JP5907008B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載されて内燃機関のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に、関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device that is mounted on a vehicle and adjusts the valve timing of an internal combustion engine.
従来、電動モータのモータ軸に通電によって発生するモータトルクを位相調整機構に与えることで、内燃機関の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)を調整するバルブタイミング調整装置が、知られている。こうした装置の一種として特許文献1には、内燃機関の停止状態にて次の始動を許容する始動位相に機関位相を保持しておくことで、機関始動性を確保するようにしたものが、開示されている。
Conventionally, valve timing adjustment that adjusts the relative phase between the crankshaft and camshaft of an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine phase”) by applying a motor torque generated by energization of the motor shaft of the electric motor to the phase adjustment mechanism. The device is known. As a kind of such a device,
具体的に特許文献1の開示装置では、内燃機関の停止後、当該停止状態の内燃機関からモータ軸に伝達されるカムトルクと、通電の有無に拘らずモータ軸に発生する磁気保持トルクとに、モータトルクをバランスさせる。さらに特許文献1の開示装置では、このトルクバランス状態からモータトルクを消失させることで、磁気保持トルクとカムトルクとをバランスさせて所望の始動位相に機関位相を保持することを、可能にしている。
Specifically, in the disclosed device of
さて、内燃機関が停止している場合にあっても、車両が走行状態となることは想定され得る。例えば、ハイブリッド車がモータジェネレータにより駆動される場合や、コンベ車でも重力によって坂道を下る場合等である。そうした場合に特許文献1の開示装置では、車両走行時の振動に起因する外力がモータ軸に作用することで、磁気保持トルクとカムトルクとのバランスが崩れると、機関位相が始動位相から外れてしまうおそれがある。
Now, even when the internal combustion engine is stopped, it can be assumed that the vehicle is in a traveling state. For example, there are cases where a hybrid vehicle is driven by a motor generator, and even a combined vehicle goes down a slope due to gravity. In such a case, in the disclosed device disclosed in
そこで、機関位相の保持力を高めるために磁気保持トルクを増大する方策が考えられる。しかし、この方策では、モータトルクと磁気保持トルクとの合成トルクに、回転位置に応じた大きな変動を惹起することになるので、通電時のモータ性能を確保する点で望ましくない。 Therefore, a measure for increasing the magnetic holding torque to increase the holding power of the engine phase can be considered. However, this measure is not desirable in terms of securing motor performance during energization because it causes a large fluctuation in accordance with the rotational position in the combined torque of the motor torque and the magnetic holding torque.
また一方、機関位相を変化させない微小なモータトルクにより磁気保持トルクを補って、機関位相の保持力を高める方策も考えられる。しかし、この方策では、電動モータへの通電の継続を必要とする分、消費電力が増大することになるので、環境性能の点で望ましくない。 On the other hand, a measure to increase the holding power of the engine phase by supplementing the magnetic holding torque with a small motor torque that does not change the engine phase is also conceivable. However, this measure is not desirable in terms of environmental performance because power consumption increases as much as energization of the electric motor is required.
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータ性能と環境性能とを両立させた上で機関始動性の確保を図ることにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to ensure engine startability while achieving both motor performance and environmental performance.
本発明は、車両(3)に搭載されて内燃機関(ENG)のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、モータ軸(102)を有し、磁気保持トルク及び通電によるモータトルクをモータ軸に発生する電動モータ(4)と、電動モータを制御することにより、モータトルクを調整する通電制御系(6)と、内燃機関からのカムトルクをモータ軸へ伝達しつつ、モータ軸でのトルクバランスに応じて内燃機関のクランク軸及びカム軸間の機関位相を調整する位相調整機構(8)とを、備え、通電制御系は、複数列のアーム(AU,AV,AW)において電源(B)側の上段スイッチング素子(FU,FV,FW)及びアース側の下段スイッチング素子(GU,GV,GW)間が電動モータに接続されてなり、各上段スイッチング素子及び各下段スイッチング素子のオンオフにより電動モータを通電するブリッジ回路(136)と、内燃機関の停止後、各上段スイッチング素子及び各下段スイッチング素子のオンオフを制御することにより、モータトルクを、磁気保持トルク及びカムトルクとバランスさせてから消失させるバランス制御手段(120,138,S101〜S112)と、バランス制御手段によるモータトルクの消失後、モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合に、オンする対象を、少なくとも二つの下段スイッチング素子に限定するバランス維持手段(120,138,S113〜S118)とを、有し、上段スイッチング素子及び下段スイッチング素子間が電動モータに接続されるアームは、三列以上設けられ、モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合にバランス維持手段は、モータ軸の実回転位置に対応して電動モータへの通電時には上段スイッチング素子又は下段スイッチング素子がオンされる二つのアームを選択し、それら選択アームの下段スイッチング素子に、オンする対象を限定するることを特徴とする。 The present invention is a valve timing adjustment device that is mounted on a vehicle (3) and adjusts the valve timing of an internal combustion engine (ENG), and has a motor shaft (102), and the motor holding torque and the motor torque by energization are motorized. An electric motor (4) generated on the shaft, an energization control system (6) for adjusting the motor torque by controlling the electric motor, and a torque on the motor shaft while transmitting cam torque from the internal combustion engine to the motor shaft A phase adjustment mechanism (8) that adjusts the engine phase between the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine in accordance with the balance, and the energization control system includes power supplies (B ) Side upper switching elements (FU, FV, FW) and ground side lower switching elements (GU, GV, GW) are connected to the electric motor, and each upper switch The bridge circuit (136) for energizing the electric motor by turning on and off the switching element and each lower switching element, and controlling the on / off of each upper switching element and each lower switching element after the internal combustion engine is stopped, When the balance control means (120, 138, S101 to S112) that disappears after balancing with the holding torque and the cam torque, and after the disappearance of the motor torque by the balance control means, the torque balance is predicted to be lost on the motor shaft, oN to target, balance maintaining means (120,138, S113~S118) for limiting at least two of the lower stage switching elements and, possess, arm between upper stage switching elements and lower stage switching elements are connected to the electric motor, Three or more rows are provided, and torque is applied to the motor shaft. When the lance breakage is predicted, the balance maintenance means selects two arms for which the upper switching element or the lower switching element is turned on when the electric motor is energized corresponding to the actual rotational position of the motor shaft. the lower stage switching elements of the arm, characterized Rukoto to limit the object to be turned.
このような本発明では、各上段スイッチング素子及び各下段スイッチング素子のオンオフ制御により、内燃機関の停止後に電動モータが通電されることでモータ軸に発生するモータトルクは、磁気保持トルク及びカムトルクとバランスしてから消失することになる。これによれば、磁気保持トルクとカムトルクとをバランスさせて所望の始動位相に機関位相を保持することが、可能である。 In the present invention, the motor torque generated in the motor shaft when the electric motor is energized after the internal combustion engine is stopped by the on / off control of each upper switching element and each lower switching element is balanced with the magnetic holding torque and the cam torque. Then it will disappear. According to this, it is possible to maintain the engine phase at a desired starting phase by balancing the magnetic holding torque and the cam torque.
しかも本発明では、モータトルク消失後のモータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合にオンする対象は、アース側の下段スイッチング素子のうち少なくとも二つに限定される。これにより、オンされた下段スイッチング素子間に電動モータが介在してなる閉回路には、外力の作用によってモータ軸が回転しようとすると、回生電流が発生する。その結果、内燃機関の停止状態で車両走行時の振動に起因する外力がモータ軸に作用しても、回生電流に応じたブレーキトルクを、電動モータへの通電なしにモータ軸へ与え得る。このような回生ブレーキ作用によれば、磁気保持トルクの増大によるモータ性能の低下も、消費電力の増大による環境性能の低下も共に招くことなく、機関位相の保持力を高めることが、可能となる。 Moreover, in the present invention, the target to be turned on when the torque balance is predicted to be lost on the motor shaft after the motor torque disappears is limited to at least two of the lower switching elements on the ground side. Thereby, in the closed circuit in which the electric motor is interposed between the lower switching elements that are turned on, a regenerative current is generated when the motor shaft is rotated by the action of an external force. As a result, even if an external force resulting from vibration during vehicle travel is applied to the motor shaft while the internal combustion engine is stopped, a brake torque corresponding to the regenerative current can be applied to the motor shaft without energizing the electric motor. According to such a regenerative braking action, it becomes possible to increase the holding power of the engine phase without causing both a reduction in motor performance due to an increase in magnetic holding torque and a reduction in environmental performance due to an increase in power consumption. .
以上説明したことから本発明は、モータ性能と環境性能とを両立させた上で機関始動性の確保を図ることを、可能にするのである。 As described above, the present invention makes it possible to ensure engine startability while achieving both motor performance and environmental performance.
さらに本発明によると、三列以上のアームの下段スイッチング素子のうち、トルクバランスの崩れが予測される場合のオン対象は、特定の二素子に限定される。具体的に特定の二素子は、モータ軸の実回転位置に対応して通電時には上段又は下段スイッチング素子がオンされる二つの選択アームの下段スイッチング素子であるので、それら選択アームの下段スイッチング素子間の電動モータには、確実に回生電流を発生させ得る。即ち下段スイッチング素子のうち、モータトルク消失後の実回転位置にて電動モータに回生電流を発生させるのに有効な二素子のみ狙って、オンすることになるので、消費電力の低下による環境性能の向上を図ることができる。 Further , according to the present invention , among the lower-stage switching elements of three or more rows of arms, the ON target when the torque balance is predicted to be lost is limited to two specific elements. Specifically, the specific two elements are the lower switching elements of the two selected arms that turn on the upper or lower switching element when energized corresponding to the actual rotational position of the motor shaft. This electric motor can reliably generate a regenerative current. That is, among the lower switching elements, only the two elements effective for generating the regenerative current in the electric motor at the actual rotational position after the disappearance of the motor torque are targeted and turned on. Improvements can be made.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、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は、車両3に搭載される。この搭載先の車両3は、駆動源として内燃機関ENG及びモータジェネレータMGを搭載したハイブリッド車(ハイブリッド電気自動車)であり、それら駆動源ENG,MGの一方乃至は双方が発生する機関トルクを利用して走行可能となっている。
As shown in FIG. 1, a valve timing adjusting
そこで、図2に示すように装置1は、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、内燃機関ENGのバルブタイミングを調整する。尚、本実施形態のカム軸2は、内燃機関ENGの吸気弁(図示しない)を開閉するものであり、装置1は、当該吸気弁のバルブタイミングを調整する。
Therefore, as shown in FIG. 2, the
(基本構成)
以下、装置1の基本構成について説明する。装置1は、電動モータ4、通電制御系6及び位相調整機構8等を組み合わせてなる。
(Basic configuration)
Hereinafter, the basic configuration of the
図2,3に示すように電動モータ4は、三相のSPMブラシレスモータであり、ハウジング100、軸受101、モータ軸102及びモータステータ103を備えている。ハウジング100は、ステー(図示しない)を介して内燃機関ENGに固定される。ハウジング100内には、二つの軸受101と共に、モータステータ103が収容固定されている。各軸受101は、モータ軸102の軸本体104を回転自在に支持している。モータ軸102において軸本体104から外周側へ突出するロータ部105の外周面には、複数の永久磁石106が回転方向に等間隔に並んで装着されている。回転方向にて隣り合う永久磁石106同士は、相反する極性の磁極をロータ部105の外周側に形成している。モータステータ103は、コア108及びコイル109を有し、ロータ部105の外周側に同軸上に配置されている。鉄片を積層してなるコア108は、モータ軸102の回転方向に等間隔に複数設けられている。各コア108には、金属線材からなるコイル109がそれぞれ個別に巻装されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図2に示す通電制御系6は、電動モータ4を制御するために、各コイル109に電気接続されている。この制御を受けて電動モータ4は、各永久磁石106へ作用する回転磁界を各コイル109の励磁により形成することで、当該形成磁界に応じた正又は負方向のモータトルクをモータ軸102に発生させる。尚、図3の反時計方向は、モータ軸102の正方向(+)に定義されており、また図3の時計方向は、モータ軸102の負方向(−)に定義されている。
The
図2に示すように位相調整機構8は、駆動回転体10、従動回転体20、遊星キャリア40及び遊星歯車50を備え、バルブタイミングを決めるクランク軸及びカム軸2間の機関位相を調整する。
As shown in FIG. 2, the
駆動回転体10は、歯車部材12とスプロケット部材13とを同軸上に螺子止めしてなる。円筒状の歯車部材12は、歯底円の内周側に歯先円を有する駆動側内歯車部14を、周壁部に形成している。円筒状のスプロケット部材13は、周壁部から外周側へ突出する複数のスプロケット歯19を、周方向に等間隔に有している。スプロケット部材13は、それらスプロケット歯19とクランク軸の複数のスプロケット歯との間でタイミングチェーン(図示しない)が掛け渡されることで、クランク軸と連繋する。この連繋により、クランク軸の機関トルクがタイミングチェーンを通じてスプロケット部材13に伝達されるときには、クランク軸に対して駆動回転体10が相対位相を保って連動回転する。尚、本実施形態において駆動回転体10の回転方向は、図4,5の反時計方向となっている。
The
図2,5に示すように、有底円筒状の従動回転体20は、駆動回転体10の内周側に同軸上に配置されている。従動回転体20は、歯底円の内周側に歯先円を有する従動側内歯車部22を、周壁部に形成している。また、従動回転体20は、螺子止めによりカム軸2と同軸上に連繋する連繋部21を、底壁部に形成している。この連繋により従動回転体20は、カム軸2に対して相対位相を保って連動回転しつつ、駆動回転体10に対しては相対回転可能となっている。したがって、図5の時計方向は、駆動回転体10に対して従動回転体20が遅角する相対回転方向であり、また図5の反時計方向は、駆動回転体10に対して従動回転体20が進角する相対回転方向である。
As shown in FIGS. 2 and 5, the bottomed cylindrical driven
図2,4,5に示すように円筒状の遊星キャリア40は、周壁部のうち回転体10,20及びモータ軸102と同軸上の内周面に、入力部41を形成している。入力部41には、継手43の嵌合する嵌合溝42が設けられ、当該継手43を介して軸本体104が遊星キャリア40と連繋している。この連繋により遊星キャリア40は、モータ軸102と連動回転しつつ、駆動側内歯車部14に対しては相対回転可能となっている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the cylindrical
また、遊星キャリア40は、周壁部のうち回転体10,20及びモータ軸102とは偏心する外周面に、偏心支持部44を形成している。偏心支持部44は、ベアリング45を介して遊星歯車50の中心孔51に同軸上に嵌合することで、遊星歯車50を遊星運動可能に軸受している。ここで遊星運動とは、遊星歯車50が偏心支持部44の偏心軸線周りに自転しつつ、遊星キャリア40の回転軸線周りに公転する運動をいう。
In addition, the
図4,5に示すように偏心支持部44には、回転体10,20に対する偏心支持部44の偏心側に偏って、一対の凹部46が開口している。各凹部46には、断面U字状の板ばねからなる弾性部材48が収容されており、それら各弾性部材48の復原力は、ベアリング45を介して中心孔51の内周面に作用する。ここで、駆動回転体10に対する遊星キャリア40の相対回転時には、各弾性部材48に弾性歪みが生じて発生する復原力により、遊星歯車50が内歯車部14,22へ押し付けられることになる。
As shown in FIGS. 4 and 5, a pair of
図2,4,5に示すように段付円筒状の遊星歯車50は、歯底円の外周側に歯先円を有する駆動側外歯車部52及び従動側外歯車部54を、それぞれ周壁部の大径部分と小径部分とに形成している。駆動側外歯車部52は、駆動側内歯車部14の内周側に偏心して配置され、当該内歯車部14と噛合している。従動側外歯車部54は、駆動側外歯車部52から軸方向にずれて且つ従動側内歯車部22の内周側に偏心して配置され、当該内歯車部22と噛合している。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the stepped cylindrical
以上説明したように位相調整機構8は、回転体10,20間を歯車連繋してなる遊星歯車機構を構成している。こうした構成により位相調整機構8は、カム軸2の回転に応じて正負に交番するカムトルクをモータ軸102へ伝達しつつ、モータ軸102でのトルクバランスに応じて機関位相を調整する。
As described above, the
具体的には、モータ軸102でのトルクバランスが保持されることで、モータ軸102が駆動回転体10に対して相対回転しないときには、遊星歯車50が遊星運動せずに回転体10,20と一体に回転する。その結果、機関位相が保持されることになる。一方、モータトルクが正方向へ増大する等してトルクバランスが崩れることで、モータ軸102が駆動回転体10に対して正方向に相対回転するときには、遊星歯車50の遊星運動により従動回転体20が駆動回転体10に対して遅角する。その結果、機関位相がクランク軸に対するカム軸2の遅角側へと変化する。また一方、モータトルクが負方向へ増大する等してトルクバランスが崩れることで、モータ軸102が駆動回転体10に対して負方向へ相対回転するときには、遊星歯車50の遊星運動により従動回転体20が駆動回転体10に対して進角する。その結果、機関位相がクランク軸に対するカム軸2の進角側へと変化する。
Specifically, the torque balance at the
(潤滑構造)
次に、位相調整機構8を潤滑する潤滑構造の詳細を説明する。
(Lubricating structure)
Next, details of the lubricating structure for lubricating the
図2に示すように位相調整機構8は、連繋部21を貫通する導入孔80を、従動回転体20の底壁部に形成している。導入孔80は、カム軸2を貫通する導入通路2aに、連通している。ここで導入通路2aは、クランク軸の機関トルクによって駆動されるメカポンプ9の吐出口に、連通している。したがって、内燃機関ENGの運転中、潤滑液としてメカポンプ9から導入通路2aへと吐出されるエンジン潤滑油は、導入孔80を通じて位相調整機構8の内部に導入される。さらに、導入孔80から導入された潤滑油は、内歯車部14,52の噛合箇所や外歯車部22,54の噛合箇所等に供給されることで、当該供給先を潤滑することになる。
As shown in FIG. 2, the
(電動モータ)
次に、電動モータ4の発生する磁気保持トルクの詳細を説明する。
(Electric motor)
Next, details of the magnetic holding torque generated by the
図2,3に示すように各永久磁石106は、モータステータ103の内周側に配置されたロータ部105の外周壁110に、装着されている。各永久磁石106は、モータ軸102の径方向においてモータステータ103との間に磁気ギャップ112を形成している。故に、電動モータ4がモータトルクを発生させない通電停止状態にあっても、各永久磁石106の形成磁界が磁気ギャップ112を通じて各コア108に作用することで、それら各コア108が磁化される。その結果、図6に示すようにモータ軸102には、回転位置に応じて正方向(遅角側)と負方向(進角側)とに交番する磁気保持トルクが、発生するのである。
As shown in FIGS. 2 and 3, each
(通電制御系)
次に、通電制御系6の電気的構成の詳細を説明する。
(Energization control system)
Next, details of the electrical configuration of the
図2に示すように通電制御系6は、制御ユニット120及び通電ドライバ130を備えている。尚、本実施形態では、制御ユニット120が電動モータ4の外部に、また通電ドライバ130が電動モータ4の内部に配置されているが、それら要素120,130の双方が電動モータ4の外部又は内部に配置されていてもよい。
As shown in FIG. 2, the
制御ユニット120は、マイクロコンピュータを主体に構成され、図7に示すように通電ドライバ130と電気接続されている。制御ユニット120は、各駆動源ENG,MGを制御しつつ電動モータ4を制御する制御モードとして、フィードバック(FB)制御モード及びオープンループ(OR)制御モードを実行する。
The
具体的に、FB制御モードの制御ユニット120は、通電ドライバ130から与えられる電動モータ4の実回転方向Dmr及び実回転速度Vmr等に基づいて、機関位相の実位相を算出する。それと共に、FB制御モードの制御ユニット120は、車両3及び駆動源ENG,MGの各種センサから与えられる状態値等に基づいて、機関位相の目標位相を算出する。そして、FB制御モードの制御ユニット120は、算出した実位相及び目標位相間の位相差に基づいて、通電ドライバ130へ出力するFB制御値を設定する。これに対し、OR制御モードの制御ユニット120は、通電ドライバ130へ出力するOR制御値を、制御内容に応じた固定値に設定する。尚、以下の説明では、FB制御値とOR制御値とを纏めていう場合には、「FB/OR制御値」と表記する。
Specifically, the
このような各制御モードのFB/OR制御値には、電動モータ4の目標回転方向Dmt、目標回転速度Vmt及び目標駆動方式Mmtが含まれている。また、目標駆動方式Mmtとしては、通常通電、通電ブレーキ及び非通電ブレーキの三方式が用意されている。ここで通常通電とは、電動モータ4への通電によりモータトルクを発生させることで、目標回転方向Dmtにモータ軸102を回転させる駆動方式である。一方、通電ブレーキとは、電動モータ4への通電によりモータトルクを発生させることで、目標回転方向Dmtのブレーキをモータ軸102にかける駆動方式である。また一方、非通電ブレーキとは、電動モータ4への通電が停止した状態でも、モータ軸102にブレーキをかける駆動方式である。
The FB / OR control value in each control mode includes the target rotation direction Dmt, the target rotation speed Vmt, and the target drive method Mmt of the
以上の制御ユニット120に対し、図7,8に示す通電ドライバ130には、ブリッジ回路136及び通電処理回路138が設けられている。
For the
図8に示すようにブリッジ回路136は、三つのアームAU,AV,AWを有した三相インバータ回路である。各アームAU,AV,AWは、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とを、符号の末尾が同じもの同士で直列に電気接続してなる。ここで、各アームAU,AV,AWの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は、いずれも電界効果トランジスタ(FET)であり、電圧レベルがハイの駆動信号によりオン且つ電圧レベルがローの駆動信号によりオフされる。
As shown in FIG. 8, the
各アームAU,AV,AWにおいて上段スイッチング素子FU,FV,FW側の端部は、車両の電源Bと電気接続されている。一方、各アームAU,AV,AWにおいて下段スイッチング素子GU,GV,GW側の端部は、アースされている。さらに、各アームAU,AV,AWにおいて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間の中点は、電動モータ4において互いにスター結線された複数のコイル109のうち、それぞれ対応するものに電気接続されている。これらの電気的構成により、各スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWのオンオフが個別に制御されることで、電動モータ4への通電が可能となる。
The ends of the upper switching elements FU, FV, FW in the arms AU, AV, AW are electrically connected to the vehicle power source B. On the other hand, the ends of the lower switching elements GU, GV, GW in each arm AU, AV, AW are grounded. Further, in each arm AU, AV, AW, the middle points between the upper switching elements FU, FV, FW and the lower switching elements GU, GV, GW are respectively selected from among the plurality of
通電処理回路138は、FET用のゲート駆動ICを主体に構成され、図7に示すように回転検出素子SU,SV,SWと電気接続されている。通電処理回路138は、各回転検出素子SU,SV,SWから与えられる実回転位置θmrに基づいて、制御ユニット120へ与える実回転方向Dmr及び実回転速度Vmrを算出する。ここで各回転検出素子SU,SV,SWは、例えばホール素子等であり、モータ軸102の回転方向に所定間隔ずつをあけて位置決めされている。各回転検出素子SU,SV,SWは、モータ軸102に装着されたセンサ磁石107(図2も参照)の形成磁界を感知することで、電圧レベルがハイの検出信号を出力する。一方で各回転検出素子SU,SV,SWは、センサ磁石107の形成磁界の非感知時には、電圧レベルがローの検出信号を出力する。したがって、各回転検出素子SU,SV,SWの検出信号は、モータ軸102の実回転位置θmrを与えることになる。
The
図8に示すように通電処理回路138は、制御ユニット120及び各スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWにも電気接続されている。通電処理回路138は、制御ユニット120から与えられるFB/OR制御値と、上述の実回転位置θmr及び算出値Dmr,Vmrとに基づいて、各スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWをオンオフ制御する。
As shown in FIG. 8, the
ここで、図9〜11に示すように本実施形態のオンオフ制御では、各回転検出素子SU,SV,SWの検出信号の電圧レベルに応じて各スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWへ与える駆動信号の電圧レベルを、パターンi〜vi(以下、「通電パターンi〜vi」という)のいずれかに切換える。尚、図9〜11は、検出信号の電圧レベルがハイとなる場合をH、検出信号の電圧レベルがローとなる場合をLとして、表記している。それと共に図9〜11は、駆動信号の電圧レベルをハイとする場合をH、駆動信号の電圧レベルをローとする場合をLとして、表記している。 Here, as shown in FIGS. 9 to 11, in the on / off control of the present embodiment, the switching elements FU, FV, FW, GU, GV, and the like according to the voltage level of the detection signal of each rotation detection element SU, SV, SW. The voltage level of the drive signal applied to the GW is switched to any of patterns i to vi (hereinafter referred to as “energization patterns i to vi”). 9 to 11 represent the case where the voltage level of the detection signal is high as H and the case where the voltage level of the detection signal is low as L. In addition, FIGS. 9 to 11 show the case where the voltage level of the drive signal is high as H and the case where the voltage level of the drive signal is low as L.
まず、図9,10の通電パターンi〜viは、通電によりモータトルクを発生させるために採用される。具体的に、方向Dmt及び方式Mmtとしてそれぞれ正方向及び通常通電のFB/OR制御値が与えられる場合の通電処理回路138は、図9の通電パターンi〜viを順方向に切換えることで、モータ軸102に正方向のモータトルクを発生させる。これに対し、方向Dmt及び方式Mmtとしてそれぞれ負方向及び通常通電のFB/OR制御値が与えられる場合の通電処理回路138は、図10の通電パターンi〜viを順方向に切換えることで、モータ軸102に負方向のモータトルクを発生させる。
First, the energization patterns i to vi of FIGS. 9 and 10 are employed to generate motor torque by energization. Specifically, the
また、方向Dmt及び方式Mmtとして正方向及び通電ブレーキのFB/OR制御値が与えられる場合の通電処理回路138は、図9の通電パターンi〜viを逆方向に切換えることで、モータ軸102に正方向のブレーキをかけるモータトルクを発生させる。これに対し、方向Dmt及び方式Mmtとして負方向及び通電ブレーキのFB/OR制御値が与えられる場合の通電処理回路138は、図10の通電パターンi〜viを逆方向へ切換えることで、モータ軸102に負方向のブレーキをかけるモータトルクを発生させる。
Further, the
そして、このような図9,10の通電パターンi〜viでは、下段スイッチング素子GU,GV,GWにハイレベルの駆動信号を与える際、当該駆動信号を通電処理回路138によりパルス幅変調させることで、電動モータ4への通電量(例えば電流値)を調整する。ここでパルス幅変調を実現するには、ハイレベルの駆動信号により下段スイッチング素子GU,GV,GWをオンするデューティ比Rp(図8)を、設定する。但し、FB制御値が与えられる場合のデューティ比Rpは、目標回転速度Vmt及び実回転速度Vmr間の差分に基づくPI又はPID制御演算により、設定される。一方、OR制御値が与えられる場合のデューティ比Rpは、目標回転速度Vmtに従う一定値に、設定される。
In the energization patterns i to vi of FIGS. 9 and 10, when a high level drive signal is applied to the lower switching elements GU, GV, and GW, the drive signal is subjected to pulse width modulation by the
次に、図11の通電パターンi〜viは、通電の停止状態にあってもモータ軸102にブレーキをかけるために採用される。具体的には、方式Mmtとして非通電ブレーキのOR制御値が与えられる場合の通電処理回路138は、図11の通電パターンi〜viのうち各回転検出素子SU,SV,SWの検出信号の電圧レベルに対応したもの、即ち実回転位置θmrに応じたものへと切り換える。この切換え状態下、モータ軸102が実回転位置θmrから回転しようとすると、ブレーキトルクが当該軸102に与えられることになる。
Next, the energization patterns i to vi in FIG. 11 are employed to brake the
そして、図11の通電パターンi〜viでは、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうちオンする対象を、アームAU,AV,AWのうち実回転位置θmrに応じて選択される選択アームの下段スイッチング素子に、限定する。図11と図9,10との比較から明らかなように具体的には、実回転位置θmrに対応して電動モータ4への通電時であれば上段スイッチング素子FU,FV,FW又は下段スイッチング素子GU,GV,GWをオンする二つの選択アームの下段スイッチング素子に、オン対象を限定するのである。ここで、例えば実回転位置θmrに対応してハイレベルの検出信号が回転検出素子SVから出力される場合の通電パターンiを、図11と図9,10とで比較してみる。この場合、通電時の図9ではスイッチング素子GU,FVがオンされ且つ通電時の図10ではスイッチング素子FU,GVがオンされ且つる選択アームAU,AVにて、非通電時の図11では下段スイッチング素子GU,GVがオンされるのである。
In the energization patterns i to vi of FIG. 11, the lower-stage switching of the selected arm selected from the arms AU, AV, and AW according to the actual rotational position θmr as the target to be turned on among the lower-stage switching elements GU, GV, and GW. Limited to elements. As apparent from the comparison between FIG. 11 and FIGS. 9 and 10, specifically, when the
(通電制御処理)
次に、通電制御系6の通電制御処理として、内燃機関ENGの停止に伴って実行される制御フローの詳細を、図12,13に従って説明する。
(Energization control processing)
Next, details of a control flow executed as the energization control process of the
図12に示すように、S101にて制御ユニット120は、内燃機関ENGの停止に必須の停止条件が成立したか否かを、判定する。この停止条件としては、例えば内燃機関ENGのイグニッションスイッチのオフや、内燃機関ENGへの燃料噴射の停止、アイドルストップシステムによる内燃機関ENGの停止条件等のうち、少なくとも一つが採用される。したがって、S101にて停止条件の成立が確認された場合には、S102へ移行する一方、それ以外の場合には、S101を繰り返す。
As shown in FIG. 12, in S101, the
S102にて制御ユニット120は、FB制御モードを実行することで、機関位相を最適始動位相Ph又はその近傍位相に調整する。この最適始動位相Phとしては、内燃機関ENGの始動を許容し且つ燃費を向上させる範囲の始動位相のうち、最適の機関位相に予設定される。
In S102, the
続くS103にて制御ユニット120は、S102のFB制御モードを継続しつつ、内燃機関ENGが完全に停止したか否かを判定する。その結果、内燃機関ENGの完全停止が確認された場合には、S104へ移行する一方、それ以外の場合には、S103を繰り返す。
In subsequent S103, the
S104にて制御ユニット120は、FB制御モードからOR制御モードに切換えて、OR制御値としての目標回転速度Vmtを零値に設定する。これを受けて通電処理回路138は、制御ユニット120からのOR制御値に従うように、デューティ比Rpを零値に設定する。その結果、電動モータ4への通電量が零値までステップ状に一旦減少し、モータトルクも零値まで一旦減少する(図14参照)。
In S104, the
こうしたS104が実行される内燃機関ENGの停止直後における各弾性部材48には、停止前の弾性歪みに起因して歪みエネルギーが蓄積されている。故に、モータトルクの一旦減少によりトルクバランスの崩れるモータ軸102は、各弾性部材48の蓄積エネルギーを解放しつつ、カムトルクの作用方向へと回転することになる。
Strain energy is accumulated in each
そこで、S105にて制御ユニット120は、S104のOR制御モードを継続しつつ、現在の実回転位置θmrが変化したか否かを判定する。その結果、実回転位置θmrが設定角度以上変化した場合には、S106へ移行する一方、それ以外の場合には、S105を繰り返す。ここで設定角度は、後述のS112に至るまでのモータ軸102の回転によって歪みエネルギーを解放し得るが、機関位相が始動位相の範囲を超えない角度となるように、予設定される。
Therefore, in S105, the
S106にて制御ユニット120は、S104のOR制御モードを継続しつつ、現在の実回転方向Dmrを実回転位置θmrの変化方向として判別する。
In S106, the
続くS107にて制御ユニット120は、S104のOR制御モードとは異なるOR制御モードに切換える。具体的にS107のOR制御モードは、S106での判別方向とは反対方向に目標回転方向Dmtを設定すると共に、目標回転速度Vmt及び目標駆動方式Mmtをそれぞれ所定値及び通電ブレーキに設定する。ここで、目標回転速度Vmtの設定値は、S106での判別方向と反対方向のブレーキをモータ軸102にかけて、モータトルクをカムトルク及び磁気保持トルクとバランスさせるための値である。
In subsequent S107, the
こうしたS107では、制御ユニット120からOR制御値を受けた通電処理回路138が、当該OR制御値に従うデューティ比Rpを設定する。その結果、S106での判別方向が正しい場合には、モータ軸102にブレーキをかける通電方向にて、電動モータ4への通電量がステップ状に増大する(図14参照)。故にモータトルクは、カムトルクと確実に対抗して実回転位置θmrの変化速度を低下させることになるので、カムトルク及び磁気保持トルクと容易にバランス可能となる。これに対し、S106での判別方向に誤りがあると、モータトルクがカムトルクと対抗し得ないので、実回転位置θmrの変化速度が増大してしまう。
In S107, the
そこで、S108にて制御ユニット120は、S107のOR制御モードを継続しつつ、判別方向の正誤を判定する。具体的には、通電量増大により現出する実回転位置θmrの変化速度(即ち、実回転速度Vmr)が判別方向に増大した場合には、当該判別方向に誤りがあるとして、S109へと移行する。
Therefore, in S108, the
S109にて制御ユニット120は、S107により設定されたOR制御値のうち目標回転方向Dmtを変更するOR制御モードに切換えて、電動モータ4への通電方向を反転させる。その結果、判別方向が正しかった場合と同様にして、モータトルクがカムトルク及び磁気保持トルクとバランスする。故に、判別方向が誤っていたとしても、S109の実行により、モータ軸102の回転変化を僅かに抑えることができる。
In S109, the
以上により、S109の実行後と、S108にて判別方向を正しいとする判定が下された場合には、S110へと移行する。このS110にて制御ユニット120は、直前のS109又はS108によるOR制御モードを継続しつつ、モータ軸102が停止したか否かを判定する。その結果、実回転位置θmrが設定時間以上変化しない場合には、モータ軸102が停止したと判定してS111に移行する一方、それ以外の場合には、S110を繰り返す。
As described above, after the execution of S109 and when it is determined in S108 that the determination direction is correct, the process proceeds to S110. In S110, the
S111にて制御ユニット120は、S104に準じたOR制御モードに切換えて、電動モータ4への通電量を零値までステップ状に減少させる(図14参照)。その結果、全スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWのオフにより、電動モータ4への通電が停止して、モータトルクが完全に消失することとなる。ここで、上述の如き通電ブレーキによりモータ軸102が停止させられる本実施形態では、モータトルクはその消失直前までに小さくなっているので、当該消失時点にてカムトルクと磁気保持トルクとをバランスさせることが容易となる。
In S111, the
そこで、電動モータ4への通電停止後のS112にて制御ユニット120は、現在の実回転位置θmrが変化したか否かを判定する。その結果、実回転位置θmrが設定時間内に変化した場合には、磁気保持トルクとカムトルクとのバランスが崩れてモータ軸102が再び回転状態にあるとして、S106に戻る。一方、実回転位置θmrが設定時間以上変化しない場合には、カムトルクと磁気保持トルクとが確実にバランスすることでモータ軸102が完全に停止したとして、S113へと移行する。以上より、S113への移行時の機関位相は、S102により実現された最適始動位相Ph又はその近傍位相に対して、始動位相の範囲内に収まることになる。
Therefore, the
図13に示すように、モータ軸102が完全停止した後のS113にて制御ユニット120は、内燃機関ENGの始動に必須の始動条件が成立したか否かを、判定する。この始動条件としては、例えば内燃機関ENGのイグニッションスイッチのオンや、内燃機関ENGへの燃料噴射の開始、アイドルストップシステムによる内燃機関ENGの再始動条件等のうち、少なくとも一つが採用される。したがって、S113にて始動条件の成立が確認されない場合には、S114へ移行する一方、それ以外の場合には、本通電制御処理を終了する。
As shown in FIG. 13, in S113 after the
S114〜S117にて制御ユニット120は、モータ軸102でのトルクバランスを崩すと予測される崩し条件が成立したか否かを、判定する。この崩し条件としては、次の条件α〜δが採用される。
(条件α) 車両3の走行速度が所定の基準速度Cv以上となる。
(条件β) モータジェネレータMGの発生トルクが所定の基準トルクCtrq以上となる。
(条件γ) 車両3のアクセル開度が所定の基準開度Ca以上となる。
(条件δ) 内燃機関ENGの温度が所定の基準温度Ctmp以上となる。
In S114 to S117, the
(Condition α) The traveling speed of the
(Condition β) The generated torque of motor generator MG is equal to or greater than a predetermined reference torque Ctrq.
(Condition γ) The accelerator opening of the
(Condition δ) The temperature of the internal combustion engine ENG is equal to or higher than a predetermined reference temperature Ctmp.
ここで、S114による条件αの走行速度に関する判定には、例えば車両3の車速センサによる検出速度等が利用される。また、S115による条件βの発生トルクに関する判定には、例えば制御ユニット120からモータジェネレータMGに要求される制御トルク値、又はモータジェネレータMGからの実際の出力トルク値等が利用される。さらに、S116による条件γのアクセル開度に関する判定には、例えば車両3のアクセルペダルの踏込量等が利用される。またさらに、S117による条件δの温度に関する判定には、例えば車両3の油温センサ又は車両3の水温センサによる検出温度等が利用される。そして、これら各条件α〜δの判定に必要な基準速度Cv、基準トルクCtrq、基準開度Ca及び基準温度Ctmpは、その値を下回る場合にモータ軸102を再回転させない値となるように、予設定される。
Here, for example, the speed detected by the vehicle speed sensor of the
したがって、以上の条件α〜δのうちいずれか一つが成立している場合には、S118へ移行する一方、いずれも成立していない場合には、S113〜S117を繰り返す。尚、S113〜S117を繰り返している間は、全スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWのオフが継続されることで、電動モータ4への通電が停止状態に維持される。
Therefore, if any one of the above conditions α to δ is satisfied, the process proceeds to S118, whereas if none is satisfied, S113 to S117 are repeated. While S113 to S117 are repeated, all the switching elements FU, FV, FW, GU, GV, and GW are continuously turned off, so that energization of the
いずれかの条件α〜δの成立により移行するS118にて制御ユニット120は、通電停止状態を維持したままでのOR制御モードを実行し、OR制御値としての目標駆動方式Mmtを非通電ブレーキに設定する(図14参照)。これを受けて通電処理回路138は、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち実回転位置θmrに対応した二素子をオンする。その結果、外力の作用によってモータ軸102が回転しようとすると、当該回転の方向が正負のいずれの方向であっても、オン状態の二素子間にコイル109が介在する閉回路では、逆起電力の発生によって回生電流が流れることになる。すると、モータ軸102には、回生電流に応じたブレーキトルクが回転に対抗して作用することになるので、実回転位置θmrの変化が規制され得る。また、ブレーキトルクの作用に拘らず、万が一、実回転位置θmrが変化しても、オンされる二素子は、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうちから当該変化後の実回転位置θmrに対応して切換えられるので、ブレーキトルクの作用が継続されて当該変化が止められ得る。以上により、モータ軸102でのトルクバランスが維持された状態下、S113へと戻ることになる。
In S118, which is shifted when any of the conditions α to δ is satisfied, the
尚、ここまで説明の実施形態では、通電制御処理のうちS101〜S112を共同して実行する制御ユニット120及び通電処理回路138が「バランス制御手段」に相当し、通電制御処理のうちS113〜S118を共同して実行する制御ユニット120及び通電処理回路138が「バランス維持手段」に相当している。
In the embodiment described so far, the
(作用効果)
以上の如き装置1による作用効果を、以下に説明する。
(Function and effect)
The effects of the
装置1では、各上段スイッチング素子FU,FV,FW及び各下段スイッチング素子GU,GV,GWのオンオフ制御により、内燃機関ENGの停止後に電動モータ4が通電されることでモータ軸102に発生するモータトルクは、磁気保持トルク及びカムトルクとバランスしてから消失することになる。これによれば、磁気保持トルクとカムトルクとをバランスさせて所望の始動位相に機関位相を保持することが、可能である。
In the
しかも装置1では、モータトルク消失後のモータ軸102にてトルクバランスの崩れがに予測される場合にオンする対象は、アース側である下段スイッチング素子GU,GV,GWのうちいずれか二つに限定される。これにより、オンされた下段スイッチング素子間に電動モータ4が介在してなる閉回路には、外力の作用によってモータ軸102が回転しようとすると、回生電流が発生する。その結果、内燃機関ENGの停止状態で車両3の走行時の振動に起因する外力がモータ軸102に作用しても、回生電流に応じたブレーキトルクを、電動モータ4への通電なしにモータ軸102へ与え得る。このような回生ブレーキ作用によれば、磁気保持トルクの増大によるモータ性能の低下も、消費電力の増大による環境性能の低下も共に招くことなく、機関位相の保持力を高めることが、可能となる。
In addition, in the
以上説明したことから装置1は、モータ性能と環境性能とを両立させた上で機関始動性の確保を図ることを、可能にするのである。
As described above, the
ここで特に装置1では、三列アームAU,AV,AWの下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち、モータ軸102にてトルクバランスの崩れが予測される場合のオン対象は、特定の二素子に限定される。具体的に特定の二素子は、モータ軸102の実回転位置θmrに対応して通電時には上段スイッチング素子FU,FV,FW又は下段スイッチング素子GU,GV,GWがオンされる二つの選択アームの下段スイッチング素子である。故に、それら選択アームの下段スイッチング素子間の電動モータ4には、確実に回生電流を発生させ得る。即ち、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち、モータトルク消失後の実回転位置にて電動モータ4に回生電流を発生させるのに有効な二素子のみ狙って、オンすることになるので、消費電力の低下による環境性能の向上を図ることができる。
Here, in particular, in the
ところで、モータジェネレータMGにより駆動される車両3又は駆動源ENG,MGの停止状態で坂道を下る車両3にて走行速度が増大する場合、振動起因の外力も増大するため、モータ軸102にてトルクバランスの崩れが予測される。しかし、装置1によると、車両3の走行速度が基準速度Cv以上となることで条件αが成立する場合には、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち上記特定の二素子にオン対象が限定されるので、回生ブレーキ作用が発揮されて機関位相の保持力が高められ得る。故に、機関始動性の確保に大きく貢献可能となるのである。
By the way, when the traveling speed increases in the
また、ハイブリッド車としての車両3に搭載されたモータジェネレータMGの発生トルクが増大する場合には、振動起因の外力も増大するため、モータ軸102にてトルクバランスの崩れが予測される。しかし、装置1によると、モータジェネレータMGの発生トルクが基準トルクCtrq以上となることで条件βが成立する場合には、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち上記特定の二素子にオン対象が限定されるので、回生ブレーキ作用が発揮されて機関位相の保持力が高められ得る。故に、機関始動性の確保に大きく貢献可能となるのである。
Further, when the generated torque of the motor generator MG mounted on the
さらに、ハイブリッド車としての車両3にてモータジェネレータMGの発生トルクを決めるアクセル開度が増大する場合には、振動起因の外力も増大するため、モータ軸102にてトルクバランスの崩れが予測される。しかし、装置1によると、車両3のアクセル開度が基準開度Ca以上となることで条件γが成立する場合には、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち上記特定の二素子にオン対象が限定されるので、回生ブレーキ作用が発揮されて機関位相の保持力が高められ得る。故に、機関始動性の確保に大きく貢献可能となるのである。
Further, when the accelerator opening that determines the torque generated by the motor generator MG increases in the
またさらに、内燃機関ENGの温度が増大する場合、遊星歯車機構として内部に潤滑油が導入される位相調整機構8では、当該潤滑油が粘度低下して遊星歯車50が回転し易くなるため、トルクバランスの崩れによる機関位相のずれが懸念される。しかし、装置1によると、内燃機関ENGの温度が基準温度Ctmp以上となることで条件δが成立する場合には、下段スイッチング素子GU,GV,GWのうち上記特定の二素子にオン対象が限定されるので、回生ブレーキ作用が発揮されて機関位相の保持力が高められ得る。故に、機関始動性の確保に大きく貢献可能となるのである。
Further, when the temperature of the internal combustion engine ENG increases, the
(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、本発明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。
(Other embodiments)
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not construed as being limited to the embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist of the present invention. it can.
具体的に変形例1としては、磁気保持トルク及び通電によるモータトルクを発生する電動モータ4であれば、上述したSPMブラシレスモータ以外のものも、適宜採用できる。例えば図15に示すように、ブラシ付DCモータを電動モータ4として採用してもよい。あるいはまた、五相等のブラシレスモータを電動モータ4として採用してもよい。あるいはさらに、モータ軸102のロータ部105内部に永久磁石106を埋設してなるIPMブラシレスモータを、電動モータ4として採用してもよい。
Specifically, as a modified example 1, as long as the
さらに、磁気保持トルクについては、モータ軸102及びモータステータ103の一方の永久磁石の形成磁界がモータ軸102及びモータステータ103の他方の磁性体に作用する構成によって、モータ軸102に発生するトルクであればよい。そこで、変形例2として、磁気保持トルクを発生させるための永久磁石は、上述の如き通電によりモータトルクを発生させる磁石106以外にも、各回転検出素子SU,SV,SWが感知する磁界を形成するセンサ磁石107であってもよいし、通電停止状態で磁気保持トルクを発生させる専用の磁石等であってもよい。また、変形例3として、磁気保持トルクを発生させる磁性体は、上述の如き通電によりモータトルクを発生させるコイル109が巻装されたコア108以外にも、通電停止状態で磁気保持トルクを発生させる専用のコア等であってもよい。
Further, the magnetic holding torque is a torque generated in the
またさらに、変形例4として通電制御系6は、上述の如き構成の制御ユニット120及び通電ドライバ130を組み合わせたもの以外であっても、適宜採用され得る。例えば、制御ユニット120及び通電ドライバ130の双方の機能を果たす一つの電気回路により、通電制御系6を構成してもよい。あるいはまた、図15に示すように、通電制御系6をなす通電ドライバ130のブリッジ回路136を、電動モータ4の構成(図15の例ではブラシ付DCモータ)に応じた二列のアームAU,AVから、構成してもよい。あるいはさらに、図示はしないが、電動モータ4の構成に応じた五列等のアームから、ブリッジ回路136を構成してもよい。
Further, as the fourth modification, the
加えて、変形例5としては、FET以外の例えばバイポーラトランジスタ乃至はIGBT等を、スイッチング素子FU,FV,FW,GU,GV,GWに採用してもよい。 In addition, as a fifth modification, for example, a bipolar transistor or an IGBT other than the FET may be employed for the switching elements FU, FV, FW, GU, GV, and GW.
また加えて、変形例6としては、カムトルクをモータ軸102へ伝達しつつ、モータ軸102でのトルクバランスに応じて機関位相を調整可能な位相調整機構8であれば、上述の如き潤滑油が導入される遊星歯車機構以外のものも、適宜採用できる。
In addition, as a modified example 6, if the
さらに加えて、変形例7としては、本発明の作用効果を得られる通電制御処理であれば、上述の如きS101〜S118の全てを実行する以外の処理も、適宜採用できる。例えば、S114〜S117のうち一つ〜三つを実行しない通電制御処理を、採用してもよい。あるいはまた、S114〜S117のうち少なくとも二つが同時に成立した場合に限り、S118へと移行する通電制御処理を、採用してもよい。あるいはさらに、特許文献1に開示される各実施形態の処理を、S113〜S118に先立って実行してもよい。
In addition, as modified example 7, as long as the energization control process can obtain the effects of the present invention, a process other than executing all of S101 to S118 as described above can be appropriately employed. For example, an energization control process that does not execute one to three of S114 to S117 may be employed. Alternatively, only when at least two of S114 to S117 are established at the same time, an energization control process that moves to S118 may be adopted. Alternatively, the processing of each embodiment disclosed in
またさらに加えて、変形例8としては、S118におけるオン対象を、下段スイッチング素子GU,GV,GWの全てに限定してもよい。
In addition, as a
そして、変形例9として本発明は、上述した吸気弁のバルブタイミングを調整する装置1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、適宜適用され得る。また、変形例10として本発明は、ハイブリッド車以外、例えば駆動源として内燃機関ENGのみを搭載したコンベ車等の車両3に、適宜適用され得るのである。
In addition to the
1 バルブタイミング調整装置、2 カム軸、2a 導入通路、3 車両、4 電動モータ、6 通電制御系、8 位相調整機構、10 駆動回転体、80 導入孔、102 モータ軸、109 コイル、120 制御ユニット、130 通電ドライバ、136 ブリッジ回路、138 通電処理回路、AU,AV,AW アーム、B 電源、Ca 基準開度、Ctmp 基準温度、Ctrq 基準トルク、Cv 基準速度、ENG 内燃機関、Mmt 目標駆動方式、FU,FV,FW 上段スイッチング素子、GU,GV,GW 下段スイッチング素子、i〜vi 通電パターン、MG モータジェネレータ、Ph 最適始動位相、SU,SV,SW 回転検出素子、θmr 実回転位置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
モータ軸(102)を有し、磁気保持トルク及び通電によるモータトルクを前記モータ軸に発生する電動モータ(4)と、
前記電動モータを制御することにより、前記モータトルクを調整する通電制御系(6)と、
前記内燃機関からのカムトルクを前記モータ軸へ伝達しつつ、前記モータ軸でのトルクバランスに応じて前記内燃機関の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(8)とを、備え、
前記通電制御系は、
複数列のアーム(AU,AV,AW)において電源(B)側の上段スイッチング素子(FU,FV,FW)及びアース側の下段スイッチング素子(GU,GV,GW)間が前記電動モータに接続されてなり、各前記上段スイッチング素子及び各前記下段スイッチング素子のオンオフにより前記電動モータを通電するブリッジ回路(136)と、
前記内燃機関の停止後、各前記上段スイッチング素子及び各前記下段スイッチング素子のオンオフを制御することにより、前記モータトルクを、前記磁気保持トルク及び前記カムトルクとバランスさせてから消失させるバランス制御手段(120,138,S101〜S112)と、
前記バランス制御手段による前記モータトルクの消失後、前記モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合に、オンする対象を、少なくとも二つの前記下段スイッチング素子に限定するバランス維持手段(120,138,S113〜S118)とを、有し、
前記上段スイッチング素子及び前記下段スイッチング素子間が前記電動モータに接続される前記アームは、三列以上設けられ、
前記モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合に前記バランス維持手段は、前記モータ軸の実回転位置に対応して前記電動モータへの通電時には前記上段スイッチング素子又は前記下段スイッチング素子がオンされる二つの前記アームを選択し、それら選択アームの前記下段スイッチング素子に、オンする対象を限定することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjustment device that is mounted on a vehicle (3) and adjusts the valve timing of an internal combustion engine (ENG),
An electric motor (4) having a motor shaft (102) and generating a magnetic holding torque and a motor torque by energization on the motor shaft;
An energization control system (6) for adjusting the motor torque by controlling the electric motor;
A phase adjustment mechanism (8) for adjusting a relative phase between the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine according to a torque balance on the motor shaft while transmitting the cam torque from the internal combustion engine to the motor shaft; Prepared,
The energization control system is
In the plurality of arms (AU, AV, AW), the upper switching elements (FU, FV, FW) on the power source (B) side and the lower switching elements (GU, GV, GW) on the ground side are connected to the electric motor. A bridge circuit (136) for energizing the electric motor by turning on and off each upper switching element and each lower switching element;
After the internal combustion engine is stopped, the balance control means (120) controls the on / off of each upper switching element and each lower switching element to balance the motor torque with the magnetic holding torque and the cam torque and then eliminates the torque. , 138, S101 to S112),
Balance loss means (120, 138) that limits the target to be turned on to at least two lower switching elements when the balance of torque is predicted to be lost in the motor shaft after the motor torque is lost by the balance control means. , the S113~S118) and, possess,
The arms connected between the upper switching element and the lower switching element to the electric motor are provided in three or more rows,
When the torque balance is predicted to be lost in the motor shaft, the balance maintaining means is configured to turn on the upper switching element or the lower switching element when the electric motor is energized corresponding to the actual rotational position of the motor shaft. And selecting the two arms to be turned on, and limiting the targets to be turned on to the lower switching elements of the selected arms .
前記モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合とは、前記モータジェネレータの発生トルクが所定の基準トルク(Ctrq)以上となる場合(S115)であることを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブタイミング調整装置。 The vehicle is a hybrid vehicle equipped with a motor generator (MG) and the internal combustion engine as drive sources,
And if the collapse of the torque balance is predicted by said motor shaft, according to claim 1 or 2 generated torque of said motor generator characterized in that it is a case where a predetermined reference torque (Ctrq) or (S115) The valve timing adjusting device according to 1.
前記モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合とは、前記モータジェネレータの発生トルクを決めるアクセル開度が所定の基準開度(Ca)以上となる場合(S116)であ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。 The vehicle is a hybrid vehicle equipped with a motor generator (MG) and the internal combustion engine as drive sources,
The case where the torque balance is predicted to be lost on the motor shaft is a case where the accelerator opening that determines the torque generated by the motor generator is equal to or greater than a predetermined reference opening (Ca) (S116). The valve timing adjusting device according to any one of claims 1 to 3 .
前記モータ軸にてトルクバランスの崩れが予測される場合とは、前記内燃機関の温度が所定の基準温度(Ctmp)以上となる場合(S117)であ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タイミング調整装置。 The phase adjusting mechanism is a gear mechanism in which a lubricating liquid is introduced.
And if the collapse of the torque balance is predicted by said motor shaft, according to claim 1-4 in which the temperature of the internal combustion engine is characterized in that it is a case where a predetermined reference temperature (CTMP) or (S117) The valve timing adjusting device according to any one of claims.
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