JP2022160792A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】内燃機関を停止させる場合には、静粛でギヤ等に破損を招くことのない弁開閉時期制御装置を構成する。【解決手段】駆動側回転体と、従動側回転体と、相対回転位相の機械的な限界を決めるストッパーと、電動モータＭの駆動で相対回転位相を変化させるギヤ式の位相制御機構と、位相センサで検出された実位相を目標位相に向けて変位させるように電動モータＭを制御する制御部４０とを備えている。内燃機関Ｅが稼動する際に、電動モータＭの回転を停止させた場合にストッパーが当接状態に達する限界位相が設定され、内燃機関Ｅの停止制御の実行時に、位相センサで検出される実位相が既に限界位相にある場合を除き、電動モータＭに供給する電流の制御によって電動モータＭの回転を制限することで相対回転位相の変動を抑制する制動制御を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、弁開閉時期制御装置に関する。
特許文献１には、内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方のカム軸に備えられ、電動モータへの通電により、電動モータのモータ軸に発生するモータトルクによりクランク軸とカム軸との間の相対位相を調整することでバルブタイミングを調整する弁開閉時期制御装置（文献ではバルブタイミング調整装置）が記載されている。
この特許文献１では、内燃機関の停止後に、電動モータのモータトルクを、電動モータの磁気保持トルク及びカム軸のカムトルクとバランスさせる構成が記載されている。
特開２００９－０１３９７５号公報
クランクシャフトの回転と同期して回転する駆動側回転体と、カムシャフトと一体回転する従動側回転体と、これらの相対回転位相を、電動モータの駆動力で制御する位相制御機構とを備えた弁開閉時期制御装置では、電動モータの制御により相対回転位相を任意に位相に設定することが可能である。
このような弁開閉時期制御装置では、内燃機関が稼動する状況ではカムシャフトからカム変動トルクが作用している。このようにカム変動トルクが作用するため、カムシャフトは、１回転の間に回転速度（角速度）が変動（増減）するものであり、この角速度の変動幅は内燃機関の回転速度が低下するほど拡大する傾向にある。このような弁開閉時期制御装置では、駆動側回転体と従動側回転体との相対変位（相対回転位相）の機械的な限界を決めるストッパーを備えている。
また、カムシャフトのカム変動トルクは、クランクシャフトの回転速度（単位時間あたりの回転数）が低下するほど、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を大きく変動させる傾向があった。従って、内燃機関を停止させる場合には、回転速度が低下するに伴いストッパーが、短時間のうちに繰り返して当接して衝突音の発生に繋がることがあり、位相制御機構を構成するギヤの歯部等に破損を招くことも懸念された。
このような理由から、内燃機関を停止させる場合には、静粛でギヤ等に破損を招くことのない弁開閉時期制御装置が求められる。
本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記内燃機関の燃焼室のバルブを開閉するカムシャフトと一体回転し、前記駆動側回転体の回転軸芯と同軸芯で配置された従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相の変位領域の機械的な限界を決めるストッパーと、前記駆動側回転体と等しい回転速度で電動モータが駆動回転することで前記相対回転位相を維持し、前記駆動側回転体と異なる回転速度で前記電動モータが駆動回転することで前記相対回転位相を変化させるギヤ式の伝動構造を有する位相制御機構と、前記相対回転位相を実位相として検出する位相センサと、前記位相センサで検出された前記実位相を目標位相に向けた方向に変位させるように前記電動モータを制御する制御部とを備え、前記内燃機関が稼動する状況で前記電動モータの回転を停止させた場合に前記ストッパーが当接状態に達する限界位相が予め設定され、前記制御部は、前記内燃機関を停止する停止制御の実行時に、前記位相センサで検出される前記実位相が既に前記限界位相である場合を除き、前記電動モータに供給する電流の制御により前記電動モータの回転を制限する制動制御を実行する点にある。
この特徴構成によると、停止制御を実行する際に位相センサで検出される実位相が既に限界位相である場合を除き、電動モータに供給する電流の制御によって電動モータの回転を制限する制動制御を行うことにより、カムシャフトから受動側回転体に作用するカムトルクが大きく変動する状況であっても、この変動を、制動制御による電動モータの制限された回転により抑制することが可能となり、相対回転位相の変動を抑制できる。このように相対回転位相の変動が抑制されるため、ストッパーが、短時間のうちに繰り返して当接状態に達することや、位相制御機構を構成するギヤの歯部等に強い衝撃力を作用させることもない。
また、位相センサで検出される実位相が既に限界位相である場合には、ストッパーが当接した状態にあるため、カムトルクによって相対回転位相が大きく変動する現象が抑制されるため、制動制御を行う必要がなく無駄に電力が消費されることもない。
従って、内燃機関を停止させる場合には、静粛でギヤ等に破損を招くことのない弁開閉時期制御装置が構成された。
上記構成に加えた構成として、前記制御部は、前記停止制御を開始した後に、前記駆動側回転体の単位時間における回転数が、設定値未満まで低下したことを判定した場合に前記制動制御を開始しても良い。
これによると、例えば、カムトルクの変動幅が拡大する回転数を、制動制御の開始の基準値に設定することにより、制動制御が無駄に行われることもない。
上記構成に加えた構成として、前記制御部は、前記停止制御を開始した後に、前記カムシャフトから作用するトルクによって前記ストッパーの当接部が衝突する際の前記当接部の速度が、設定速度を超えることを判定した場合に前記制動制御を開始しても良い。
これによると、ストッパーの当接部が衝突する際の速度の値を、制動制御の開始の基準値に設定することにより、ストッパーの当接部が高速で衝突する現象を抑制し、衝撃を低減できる。
上記構成に加えた構成として、前記制動制御は、前記停止制御の開始後に、前記電動モータに供給する電流の制御によって前記電動モータの回転を停止させても良い。
これによると、電動モータに供給する電流を制御するだけで制動制御が可能となり、制御を極めて単純に実行できる。
上記構成に加えた構成として、前記電動モータは三相通電方式であり、前記制動制御において前記電動モータに供給する電流の制御は、前記電動モータの三相のうち一相にのみ通電しても良い。
これによると、一相のみに通電することにより、電動モータのロータが回転することはなく、出力軸の制動力を作用させることが可能となる。
エンジンの断面および制御装置を示す図である。 弁開閉時期制御装置の作動本体の断面図である。 図２のIII－III線断面図である。 最遅角位相でのストッパーの構造を示す断面図である。 最進角位相でのストッパーの構造を示す断面図である。 モータ制御回路と界磁コイルとの回路図である。 エンジンの回転数と制動制御のタイミングと相対回転位相とを示すタイミングチャートである。 エンジン停止制御のフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１に示すように、内燃機関としてのエンジンＥは、吸気バルブＶａと、排気バルブＶｂとを備え、吸気バルブＶａのバルブタイミング（開閉時期）の制御が可能な弁開閉時期制御装置Ａを備えている。このエンジンＥ（内燃機関の一例）は、乗用車等の走行駆動力を得るために車両に備えられたものを示している。
〔エンジン〕
図１、図２に示すように、エンジンＥは、クランクシャフト１を支持するシリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を連結し、シリンダブロック２の複数のシリンダボアにピストン４を往復作動自在に収容し、ピストン４をコネクティングロッド５によりクランクシャフト１に連結して４サイクル型に構成されている。
シリンダヘッド３に吸気バルブＶａと、排気バルブＶｂとが備えられ、シリンダヘッド３の上部に吸気バルブＶａを制御する吸気カムシャフト７（カムシャフトの一例）と、排気バルブＶｂを制御する排気カムシャフト８（カムシャフトの一例）とが備えられている。また、クランクシャフト１の出力プーリ１Ｓと、弁開閉時期制御装置Ａの作動本体Ａａの駆動プーリ２１Ｓおよび排気バルブＶｂの排気プーリＶｂＳに亘ってタイミングベルト６が巻回されている。
シリンダヘッド３には、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ９と点火プラグ１０とが備えられている。また、シリンダヘッド３には、吸気バルブＶａを介して燃焼室に空気を供給するインテークマニホールド１１と、排気バルブＶｂを介して燃焼室からの燃焼ガスを送り出すエキゾーストマニホールド１２とが連結されている。
図１、図２に示すように、エンジンＥにはクランクシャフト１を駆動回転するスタータモータ１５を備え、クランクシャフト１の近傍位置には回転角の検出が可能なクランク角センサ１６を備え、吸気カムシャフト７の近傍には、吸気カムシャフト７の回転角の検出が可能なカム角センサ１７を備えている。特に、クランク角センサ１６とカム角センサ１７とで相対回転位相を実位相として検出する位相センサが構成されている。
クランク角センサ１６とカム角センサ１７とは、回転に伴い間歇的にパルス信号を出力するピックアップ型に構成されている。クランク角センサ１６は、クランクシャフト１の回転時にクランクシャフト１の回転基準からのパルス信号をカウントすることで回転基準からの回転角を取得する。これと同様に、カム角センサ１７は、吸気カムシャフト７の回転時に吸気カムシャフト７の回転基準からパルス信号をカウントすることで回転基準からの回転角を取得する。
このようなクランク角センサ１６とカム角センサ１７とを備えるため、例えば、駆動ケース２１と内部ロータ２２とが所定の基準位相（例えば、中間位相）にある状態でのクランク角センサ１６のカウント値と、カム角センサ１７のカウント値とを記憶しておくことにより、相対回転位相が、基準位相から進角側と遅角側との何れの側に変位しても２種のカウント値の比較により相対回転位相を実位相として取得する位相センサとして用いることを可能にしている。
エンジンＥは、エンジン制御装置４０（制御部の一例）によって制御される。エンジン制御装置４０は、エンジンＥを制御するＥＣＵとして構成されると共に、始動制御部４１と、位相制御部４２と、停止制御部４３とが制御ユニットＡｂとして備えている。このエンジン制御装置４０の制御の詳細は後述する。
〔弁開閉時期制御装置〕
弁開閉時期制御装置Ａは、位相制御モータＭ（電動モータの一例）の駆動力により吸気バルブＶａのバルブタイミングを決めるハードウエアで成る作動本体Ａａと、位相制御モータＭを制御するため前述したエンジン制御装置４０のソフトウエアを含む制御ユニットＡｂとで構成されている。
図２、図３に示すように、弁開閉時期制御装置Ａの作動本体Ａａは、駆動ケース２１（駆動側回転体の一例）と、内部ロータ２２（従動側回転体の一例）とを有し、位相制御モータＭ（電動モータ）の駆動力により、駆動ケース２１と内部ロータ２２との相対回転位相（これ以降の説明では単に「相対回転位相」と記載することもある）を変化させる位相制御機構Ｇを有している。
駆動ケース２１と内部ロータ２２との相対回転位相は、駆動ケース２１と内部ロータ２２との回転軸芯Ｘを中心とする相対的な角度である。また、相対回転位相を変化させることで吸気バルブＶａのバルブタイミング（開閉時期）が変化する。
〔弁開閉時期制御装置：作動本体〕
図２、図３に示すように作動本体Ａａは、駆動ケース２１（駆動側回転体）と内部ロータ２２（従動側回転体）とを、吸気カムシャフト７の回転軸芯Ｘと同軸芯に配置し、位相制御モータＭ（電動モータ）の駆動力により位相制御機構Ｇが相対回転位相を制御する。
駆動ケース２１は、外周に駆動プーリ２１Ｓが形成されている。内部ロータ２２は、駆動ケース２１に内包され、連結ボルト２３により吸気カムシャフト７に連結固定されている。この構成により、吸気カムシャフト７に連結状態で支持される内部ロータ２２の外周部位に駆動ケース２１が相対回転自在に支持される。
駆動ケース２１と内部ロータ２２との間に位相制御機構Ｇが配置され、駆動ケース２１の開口部分を覆う位置に、複数の締結ボルト２５によりフロントプレート２４が締結されている。これにより、位相制御機構Ｇと内部ロータ２２との回転軸芯Ｘに沿う方向での変位がフロントプレート２４によって規制される。
この作動本体Ａａは、図１、図３に示すように、タイミングベルト６からの駆動力により全体が駆動回転方向Ｓに回転する。また、位相制御モータＭの駆動力が位相制御機構Ｇを介して内部ロータ２２に伝えられることで駆動ケース２１に対する内部ロータ２２の相対回転位相が変位する。この変位のうち駆動回転方向Ｓと同方向へ向かう変位方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向を遅角方向Ｓｂと称する。
〔弁開閉時期制御装置：位相制御機構〕
図２、図３に示すように、位相制御機構Ｇは、内部ロータ２２の内周に回転軸芯Ｘと同軸芯に形成したリングギヤ２６と、内部ロータ２２の内周側に偏心軸芯Ｙと同軸芯で回転自在に配置されるインナギヤ２７と、インナギヤ２７の内周側に配置される偏心カム体２８と、フロントプレート２４と、継手部Ｊとを備えている。偏心軸芯Ｙは、回転軸芯Ｘと平行する姿勢で形成されている。
リングギヤ２６は複数の内歯部２６Ｔを有し、インナギヤ２７は複数の外歯部２７Ｔを有しており、外歯部２７Ｔの一部がリングギヤ２６の内歯部２６Ｔに咬合している。この位相制御機構Ｇは、リングギヤ２６の内歯部２６Ｔの歯数と比較してインナギヤ２７の外歯部２７Ｔの歯数が１歯だけ少ない内接型遊星ギヤ減速機として構成されている。
継手部Ｊは、駆動ケース２１に対してインナギヤ２７が偏心する位置関係を維持しつつ、インナギヤ２７と駆動ケース２１とを一体的に回転させるオルダム継手型に構成されている。
偏心カム体２８は、全体に筒状であり、内周に対し一対の係合溝２８Ｂが回転軸芯Ｘと平行姿勢で形成されている。偏心カム体２８は、回転軸芯Ｘと同軸芯で回転するようにフロントプレート２４に対し第１軸受３１によって支持され、この支持位置より吸気カムシャフト７の側の部位の外周に偏心カム面２８Ａが形成されている。
図２、図３に示すように、偏心カム面２８Ａは、回転軸芯Ｘに平行する姿勢の偏心軸芯Ｙを中心とする円形（断面形状が円形）に形成されている。この偏心カム面２８Ａに対して第２軸受３２を介してインナギヤ２７が回転自在に支持されている。また、偏心カム面２８Ａに形成した凹部にバネ体２９を嵌め込み、このバネ体２９の付勢力を、第２軸受３２を介してインナギヤ２７に作用させるように構成されている。このような構成から、リングギヤ２６の内歯部２６Ｔの一部にインナギヤ２７の外歯部２７Ｔの一部が咬合し、バネ体２９の付勢力により咬合状態が維持される。
位相制御モータＭは、エンジンＥに支持され、出力軸Ｍｓに形成された係合ピン３４を偏心カム体２８の内周の係合溝２８Ｂに嵌め込んでいる。位相制御モータＭは、永久磁石を有するロータと、このロータを取り囲む位置に配置される複数の界磁コイルＭｃ（図６を参照）を有するステータと、ロータの回転が伝達される出力軸Ｍｓとを備えることで三相モータ（三相通電方式）と共通する構造のブラシレス型に構成されている。
この弁開閉時期制御装置Ａでは、エンジンＥの稼動時には、駆動ケース２１と等しい回転速度で、出力軸Ｍｓを駆動回転方向Ｓに駆動回転することにより、弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相を維持する。また、位相制御モータＭの出力軸Ｍｓの回転速度を駆動ケース２１の回転速度より増大または低減することで相対回転位相を進角方向Ｓａ又は遅角方向Ｓｂに変更する制御を可能にしている。
〔弁開閉時期制御装置：ストッパー〕
特に、作動本体Ａａは、図２、図４、図５に示すように、駆動ケース２１と一体回転する一対の駆動側当接部３５ａと、内部ロータ２２と一体回転する従動側当接部３５ｂとで成るストッパー３５を備えている。
つまり、駆動ケース２１のうち吸気カムシャフト７に近接する側の壁部２１ｗに開口が形成され、この開口の内周に対し内方に向けて突出する一対の駆動側当接部３５ａを形成している。また、内部ロータ２２のうち吸気カムシャフト７を取り囲む領域で、壁部２１ｗの開口に収容される領域に対し、内部ロータ２２から外方に向けて突出する従動側当接部３５ｂが形成されている。
このストッパー３５は、相対回転位相が進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとの機械的な限界に達した場合に、駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとが当接することで、この機械的な限界を超えて相対回転位相が変位する現象を抑制する。尚、図４に示すように、相対回転位相が最遅角位相Ｐｂにある場合には、一対の駆動側当接部３５ａのうち対応するものに従動側当接部３５ｂが当接する。これと同様に、相対回転位相が最進角位相Ｐａにある場合には、図５に示すように、一対の駆動側当接部３５ａのうち対応するものに従動側当接部３５ｂが当接する。
〔制御構成〕
図１に示すように、エンジン制御装置４０は、クランク角センサ１６と、カム角センサ１７からの検出信号が入力し、メインスイッチ４５と、アクセルペダルセンサ１４とからの検出信号が入力する。また、エンジン制御装置４０は、スタータモータ１５と、モータ制御回路１８と、燃焼管理部１９とに制御信号を出力する。
この構成においてメインスイッチ４５は、車両の運転座席のパネル部分に配置され、エンジンＥの人為操作による始動と、人為操作による完全停止を可能にする。アクセルペダルセンサ４６は、アクセルペダル（図示せず）の踏み込み量を検出する。
スタータモータ１５は、エンジンＥの始動時にクランクシャフト１を駆動する。モータ制御回路１８は位相制御モータＭの回転を制御する。燃焼管理部１９は、インジェクタ９に対して燃料を供給するポンプ類の作動を管理すると共に、点火プラグ１０に電力を供給するイグニッション回路の制御により点火順序や点火タイミングを管理する。
エンジン制御装置４０は、前述したように始動制御部４１と、位相制御部４２と、停止制御部４３とを備えている。これらはソフトウエアとして構成されるものであるが、各々の一部をハードウエアで構成することも可能である。
始動制御部４１は、スタータモータ１５を作動させ燃焼管理部１９を制御することにより停止状態にあるエンジンＥを始動する。位相制御部４２は、基本的にエンジンＥが稼動する状況において位相センサ（クランク角センサ１６とカム角センサ１７）で検出された実位相を、目標位相に向けて変位させるように位相制御モータＭを制御する。停止制御部４３は、アイドルストップ制御のように停止条件が成立した場合にエンジンＥの自動的な停止と、メインスイッチ４５の人為的な操作に基づく完全な停止とを行う。
特に、この停止制御部４３では、エンジンＥを停止させる過程において吸気カムシャフト７に作用するカム変動トルクにより、ストッパー３５の駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとが当接することによる衝撃音を抑制し、位相制御機構Ｇの内歯部２６Ｔ、外歯部２７Ｔの破損を抑制する制御も実行する。
停止制御部４３はエンジンＥを自動停止する停止制御と、人為操作によるエンジンＥを停止する停止制御とを行う。停止制御部４３は、エンジンＥを停止する際に、弁開閉時期制御装置Ａの作動本体Ａａの相対回転位相を最遅角位相Ｐｂに設定する。
前述したように位相制御モータＭは、三相モータと共通する構造のブラシレス型に構成され、図６に示すように、モータ制御回路１８は、位相制御モータＭの回転を制御する回転制御部１８ａと、位相制御モータＭの界磁コイルＭｃに電流を供給するドライバ回路１８ｂとで構成されている。
〔制御形態〕
エンジンＥの吸気カムシャフト７は、エンジンＥの稼動時にカム変動トルクの作用により回転速度が増速方向と減速方向とに短い周期で変動する。このため、吸気カムシャフト７に連結する内部ロータ２２と駆動ケース２１との間の相対回転位相も、進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとに短い周期で変動することになる。また、カム変動トルクの振幅（進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとの間の変動の角度）は、クランクシャフト１の回転速度（単位時間あたりの回転数）の低下に伴い拡大する傾向にある。
従って、エンジンＥを停止させる際には、クランクシャフト１の回転速度の低下に伴い、内部ロータ２２に作用するトルク変動の振幅が拡大し、ストッパー３５の駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとにおける当接と離間とが繰り返して行われることになり、当接時に衝突音を発生させることや、位相制御機構Ｇの内歯部２６Ｔと外歯部２７Ｔとが咬合する部位に強い力を作用させ、破損を招くこともあった。
このような理由から、エンジン制御装置４０は、エンジンＥを停止させる際には、図８のフローチャートに示すエンジン停止制御を実行することでカム変動トルクの作用による相対回転位相の回転速度の変動を抑制している。また、エンジン停止制御では、図６に示す位相制御モータＭの界磁コイルＭｃの一相にのみ電流を供給する一相通電により位相制御モータＭの出力軸Ｍｓの回転を停止させる制動制御を実行しており、このように制動制御を実行することにより、エンジンＥが停止した時点において相対回転位相を最遅角位相Ｐｂに移行させている。この制動制御は、位相制御モータＭ（電動モータ）に供給する電流の制御により位相制御モータＭの回転を制限する制御の具体例である。
尚、エンジン停止制御は、メインスイッチ４５の人為操作によるエンジンＥの完全停止と、アクセルペダルの踏み込みを解除した際のアイドルストップによるエンジンＥの停止との何れの場合にも同様に行われる。
図７には、上段にクランクシャフト１の回転速度を表し、中段に制動制御の実行と停止とをＯＮ－ＯＦＦとで表し、下段に弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相を表したタイミングチャートを示している。同図に示すように、停止制御開始タイミングＴ１でエンジン停止制御を実行した場合には、クランクシャフト１の回転速度（同図では回転数と記載）が低下し、この低下の過程の制動開始タイミングＴ２で制動制御が実行される。
同図に示すように、停止制御開始タイミングＴ１でエンジン停止制御を実行した後には、カム変動トルクの作用によって相対回転位相が変動する状態で、相対回転位相が最遅角位相Ｐｂに向けて変位を開始し、制動制御が実行されることにより、相対回転位相の変動が抑制される、この後にクランクシャフト１の回転が完全に停止する停止タイミングＴ３よりオフセットタイミングＴｘだけ早期に相対回転位相が最遅角位相Ｐｂに達する。
尚、停止制御開始タイミングＴ１から停止タイミングＴ３までの時間が極めて短時間である場合には、停止タイミングＴ３で相対回転位相が最遅角位相Ｐｂに達していないことも想像できる。このような場合には、エンジンＥが停止した後に（停止タイミングＴ３に達した後に）、位相制御モータＭを駆動することにより相対回転位相を最遅角位相Ｐｂに設定する制御を行うことも考えられる。
図８のフローチャートに示すエンジン停止制御を実行する際には、燃焼管理部１９の制御によりインジェクタ９から燃焼室に対する燃料供給を停止させる燃料カットを行い（＃０１ステップ）、この後、相対回転位相が最遅角位相Ｐｂ（限界位相の一例）にある場合（＃０２ステップのＹｅｓ）を除き、最遅角位相Ｐｂにない場合（＃０２ステップのＮｏ）には制動開始条件の成立を判断する（＃０３ステップ）。
制動開始条件とは、クランク角センサ１６で検出されるクランクシャフト１の回転速度（単位時間におけるの回転数）が設定値未満に低下した場合、あるいは、吸気カムシャフト７から作用するカム変動トルクの作用によってストッパー３５の駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとが当接する際の速度が設定値を超えた場合との少なくとも一方が成立することである。クランクシャフト１の回転速度の設定値は予め制御装置４０に記憶されている。
駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとが当接する際の速度は、現実に測定するものではなく、相対回転位相が、最遅角位相Ｐｂを基準に進角側に変位している変位量が大きいほど当接時の速度が高速になる理由に基づくものであり、進角側への変位量が設定値を超えて拡大した場合にも制動開始条件が成立することになる。進角側への変位量の設定値は予めエンジン制御装置４０に記憶されている。
このように制動開始条件が成立した場合（＃０３ステップのＹｅｓ）には、位相制御モータＭの界磁コイルＭｃの一相にのみ電流を供給する制動制御（＃０４ステップ）によって出力軸Ｍｓに制動力を作用させる。この制動力を作用させて制動制御を実行させるタイミングが制動開始タイミングＴ２である。
このエンジン停止制御において、図４に示すように相対回転位相が最遅角位相Ｐｂ（限界位相）にある場合には（＃０２ステップのＹｅｓ）、駆動側当接部３５ａと従動側当接部３５ｂとが既に当接しているため、制動力を作用させずこのエンジン停止制御を抜けることになる。
また、＃０４ステップの制動制御において、界磁コイルＭｃの一相にのみ電流を供給する一相通電は、クランクシャフト１の回転が停止するまで継続するものであり、クランクシャフト１の回転が停止した場合に（＃０５ステップのＹｅｓ）、一相通電を停止して、このエンジン停止制御を終了する。
尚、この制御では、２種の制動開始条件を設定し、何れか一方の条件が成立したタイミングで制動を開始しているが、一方の条件だけに基づいて制動制御を実行するように制御形態を設定しても良いし、両方の条件が成立したときのみ制動制御を実行しても良い。
〔実施形態の作用効果〕
このように、エンジンＥ（内燃機関）を停止させる際にエンジン停止制御が実行されることにより、制動制御によって弁開閉時期制御装置Ａの位相制御モータＭ（電動モータ）の出力軸Ｍｓに制動力を作用させ、弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相の変動を低減する結果、ストッパー３５での衝突音の発生を抑制し、静粛で、位相制御機構Ｇの内歯部２６Ｔと外歯部２７Ｔとの破損の抑制を実現している。
また、エンジンＥが停止した時点で弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相が最遅角位相Ｐｂに達するため、次にエンジンＥを始動する場合にスタータモータ１５によるクランクシャフト１の駆動回転を行う場合に、所謂、デコンプ状態でのクランキングを可能とし、短時間でクランクシャフト１の回転速度を増大して始動性の向上を実現している。
更に、エンジン停止制御を開始した時点で相対回転位相が、既に最遅角位相Ｐｂに達している（ストッパー３５が当接している）場合には、相対回転位相の変動する現象が抑制されるため制動制御を行わない。このため、既に最遅角位相Ｐｂに達している状況において、位相制御モータＭの出力軸Ｍｓの回転を停止させた場合のように、位相制御機構Ｇのリングギヤ２６の内歯部２６Ｔと、インナギヤ２７の外歯部２７Ｔとの噛み合い部位に強い力が作用する不都合を解消し、界磁コイルＭｃに電流が流れることによる発熱を抑制し、電力の無駄な消費を抑制する。
尚、このように構成することにより、位相制御モータＭに供給する電流の制御によって制動力を得るため、位相制御モータＭの界磁コイルＭｃに電流を供給する程度の制御で済み、制動力を作用させるために制動部材等を備える必要がない。
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
（ａ）位相制御モータＭ（電動モータ）から制動力を作用させる制御形態として、実施形態に記載した構成での位相制御モータＭで三相のコイルのうちの二相に電流を供給する二相給電を行う。このような制御を行うことにより、位相制御モータＭの出力軸Ｍｓに対して強い制動力を作用させることが可能となる。
（ｂ）位相制御モータＭ（電動モータ）から制動力を作用させる際に、位相制御モータＭの回転を完全に停止させるものに限らず、例えば、短い周期で界磁コイルＭｃの一相（二相でも良い）に通電することで出力軸Ｍｓの回転を間歇的に停止させて制動力を作用させるように制動形態を設定する。
この制動形態では、デューティ比の調整により、実質的に制動力の調節を実現することになり、必要とする制動力を得ることも可能となる。
（ｃ）実施形態に記載したように吸気カムシャフト７に備えた弁開閉時期制御装置Ａだけでなく、排気カムシャフト８に弁開閉時期制御装置Ａを備えたエンジンＥの停止制御の実行時に、位相制御モータＭの出力軸Ｍｓから制動力を作用させるように構成する。
（ｄ）エンジン停止制御が開始され、相対回転位相が限界位相である場合を除き、停止制御開始から設定時間（例えば０．１秒）が経過したタイミングで、制動制御を開始するように制御形態を設定する。この制御は、設定時間が経過したタイミングで、実施形態に記載した停止条件が成立することになり、実施形態に記載した制動条件の成立までに時間を要する場合にも制動制御を実行できる。
本発明は、弁開閉時期制御装置に利用することができる。
１ クランクシャフト
７ 吸気カムシャフト（カムシャフト）
２１ 駆動ケース（駆動側回転体）
２２ 内部ロータ（従動側回転体）
３５ ストッパー
３５ａ 駆動側当接部（当接部）
３５ｂ 従動側当接ぶ（当接部）
４０ エンジン制御装置（制御部）
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｇ 位相制御機構
Ｘ 回転軸芯
Ｐｂ 限界位相

Claims (5)

  1. 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
    前記内燃機関の燃焼室のバルブを開閉するカムシャフトと一体回転し、前記駆動側回転体の回転軸芯と同軸芯で配置された従動側回転体と、
    前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相の変位領域の機械的な限界を決めるストッパーと、
    前記駆動側回転体と等しい回転速度で電動モータが駆動回転することで前記相対回転位相を維持し、前記駆動側回転体と異なる回転速度で前記電動モータが駆動回転することで前記相対回転位相を変化させるギヤ式の伝動構造を有する位相制御機構と、
    前記相対回転位相を実位相として検出する位相センサと、
    前記位相センサで検出された前記実位相を目標位相に向けた方向に変位させるように前記電動モータを制御する制御部とを備え、
    前記内燃機関が稼動する状況で前記電動モータの回転を停止させた場合に前記ストッパーが当接状態に達する限界位相が予め設定され、
    前記制御部は、前記内燃機関を停止する停止制御の実行時に、前記位相センサで検出される前記実位相が既に前記限界位相である場合を除き、前記電動モータに供給する電流の制御により前記電動モータの回転を制限する制動制御を実行する弁開閉時期制御装置。
  2. 前記制御部は、前記停止制御を開始した後に、前記駆動側回転体の単位時間における回転数が、設定値未満まで低下したことを判定した場合に前記制動制御を開始する請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
  3. 前記制御部は、前記停止制御を開始した後に、前記カムシャフトから作用するトルクによって前記ストッパーの当接部が衝突する際の前記当接部の速度が、設定速度を超えることを判定した場合に前記制動制御を開始する請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。
  4. 前記制動制御は、前記停止制御の開始後に、前記電動モータに供給する電流の制御によって前記電動モータの回転を停止させる請求項１～３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
  5. 前記電動モータは三相通電方式であり、
    前記制動制御において前記電動モータに供給する電流の制御は、前記電動モータの三相のうち一相にのみ通電する請求項１～４のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
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