JP4212048B2 - バルブリフト調整装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、制御応答性の高いバルブリフト調整装置を提供することにある。
請求項5に記載の発明によると、制御信号のデューティ比により指令デューティ比が表されるので、駆動回路における信号処理を簡素化できる。例えば請求項6に記載のように制御信号の表す指令デューティ比が第二閾値未満の値となったときPWM信号のデューティ比を指令デューティ比に従って変化させるような場合には、制御信号からPWM信号を容易に生成できる。
本発明の一実施形態によるバルブリフト調整装置の要部を図2〜図4に示す。このバルブリフト調整装置2は、モータ駆動装置70により駆動されるモータ20の回転トルクを利用して、エンジンにおける最大バルブリフト量を吸気バルブについて調整する。
図2に示すようにアクチュエータ10は、モータ20、制御軸30、伝達部40、駆動カム50(図4参照)、角度センサ60及びモータ駆動装置70を備えている。
制御軸30は、一方側の端部で伝達部40の支持枠41と結合し、他方側でリフト量変化機構と結合している。制御軸30の軸方向は、モータ20の回転軸26と直交する方向に設定されている。図3及び図4に示すように、制御軸30の一方の端部に設けられた結合部32は、制御軸30と直交する方向で支持枠41の結合部42と重なり嵌合している。結合部32,42はクリップ46によって相互の離脱を防止されている。
駆動カム50のカム軸52は、モータ20の回転軸26に対し平行となるようにして支持枠41の内側に正逆転自在に挿入されている。駆動カム50の外周面には、ローラ44に摺接するカム面53が形成されている。図2に示すようにカム軸52の両端部には、それぞれカムギア54,56が一体回転可能に固定されている。モータギア28とカムギア54とは互いに噛み合うことで減速機構を構成している。カムギア54の回転角度範囲は、当該カムギア54に設けられた二つの突起(図示しない)がそれぞれ係止部材58,59に係止されることにより制限される。
EDU80からの通電によりモータ20が回転すると、モータギア28及びカムギア54を通じてモータ20の回転トルクが駆動カム50に伝達される。駆動カム50がローラ44と摺接しつつ回転すると、ローラ44を支持する支持枠41が制御軸30の軸方向へ制御軸30と共に往復直線移動する。このときリフト量変化機構は、駆動カム50のカム面53のカムプロフィールに従って移動する制御軸30の軸方向位置に応じて最大バルブリフト量を変化させる。
モータ駆動装置70において図5に示すECU72は、例えばマイクロコンピュータ等の電気回路で構成されている。ECU72は、EDU80に与える制御信号を複数生成する。具体的に制御信号の一つは、指令デューティ比を表す第一制御信号である。ここで指令デューティ比とは、EDU80においてPWM信号のデューティ比を設定する際に基準となるデューティ比であって、当該EDU80の作動によって実現させたい回転軸26の回転数に応じて設定される値である。本実施形態の第一制御信号は、それ自身のデューティ比によって指令デューティ比を表すように生成される。即ち、図6に示すように第一制御信号の一周期TのうちHレベルとなる時間tHの割合が、指令デューティ比として表される。制御信号の別の一つは、指令方向を表す第二制御信号である。ここで指令方向とは、EDU80の作動によって実現させたい回転軸26の回転方向である。第二制御信号は、例えば指令方向として正転方向を表すときHレベル、指令方向として逆転方向を表すときLレベルとなるように生成される。
(1)第一制御信号の表す指令デューティ比が第二閾値としての95%未満となるときには、図1及び図7に示すように、第一上段素子86aへ入力するPWM信号のデューティ比を指令デューティ比とほぼ同一値に設定し、且つ指令デューティ比より時間τだけ遅らせる。このとき、図7に示すように、第二下段素子87bへ入力するPWM信号のデューティ比を100%に設定することで、第一上段素子86aへのPWM信号がHレベルとなる毎に正転方向の回転トルクが回転軸26に与えられる。またこのときには、図7に示すように、第二上段素子86b及び第一下段素子87aへ入力するPWM信号について、同一アームの素子86a,86bへのPWM信号と同時にHレベルとならないようにデューティ比を設定する。具体的に、第二上段素子86bへのPWM信号のデューティ比については、0%に設定する。また、第一下段素子87aへのPWM信号のデューティ比については、当該PWM信号が第一上段素子86aへのPWM信号の立上がりより時間τだけ早く立下がり且つ第一上段素子86aへのPWM信号の立下がりより時間τだけ遅れて立上がるように、指令デューティ比を補正した値とする。尚、本実施形態において上記の時間τは、例えば25μs程度とされる。
以上、本実施形態では、信号生成部89が第一設定手段、第二設定手段及び第三設定手段に相当している。
例えば上述の実施形態では、PWM信号のデューティ比の最大値を100%としているが、モータ20の性能等に応じて当該最大値を100%未満の値としてもよい。また、上述の実施形態では、PWM信号のデューティ比の最小値を0%としているが、モータ20の性能等に応じて当該最小値を0%より大きな値としてもよい。
さらにまた上述の実施形態では、スイッチング素子86,87としてMOS型の電界効果トランジスタを用いたが、例えばスイッチング素子86,87として接合形の電界効果トランジスタ又はバイポーラトランジスタを用いてもよい。
さらに加えて上述の実施形態では、吸気バルブについて最大バルブリフト量を調整するバルブリフト調整装置2に本発明を適用した例について説明した。これに対し、排気バルブについて最大バルブリフト量を調整するバルブリフト調整装置に本発明を適用してもよい。
Claims (7)
- パルス幅変調信号によりスイッチング素子をスイッチングしてモータを通電駆動する駆動回路を備え、前記モータの回転トルクを利用して内燃機関における最大バルブリフト量を調整するバルブリフト調整装置であって、
前記駆動回路は、制御信号を受信する受信手段と、前記制御信号が表す指令デューティ比が第一閾値以上の値となったとき前記パルス幅変調信号のデューティ比を当該パルス幅変調信号のデューティ比の最小値に強制設定する第一設定手段と、前記指令デューティ比が第二閾値以上且つ前記第一閾値未満の値となったとき前記パルス幅変調信号のデューティ比を当該パルス幅変調信号のデューティ比の最大値に強制設定する第二設定手段とを有することを特徴とするバルブリフト調整装置。 - 前記最大値は100%であることを特徴とする請求項1に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記最小値は0%であることを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記第一閾値と前記第二閾値とは、前記制御信号の前記指令デューティ比に関する分解能以上の差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リフト調整装置。
- 前記指令デューティ比は、前記制御信号のデューティ比により表されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記駆動回路は、前記指令デューティ比が前記第二閾値未満の値となったとき前記パルス幅変調信号のデューティ比を前記指令デューティ比に従って変化させる第三設定手段をさらに有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
- 前記制御信号を生成する制御回路を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のバルブリフト調整装置。
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