JP2013253524A - Mounting structure of cam angle sensor for internal combustion engine - Google Patents

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Takaki Senoo
恭樹 妹尾
Takahiko Kuroiwa
孝彦 黒岩
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in a rotation angle detection accuracy caused by a thermal expansion change.SOLUTION: A mounting structure of a cam angle sensor 74 detecting a rotation angle of a camshaft 44 rotatably supported by a cylinder head 18 of an internal combustion engine 10 is used for mounting a cam angle sensor 74 to a cylinder head cover 20 covering the cylinder head. An axis of the cam angle sensor 74 passes an axis 48 of the camshaft 44 and is vertical to the axis of the camshaft 44 by defining a vertical surface in a reciprocating direction 26 of a piston as a reference surface, and the specific angle of the axis with respect to the reference surface is 0-90°, preferably, 20-50° or more preferably, 30-40°.

Description

本発明は、内燃機関のカム角センサに係り、更に詳細にはカム角センサの取付け構造に係る。   The present invention relates to a cam angle sensor for an internal combustion engine, and more particularly to a cam angle sensor mounting structure.

自動車等の車両に搭載される内燃機関に於いては、気筒判別及びカムシャフトタイミングを検出する目的で、カムポジションセンサとも呼ばれるカム角センサによりカムシャフトの回転角度が検出される。カムシャフトはシリンダヘッドに設けられた軸受により回転可能に支持され、カムシャフトにはタイミングロータが一体的に設けられている。例えば下記の特許文献1に記載されている如く、カム角センサはその検出部がタイミングロータの近傍に位置するようシリンダヘッドカバーに取付けられる。   In an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, the camshaft rotation angle is detected by a cam angle sensor, also called a cam position sensor, for the purpose of cylinder discrimination and camshaft timing detection. The camshaft is rotatably supported by a bearing provided on the cylinder head, and a timing rotor is integrally provided on the camshaft. For example, as described in Patent Document 1 below, the cam angle sensor is attached to the cylinder head cover so that its detection portion is positioned in the vicinity of the timing rotor.

特開2005−113850号公報JP 2005-113850 A

〔発明が解決しようとする課題〕
内燃機関が運転されると、シリンダヘッドカバーの温度も上昇するので、シリンダヘッドカバーの主要部は膨張変形によってシリンダヘッドより離れる方向へ変位する。そのため、特許文献1に記載されている如く、カム角センサがカムシャフトの上方にて上下方向又はこれに近い方向に延在するよう取付けられると、シリンダヘッドカバーの上方への変位に伴ってカム角センサがタイミングロータより離れる方向へ変位する。その結果、カム角センサの検出感度が低下することに起因してカム角センサの回転角度検出精度が低下する。
[Problems to be Solved by the Invention]
When the internal combustion engine is operated, the temperature of the cylinder head cover also rises, so that the main part of the cylinder head cover is displaced away from the cylinder head due to expansion deformation. Therefore, as described in Patent Document 1, when the cam angle sensor is mounted so as to extend in the vertical direction or close to the upper direction of the cam shaft, the cam angle is increased along with the upward displacement of the cylinder head cover. The sensor is displaced away from the timing rotor. As a result, the rotation angle detection accuracy of the cam angle sensor decreases due to the decrease in detection sensitivity of the cam angle sensor.

また、カム角センサがカムシャフトの側方にて水平方向又はこれに近い方向に延在するようシリンダヘッドカバーに取付けられると、シリンダヘッドカバーの上方への変位に伴ってカム角センサの軸線の方向がタイミングロータの径方向よりずれる。その結果、タイミングロータの突起に対するカム角センサの検出部の相対位置とタイミングロータの回転角度との間の相関関係が変化し、カム角センサの出力に位相ずれが発生することに起因してカム角センサの回転角度検出精度が低下する。   Further, when the cam angle sensor is attached to the cylinder head cover so as to extend in the horizontal direction or a direction close to the side of the cam shaft, the direction of the axis of the cam angle sensor changes with the upward displacement of the cylinder head cover. It deviates from the radial direction of the timing rotor. As a result, the correlation between the relative position of the detection unit of the cam angle sensor with respect to the protrusion of the timing rotor and the rotation angle of the timing rotor changes, and the cam shifts due to the occurrence of phase shift in the output of the cam angle sensor. The rotation angle detection accuracy of the angle sensor decreases.

更に、自動車等の車両に搭載される内燃機関に於いては、ブローバイガス還元装置の一部として、カムシャフトの上方にはシリンダヘッドカバーによりPCV(Positive Crankcase Ventilation)室が形成されている。そして、PCV室はバッフルプレートによりカムシャフトが設けられた室より区画されている。   Further, in an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile, a PCV (Positive Crankcase Ventilation) chamber is formed by a cylinder head cover above a camshaft as part of a blow-by gas reduction device. The PCV chamber is partitioned from the chamber in which the camshaft is provided by a baffle plate.

カム角センサがカムシャフトの上方にて上下方向又はこれに近い方向に延在するよう取付けられる場合には、PCV室の容積が低減されたり、PCV室やバッフルプレートの形状が制約を受けたりすることが避けられない。そのため、PCV室内に流れるブローバイガス中に含まれるオイルの持ち去り量が増大してオイル切り性が低下する。   When the cam angle sensor is mounted so as to extend in the vertical direction or close to the cam shaft, the volume of the PCV chamber is reduced, or the shape of the PCV chamber or baffle plate is restricted. Inevitable. For this reason, the amount of oil carried away in the blow-by gas flowing into the PCV chamber is increased, and the oil draining performance is reduced.

本発明は、カムシャフトの回転角度を検出するカム角センサに関する上述の如き問題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の主要な課題は、PCV室内に於けるオイル切り性の低下を将来することなく、カム角センサの検出感度の低下や出力の位相ずれを低減することができるカム角センサの取付け構造を提供することである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕
The present invention has been made in view of the above-described problems related to a cam angle sensor that detects the rotation angle of a camshaft. And the main subject of this invention is the attachment of the cam angle sensor which can reduce the fall of the detection sensitivity of a cam angle sensor, or the phase shift of an output, without the fall of the oil draining property in a PCV room in the future. Is to provide a structure.
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]

上述の主要な課題は、本発明によれば、内燃機関のシリンダヘッドにより回転可能に支持されたカムシャフトの回転角度を検出するカム角センサの取付け構造であって、前記シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーに対するカム角センサの取付け構造にして、前記カムシャフトの軸線を通りピストンの往復動方向に垂直な面を基準面として、前記カム角センサの軸線は前記カムシャフトの軸線に垂直であり、かつ前記基準面に対し0°よりも大きく90°よりも小さい所定の角度をなしていることを特徴とする内燃機関のカム角センサの取付け構造(請求項1の構成)によって達成される。   According to the present invention, the main problem described above is a cam angle sensor mounting structure for detecting a rotation angle of a camshaft rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine, and a cylinder head cover that covers the cylinder head A cam angle sensor mounting structure with respect to the camshaft sensor, the axis passing through the camshaft axis and perpendicular to the reciprocating direction of the piston as a reference plane, the cam angle sensor axis being perpendicular to the camshaft axis, and This is achieved by an internal combustion engine cam angle sensor mounting structure (structure of claim 1) characterized in that it forms a predetermined angle larger than 0 ° and smaller than 90 ° with respect to the reference plane.

上記の構成によれば、カム角センサの軸線はカムシャフトの軸線に垂直であり、かつ基準面に対し0°よりも大きく90°よりも小さい所定の角度をなしている。よって、例えばカム角センサの軸線が基準面に対し90°である場合に比して、カム角センサの検出感度の低下を低減することができ、またカム角センサの軸線が基準面に対し0°である場合に比して、カム角センサの出力の位相ずれを低減することができる。従ってカム角センサの軸線が基準面に対し所定の角度をなしていない場合に比して、内燃機関の温度の如何に関係なく良好な精度にてカムシャフの回転角度を検出することができる。   According to the above configuration, the axis of the cam angle sensor is perpendicular to the axis of the cam shaft and forms a predetermined angle greater than 0 ° and less than 90 ° with respect to the reference plane. Therefore, for example, compared with a case where the axis of the cam angle sensor is 90 ° with respect to the reference plane, it is possible to reduce a decrease in the detection sensitivity of the cam angle sensor. Compared to the case of °, the phase shift of the output of the cam angle sensor can be reduced. Therefore, the camshaft rotation angle can be detected with good accuracy regardless of the temperature of the internal combustion engine as compared with the case where the axis of the cam angle sensor does not form a predetermined angle with respect to the reference plane.

また、上記の構成によれば、カム角センサの検出部を必要以上に高感度のものにすることは不要であり、また例えばシリンダヘッドカバーの温度を検出し、検出された温度に基づいてカム角センサの出力の位相ずれを補正することも不要である。   Further, according to the above configuration, it is unnecessary to make the detection unit of the cam angle sensor more sensitive than necessary. For example, the temperature of the cylinder head cover is detected, and the cam angle is detected based on the detected temperature. It is also unnecessary to correct the phase shift of the sensor output.

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記所定の角度は20°以上で50°以下であるよう構成される(請求項2の構成)。   According to the invention, in the above-described configuration, the predetermined angle is configured to be 20 ° or more and 50 ° or less (configuration of claim 2).

後に詳細に説明する如く、カム角センサの軸線が基準面に対しなす角度が大きいほどカム角センサの検出感度の低下が大きくなり、逆に、カム角センサの軸線が基準面に対しなす角度が小さいほど出力の位相ずれが大きくなる。上記の構成によれば、所定の角度は20°以上で50°以下であるので、カム角センサの検出感度の低下や出力の位相ずれを一層効果的に低減することができ、これにより一層良好な精度にてカムシャフの回転角度を検出することができる。   As will be described in detail later, the greater the angle formed by the cam angle sensor axis with respect to the reference plane, the greater the decrease in the detection sensitivity of the cam angle sensor. Conversely, the angle formed by the cam angle sensor axis with respect to the reference plane increases. The smaller the value, the larger the output phase shift. According to the above configuration, since the predetermined angle is not less than 20 ° and not more than 50 °, it is possible to more effectively reduce the detection sensitivity of the cam angle sensor and the output phase shift, thereby further improving the accuracy. The rotation angle of the camshaft can be detected with high accuracy.

また本発明によれば、前記所定の角度は30°以上で40°以下であるよう構成される(請求項3の構成)。   According to the invention, the predetermined angle is configured to be not less than 30 ° and not more than 40 ° (configuration of claim 3).

上記の構成によれば、カム角センサの検出感度の低下やカム角センサの出力の位相ずれを更に一層効果的に低減することができ、これにより更に一層良好な精度にてカムシャフトの回転角度を検出することができる。   According to the above configuration, it is possible to more effectively reduce the detection sensitivity of the cam angle sensor and the phase shift of the output of the cam angle sensor, and thereby the camshaft rotation angle can be more accurately improved. Can be detected.

また本発明によれば、上記の構成に於いて、前記シリンダヘッドカバーは前記カムシャフトに対し前記シリンダヘッドとは反対の側にPCV室を郭定しており、前記所定の角度の上限値は前記カム角センサが前記PCV室に干渉しない範囲の最大値以下であるよう構成される(請求項4の構成)。   According to the present invention, in the above configuration, the cylinder head cover defines a PCV chamber on a side opposite to the cylinder head with respect to the camshaft, and the upper limit value of the predetermined angle is The cam angle sensor is configured to be equal to or less than a maximum value within a range in which the cam angle sensor does not interfere with the PCV chamber.

上記の構成によれば、PCV室の容積が低減されたり、PCV室やバッフルプレートの形状が制約を受けたりすることを回避することができ、カム角センサの設置によってPCV室に於けるオイル切り性が低下することを確実に回避することができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕
According to the above configuration, it is possible to avoid the volume of the PCV chamber from being reduced and the shape of the PCV chamber and the baffle plate from being restricted. By installing the cam angle sensor, the oil drainage in the PCV chamber can be avoided. It is possible to reliably avoid a decrease in performance.
[Preferred embodiment of problem solving means]

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、カムシャフトは吸気用カムシャフトであり、カム角センサは吸気用カムシャフトの回転角度を検出するよう構成される。   According to one preferable aspect of the present invention, in the above configuration, the camshaft is an intake camshaft, and the cam angle sensor is configured to detect a rotation angle of the intake camshaft.

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記の構成に於いて、カムシャフトは吸気用カムシャフト及び排気用カムシャフトであり、カム角センサは吸気用カムシャフト及び排気用カムシャフトに対応して設けられ、それぞれ吸気用カムシャフト及び排気用カムシャフトの回転角度を検出するよう構成される。   According to another preferred embodiment of the present invention, in the above configuration, the camshaft is an intake camshaft and an exhaust camshaft, and the cam angle sensor corresponds to the intake camshaft and the exhaust camshaft. And the rotation angles of the intake camshaft and the exhaust camshaft are respectively detected.

ローラロッカーアーム式の動弁機構を有する内燃機関に適用された本発明によるカム角センサの取付け構造の一つの実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the attachment structure of the cam angle sensor by this invention applied to the internal combustion engine which has a valve mechanism of a roller rocker arm type. 図1に示された吸気側のカム角センサの取付け構造の要部を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows the principal part of the attachment structure of the cam angle sensor by the side of intake shown in FIG. 正常な場合(実線)及び進み側への位相誤差が生じた場合(仮想線)について、カム角センサのパルス状の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the pulse-shaped output signal of a cam angle sensor about the case where it is normal (solid line), and the phase error to the advancing side has arisen (virtual line). カム角センサの軸線が基準面に対しなす角度θと、シリンダヘッドカバーの温度の変化に伴うカム角センサの検出部とパルサティースの外径との間の距離の変化量ΔL及びカム角センサの軸線がパルサティースの表面に対しなす角度の変化量Δαとの間の関係を示すグラフである。The angle θ formed by the cam angle sensor axis with respect to the reference plane, the distance change ΔL between the cam angle sensor detector and the outer diameter of the pulsar teeth associated with the change in the cylinder head cover temperature, and the cam angle sensor axis It is a graph which shows the relationship between the variation | change_quantity (DELTA) (alpha) of the angle which makes with respect to the surface of a pulsatis.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に於いて、10は車載の内燃機関の燃焼室の周辺部を示しており、12及び14はそれぞれ吸気系の動弁機構及び排気系の動弁機構を示している。また、16、18、20はそれぞれシリンダブロック、シリンダヘッド、シリンダヘッドカバーを示している。シリンダヘッド18はボルト22によりシリンダブロック16の上端に固定され、シリンダヘッドカバー20はボルト24によりシリンダヘッド18の上端に固定されることによりシリンダヘッドを覆っている。   In FIG. 1, 10 indicates a peripheral portion of a combustion chamber of an on-vehicle internal combustion engine, and 12 and 14 indicate an intake system valve mechanism and an exhaust system valve mechanism, respectively. Reference numerals 16, 18, and 20 denote a cylinder block, a cylinder head, and a cylinder head cover, respectively. The cylinder head 18 is fixed to the upper end of the cylinder block 16 by a bolt 22, and the cylinder head cover 20 covers the cylinder head by being fixed to the upper end of the cylinder head 18 by a bolt 24.

図1には示されていないが、シリンダブロック16はピストンを往復動可能に受ける複数のシリンダボアを有し、26はピストンがシリンダボア内を往復動する方向を示している。また、図1には示されていないが、ピストンはシリンダブロック16及びシリンダヘッド18と共働して容積可変の燃焼室を郭定しており、燃焼室に開口する吸気ポート及び排気ポートはそれぞれ吸気バルブ28及び排気バルブ30により開閉される。吸気バルブ28及び排気バルブ30はそれぞれリターンスプリング32及び34により閉弁位置へ付勢されている。   Although not shown in FIG. 1, the cylinder block 16 has a plurality of cylinder bores that reciprocally receive the piston, and 26 indicates a direction in which the piston reciprocates within the cylinder bore. Although not shown in FIG. 1, the piston cooperates with the cylinder block 16 and the cylinder head 18 to define a variable volume combustion chamber. The intake port and the exhaust port that open to the combustion chamber are respectively Opened and closed by the intake valve 28 and the exhaust valve 30. The intake valve 28 and the exhaust valve 30 are urged to the closed position by return springs 32 and 34, respectively.

吸気バルブ28及び排気バルブ30は、それぞれ吸気系の動弁機構12のローラロッカーアーム36及び排気系の動弁機構14のローラロッカーアーム38により開閉駆動される。ロッカーアーム36は一端にてラッシュアジャスタ40により枢動可能に支持され、他端にて吸気バルブ28のステム部の上端に係合している。ロッカーアーム36の両端の間にはローラ42が回転自在に設けられており、ローラ42は吸気用カムシャフト44のカムローブ46に係合している。   The intake valve 28 and the exhaust valve 30 are driven to open and close by a roller rocker arm 36 of the intake system valve mechanism 12 and a roller rocker arm 38 of the exhaust system valve mechanism 14, respectively. The rocker arm 36 is pivotally supported at one end by a lash adjuster 40 and engaged with the upper end of the stem portion of the intake valve 28 at the other end. A roller 42 is rotatably provided between both ends of the rocker arm 36, and the roller 42 is engaged with a cam lobe 46 of the intake camshaft 44.

カムシャフト44は回転軸線48の周りに図1で見て時計回り方向へ回転可能であり、回転軸線48はシリンダボアの配列方向、即ち図1の紙面に垂直な方向に延在している。カムシャフト44が回転軸線48の周りに回転すると、ローラ42とカムローブ46との接触点と回転軸線48との間の距離が変化する。よって、この距離の変化に応じてロッカーアーム36がラッシュアジャスタ40の枢点の周りに揺動され、これにより吸気バルブ28が往復動されることにより開閉駆動される。   The camshaft 44 can rotate around the rotation axis 48 in the clockwise direction as viewed in FIG. 1, and the rotation axis 48 extends in the direction in which the cylinder bores are arranged, that is, in the direction perpendicular to the plane of FIG. When the camshaft 44 rotates about the rotation axis 48, the distance between the contact point between the roller 42 and the cam lobe 46 and the rotation axis 48 changes. Therefore, the rocker arm 36 is swung around the pivot point of the lash adjuster 40 according to the change in the distance, and the intake valve 28 is reciprocated to be driven to open and close.

尚、図1には詳細に示されていないが、排気系の動弁機構14は、吸気系の動弁機構12に対し左右が逆である点を除き、吸気系の動弁機構12と同様に構成され、同様に作動する。即ち、排気用カムシャフト50が回転軸線48と平行に延在する回転軸線52の周りに図1で見て時計回り方向へ回転することによってローラロッカーアーム38が揺動され、これにより排気バルブ30が開閉駆動される。   Although not shown in detail in FIG. 1, the exhaust system valve mechanism 14 is the same as the intake system valve mechanism 12 except that the left and right sides are opposite to the intake system valve mechanism 12. And operate similarly. That is, when the exhaust camshaft 50 rotates around the rotation axis 52 extending in parallel with the rotation axis 48 in the clockwise direction as viewed in FIG. Is driven to open and close.

シリンダヘッドカバー20は、吸気用カムシャフト44及び排気用カムシャフト50の上方に、即ちカムシャフト44及び50に対しシリンダヘッド18とは反対の側に、それぞれPCV室54及び56を郭定している。PCV室54及び56は図1の紙面に垂直な方向に互いに平行に延在している。   The cylinder head cover 20 defines PCV chambers 54 and 56 above the intake camshaft 44 and the exhaust camshaft 50, that is, on the opposite side of the camshafts 44 and 50 from the cylinder head 18, respectively. . The PCV chambers 54 and 56 extend in parallel to each other in a direction perpendicular to the paper surface of FIG.

吸気側のPCV室54はバッフルプレート58により吸気用カムシャフト44が配置された空間60より区画されており、バッフルプレート58は部分的に上下に二重構造をなしている。バッフルプレート58の下方には、カムシャフト44に潤滑オイルを供給するオイルデリバリーパイプ62が配設され、パイプ62はバッフルプレート58により支持されている。   The PCV chamber 54 on the intake side is partitioned by a baffle plate 58 from a space 60 in which the intake camshaft 44 is disposed, and the baffle plate 58 partially has a double structure vertically. Below the baffle plate 58, an oil delivery pipe 62 for supplying lubricating oil to the camshaft 44 is disposed, and the pipe 62 is supported by the baffle plate 58.

他方、排気側のPCV室56はバッフルプレート64により排気用カムシャフト50が配置された空間66より区画されると共に、サブバッフルプレート68により上室と下室とに分離されている。バッフルプレート64の下方には、カムシャフト50に潤滑オイルを供給するオイルデリバリーパイプ70が配設され、パイプ70はバッフルプレート64により支持されている。   On the other hand, the exhaust-side PCV chamber 56 is partitioned by a baffle plate 64 from a space 66 in which the exhaust camshaft 50 is disposed, and is separated into an upper chamber and a lower chamber by a sub baffle plate 68. Below the baffle plate 64, an oil delivery pipe 70 for supplying lubricating oil to the camshaft 50 is disposed, and the pipe 70 is supported by the baffle plate 64.

吸気用カムシャフト44には、その一端に近接してタイミングロータ72が一体に形成されている。タイミングロータ72は回転軸線48の周りにそれぞれ互いに異なる角度範囲に亘り延在する三つのパルサティース(凸部)72A〜72C(図2参照)を有している。タイミングロータ72に近接した位置には、MREタイプのカム角センサ74が配置されており、シリンダヘッドカバー20に固定されている。カム角センサ74の検出部74Aはパルサティース72A〜72の外径よりも僅かに大きい距離だけ回転軸線48より隔置されている。   The intake camshaft 44 is integrally formed with a timing rotor 72 adjacent to one end thereof. The timing rotor 72 has three pulsar teeth (convex portions) 72A to 72C (see FIG. 2) extending around the rotation axis 48 over different angular ranges. An MRE type cam angle sensor 74 is disposed near the timing rotor 72 and is fixed to the cylinder head cover 20. The detecting portion 74A of the cam angle sensor 74 is spaced from the rotation axis 48 by a distance slightly larger than the outer diameter of the pulsar teeth 72A to 72.

図2に示されている如く、カムシャフト44の回転軸線48を通りピストンの往復動方向26に垂直な面を基準面76とする。カム角センサ74の軸線78がカムシャフト44の回転軸線48に垂直に基準面76に対しなす角度をθとすると、角度θは0°よりも大きく90°よりも小さい所定の角度である。従って、カム角センサ74の軸線78は、基準面76に平行(θ=0°)でもなければ、基準面76に垂直(θ=90°)でもない。   As shown in FIG. 2, a plane that passes through the rotation axis 48 of the camshaft 44 and is perpendicular to the reciprocating direction 26 of the piston is defined as a reference plane 76. Assuming that the angle formed by the axis 78 of the cam angle sensor 74 and the reference plane 76 perpendicular to the rotation axis 48 of the camshaft 44 is θ, the angle θ is a predetermined angle greater than 0 ° and smaller than 90 °. Therefore, the axis 78 of the cam angle sensor 74 is neither parallel to the reference plane 76 (θ = 0 °) nor perpendicular to the reference plane 76 (θ = 90 °).

カム角センサ74は、タイミングロータ72の回転に伴ってその表面と検出部74Aとの間の距離が変化し検出部74Aを通る磁束が増減することを利用して、タイミングロータ72の回転角度、従ってカムシャフト44の回転角度を検出する。そして、カム角センサ74は、図3に示されている如く、パルサティース72A〜72Cの角度範囲に対応するパルス状の出力信号を発生する。   The cam angle sensor 74 uses the fact that the distance between the surface thereof and the detection unit 74A changes with the rotation of the timing rotor 72, and the magnetic flux passing through the detection unit 74A increases or decreases. Therefore, the rotation angle of the camshaft 44 is detected. Then, as shown in FIG. 3, the cam angle sensor 74 generates a pulsed output signal corresponding to the angle range of the pulsar teeth 72A to 72C.

内燃機関10が運転されると、その温度が上昇する。よって、シリンダヘッドカバー20の温度も上昇するので、シリンダヘッドカバーの主要部は膨張変形によってシリンダヘッド18より離れる方向へ変位する。そして、シリンダヘッド18からの距離が大きいほど変位の累積が大きくなり、変位量が大きくなるので、PCV室54及び56の上縁を郭定する壁部の変位量が最も大きい。   When the internal combustion engine 10 is operated, its temperature rises. Therefore, since the temperature of the cylinder head cover 20 also rises, the main part of the cylinder head cover is displaced away from the cylinder head 18 due to expansion deformation. As the distance from the cylinder head 18 increases, the accumulation of displacement increases and the amount of displacement increases. Therefore, the amount of displacement of the wall portion defining the upper edges of the PCV chambers 54 and 56 is the largest.

カム角センサ74の回転角度検出精度は、カム角センサ74の検出部74Aとパルサティース72A〜72の外径との間の距離Lに依存する。距離Lはシリンダヘッドカバー20の温度Tccが高いほど大きくなり、距離Lが大きくなるほどカム角センサ74の検出感度が低下することにより、検出精度が低下する。図4に示されている如く、温度Tccの変化に伴う距離Lの変化量ΔLは角度θが大きいほど大きい。   The rotation angle detection accuracy of the cam angle sensor 74 depends on the distance L between the detection unit 74A of the cam angle sensor 74 and the outer diameters of the pulsar teeth 72A to 72. The distance L increases as the temperature Tcc of the cylinder head cover 20 increases, and the detection sensitivity of the cam angle sensor 74 decreases as the distance L increases, so that the detection accuracy decreases. As shown in FIG. 4, the change amount ΔL of the distance L accompanying the change of the temperature Tcc is larger as the angle θ is larger.

また、カム角センサ74の軸線78とパルサティースの表面との交点をPとすると、カム角センサ74の回転角度検出精度は、図2で見てカム角センサ74の軸線78が交点Pに於ける接線80に対しなす角度αに依存する。図示の実施形態に於いては、角度αは90°であるが、角度αが小さくなると、カム角センサ74の出力信号のパルスの位相が進み側へ変化することにより、検出精度が低下する。角度αはシリンダヘッドカバー20の膨張量が大きいほど小さくなり、図4に示されている如く、温度Tccの変化に伴う角度αの変化量Δα、従って出力信号の位相誤差Δφ(図3参照)は角度θが小さいほど大きい。尚、排気用カムシャフト50の回転角度を検出するカム角センサの場合には、出力信号の位相誤差は遅れ側の誤差になる。   Further, assuming that the intersection point between the axis 78 of the cam angle sensor 74 and the surface of the pulsar teeth is P, the rotational angle detection accuracy of the cam angle sensor 74 is as shown in FIG. Depending on the angle α formed with respect to the tangent line 80. In the illustrated embodiment, the angle α is 90 °. However, when the angle α is small, the phase of the pulse of the output signal of the cam angle sensor 74 is changed to the advance side, so that the detection accuracy is lowered. The angle α decreases as the expansion amount of the cylinder head cover 20 increases. As shown in FIG. 4, the change amount Δα of the angle α accompanying the change in the temperature Tcc, and hence the phase error Δφ of the output signal (see FIG. 3). The smaller the angle θ, the larger. In the case of a cam angle sensor that detects the rotation angle of the exhaust camshaft 50, the phase error of the output signal becomes a delay-side error.

よって、シリンダヘッドカバー20の温度Tccの如何に関係なくカム角センサ74による回転角度の良好な検出精度を確保するためには、角度θは、20°以上で50°以下、特に30°以上で40°以下であることが好ましい。従って、実施形態に於ける所定の角度は、20°以上で50°以下、好ましくは30°以上で40°以下に設定される。   Therefore, in order to ensure good detection accuracy of the rotation angle by the cam angle sensor 74 regardless of the temperature Tcc of the cylinder head cover 20, the angle θ is 20 ° to 50 °, particularly 30 ° to 40 °. It is preferable that the angle is not more than °. Therefore, the predetermined angle in the embodiment is set to 20 ° to 50 °, preferably 30 ° to 40 °.

また、上述の如く、カムシャフト44の上方にはPCV室54が設けられているので、角度θが大きい値に設定されると、カム角センサ74がPCV室54に干渉する。即ち、カム角センサ74を取付けるための部位を確保する必要があるため、PCV室の容積が低減されたり、PCV室やバッフルプレート58の形状が制約を受けたりすることが避けられない。そのため、PCV室54内に流れるブローバイガス中に含まれるオイルの持ち去り量が増大してオイル切り性が低下することが避けられない。   Since the PCV chamber 54 is provided above the camshaft 44 as described above, the cam angle sensor 74 interferes with the PCV chamber 54 when the angle θ is set to a large value. That is, since it is necessary to secure a part for mounting the cam angle sensor 74, it is inevitable that the volume of the PCV chamber is reduced or the shapes of the PCV chamber and the baffle plate 58 are restricted. For this reason, it is inevitable that the amount of oil carried away in the blow-by gas flowing into the PCV chamber 54 will increase and the oil draining performance will deteriorate.

よって、カム角センサ74が設置されることによってPCV室54に於けるオイル切り性が低下することがないよう、実施形態に於ける角度θについての所定の角度の上限値は、カム角センサ74がPCV室54に干渉しない範囲の最大値以下に設定される。   Therefore, the upper limit value of the predetermined angle with respect to the angle θ in the embodiment is set so that the oil drainage property in the PCV chamber 54 is not deteriorated by installing the cam angle sensor 74. Is set to be equal to or less than the maximum value in a range in which it does not interfere with the PCV chamber 54.

尚、図示の実施形態に於いては、排気用カムシャフト50の回転角度を検出するカム角センサは設けられておらず、排気用カムシャフト50の回転角度はカム角センサ74により検出された吸気用カムシャフト44の回転角度に基づいて推定される。しかし、カム角センサ74と同様の取付け構造にて排気用カムシャフト50の回転角度を検出するカム角センサが設けられてもよい。また、カム角センサは、吸気側には設けられず、排気側にのみ設けられてもよい。   In the illustrated embodiment, the cam angle sensor for detecting the rotation angle of the exhaust camshaft 50 is not provided, and the rotation angle of the exhaust camshaft 50 is detected by the cam angle sensor 74. It is estimated based on the rotation angle of the cam shaft 44 for use. However, a cam angle sensor that detects the rotation angle of the exhaust camshaft 50 may be provided with the same mounting structure as the cam angle sensor 74. Further, the cam angle sensor may not be provided on the intake side but may be provided only on the exhaust side.

以上の説明より解る如く、上述の実施形態のカム角センサの取付け構造によれば、シリンダヘッドカバー20の膨張変形に伴う距離Lの増大に起因するカム角センサ74の検出感度の低下を低減しつつ、角度αの変化に起因する位相誤差を低減することができる。よって、シリンダヘッドカバー20の膨張変形に関係なく、従って内燃機関の温度の如何に関係なく、カム角センサ74によりカムシャフト44の回転角度を良好な精度にて検出することができる。また、カム角センサ74の検出部を必要以上に高感度のものにする必要はない。   As can be understood from the above description, according to the cam angle sensor mounting structure of the above-described embodiment, the decrease in the detection sensitivity of the cam angle sensor 74 due to the increase in the distance L accompanying the expansion deformation of the cylinder head cover 20 is reduced. The phase error caused by the change in the angle α can be reduced. Therefore, the cam angle sensor 74 can detect the rotation angle of the camshaft 44 with good accuracy regardless of the expansion and deformation of the cylinder head cover 20 and therefore regardless of the temperature of the internal combustion engine. Further, it is not necessary to make the detection part of the cam angle sensor 74 more sensitive than necessary.

特に、上述の実施形態によれば、角度θについての所定の角度は、20°以上で50°以下、好ましくは30°以上で40°以下に設定される。よって、角度θが0°よりも大きく90°よりも小さい角度であっても、上記望ましい範囲内の値でない場合に比して、カム角センサ74の検出感度の低下や位相誤差の低減を効果的に達成することができる。   In particular, according to the above-described embodiment, the predetermined angle with respect to the angle θ is set to 20 ° or more and 50 ° or less, preferably 30 ° or more and 40 ° or less. Therefore, even when the angle θ is larger than 0 ° and smaller than 90 °, the detection sensitivity of the cam angle sensor 74 and the phase error can be reduced as compared with the case where the angle θ is not within the above desired range. Can be achieved.

また、上述の実施形態によれば、所定の角度の上限値は、カム角センサ74がPCV室54に干渉しない範囲の最大値以下に設定されるので、カム角センサ74の設置によってPCV室54に於けるオイル切り性が低下することを確実に回避することができる。   Further, according to the above-described embodiment, the upper limit value of the predetermined angle is set to be equal to or less than the maximum value in a range where the cam angle sensor 74 does not interfere with the PCV chamber 54. It can be reliably avoided that the oil drainability in the oil is lowered.

尚、内燃機関の温度に基づいてカム角センサ74の出力信号のパルスの位相を補正することにより、角度αの変化に起因する位相誤差を低減することも考えられる。しかし、角度αの変化に起因する位相誤差は内燃機関の温度と常に一義的な関係にある訳ではなく、また角度αの変化量を高精度に推定しようとすると、例えばカム角センサ74の近傍の温度を検出するセンサが必要になる。   It is also conceivable to reduce the phase error caused by the change in the angle α by correcting the phase of the pulse of the output signal of the cam angle sensor 74 based on the temperature of the internal combustion engine. However, the phase error due to the change in the angle α is not always uniquely related to the temperature of the internal combustion engine, and if the change amount of the angle α is to be estimated with high accuracy, for example, in the vicinity of the cam angle sensor 74 The sensor which detects the temperature of the is required.

これに対し、上述の実施形態によれば、内燃機関の温度に基づいてカム角センサ74の出力信号のパルスの位相を補正することは不要であり、また角度αの変化量を高精度に推定するための温度センサ等も不要である。   On the other hand, according to the above-described embodiment, it is not necessary to correct the phase of the pulse of the output signal of the cam angle sensor 74 based on the temperature of the internal combustion engine, and the change amount of the angle α is estimated with high accuracy. A temperature sensor or the like is also unnecessary.

以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。   Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.

例えば上述の実施形態に於いては、カムシャフトはローラロッカーアームを介してバルブを開閉駆動するようになっている。しかし、本発明によるカム角センサの取付け構造はカムシャフトがリターンスプリングシートを介してバルブを開閉駆動するタイプの内燃機関に適用されてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the camshaft is configured to open and close the valve via the roller rocker arm. However, the cam angle sensor mounting structure according to the present invention may be applied to an internal combustion engine of a type in which the camshaft drives the valve to open and close via a return spring seat.

また、カム角センサ74と同様の取付け構造にて排気用カムシャフト50の回転角度を検出するカム角センサも設けられる場合には、吸気側のカム角センサの軸線の角度θと排気側のカム角センサの軸線の角度θとが異なる値であってもよい。   Further, when a cam angle sensor for detecting the rotation angle of the exhaust camshaft 50 is also provided with the same mounting structure as the cam angle sensor 74, the axis angle θ of the intake cam angle sensor and the exhaust cam A value different from the angle θ of the axis of the angle sensor may be used.

また上述の実施形態に於いては、内燃機関10は車載の内燃機関であるが、本発明によるカム角センサの取付け構造は車載以外の内燃機関に適用されてもよい。   In the above-described embodiment, the internal combustion engine 10 is an in-vehicle internal combustion engine, but the cam angle sensor mounting structure according to the present invention may be applied to an internal combustion engine other than the in-vehicle.

10…内燃機関、12,14…動弁機構、16…シリンダブロック、18…シリンダヘッド、20…シリンダヘッドカバー、36,38…ローラロッカーアーム、44…吸気用カムシャフト、50…排気用カムシャフト、54,56…PCV室、58,64…バッフルプレート、72…タイミングロータ、74…カム角センサ、76…基準面   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 12, 14 ... Valve mechanism, 16 ... Cylinder block, 18 ... Cylinder head, 20 ... Cylinder head cover, 36, 38 ... Roller rocker arm, 44 ... Intake camshaft, 50 ... Exhaust camshaft, 54, 56 ... PCV chamber, 58, 64 ... baffle plate, 72 ... timing rotor, 74 ... cam angle sensor, 76 ... reference plane

Claims (4)

内燃機関のシリンダヘッドにより回転可能に支持されたカムシャフトの回転角度を検出するカム角センサの取付け構造であって、前記シリンダヘッドを覆うシリンダヘッドカバーに対するカム角センサの取付け構造にして、前記カムシャフトの軸線を通りピストンの往復動方向に垂直な面を基準面として、前記カム角センサの軸線は前記カムシャフトの軸線に垂直であり、かつ前記基準面に対し0°よりも大きく90°よりも小さい所定の角度をなしていることを特徴とする内燃機関のカム角センサの取付け構造。   A cam angle sensor mounting structure for detecting a rotation angle of a camshaft rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine, the camshaft sensor mounting structure for a cylinder head cover covering the cylinder head, wherein the camshaft The axis of the cam angle sensor is perpendicular to the axis of the camshaft and is greater than 0 ° and greater than 90 ° with respect to the reference surface. A cam angle sensor mounting structure for an internal combustion engine, characterized by having a small predetermined angle. 前記所定の角度は20°以上で50°以下であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のカム角センサの取付け構造。   2. The cam angle sensor mounting structure for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the predetermined angle is not less than 20 [deg.] And not more than 50 [deg.]. 前記所定の角度は30°以上で40°以下であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のカム角センサの取付け構造。   The cam angle sensor mounting structure for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the predetermined angle is not less than 30 ° and not more than 40 °. 前記シリンダヘッドカバーは前記カムシャフトに対し前記シリンダヘッドとは反対の側にPCV室を郭定しており、前記所定の角度の上限値は前記カム角センサが前記PCV室に干渉しない範囲の最大値以下であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の内燃機関のカム角センサの取付け構造。   The cylinder head cover defines a PCV chamber on a side opposite to the cylinder head with respect to the camshaft, and an upper limit value of the predetermined angle is a maximum value within a range where the cam angle sensor does not interfere with the PCV chamber. The cam angle sensor mounting structure for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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