転する位相調整機構の入力回転体に電動モータの出力回転体を連繋させて、当該電動モータにより位相調整機構を駆動するようにしたものが、開示されている。具体的に、特許文献１に開示の装置では、出力回転体からのモータトルクの伝達により入力回転体を正逆回転させることで、当該入力回転体の回転状態に応じた機関位相の調整が可能となっている。
特開２００５−１７１９９０号公報

さて、特許文献１に開示の装置において、クランク軸からのトルク伝達により正回転する入力回転体を高応答性により素早く逆回転させる必要があるときには、入力回転体のイナーシャに対抗し得る大きなモータトルクを発生させなければならない。しかし、大きなモータトルクを発生させる場合、電動モータへの通電を制御する通電制御回路部に大電流が流れて焼損等の故障を招来するおそれがあった。尚、入力回転体の逆回転時における高い応答性は、例えばフェイル時や作動停止時等、内燃機関の始動を許容する始動位相の側へ機関位相を急速に変化させて機関始動性を確保する必要がある場合に、要求される。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高応答性と高耐久性とを両立させるバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置において、出力回転体を有し、当該出力回転体を回転駆動するモートルクを通電により発生させる電動モータと、出力回転体を制動するブレーキトルクを通電により発生させる電動ブレーキと、クランク軸からのトルク伝達により正回転し出力回転体からのトルク伝達により正逆回転する入力回転体を有し、当該入力回転体の回転状態に応じて機関位相を調整する位相調整機構と、電動モータに対する通電及び電動ブレーキに対する通電を制御する通電制御回路部であって、正回転中の入力回転体を逆回転させることにより位相調整機構にて機関位相を変化させる場合に、電動モータに対する通電をカットしつつ電動ブレーキに対して通電を施す通電制御回路部と、を備えることを特徴とする。

このような発明によると、クランク軸からのトルク伝達により正回転する入力回転体を逆回転させて機関位相を変化させるとき（以下、「逆回転位相変化時」ともいう）には、通電制御回路部から電動ブレーキに対して通電を施すことにより、出力回転体を制動するブレーキトルクを発生させて入力回転体へと伝達することができる。ここで電動ブレーキは、回転エネルギーを熱エネルギーへ変換しつつ出力回転体を制動することができるので、入力回転体のイナーシャに対抗し得る大きなブレーキトルクを小電流の通電にて発生することが可能である。しかも、逆回転位相変化時には、電動モータに対する通電制御回路部からの通電をカットしてモータトルクの発生を止めることになるので、通電制御回路部に大電流が流れて故障を招来する事態を回避することができる。以上によれば、大きなブレーキトルクの発生により逆回転位相変化時の応答性を高めるのと両立して、通電制御回路部の故障の回避により耐久性を高めることができるのである。

請求項２に記載の発明によると、位相調整機構は、入力回転体の逆回転により、遅角側及び進角側のうち内燃機関の始動を許容する始動位相の側へ機関位相を変化させる。これによれば、例えばフェイル時や作動停止時等において機関位相を始動位相の側へ急速に変化させる必要がある場合には、電動ブレーキへの通電によりブレーキトルクを発生して入力回転体を素早く逆回転させることで、機関始動性の確保が可能となる。

請求項３に記載の発明によると、通電制御回路部は、複数のスイッチング素子を有し、それらスイッチング素子のオンオフにより電動モータに対して通電を施す。これによれば、逆回転位相変化時においては、複数のスイッチング素子のオンオフによる電動モータへの通電をカットすることで、それらスイッチング素子に大電流を流さないようにすることができる。したがって、大電流が流れることにより各スイッチング素子が焼損する等して、通電制御回路部が故障に到る事態を回避することができる。

請求項４に記載の発明によると、電動ブレーキは、出力回転体に摩擦接触することによりブレーキトルクを発生する摩擦部材と、摩擦部材を出力回転体に摩擦接触させるための電磁駆動力を通電により発生するソレノイドと、を有する。これによれば、ソレノイドへの通電により電磁駆動力を発生させて摩擦部材を出力回転体に摩擦接触させることで、回転エネルギーを高効率にて熱エネルギーへと変換しつつ出力回転体を制動することができる。したがって、逆回転位相変化時において入力回転体のイナーシャに対抗し得る大きなブレーキトルクを発生させる必要があっても、ソレノイドへの通電電流を可及的に小さくすることができるのである。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を示している。バルブタイミング調整装置１は車両に搭載され、内燃機関のクランク軸（図示しない）からカム軸２へ機関トルクを伝達する伝達系に設置されている。

（基本構成）
まず、バルブタイミング調整装置１の基本構成について説明する。バルブタイミング調整装置１は、電動モータ４、電動ブレーキ５、通電制御回路部６及び位相調整機構８等を組み合わせてなり、クランク軸とカム軸２との間の機関位相によって決まるバルブタイミングを調整する。尚、本実施形態においてカム軸２は内燃機関の吸気弁を開閉するものであり、バルブタイミング調整装置１は当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。

図１，２に示すように電動モータ４は、ハウジング１０、軸受１２、モータ軸１４、永久磁石１８及びモータステータ１６を備えた埋設磁石型ブラシレスモータである。ハウジング１０は、チェーンケース等の内燃機関の固定節９に固定される。ハウジング１０内には、二つの軸受１２及びモータステータ１６が収容固定されている。各軸受１２は、モータ軸１４の軸本体１４ａを正逆回転自在に支持している。モータ軸１４において軸本体１４ａから外周側へ突出するロータ部１４ｂの内部には、その回転方向に等間隔に並ぶ形態で複数の永久磁石１８が埋設されている。回転方向において隣り合う永久磁石１８同士は、相反する極性の磁極をロータ部１４ｂの外周壁側に形成している。モータステータ１６はロータ部１４ｂの外周側に同心的に配置されており、モータコア１６ａ及びモータコイル１６ｂを有している。モータコア１６ａは鉄片を積層して形成され、モータ軸１４の回転方向に等間隔に複数設けられている。各モータコア１６ａには、モータコイル１６ｂが個別に巻装されている。

図１，３に示すように電動モータ４は、さらに三つの回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷを備えている。各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは例えばホール素子等からなり、モータ軸１４の回転方向に所定間隔をあけて位置決めされている。回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷは、それぞれモータ軸１４に装着されたセンサ磁石２０が磁極により形成する磁界を感知することで、モータ軸１４の実回転位置を表す検出信号を出力する。

図１に示すように各モータコイル１６ｂは、通電制御回路部６と電気的に接続されており、それらモータコイル１６ｂへの通電が通電制御回路部６によって制御されるようになっている。通電制御回路部６により制御された通電に従って電動モータ４は、各永久磁石１８に作用する回転磁界を各モータコイル１６ｂの励磁によって形成し、当該形成磁界に応じた方向のモータトルクをロータ部１４ｂに発生させてモータ軸１４を正逆回転駆動する。ここで本実施形態では、モータ軸１４に関して、図２の時計方向及び反時計方向がそれぞれ正回転方向及び逆回転方向と定義されている。尚、各モータコイル１６ｂへの通電が通電制御回路部６によってカットされるときには、それらモータコイル１６ｂの励磁によって各永久磁石１８に作用する回転磁界が消失するので、モータトルクの発生は停止することになる。

図１，４に示すように電動ブレーキ５は、ドラム１０２、シュー１０４、ライニング１０６、リターンスプリング１０８、ソレノイド１１０及びステー１１２を備えた摩擦接触型電磁ブレーキである。ドラム１０２は、有底の二重円筒状に形成されてモータ軸１４のロータ部１４ｂに同軸上に固定されており、それによってモータ軸１４と一体に正逆回転可能となっている。ドラム１０２においてモータ軸１４の軸本体１４ａが貫通する底部は、耐摩耗性の高い金属からなる摺接面１０２ａをロータ部１４ｂとは反対側に形成している。尚、本実施形態では、モータ軸１４及びドラム１０２が共同して特許請求の範囲に記載の「出力回転体」を構成している。

シュー１０４は円環板状に形成され、軸本体１４ａの外周側に同心的に配置されている。シュー１０４は、それに突出形成されたガイド部１０４ａが電動モータ４のハウジング１０に支持されることにより、軸方向に往復移動可能となっている。金属製のシュー１０４においてドラム１０２の摺接面１０２ａと軸方向に正対する面には、樹脂等の摩擦材からなるライニング１０６が固定されている。尚、本実施形態では、ライニング１０６が特許請求の範囲に記載の「摩擦部材」に相当している。

リターンスプリング１０８は、本実施形態では金属製の皿ばねであり、ハウジング１０に固定されたステー１１２とシュー１０４との間に介装されている。リターンスプリング１０８は、ステー１１２及びシュー１０４間において圧縮変形することにより、シュー１０４を軸方向のドラム１０２と反対側へと付勢する復原力を発生する。ソレノイド１１０は軸本体１４ａの外周側に同心的に配置され、シュー１０４のライニング１０６とは反対側に一体移動可能に固定されている。ソレノイド１１０は、鉄心からなるブレーキコア１１０ａと、ブレーキコア１１０ａに巻装されたブレーキコイル１１０ｂとを有している。

図１に示すように、ブレーキコイル１１０ｂは通電制御回路部６と電気的に接続されており、当該ブレーキコイル１１０ｂへの通電が通電制御回路部６によって制御されるようになっている。通電制御回路部６により制御された通電に従ってソレノイド１１０は、電磁駆動力としてドラム１０２に作用する磁気吸引力をブレーキコイル１１０ｂの励磁により形成することで、シュー１０４及びライニング１０６と一体に軸方向のドラム１０２側へと移動する。これにより、ライニング１０６はドラム１０２の摺接面１０２ａに摩擦接触することになるので、当ドラム１０２がモータ軸１４と一体に回転しているときには、モータ軸１４を制動するブレーキトルクを発生させることができるのである。尚、ブレーキコイル１１０ｂへの通電が通電制御回路部６によってカットされるときには、ソレノイド１１０及びドラム１０２間の磁気吸引力が消失するので、リターンスプリング１０８の復原力によってライニング１０６が摺接面１０２ａから離間し、ブレーキトルクの発生が停止することになる。

さて、以上説明した電気系要素４，５，６に対し、図１に示す位相調整機構８は、駆動側回転体２２、従動側回転体２４、遊星歯車ユニット３０及びリンクユニット５０を備えている。

駆動側回転体２２は、内燃機関のクランク軸との間にタイミングチェーンが巻き掛けられるタイミングスプロケットである。クランク軸から機関トルクが駆動側回転体２２へ入力されるときには、駆動側回転体２２はクランク軸と連動して図５〜７の時計方向へ回転する。図１に示すように、従動側回転体２４は内燃機関のカム軸２に同軸上に固定されており、カム軸２と共に図５〜７の時計方向へ回転する。以上により本実施形態では、モータ軸１４の正回転方向が内燃機関の回転方向と同一方向に、またモータ軸１４の逆回転方向が内燃機関の回転方向と反対方向に設定されている。

図１，５に示すように遊星歯車ユニット３０は、太陽歯車３１、遊星キャリア３２、遊星歯車３３及び伝達回転体３４等から構成されている。太陽歯車３１は駆動側回転体２２に同心的に螺子止めされており、クランク軸からの機関トルクの伝達によって駆動側回転体２２と一体に回転する。太陽歯車３１は、歯先円が歯底円の外周側にある外歯車部３５を有している。遊星キャリア３２は継手３７を介してモータ軸１４の軸本体１４ａに連繋しており、モータ軸１４からモータトルクが伝達されることによってモータ軸１４と一体に正逆回転する。遊星キャリア３２は、駆動側回転体２２に対して偏心する円筒面状の外周面部により偏心部３８を形成している。尚、本実施形態では、遊星キャリア３２が特許請求の範囲に記載の「入力回転体」に相当している。

遊星歯車３３は、太陽歯車３１の内周側に偏心して配置され、遊星ベアリング４０を介して偏心部３８に嵌合している。遊星歯車３３は、歯先円が歯底円の内周側にあると共に歯数が太陽歯車３１の外歯車部３５よりも多い内歯車部３９を有している。遊星歯車３３の内歯車部３９は、偏心側とは反対側において太陽歯車３１の外歯車部３５と噛合しており、駆動側回転体２２に対する遊星キャリア３２の相対回転に応じて遊星運動する。伝達回転体３４は、従動側回転体２４の外周側に同心的に嵌合している。伝達回転体３４には、回転方向に等間隔に並ぶ複数の係合孔部４８が設けられ、それに対応して遊星歯車３３には、各係合孔部４８内に遊挿される複数の係合突部４９が設けられている。以上により本実施形態では、各係合突部４９が係合孔部４８に係合することで遊星歯車３３の自転運動が抽出されて、伝達回転体３４の回転運動へと変換されるようになっている。

図１，６，７に示すようにリンクユニット５０は、リンク５２，５３、案内部５４及び可動体５６等から構成されている。尚、図６，７では、断面を表すハッチングを省略している。図１，６に示すように第一リンク５２は、駆動側回転体２２に回り対偶によって連繋している。第二リンク５３は、従動側回転体２４に回り対偶によって連繋していると共に、可動体５６を介した回り対偶によって第一リンク５２に連繋している。図１，７に示すように案内部５４は、伝達回転体３４において遊星歯車３３とは反対側の端面を含む部分により形成されている。案内部５４は渦巻溝状の案内溝５８を形成しており、当該案内溝５８に可動体５６が滑動自在に嵌合している。

以上の構成により位相調整機構８は、遊星キャリア３２の回転状態に応じて作動することにより、機関位相を調整する。具体的には、モータ軸１４が駆動側回転体２２と同速にて正回転することにより遊星キャリア３２が駆動側回転体２２に対して相対回転しないときには、遊星歯車３３が遊星運動することなく回転体２２，３４と一体に回転する。故に、可動体５６は案内溝５８内を案内されず、それによってリンク５２，５３の相対位置関係が変化しないので、モータ軸１４と位相調整機構８とが連れ回り状態となって機関位相が保持される。

一方、モータ軸１４が駆動側回転体２２よりも高速に正回転することにより遊星キャリア３２が駆動側回転体２２に対して相対回転するときには、遊星歯車３３が遊星運動して伝達回転体３４が駆動側回転体２２に対する進角側（図７の時計方向）へ相対回転する。その結果、可動体５６が案内溝５８内を案内されて、従動側回転体２４が駆動側回転体２２に対する進角側（図６の時計方向）へ相対回転するようにリンク５２，５３の相対位置関係が変化するため、機関位相が進角する。

また一方、モータ軸１４が駆動側回転体２２よりも低速に正回転する又は逆回転することにより遊星キャリア３２が駆動側回転体２２に対して相対回転するときには、遊星歯車３３が遊星運動して伝達回転体３４が駆動側回転体２２に対する遅角側（図７の反時計方向）へ相対回転する。その結果、可動体５６が案内溝５８内を案内されて、従動側回転体２４が駆動側回転体２２に対する遅角側（図６の反時計方向）へ相対回転するようにリンク５２，５３の相対位置関係が変化するため、機関位相が遅角する。

尚、ここで本実施形態では、図６，７に示すように従動側回転体２４が駆動側回転体２２に対して最遅角することにより機関位相として実現される最遅角位相が、内燃機関の始動を許容すると共に燃費を向上させる始動位相となっている。したがって、バルブタイミング調整装置１の故障によるフェイル時（特に低温下でのフェイル時）や、内燃機関の停止に伴うバルブタイミング調整装置１の作動停止時には、機関位相を最遅角位相まで急速に変化させることを可能にする応答性が要求されるのである。

（通電制御回路部の特徴的構成）
以下、通電制御回路部６の特徴的構成を、図１，３，８を参照しつつ説明する。図１に示すように通電制御回路部６は、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）６０、モータドライバ７０及びブレーキドライバ１２０を備えている。本実施形態においてＥＣＵ６０は電動モータ４の外部に、またモータドライバ７０及びブレーキドライバ１２０は電動モータ４の内部に配置されているが、それら回路要素６０，７０，１２０を電動モータ４の外部又は内部に纏めて配置するようにしてもよい。

ＥＣＵ６０はマイクロコンピュータを主体に構成されており、図３に示すようにモータドライバ７０及びブレーキドライバ１２０と電気接続されている。ＥＣＵ６０は、内燃機関を制御する機能と共に、電動モータ４及び電動ブレーキ５への通電処理全体を制御する機能を備えている。

ＥＣＵ６０は、モータドライバ７０から与えられる電動モータ４の実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒ等に基づいて機関位相の実位相を算出すると共に、内燃機関の運転状況等に基づいて機関位相の目標位相を算出する。さらにＥＣＵ６０は、算出した実位相及び目標位相の位相差に基づいて、電動モータ４における目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔ並びに電動ブレーキ５に対する目標通電電流量Ｉｔを設定し、それらの設定結果を制御指令として各ドライバ７０，１２０に与えるのである。

モータドライバ７０には、専用の電気回路要素によってハード的に構成された信号生成ブロック７２及び通電ブロック７４が設けられている。信号生成ブロック７２は、電動モータ４の各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷと、ＥＣＵ６０と、通電ブロック７４とに電気的に接続されている。信号生成ブロック７２は、モータ軸１４の実回転位置を表す各回転角センサＳＵ，ＳＶ，ＳＷの検出信号に基づいて電動モータ４の実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒをそれぞれ算出し、それらの算出結果をＥＣＵ６０及び通電ブロック７４に与える。

図８に示すように通電ブロック７４は、インバータ部７６及び駆動部７８を備えているブリッジ回路からなるインバータ部７６は、上段スイッチング素子ＦＵ，ＦＶ，ＦＷ及び下段スイッチング素子ＧＵ，ＧＶ，ＧＷを有している。上段スイッチング素子ＦＵ，ＦＶ，ＦＷと下段スイッチング素子ＧＵ，ＧＶ，ＧＷとは、符号の末尾が同じもの同士で電気的に接続されており、それらの接続点間において電動モータ４の各モータコイル１６ｂがスター結線されている。

駆動部７８は制御ＩＣからなり、ＥＣＵ６０と、信号生成ブロック７２と、インバータ部７６の各スイッチング素子ＦＵ，ＦＶ，ＦＷ，ＧＵ，ＧＶ，ＧＷとに電気的に接続されている。駆動部７８は、ＥＣＵ６０から与えられる目標回転方向Ｄｔ及び目標回転数Ｓｔと、信号生成ブロック７２から与えられる実回転方向Ｄｒ及び実回転数Ｓｒとに基づいて、各スイッチング素子ＦＵ，ＦＶ，ＦＷ，ＧＵ，ＧＶ，ＧＷを個別にオンオフ駆動する。その結果、電動モータ４の各モータコイル１６ｂが所定順序で通電されて励磁することにより、モータ軸１４にはモータトルクが発生することになる。

図３に示すようにブレーキドライバ１２０は、昇圧レギュレータ等の専用の電気回路要素によってハード的に構成され、ＥＣＵ６０と、電動ブレーキ５のソレノイド１１０のブレーキコイル１１０ｂとに電気的に接続されている。ブレーキドライバ１２０は、ＥＣＵ６０から与えられる目標通電電流量Ｉｔに対してブレーキコイル１１０ｂへの実通電電流量Ｉｒが一致するように、ソレノイド１１０を通電駆動する。その結果、ライニング１０６がソレノイド１１０共に移動してドラム１０２と摩擦接触することにより、回転中のモータ軸１４にはブレーキトルクが発生することになる。

（通電制御回路部の特徴的作動）
以下、通電制御回路部６の特徴的作動を、図９を参照しつつ説明する。電動モータ４の実回転方向Ｄｒが正回転方向となっているとき、機関位相を目標位相の側となる遅角側へ変化させるために目標回転方向Ｄｔが逆回転方向に設定されると（Ｓ１０１）、ＥＣＵ６０は逆回転位相変化処理を実行する。

具体的に逆回転位相変化処理では、まず、零に設定した目標回転数Ｓｔをモータドライバ７０の駆動部７８に与えることにより、電動モータ４の各モータコイル１６ｂに対する通電をカットして、モータ軸１４のモータトルクを消失させる（Ｓ１０２）。続いて、逆回転位相変化処理では、最大値に設定した目標通電電流量Ｉｔをブレーキドライバ１２０に与えることにより、電動ブレーキ５のソレノイド１１０のブレーキコイル１１０ｂに対し最大電流量の通電を施して、モータ軸１４に逆回転方向のブレーキトルクを作用させる（Ｓ１０３）。そして、以上の逆回転位相変化処理を、機関位相の実位相が目標位相と一致するまで実行するのである（Ｓ１０４）。

このように本実施形態によると、クランク軸からのトルク伝達によって正回転中のモータ軸１４及び遊星キャリア３２を逆回転させて機関位相を遅角側へ変化させるときには、それらモータ軸１４及び遊星キャリア３２に作用するブレーキトルクを電動ブレーキ５によって発生する。このとき電動ブレーキ５は、モータ軸１４が持つ回転エネルギーを、ライニング１０６及びドラム１０２間の摩擦により発生する熱エネルギーへと、高い効率にて変換することができる。故に、電動ブレーキ５に対する実通電電流量Ｉｒを可及的に小さく抑えつつ、モータ軸１４及び遊星キャリア３２等のイナーシャに対抗し得る大きなブレーキトルクを発生させることができるのである。しかも、このときには、電動モータ４に対する通電をカットしてモータトルクの発生を止めることになるので、電動モータ４に直接接続された通電制御回路部６のスイッチング素子ＦＵ，ＦＶ，ＦＷ，ＧＵ，ＧＶ，ＧＷ等に大電流が流れて焼損等の故障を招来する事態を、回避することができる。

以上によれば、バルブタイミング調整装置１において目標位相を最遅角位相とするフェイル時や作動停止時に大きなブレーキトルクを発生して応答性を高めることにより、機関位相を当該最遅角位相まで急速に変化させることができるので、機関始動性が確保され得る。また、それと両立して、通電制御回路部６の故障回避作用によりバルブタイミング調整装置１の耐久性を高めることができるので、当該装置１に対する信頼性も確保され得る。

尚、通電制御回路部６について、実回転方向Ｄｒが正回転方向であっても目標回転方向Ｄｔが正転方向に設定されるときには、所望の機関位相を実現するための目標回転数Ｓｔを設定して電動モータ４に対する通電を実施する（Ｓ１０５）と共に、目標通電電流量Ｉｔを零に設定して電動ブレーキ５に対する通電をカットする（Ｓ１０６）。これによれば、従来と同様なバルブタイミング調整が可能となるのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は当該実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的に電動モータ４は、埋設磁石型ブラシレスモータ以外、例えば、表面磁石型ブラシレスモータ等であってもよい。

電動ブレーキ５は、摩擦接触型電磁ブレーキ以外、例えば、磁界に応じて通過磁束を変化させるヒステリシス部材を利用したヒステリシス型電磁ブレーキや、磁界又は電界に応じて粘度が変化する機能性流体を利用した流体ブレーキ等であってもよい。

通電制御回路部６は、電動モータ４に対する通電及び電動ブレーキ５に対する通電を制御可能な構成であれば、上述した回路要素６０，７０，１２０を備える構成以外であってもよい。例えば、回路要素６０，７０，１２０のうち少なくとも二つの機能を一ユニットによって果たすようにしてもよいし、モータドライバ７０の一部の機能をマイクロコンピュータによって果たすようにしてもよいのである。

通電制御回路部６が実行する逆回転位相変化処理では、上述したように電動モータ４に対する通電をカットした後に電動ブレーキ５に対して通電を開始する以外にも、電動ブレーキ５に対する通電開始後に電動モータ４に対する通電をカットするようにしてもよいし、電動ブレーキ５に対する通電と電動モータ４に対する通電カットとを実質的に同時に開始するようにしてもよい。

位相調整機構８は、モータ軸１４が駆動側回転体２２よりも逆回転することにより遊星キャリア３２が駆動側回転体２２に対して相対回転するとき、機関位相が進角する構成であってもよく、その場合には、例えば始動位相が最進角位相に設定される。また、位相調整機構８は、伝達トルクに応じてクランク軸及びカム軸２間の機関位相を調整可能な構成であれば、上述した遊星歯車ユニット３０を備える構成以外であってもよい。例えば、クランク軸及びカム軸とそれぞれ連動して回転する二つの回転体毎に、遊星歯車と噛合する太陽歯車を設けて、当該遊星歯車の遊星運動により機関位相を変化させる構成の位相調整機構８等を用いてもよいのである。

そして、本発明は、上述した吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に適宜適用することができる。

本発明の一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図であって、図６のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１の通電制御回路部の特徴的構成を示すブロック図である。 図１の電動ブレーキの要部を模式的に示す斜視図である。 図１のV−V線断面図である。 図１のVI−VI線断面図である。 図１のVII−VII線断面図である。 図３の通電ブロックの詳細構成を示すブロック図である。 図１の通電制御回路部の特徴的作動を示すフローチャートである。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カム軸、５ 電動ブレーキ、６ 通電制御回路部、８ 位相調整機構、１０ ハウジング、１４ モータ軸（出力回転体）、１４ａ 軸本体、１４ｂ ロータ部、１６ モータステータ、１６ｂ モータコイル、１８ 永久磁石、２２ 駆動側回転体、２４ 従動側回転体、３０ 遊星歯車ユニット、３２ 遊星キャリア（入力回転体）、５０ リンクユニット、６０ ＥＣＵ、７０ モータドライバ、７２ 信号生成ブロック、７４ 通電ブロック、７６ インバータ部、７８ 駆動部、１０２ ドラム（出力回転体）、１０２ａ 摺接面、１０４ シュー、１０４ａ ガイド部、１０６ ライニング（摩擦部材）、１０８ リターンスプリング、１１０ ソレノイド、１１０ｂ ブレーキコイル、１２０ ブレーキドライバ、ＦＵ，ＦＶ，ＦＷ 上段スイッチング素子（スイッチング素子）、ＧＵ，ＧＶ，ＧＷ 下段スイッチング素子（スイッチング素子）、Ｄｒ 実回転方向、Ｄｔ 目標回転方向、Ｓｒ 実回転数、Ｓｔ 目標回転数、Ｉｒ 実通電電流量、Ｉｔ 目標通電電流量

Claims (4)

1. クランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する吸気弁及び排気弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを調整する内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
   出力回転体を有し、当該出力回転体を回転駆動するモートルクを通電により発生させる電動モータと、
   前記出力回転体を制動するブレーキトルクを通電により発生させる電動ブレーキと、
   前記クランク軸からのトルク伝達により正回転し前記出力回転体からのトルク伝達により正逆回転する入力回転体を有し、当該入力回転体の回転状態に応じてクランク軸及びカム軸間の相対位相を調整する位相調整機構と、
   前記電動モータに対する通電及び前記電動ブレーキに対する通電を制御する通電制御回路部であって、正回転中の前記入力回転体を逆回転させることにより前記位相調整機構にて前記相対位相を変化させる場合に、前記電動モータに対する通電をカットしつつ前記電動ブレーキに対して通電を施す通電制御回路部と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記位相調整機構は、前記入力回転体の逆回転により、遅角側及び進角側のうち前記内燃機関の始動を許容する始動位相の側へ前記相対位相を変化させることを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記通電制御回路部は、複数のスイッチング素子を有し、それらスイッチング素子のオンオフにより前記電動モータに対して通電を施すことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記電動ブレーキは、
   前記出力回転体に摩擦接触することにより前記ブレーキトルクを発生する摩擦部材と、
   前記摩擦部材を前記出力回転体に摩擦接触させるための電磁駆動力を通電により発生するソレノイドと、
   を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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