JPH0642317A - 内燃機関 - Google Patents
内燃機関Info
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- JPH0642317A JPH0642317A JP5045457A JP4545793A JPH0642317A JP H0642317 A JPH0642317 A JP H0642317A JP 5045457 A JP5045457 A JP 5045457A JP 4545793 A JP4545793 A JP 4545793A JP H0642317 A JPH0642317 A JP H0642317A
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- internal combustion
- combustion engine
- housing
- crankshaft
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
- F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
- F01L1/34409—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear by torque-responsive means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
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- F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34426—Oil control valves
-
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- F01L2001/34423—Details relating to the hydraulic feeding circuit
- F01L2001/34426—Oil control valves
- F01L2001/3443—Solenoid driven oil control valves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
- F01L2820/02—Formulas
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 タイミングの調整の効率を増加し得る内燃機
関の動弁機構の可変カム軸タイミング装置の提供。 【構成】 カム軸に固定され、ローブ６０ａ、ｂを有す
るベーン６０及びスプロケット３２がリセス３２ａ、ｂ
の円周方向距離の範囲内で互いに揺動でき、カム軸がク
ランク軸に関して位相を変化できる。カム軸は通常の動
作中に経験したパルスに反応して変化し、所定の設定点
を使用する閉ループフィードバック装置１０８からの信
号に応答して制御弁９２のスプール１００の位置を制御
することによって、戻りライン９４、９６を通してリセ
スからの液圧流体の流れを阻止し又は許容することで進
み又は遅れのいずれかに変化する。また、通路８２によ
り、リセスへ補充油が供給される。
関の動弁機構の可変カム軸タイミング装置の提供。 【構成】 カム軸に固定され、ローブ６０ａ、ｂを有す
るベーン６０及びスプロケット３２がリセス３２ａ、ｂ
の円周方向距離の範囲内で互いに揺動でき、カム軸がク
ランク軸に関して位相を変化できる。カム軸は通常の動
作中に経験したパルスに反応して変化し、所定の設定点
を使用する閉ループフィードバック装置１０８からの信
号に応答して制御弁９２のスプール１００の位置を制御
することによって、戻りライン９４、９６を通してリセ
スからの液圧流体の流れを阻止し又は許容することで進
み又は遅れのいずれかに変化する。また、通路８２によ
り、リセスへ補充油が供給される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、クランク軸に関する単
一カム軸エンジンのカム軸のタイミング、又は二重カム
軸エンジンのカム軸の一方又は両方のタイミングが変更
されてエンジンの一つ又はそれ以上の動作特性を改善す
る内燃機関に関する。更に詳細には、本発明は、装置の
始動又は位相角度測定に関連した誤りを補償することに
よってタイミングの調整の効率を増加するための装置に
関する。
一カム軸エンジンのカム軸のタイミング、又は二重カム
軸エンジンのカム軸の一方又は両方のタイミングが変更
されてエンジンの一つ又はそれ以上の動作特性を改善す
る内燃機関に関する。更に詳細には、本発明は、装置の
始動又は位相角度測定に関連した誤りを補償することに
よってタイミングの調整の効率を増加するための装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関すなわちエンジンの性能は二重
カム軸、すなわち一方はエンジンの種々のシリンダの吸
気弁を動作するカム軸で他方は排気弁を動作するカム
軸、を使用することによって改善されることは知られて
いる。典型的に、このようなカム軸の一方はエンジンの
クランク軸によってスプロケット及びチエーン駆動装置
又はベルト駆動装置を介して駆動され、他方のカム軸は
第２のスプロケット及びチエーン駆動装置又は第２のベ
ルト駆動装置を介して第１のカム軸により駆動される。
代わりに、カム軸の両者は単一のクランク軸で駆動され
るチエーン駆動装置又はベルト駆動装置によって駆動さ
れ得る。二重カム軸を有するエンジンにおけるエンジン
性能は一方のカム軸、通常はエンジンの吸気弁を動作す
るカム軸に関して他方のカム軸の及びクランク軸の位置
関係を変え、それによって排気弁に関する吸気弁の動作
の点で、或いはクランク軸の位置に関する弁の動作の点
でエンジンのタイミングを変えることによって、アイド
ル特性、燃焼の経済性、排出物の減少又はトルクの増大
の点で改善されることは知られている。今まで、エンジ
ンの弁のタイミングにおける変化は、エンジン潤滑油に
よって動作される別個の液圧モータによって達成されて
きた。
カム軸、すなわち一方はエンジンの種々のシリンダの吸
気弁を動作するカム軸で他方は排気弁を動作するカム
軸、を使用することによって改善されることは知られて
いる。典型的に、このようなカム軸の一方はエンジンの
クランク軸によってスプロケット及びチエーン駆動装置
又はベルト駆動装置を介して駆動され、他方のカム軸は
第２のスプロケット及びチエーン駆動装置又は第２のベ
ルト駆動装置を介して第１のカム軸により駆動される。
代わりに、カム軸の両者は単一のクランク軸で駆動され
るチエーン駆動装置又はベルト駆動装置によって駆動さ
れ得る。二重カム軸を有するエンジンにおけるエンジン
性能は一方のカム軸、通常はエンジンの吸気弁を動作す
るカム軸に関して他方のカム軸の及びクランク軸の位置
関係を変え、それによって排気弁に関する吸気弁の動作
の点で、或いはクランク軸の位置に関する弁の動作の点
でエンジンのタイミングを変えることによって、アイド
ル特性、燃焼の経済性、排出物の減少又はトルクの増大
の点で改善されることは知られている。今まで、エンジ
ンの弁のタイミングにおける変化は、エンジン潤滑油に
よって動作される別個の液圧モータによって達成されて
きた。
【０００３】しかしながら、この作動装置は顕著な追加
のエネルギを消費し、かつカム軸位相アクチュエータの
適当な動作に対して必要とされる敏速な応答時間のため
に、エンジン潤滑ポンプの大きさを増加しなければなら
ない。更に、これらの装置は、典型的にクランク軸位置
とカム軸位置との間の位相の調整が合計で２０°に限ら
れ、かつ典型的にこのような装置は２位置装置、すなわ
ち一つの位置で全位相が調整され、或いは他の位置で位
相が調整されない。本発明は、自己動作する、可変のカ
ム軸タイミング装置を提供することによって従来技術の
可変カム軸タイミング装置に関連するこれらの問題を克
服するように設計され、その本発明によるタイミング装
置は、動作するために外部のエネルギを必要とせず、そ
のような可変カム軸タイミング装置の過渡的液圧動作条
件に適合するようにエンジン潤滑ポンプの必要な大きさ
に加えることなく、その動作限界内で連続的に可変のカ
ム軸対クランク軸の位相関係を与え、かつクランク軸位
置とカム軸位置との間で実質的に２０°以上の位相調整
を与える。前述の形式の種々の装置を記載している米国
特許は、第５，０４６，４６０号、第５，００２，０２
３号及び第５，１０７，８０４号であり、これらは参考
としてこの明細書において取り入れている。
のエネルギを消費し、かつカム軸位相アクチュエータの
適当な動作に対して必要とされる敏速な応答時間のため
に、エンジン潤滑ポンプの大きさを増加しなければなら
ない。更に、これらの装置は、典型的にクランク軸位置
とカム軸位置との間の位相の調整が合計で２０°に限ら
れ、かつ典型的にこのような装置は２位置装置、すなわ
ち一つの位置で全位相が調整され、或いは他の位置で位
相が調整されない。本発明は、自己動作する、可変のカ
ム軸タイミング装置を提供することによって従来技術の
可変カム軸タイミング装置に関連するこれらの問題を克
服するように設計され、その本発明によるタイミング装
置は、動作するために外部のエネルギを必要とせず、そ
のような可変カム軸タイミング装置の過渡的液圧動作条
件に適合するようにエンジン潤滑ポンプの必要な大きさ
に加えることなく、その動作限界内で連続的に可変のカ
ム軸対クランク軸の位相関係を与え、かつクランク軸位
置とカム軸位置との間で実質的に２０°以上の位相調整
を与える。前述の形式の種々の装置を記載している米国
特許は、第５，０４６，４６０号、第５，００２，０２
３号及び第５，１０７，８０４号であり、これらは参考
としてこの明細書において取り入れている。
【０００４】従来技術に示された発明は、カム軸の位置
或いは二重カム軸装置におけるカム軸の一方又は両方の
位置が作動装置によってクランク軸に関して位相調整さ
れる内燃機関の位相調整のための方法を提供する。この
ような装置はパルス幅変調（ＰＷＭ）ソレノイドのある
液圧パイロットステージを有する頑丈な閉ループ装置、
例えば参考としてこの明細書に取り入れられた継続中の
米国特許出願第０７／８４７，５７７号に全体的に示さ
れるような装置によって制御される。所定の設定点はあ
るエンジン性能基準に対して所望のカム軸位相角度を制
御する。この可変カム軸タイミング（ＶＣＴ）装置はア
イドル性能、燃料の経済性、排出物又はトルクのような
重要なエンジン動作特性を改善するために使用され得
る。
或いは二重カム軸装置におけるカム軸の一方又は両方の
位置が作動装置によってクランク軸に関して位相調整さ
れる内燃機関の位相調整のための方法を提供する。この
ような装置はパルス幅変調（ＰＷＭ）ソレノイドのある
液圧パイロットステージを有する頑丈な閉ループ装置、
例えば参考としてこの明細書に取り入れられた継続中の
米国特許出願第０７／８４７，５７７号に全体的に示さ
れるような装置によって制御される。所定の設定点はあ
るエンジン性能基準に対して所望のカム軸位相角度を制
御する。この可変カム軸タイミング（ＶＣＴ）装置はア
イドル性能、燃料の経済性、排出物又はトルクのような
重要なエンジン動作特性を改善するために使用され得
る。
【０００５】カム軸に取り付けられた液圧ＶＣＴ装置の
好ましい実施例は、一つ又はそれ以上の半径方向に伸び
るベーンを使用し、そのベーンはカム軸に関して円周方
向に固定されかつカム軸に関して揺動可能なスプロケッ
トハウジングの空洞内に受け入れ可能である。液圧流体
は比例（スプール）弁を介して各ベーンの一方の側又は
他の側に選択的に送られてスプロケットに関するカム軸
の位置を進め或いは遅らせる。閉ループフィードバック
装置によって生起される信号に反応して汲み上げ作用
（ｐｕｍｐｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ）が起こる。閉ループ
フィードバック制御は「２位置」の場合、すなわち十分
に進められ又は十分に遅らされた場合以外のあらゆる場
合に対して絶対必要である。これは、カム軸の位相がス
プール弁位置の積分によって制御されるからである。す
なわち、スプール位置はカム軸の位相に相当するのでな
くその変化の率に相当する。したがって、ナル（ｎｕｌ
ｌ）（中心決めされた）以外のあらゆる定常状態位置
は、ＶＣＴを最終的に位相における物理的限界の一つに
する。閉ループ制御は、カム軸の位相が命令された位置
又は設定点に到達したときスプールが中立に戻るのを許
容する。フィードバック制御を使用する別の結果は、装
置の性能が機械的又は周囲の変数に対して鈍くなること
である。これにより、油圧又は油温における変化のよう
な短期間の変化、又は公差又は摩耗による長期間の変動
の影響が減少する。加えて、予期しない外乱（例えばト
ルクの切り換わり）の存在による設定点の追従誤差（ｔ
ｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）は減少する。感度の減少
及び外乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）の拒絶の程度は制
御装置の「強健さ（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）」と呼ばれ
る。閉ループ制御はある程度の粗さを有する安定した設
定点の追従を与える。
好ましい実施例は、一つ又はそれ以上の半径方向に伸び
るベーンを使用し、そのベーンはカム軸に関して円周方
向に固定されかつカム軸に関して揺動可能なスプロケッ
トハウジングの空洞内に受け入れ可能である。液圧流体
は比例（スプール）弁を介して各ベーンの一方の側又は
他の側に選択的に送られてスプロケットに関するカム軸
の位置を進め或いは遅らせる。閉ループフィードバック
装置によって生起される信号に反応して汲み上げ作用
（ｐｕｍｐｉｎｇ ａｃｔｉｏｎ）が起こる。閉ループ
フィードバック制御は「２位置」の場合、すなわち十分
に進められ又は十分に遅らされた場合以外のあらゆる場
合に対して絶対必要である。これは、カム軸の位相がス
プール弁位置の積分によって制御されるからである。す
なわち、スプール位置はカム軸の位相に相当するのでな
くその変化の率に相当する。したがって、ナル（ｎｕｌ
ｌ）（中心決めされた）以外のあらゆる定常状態位置
は、ＶＣＴを最終的に位相における物理的限界の一つに
する。閉ループ制御は、カム軸の位相が命令された位置
又は設定点に到達したときスプールが中立に戻るのを許
容する。フィードバック制御を使用する別の結果は、装
置の性能が機械的又は周囲の変数に対して鈍くなること
である。これにより、油圧又は油温における変化のよう
な短期間の変化、又は公差又は摩耗による長期間の変動
の影響が減少する。加えて、予期しない外乱（例えばト
ルクの切り換わり）の存在による設定点の追従誤差（ｔ
ｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）は減少する。感度の減少
及び外乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）の拒絶の程度は制
御装置の「強健さ（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）」と呼ばれ
る。閉ループ制御はある程度の粗さを有する安定した設
定点の追従を与える。
【０００６】前述の米国特許出願継続番号０７／８４
７，５７７号に記載された方法は、クランク軸とカム軸
との間の位相の調整を経てエンジンの性能を改善すると
いう以前の方法よりも優れた利点を提供するが、困難な
問題が生じる。第１に、機械的不正確さが位相調整処理
の位相測定段階において発生する。過去において、位相
の片寄りは人手で計算されかつ制御論理装置すなわち制
御ロジック（ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｏｇｉｃ）に加えられ
てこれらの不正確さを補償していた。本発明は、装置の
始動時及びその後の必要な時の両方に必要な位相の片寄
りを自動的に計算することが可能であり、これによって
自己調整ＶＣＴ装置が得られる。
７，５７７号に記載された方法は、クランク軸とカム軸
との間の位相の調整を経てエンジンの性能を改善すると
いう以前の方法よりも優れた利点を提供するが、困難な
問題が生じる。第１に、機械的不正確さが位相調整処理
の位相測定段階において発生する。過去において、位相
の片寄りは人手で計算されかつ制御論理装置すなわち制
御ロジック（ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｏｇｉｃ）に加えられ
てこれらの不正確さを補償していた。本発明は、装置の
始動時及びその後の必要な時の両方に必要な位相の片寄
りを自動的に計算することが可能であり、これによって
自己調整ＶＣＴ装置が得られる。
【０００７】時たま生じる他の難題は、装置の位相が悪
いすなわち先行するパルスが正しいパルスの代わりに位
相を計算するために使用されるまで進むとき、生じる。
したがって、計算された位相角度は正しい僅かに負の
（進み）値よりむしろ大きな正の（遅れ）値のように見
える。「パルスの交差（ｐｕｌｓｅ ｃｒｏｓｓｏｖｅ
ｒ）」と呼ばれるこの問題は、前以て決定された位相の
片寄りＺを使用して不正確な位相の測定を補償すること
によって修正される。
いすなわち先行するパルスが正しいパルスの代わりに位
相を計算するために使用されるまで進むとき、生じる。
したがって、計算された位相角度は正しい僅かに負の
（進み）値よりむしろ大きな正の（遅れ）値のように見
える。「パルスの交差（ｐｕｌｓｅ ｃｒｏｓｓｏｖｅ
ｒ）」と呼ばれるこの問題は、前以て決定された位相の
片寄りＺを使用して不正確な位相の測定を補償すること
によって修正される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、液圧ＰＷＭスプール位置制御を利用する改善し
たＶＣＴ装置、及び高度の強健さを有する規定された設
定点の追従挙動を生じる進んだ制御アルゴリズムを提供
することである。
目的は、液圧ＰＷＭスプール位置制御を利用する改善し
たＶＣＴ装置、及び高度の強健さを有する規定された設
定点の追従挙動を生じる進んだ制御アルゴリズムを提供
することである。
【０００９】更に、本発明の目的は、始動又は位相の測
定中に発生されるような変動、並びにエンジン油圧、構
成要素の公差、ばね率及び空気の捕捉（ｅｎｔｒａｉｎ
ｍｅｎｔ）及び漏れにおける変動のようなエンジンパラ
メータにおける平凡な変動を含む幅広いパラメータの変
動に亙って実質的に変化しない性能を保つ前述の形式の
ＶＣＴ装置を備える内燃機関を提供することである。
定中に発生されるような変動、並びにエンジン油圧、構
成要素の公差、ばね率及び空気の捕捉（ｅｎｔｒａｉｎ
ｍｅｎｔ）及び漏れにおける変動のようなエンジンパラ
メータにおける平凡な変動を含む幅広いパラメータの変
動に亙って実質的に変化しない性能を保つ前述の形式の
ＶＣＴ装置を備える内燃機関を提供することである。
【０００１０】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明による
内燃機関は、軸線の回りで回転可能なクランク軸と、第
２の軸線の回りで回転可能なカム軸であって、前記第２
の軸線が前記クランク軸の軸線のと平行であり、回転中
にトルクに逆転を受けるカム軸と、少なくとも一つのロ
ーブを有するベーンであって、前記カム軸に取り付けら
れ、前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に
関して揺動可能でないベーンと、前記カム軸と共に回転
可能でありかつ前記カム軸に関して揺動可能であるハウ
ジングであって、少なくとも一つのリセスを有し、前記
少なくとも一つのリセスが前記少なくとも一つのローブ
を受け、前記少なくとも一つのローブが前記少なくとも
一つのリセス内で揺動可能であるハウジングと、クラン
ク軸からハウジングに回転運動を伝達するための回転運
動伝達手段と、第１の方向のカム軸のトルクパルスに反
応してハウジングがカム軸に関して第１の方向の移動す
るのを許容することによってカム軸に関するハウジング
の位置を変えるために、かつ第２の方向のカム軸のトル
クパルスに反応してハウジングがカム軸に関して第２の
方向に移動するのを阻止するためにカム軸のトルクの逆
転に反応する手段と、を備えて構成されている。本願の
他の発明は、回転可能なクランク軸と回転可能なカム軸
とを有し、前記カム軸が、前記クランク軸に関して相対
的に位置可変であり、回転中にトルクの逆転を受け、か
つ前記カム軸と共に回転するようにそのカム軸に固定さ
れた少なくとも一つのローブのあるベーンを有し、前記
カム軸と共に回転しかつ前記カム軸に関して揺動するよ
うに前記カム軸に取り付けられたハウジングを有し、前
記ハウジングが前記ベーンの少なくとも一つのローブを
受ける少なくとも一つのリセスを有し、前記リセスはハ
ウジングが前記カム軸に関して揺動するとき少なくとも
一つのローブが少なくとも一つのリセス内で揺動するの
を許容する内燃機関において、装置が、前記クランク軸
から前記ハウジングに回転運動を伝達する手段と、前記
カム軸におけるトルク逆転に反応して前記カム軸に関し
て前記ハウジングの位置を変えるための手段であって、
前記ベーンに液圧流体を配送する手段と、前記ハウジン
グと前記ハウジングの位置を変えるための前記手段との
間に動作するように配置され、前記ハウジングの位置を
変えるための前記手段の動作によって前記液圧流体の逆
流の必要性をなくす逆止弁と、前記ハウジングの位置を
変えるために前記手段に液圧流体を供給するための作動
手段と、前記ハウジングの位置を変えるための前記手段
の初期較正する手段であって、位相の片寄りを自動的に
計算する手段と、前記クランク軸及びカム軸の回転運動
にしたがってパルスを発生する手段とと、前記パルスを
検知する手段であって、前記パルスを更に処理されるよ
うに伝達する手段と、前記クランク軸と前記カム軸との
間の生位相角度を決定するためにの手段であって、前記
検知手段から前記パルスを受け、前記生位相角度を計算
するために前記パルスを利用する決定手段と、前記パル
スの発生中に遭遇する問題のために前記生位相角度に相
当する前記信号を補償するための手段であって、前記補
償された信号を更に処理されるように伝達する補償手段
と、前記作動手段を制御するための手段であって、前記
補償された信号を受け、前記補償された信号を所定の設
定点と比較し、前記比較に基づいてＰＷＭデューティサ
イクルを発生し、前記デューティサイクルを前記作動手
段に発する制御手段と、を備えて構成されている。
内燃機関は、軸線の回りで回転可能なクランク軸と、第
２の軸線の回りで回転可能なカム軸であって、前記第２
の軸線が前記クランク軸の軸線のと平行であり、回転中
にトルクに逆転を受けるカム軸と、少なくとも一つのロ
ーブを有するベーンであって、前記カム軸に取り付けら
れ、前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に
関して揺動可能でないベーンと、前記カム軸と共に回転
可能でありかつ前記カム軸に関して揺動可能であるハウ
ジングであって、少なくとも一つのリセスを有し、前記
少なくとも一つのリセスが前記少なくとも一つのローブ
を受け、前記少なくとも一つのローブが前記少なくとも
一つのリセス内で揺動可能であるハウジングと、クラン
ク軸からハウジングに回転運動を伝達するための回転運
動伝達手段と、第１の方向のカム軸のトルクパルスに反
応してハウジングがカム軸に関して第１の方向の移動す
るのを許容することによってカム軸に関するハウジング
の位置を変えるために、かつ第２の方向のカム軸のトル
クパルスに反応してハウジングがカム軸に関して第２の
方向に移動するのを阻止するためにカム軸のトルクの逆
転に反応する手段と、を備えて構成されている。本願の
他の発明は、回転可能なクランク軸と回転可能なカム軸
とを有し、前記カム軸が、前記クランク軸に関して相対
的に位置可変であり、回転中にトルクの逆転を受け、か
つ前記カム軸と共に回転するようにそのカム軸に固定さ
れた少なくとも一つのローブのあるベーンを有し、前記
カム軸と共に回転しかつ前記カム軸に関して揺動するよ
うに前記カム軸に取り付けられたハウジングを有し、前
記ハウジングが前記ベーンの少なくとも一つのローブを
受ける少なくとも一つのリセスを有し、前記リセスはハ
ウジングが前記カム軸に関して揺動するとき少なくとも
一つのローブが少なくとも一つのリセス内で揺動するの
を許容する内燃機関において、装置が、前記クランク軸
から前記ハウジングに回転運動を伝達する手段と、前記
カム軸におけるトルク逆転に反応して前記カム軸に関し
て前記ハウジングの位置を変えるための手段であって、
前記ベーンに液圧流体を配送する手段と、前記ハウジン
グと前記ハウジングの位置を変えるための前記手段との
間に動作するように配置され、前記ハウジングの位置を
変えるための前記手段の動作によって前記液圧流体の逆
流の必要性をなくす逆止弁と、前記ハウジングの位置を
変えるために前記手段に液圧流体を供給するための作動
手段と、前記ハウジングの位置を変えるための前記手段
の初期較正する手段であって、位相の片寄りを自動的に
計算する手段と、前記クランク軸及びカム軸の回転運動
にしたがってパルスを発生する手段とと、前記パルスを
検知する手段であって、前記パルスを更に処理されるよ
うに伝達する手段と、前記クランク軸と前記カム軸との
間の生位相角度を決定するためにの手段であって、前記
検知手段から前記パルスを受け、前記生位相角度を計算
するために前記パルスを利用する決定手段と、前記パル
スの発生中に遭遇する問題のために前記生位相角度に相
当する前記信号を補償するための手段であって、前記補
償された信号を更に処理されるように伝達する補償手段
と、前記作動手段を制御するための手段であって、前記
補償された信号を受け、前記補償された信号を所定の設
定点と比較し、前記比較に基づいてＰＷＭデューティサ
イクルを発生し、前記デューティサイクルを前記作動手
段に発する制御手段と、を備えて構成されている。
【００１１】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。前述の米国特許第５，０４６，４６０号及び
第５，００２，０２３号に記載され、図１に概略的に示
されているように、カム軸測定パルスはカム軸２６がエ
ンジンの動作中に回転するときカム軸パルスホイール２
７によって発生される。カム軸パルスはカム軸パルスセ
ンサ２７ａによって検知され、それから位相測定及び補
償１０７のために伝達される。クランク軸測定パルスは
クランク軸パルスホイール２８及びクランク軸パルスセ
ンサ２８ａを利用することによって同じような方法で発
生され、検知されかつ伝達される。これらのパルスはク
ランク軸に関するカム軸の位置を決定するために利用さ
れかつそれから液圧作動ＶＣＴ装置の一つ又はそれ以上
の液圧要素を作動する。
説明する。前述の米国特許第５，０４６，４６０号及び
第５，００２，０２３号に記載され、図１に概略的に示
されているように、カム軸測定パルスはカム軸２６がエ
ンジンの動作中に回転するときカム軸パルスホイール２
７によって発生される。カム軸パルスはカム軸パルスセ
ンサ２７ａによって検知され、それから位相測定及び補
償１０７のために伝達される。クランク軸測定パルスは
クランク軸パルスホイール２８及びクランク軸パルスセ
ンサ２８ａを利用することによって同じような方法で発
生され、検知されかつ伝達される。これらのパルスはク
ランク軸に関するカム軸の位置を決定するために利用さ
れかつそれから液圧作動ＶＣＴ装置の一つ又はそれ以上
の液圧要素を作動する。
【００１２】本発明のために次の仮定がなされる。 １）位相計算のために単に等しく隔てられた測定パルス
が使用される（あらゆる余分のパルスは無視される）、
すなわちＮはパルスホイール回転毎のクランク軸パルス
の数であり、かつＭはパルスホイール回転毎のカム軸パ
ルス数である。 ２）カム角度における最大位相変動は３６０°／Ｍより
小さい。及び ３）クランク角度における最大位相変動は３６０°／Ｎ
より小さい。
が使用される（あらゆる余分のパルスは無視される）、
すなわちＮはパルスホイール回転毎のクランク軸パルス
の数であり、かつＭはパルスホイール回転毎のカム軸パ
ルス数である。 ２）カム角度における最大位相変動は３６０°／Ｍより
小さい。及び ３）クランク角度における最大位相変動は３６０°／Ｎ
より小さい。
【００１３】本発明の目的で次の変数が使用される。 １）Ｋ1＝クランク軸パルス毎のクランク角度における
３６０°／Ｎ ２）Ｋ2＝カム軸パルス毎のクランク軸角度における２
（３６０°／Ｍ） ３）Ｚ＝角度で表した位相の片寄り ４）ＰＨＭＩＮ＝角度で表した最小位相変動 ５）ＰＨＭＡＸ＝角度で表した最大位相変動 ６）ＬＣＡＭＰＷ＝クランク軸パルスの後縁とカム軸パ
ルスの後縁との間の秒で表した経過時間 ７）ＮＥＰＷ＝連続するクランク軸パルス間の秒で表し
た経過時間
３６０°／Ｎ ２）Ｋ2＝カム軸パルス毎のクランク軸角度における２
（３６０°／Ｍ） ３）Ｚ＝角度で表した位相の片寄り ４）ＰＨＭＩＮ＝角度で表した最小位相変動 ５）ＰＨＭＡＸ＝角度で表した最大位相変動 ６）ＬＣＡＭＰＷ＝クランク軸パルスの後縁とカム軸パ
ルスの後縁との間の秒で表した経過時間 ７）ＮＥＰＷ＝連続するクランク軸パルス間の秒で表し
た経過時間
【００１４】初期較正 典型的に、位相の片寄りは位相角度測定に加えられてパ
ルスホイールの物理的不整合を修正する。過去におい
て、片寄りは経験的に決定されて制御ロジック内に取り
入れられた。片寄りは位相測定範囲の調整をＶＣＴ装置
の真の物理的位置に直接対応させる。本発明によれば、
この片寄りは自動的に決定される。装置の初期較正（ｉ
ｎｉｔｉａｌ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）１０５は、制
御法則（ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｗ）１０８及び設定点３
５入力を使用する前に、それが十分に進められた位置に
動かされたとき、ＶＣＴ装置の始動と共に実行される。
プログラムの初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）
において、再較正「フラッグ（ｆｌａｇ）」は論理的な
「真実」にセットされ、計算が必要とされることを示
す。初期化段階は動作の最初のおおよそ２秒の間に起こ
る。位相の片寄りの値は、位相角度がまだ測定されてい
ないので、ゼロに等しい。プログラムの初期化に続い
て、処理は較正モードに入り、その較正モードにおい
て、デューティサイクルはその最小に設定され、かつ見
られた位相の最小の値θminは監視される。このθminは
次のように位相の片寄りＺを計算するために使用され
る。 従来技術において記載したように位相角度を決定するた
めに方程式を置き換えると、そのとき、 したがって、位相の片寄りＺは、ＶＣＴ装置の動作の初
期の較正段階１０５中に自動的に計算され、装置の始動
の前に固定した片寄りを人手により計算する必要性を無
くしている。較正の手順はＶＣＴ装置が全進み位置に強
制されている時はいつでも、動作中に繰り返される。
ルスホイールの物理的不整合を修正する。過去におい
て、片寄りは経験的に決定されて制御ロジック内に取り
入れられた。片寄りは位相測定範囲の調整をＶＣＴ装置
の真の物理的位置に直接対応させる。本発明によれば、
この片寄りは自動的に決定される。装置の初期較正（ｉ
ｎｉｔｉａｌ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）１０５は、制
御法則（ｃｏｎｔｒｏｌ ｌａｗ）１０８及び設定点３
５入力を使用する前に、それが十分に進められた位置に
動かされたとき、ＶＣＴ装置の始動と共に実行される。
プログラムの初期化（ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）
において、再較正「フラッグ（ｆｌａｇ）」は論理的な
「真実」にセットされ、計算が必要とされることを示
す。初期化段階は動作の最初のおおよそ２秒の間に起こ
る。位相の片寄りの値は、位相角度がまだ測定されてい
ないので、ゼロに等しい。プログラムの初期化に続い
て、処理は較正モードに入り、その較正モードにおい
て、デューティサイクルはその最小に設定され、かつ見
られた位相の最小の値θminは監視される。このθminは
次のように位相の片寄りＺを計算するために使用され
る。 従来技術において記載したように位相角度を決定するた
めに方程式を置き換えると、そのとき、 したがって、位相の片寄りＺは、ＶＣＴ装置の動作の初
期の較正段階１０５中に自動的に計算され、装置の始動
の前に固定した片寄りを人手により計算する必要性を無
くしている。較正の手順はＶＣＴ装置が全進み位置に強
制されている時はいつでも、動作中に繰り返される。
【００１５】位相測定及び比較 初期較正１０５にすぐに続いて、クランク軸とカム軸２
６との間のロー位相角度θ1（図示せず）は、図７及び
図８に示されるクランク軸パルス及びカム軸パルスを使
用して次のように連続的に計算される。 ここで、 θ1＝生位相角度（ｒａｗ ｐｈａｓｅ ａｎｇｌｅ） ＬＣＡＭＰＷ ２，４＝クランク軸パルスの後縁とカム
軸パルスの後縁との間の時間 ＮＥＰＷ １，３＝連続するクランク軸パルス間の時
間、及び Ｎ＝クランク軸パルスの数
６との間のロー位相角度θ1（図示せず）は、図７及び
図８に示されるクランク軸パルス及びカム軸パルスを使
用して次のように連続的に計算される。 ここで、 θ1＝生位相角度（ｒａｗ ｐｈａｓｅ ａｎｇｌｅ） ＬＣＡＭＰＷ ２，４＝クランク軸パルスの後縁とカム
軸パルスの後縁との間の時間 ＮＥＰＷ １，３＝連続するクランク軸パルス間の時
間、及び Ｎ＝クランク軸パルスの数
【００１６】装置が図７に示される通常の動作位置にあ
るとき、生（ｒａｗ）位相θ1は正確に決定され得る。
適当なカム軸のパルスａ及びａａはクランク軸パルスＡ
とＢとの間でやがて起こる、すなわちＰＨＭＩＮ＜θ1
＜ＰＨＭＡＸ、したがってθ2＝θ1である。この位置に
おいて、生位相θ1を計算するのに使用された時間はＬ
ＣＡＭＰＷ＝ｔAB２及びＮＥＰＷ＝ｔAB１である。
るとき、生（ｒａｗ）位相θ1は正確に決定され得る。
適当なカム軸のパルスａ及びａａはクランク軸パルスＡ
とＢとの間でやがて起こる、すなわちＰＨＭＩＮ＜θ1
＜ＰＨＭＡＸ、したがってθ2＝θ1である。この位置に
おいて、生位相θ1を計算するのに使用された時間はＬ
ＣＡＭＰＷ＝ｔAB２及びＮＥＰＷ＝ｔAB１である。
【００１７】しかしながら、図８に示された進み位置に
おいて、本発明の利益なしで、生位相θ1（図示せず）
を正確に計算するたための正しいカム軸のパルスは、や
がてクランク軸のパルスＥを先行し、その結果、装置は
生位相θ1（図示せず）を決定するために後続するパル
スｆに不正確に注意する。クランク軸のパルスＮＥＰＷ
＝ｔEF３の間の時間は一定であり、したがって正しいけ
れど、不正確なカム軸の時間ＬＣＡＭＰＷ＝ｔEf４は位
相を計算するために正しい時間ＬＣＡＭＰＷ＝ｔEe５の
代わりに使用される。装置が生位相θ1を決定するため
に誤った（「交差された（ｃｒｏｓｓｅｄ ｏｖｅ
ｒ）」）カム軸のパルスｆを使用するので、結果は大き
な正の（遅れ）位相値であり、その値は正しい僅かに負
の（進み）位相値のでなくて不正確である。
おいて、本発明の利益なしで、生位相θ1（図示せず）
を正確に計算するたための正しいカム軸のパルスは、や
がてクランク軸のパルスＥを先行し、その結果、装置は
生位相θ1（図示せず）を決定するために後続するパル
スｆに不正確に注意する。クランク軸のパルスＮＥＰＷ
＝ｔEF３の間の時間は一定であり、したがって正しいけ
れど、不正確なカム軸の時間ＬＣＡＭＰＷ＝ｔEf４は位
相を計算するために正しい時間ＬＣＡＭＰＷ＝ｔEe５の
代わりに使用される。装置が生位相θ1を決定するため
に誤った（「交差された（ｃｒｏｓｓｅｄ ｏｖｅ
ｒ）」）カム軸のパルスｆを使用するので、結果は大き
な正の（遅れ）位相値であり、その値は正しい僅かに負
の（進み）位相値のでなくて不正確である。
【００１８】上記問題を解決するため、次の式が位相計
算及び補償段階１０７に組み入れられる。 ここで、θ2２０＝補償された位相角度。全進み位置中
に、すなわちθ1＞ＰＨＭＡＸのとき、 である。同様に、もし装置が遅れ位置（図示せず）にあ
り、すなわちθ1＜ＰＨＭＩＮでありかつクランク軸の
パルス及びカム軸のパルスが「交差され」ているが、反
対方向にあると、そのとき、 である。全体の目標はこのように達成される。位相の測
定はＶＣＴの真の物理的位置を自動的に示す。
算及び補償段階１０７に組み入れられる。 ここで、θ2２０＝補償された位相角度。全進み位置中
に、すなわちθ1＞ＰＨＭＡＸのとき、 である。同様に、もし装置が遅れ位置（図示せず）にあ
り、すなわちθ1＜ＰＨＭＩＮでありかつクランク軸の
パルス及びカム軸のパルスが「交差され」ているが、反
対方向にあると、そのとき、 である。全体の目標はこのように達成される。位相の測
定はＶＣＴの真の物理的位置を自動的に示す。
【００１９】位相濾過 位相の測定θ2２０はそれから図６に概略的に示される
同期フィルタ２５に供給される。カム軸が回転すると、
トルクパルス１０はＶＣＴの位相θ４０に高周波の外乱
を重ねる。したがって、トルクパルス１０と高周波の外
乱との間で正確に同期する。同様に、カム軸測定パルス
２７ａは外乱と同期化される。本発明によれば、補償さ
れた位相測定θ2２０を有効に濾過するためにこの同期
を利用することが可能であり、その結果、高周波の外乱
は制御作用から隔離される。カム軸の速度が変わると、
フィルタ周波数は外乱周波数を自動的に追従する。フィ
ルタ２５自信はカム軸測定パルス周波数２７ａのサンプ
リング周波数と等しいサンプリング周波数を有する不連
続時間刻み（ｄｉｓｃｒｅｔｅ−ｔｉｍｅ ｎｏｔｃ
ｈ）フィルタである。濾過された位相測定θ1３０はそ
れから制御法則１０８に供給される。高周波の外乱は隔
離されているので、制御法則１０８はそれ自身補償しよ
うとしない。これにより、ここに記載された濾過ステッ
プによって動力を節約し、摩耗を減少しかつ信号の線形
性を増大することが可能である。
同期フィルタ２５に供給される。カム軸が回転すると、
トルクパルス１０はＶＣＴの位相θ４０に高周波の外乱
を重ねる。したがって、トルクパルス１０と高周波の外
乱との間で正確に同期する。同様に、カム軸測定パルス
２７ａは外乱と同期化される。本発明によれば、補償さ
れた位相測定θ2２０を有効に濾過するためにこの同期
を利用することが可能であり、その結果、高周波の外乱
は制御作用から隔離される。カム軸の速度が変わると、
フィルタ周波数は外乱周波数を自動的に追従する。フィ
ルタ２５自信はカム軸測定パルス周波数２７ａのサンプ
リング周波数と等しいサンプリング周波数を有する不連
続時間刻み（ｄｉｓｃｒｅｔｅ−ｔｉｍｅ ｎｏｔｃ
ｈ）フィルタである。濾過された位相測定θ1３０はそ
れから制御法則１０８に供給される。高周波の外乱は隔
離されているので、制御法則１０８はそれ自身補償しよ
うとしない。これにより、ここに記載された濾過ステッ
プによって動力を節約し、摩耗を減少しかつ信号の線形
性を増大することが可能である。
【００２０】図６は回転数（ｎ）毎のカム軸測定パルス
の数が回転数（ｍ）毎のトルクパルスの数の２倍より大
きい場合におけるフィルタ２５に対する実施例を示す。
フィルタ２５はトルクの外乱の基本的な周波数を除去す
る。ｎ＜２ｍの場合、外乱は低い周波数まで「通称が付
けられ（ａｌｉａｓｅｄ）」、かつこれはフィルタ２５
によって周波数アドレス付け（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａ
ｄｄｒｅｓｓｅｄ）される。更に別の段階は外乱周波数
の調和を除去するために加えられる。
の数が回転数（ｍ）毎のトルクパルスの数の２倍より大
きい場合におけるフィルタ２５に対する実施例を示す。
フィルタ２５はトルクの外乱の基本的な周波数を除去す
る。ｎ＜２ｍの場合、外乱は低い周波数まで「通称が付
けられ（ａｌｉａｓｅｄ）」、かつこれはフィルタ２５
によって周波数アドレス付け（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａ
ｄｄｒｅｓｓｅｄ）される。更に別の段階は外乱周波数
の調和を除去するために加えられる。
【００２１】図６に対する変数は次の通りである。
【００２２】制御法則 補償され、濾過された位相信号θf３０は、それから制
御法則１０８を受け、これは図２に詳細に記載されてい
る。信号θf３０は比例積分制御ブロック２０８によっ
て条件付けされ、そこにおいて補償され、濾過された位
相信号θf３０は設定点ｒ３５から減じられて追従誤差
（ｔｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）ｅo３２を与える。
追従誤差ｅo３２はそれから比例積分（ＰＩ）制御ブロ
ック２０８によって処理され、積分遅れ（ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｏｒ ｌａｇ）を補償するために位相進み（ｐｈａ
ｓｅーｌｅａｄ）と同様に無限のＤＣゲインを与える。
積分作用は定常状態の追従誤差が確実にゼロになるよう
にする。
御法則１０８を受け、これは図２に詳細に記載されてい
る。信号θf３０は比例積分制御ブロック２０８によっ
て条件付けされ、そこにおいて補償され、濾過された位
相信号θf３０は設定点ｒ３５から減じられて追従誤差
（ｔｒａｃｋｉｎｇ ｅｒｒｏｒ）ｅo３２を与える。
追従誤差ｅo３２はそれから比例積分（ＰＩ）制御ブロ
ック２０８によって処理され、積分遅れ（ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｏｒ ｌａｇ）を補償するために位相進み（ｐｈａ
ｓｅーｌｅａｄ）と同様に無限のＤＣゲインを与える。
積分作用は定常状態の追従誤差が確実にゼロになるよう
にする。
【００２３】ＰＩ制御ブロックすなわち比例積分制御ブ
ロック２０８は、それから装置の「内部ループ（ｉｎｎ
ｅｒ ｌｏｏｐ）」を制御するために使用される。濾過
された位相角度測定θf３０はそれから減じられ、内部
ループ誤差ｅ1３３になる。このループ誤差ｅ1３３はル
ープゲインＫ2によって増大されかつ位相進み補償３０
８の影響を受ける。このような位相リード補償３０８は
ＰＷＭパイロット段階１０６（図１及び図１８に示され
ている）の低周波数位相遅れを実質的に無くすことによ
って迅速な応答を与える。ゲイン及び位相リード周波数
は閉ループの動力学及び強健さの独立した制御を達成す
るために十分な自由度を与える。
ロック２０８は、それから装置の「内部ループ（ｉｎｎ
ｅｒ ｌｏｏｐ）」を制御するために使用される。濾過
された位相角度測定θf３０はそれから減じられ、内部
ループ誤差ｅ1３３になる。このループ誤差ｅ1３３はル
ープゲインＫ2によって増大されかつ位相進み補償３０
８の影響を受ける。このような位相リード補償３０８は
ＰＷＭパイロット段階１０６（図１及び図１８に示され
ている）の低周波数位相遅れを実質的に無くすことによ
って迅速な応答を与える。ゲイン及び位相リード周波数
は閉ループの動力学及び強健さの独立した制御を達成す
るために十分な自由度を与える。
【００２４】図３はデジタル器具用の同様のフィードバ
ック制御法則１０８を示す。ＰＩ制御ブロック４０８に
対する変数は、 である。位相リード補償ブロック５０８に対する変数
は、 である。
ック制御法則１０８を示す。ＰＩ制御ブロック４０８に
対する変数は、 である。位相リード補償ブロック５０８に対する変数
は、 である。
【００２５】ＶＣＴベーン装置 図９ないし図１７は液圧ベーン装置の実施例を示し、そ
の実施例において、スプロケットの形式のハウジングは
カム軸２６に揺動するように支持されている。カム軸２
６は単一カム軸エンジンのカム軸のみ、オーバーヘッド
カム軸形式又はインブロック（ｉｎｂｌｏｃｋ）カム軸
形式のいずれと考え得る。代わりに、カム軸２６は二重
カム軸エンジンの吸気弁作動カム軸又は排気弁作動カム
軸のいずれかと考え得る。いずれにしろ、スプロケット
３２及びカム軸２６は共に回転可能であり、かつ部分的
に示されている無端のローラチエーン３８によってスプ
ロケット３２にトルクを加えることによって回転され、
そのローラチエーンはスプロケット３２及び図示しない
クランク軸の回りに巻かれている。後で詳細に記載する
ように、スプロケット３２はカム軸２６に揺動可能に支
持され、その結果、スプロケットはカム軸の回転中にカ
ム軸２６に関して少なくとも限られた円弧に亙って揺動
可能であり、その動作はクランク軸に関するカム軸２６
の位相を調整する。
の実施例において、スプロケットの形式のハウジングは
カム軸２６に揺動するように支持されている。カム軸２
６は単一カム軸エンジンのカム軸のみ、オーバーヘッド
カム軸形式又はインブロック（ｉｎｂｌｏｃｋ）カム軸
形式のいずれと考え得る。代わりに、カム軸２６は二重
カム軸エンジンの吸気弁作動カム軸又は排気弁作動カム
軸のいずれかと考え得る。いずれにしろ、スプロケット
３２及びカム軸２６は共に回転可能であり、かつ部分的
に示されている無端のローラチエーン３８によってスプ
ロケット３２にトルクを加えることによって回転され、
そのローラチエーンはスプロケット３２及び図示しない
クランク軸の回りに巻かれている。後で詳細に記載する
ように、スプロケット３２はカム軸２６に揺動可能に支
持され、その結果、スプロケットはカム軸の回転中にカ
ム軸２６に関して少なくとも限られた円弧に亙って揺動
可能であり、その動作はクランク軸に関するカム軸２６
の位相を調整する。
【００２６】環状のポンプ作用ベーン６０はカム軸２６
に固定して位置決めされ、そのベーン６０は直径方向反
対の一対の半径方向外側に突出するローブ６０ａ、６０
ｂを有しかつボルト６２によってカム軸の拡大した端部
２６ａに取り付けられ、そのボルトはベーン６０を通し
て端部２６ａ内に伸びている。この点に関して、カム軸
２６はカム軸が関連するエンジンブロック（図示しな
い）に関して正確に位置決めされるようにするためにス
ラスト肩部２６ｂが形成されている。ポンプ作用ベーン
６０はドウエルピン６４によって端部２６ａに関して正
確に位置決めされている。ローブ６０ａ、６０ｂは、そ
れぞれ、スプロケット３２の半径方向外側に突出するリ
セス３２ａ、３２ｂ内に受けられ、各リセス３２ａ、３
２ｂの円周方向の距離はリセス内に受けられたベーンの
ローブ６０ａ、６０ｂの円周方向の距離より僅かに大き
く、ベーン６０に関するスプロケット３２の限られた揺
動運動を許容している。リセス３２ａ、３２ｂは、隔て
られ横方向に伸びる環状のプレート６６、６８によって
それぞれローブ６０ａ、６０ｂの回りで閉鎖され、それ
らのプレートはボルト７０によってベーン６０に関して
かつこれによってカム軸６０に関して固定され、そのボ
ルトは同じローブ６０ａ又は６０ｂの一方から他方に伸
びている。更に、スプロケット３２の内周３２ｃはベー
ン６０の部分６０ｄの外周に関してシールされ、その部
分はローブ６０ａと６０ｂとの間にあり、ベーン６０の
ローブ６０ａ、６０ｂの先端はそれぞれシールされた収
容スロット６０ｅ、６０ｆが設けられている。したがっ
て、スプロケット３２のリセス３２ａ、３２ｂの各々は
液圧を保持することが可能であり、かつ各リセス３２
ａ、３２ｂ内においてローブ６０ａ、６０ｂの各側の部
分はそれぞれ液圧を保持することが可能である。
に固定して位置決めされ、そのベーン６０は直径方向反
対の一対の半径方向外側に突出するローブ６０ａ、６０
ｂを有しかつボルト６２によってカム軸の拡大した端部
２６ａに取り付けられ、そのボルトはベーン６０を通し
て端部２６ａ内に伸びている。この点に関して、カム軸
２６はカム軸が関連するエンジンブロック（図示しな
い）に関して正確に位置決めされるようにするためにス
ラスト肩部２６ｂが形成されている。ポンプ作用ベーン
６０はドウエルピン６４によって端部２６ａに関して正
確に位置決めされている。ローブ６０ａ、６０ｂは、そ
れぞれ、スプロケット３２の半径方向外側に突出するリ
セス３２ａ、３２ｂ内に受けられ、各リセス３２ａ、３
２ｂの円周方向の距離はリセス内に受けられたベーンの
ローブ６０ａ、６０ｂの円周方向の距離より僅かに大き
く、ベーン６０に関するスプロケット３２の限られた揺
動運動を許容している。リセス３２ａ、３２ｂは、隔て
られ横方向に伸びる環状のプレート６６、６８によって
それぞれローブ６０ａ、６０ｂの回りで閉鎖され、それ
らのプレートはボルト７０によってベーン６０に関して
かつこれによってカム軸６０に関して固定され、そのボ
ルトは同じローブ６０ａ又は６０ｂの一方から他方に伸
びている。更に、スプロケット３２の内周３２ｃはベー
ン６０の部分６０ｄの外周に関してシールされ、その部
分はローブ６０ａと６０ｂとの間にあり、ベーン６０の
ローブ６０ａ、６０ｂの先端はそれぞれシールされた収
容スロット６０ｅ、６０ｆが設けられている。したがっ
て、スプロケット３２のリセス３２ａ、３２ｂの各々は
液圧を保持することが可能であり、かつ各リセス３２
ａ、３２ｂ内においてローブ６０ａ、６０ｂの各側の部
分はそれぞれ液圧を保持することが可能である。
【００２７】図９ないし図１７の実施例の構造の機能は
図１８を参照して理解され得る。説明としてエンジン潤
滑油の形式である液圧流体は共通の入口ライン８２を介
してリセス３２ａ、３２ｂ内に流れる。入口ライン８２
は対向する逆止弁８４と８６との間の接続部においれ終
わり、それらの逆止弁は枝ライン８８、９０を介してそ
れぞれリセス３２ａ、３２ｂに接続されている。逆止弁
８４、８６はそれぞれ環状のシート８４ａ、８６ａを有
し、液圧流体が逆止弁８４、８６を介してそれぞれリセ
ス３２ａ、３２ｂ内に流れるのを許容する。逆止弁８
４、８６を介しての液圧流体の流れは、それぞれ浮動ボ
ール８４ｂ、８６ｂによって阻止され、それらの浮動ボ
ールはそれぞればね８４ｃ、８６ｃによってシート８４
ａ、８６ａに向かって弾力的に偏倚されている。逆止弁
８４、８６はリセス３２ａ、３２ｂの初期の充填を許容
しかつそこからの漏れを補償するために補充（ｍａｋｅ
ｕｐ）液圧流体を連続して供給する。液圧流体はカム軸
２６内に組み込まれらスプール弁９２を経てライン８２
に入り、かつ液圧流体はそれぞれ戻りライン９４、９６
によってリセス３２ａ、３２ｂからスプール弁９２に戻
される。
図１８を参照して理解され得る。説明としてエンジン潤
滑油の形式である液圧流体は共通の入口ライン８２を介
してリセス３２ａ、３２ｂ内に流れる。入口ライン８２
は対向する逆止弁８４と８６との間の接続部においれ終
わり、それらの逆止弁は枝ライン８８、９０を介してそ
れぞれリセス３２ａ、３２ｂに接続されている。逆止弁
８４、８６はそれぞれ環状のシート８４ａ、８６ａを有
し、液圧流体が逆止弁８４、８６を介してそれぞれリセ
ス３２ａ、３２ｂ内に流れるのを許容する。逆止弁８
４、８６を介しての液圧流体の流れは、それぞれ浮動ボ
ール８４ｂ、８６ｂによって阻止され、それらの浮動ボ
ールはそれぞればね８４ｃ、８６ｃによってシート８４
ａ、８６ａに向かって弾力的に偏倚されている。逆止弁
８４、８６はリセス３２ａ、３２ｂの初期の充填を許容
しかつそこからの漏れを補償するために補充（ｍａｋｅ
ｕｐ）液圧流体を連続して供給する。液圧流体はカム軸
２６内に組み込まれらスプール弁９２を経てライン８２
に入り、かつ液圧流体はそれぞれ戻りライン９４、９６
によってリセス３２ａ、３２ｂからスプール弁９２に戻
される。
【００２８】スプール弁９２は円筒状部材９８と、円筒
状部材９８内で前後に滑動するスプール１００とで作ら
れている。スプール１００は反対端に円筒状のランド１
００ａ及び１００ｂを有し、部材９８内にぴったりと嵌
まるランド１００ａ及び１００ｂは、ランド１００ｂが
戻りライン９６からの液圧流体の流出を阻止するか、ラ
ンド１００ａが戻りライン９４からの液圧流体の流出を
阻止するか、或いはランド１００ａ及び１００ｂが図１
８に示されるように両戻りライン９４及び９６からの液
圧流体の流出を阻止するように、位置決めされ、そこに
おいて、カム軸２６は関連するエンジンのクランク軸に
関して選択的な中間位置に保持されている。
状部材９８内で前後に滑動するスプール１００とで作ら
れている。スプール１００は反対端に円筒状のランド１
００ａ及び１００ｂを有し、部材９８内にぴったりと嵌
まるランド１００ａ及び１００ｂは、ランド１００ｂが
戻りライン９６からの液圧流体の流出を阻止するか、ラ
ンド１００ａが戻りライン９４からの液圧流体の流出を
阻止するか、或いはランド１００ａ及び１００ｂが図１
８に示されるように両戻りライン９４及び９６からの液
圧流体の流出を阻止するように、位置決めされ、そこに
おいて、カム軸２６は関連するエンジンのクランク軸に
関して選択的な中間位置に保持されている。
【００２９】部材９８内のスプール１００の位置は、そ
れぞれランド１００ａ、１００ｂの端部に作用する反対
側の対のばね１０２、１０４によって影響される。した
がって、ばね１０２はスプール１００を図１８で見て左
の方向に弾力的に偏倚し、かつばね１０４はスプール１
００その図で右の方向に弾力的に偏倚する。部材９８内
のスプール１００の位置は、ランド１００ａの外側にお
ける部材９８の部分９８ａ内への液圧流体の供給によっ
て影響される、その液圧流体はスプール１００を左に偏
倚する。部材９８の部分９８ａはエンジンの主油槽
（「ＭＯＧ」）１３０から直接加圧流体（エンジン油）
受け、この油はエンジンのカム軸２６が回転する軸受け
１３２を潤滑する。
れぞれランド１００ａ、１００ｂの端部に作用する反対
側の対のばね１０２、１０４によって影響される。した
がって、ばね１０２はスプール１００を図１８で見て左
の方向に弾力的に偏倚し、かつばね１０４はスプール１
００その図で右の方向に弾力的に偏倚する。部材９８内
のスプール１００の位置は、ランド１００ａの外側にお
ける部材９８の部分９８ａ内への液圧流体の供給によっ
て影響される、その液圧流体はスプール１００を左に偏
倚する。部材９８の部分９８ａはエンジンの主油槽
（「ＭＯＧ」）１３０から直接加圧流体（エンジン油）
受け、この油はエンジンのカム軸２６が回転する軸受け
１３２を潤滑する。
【００３０】部分９８内でのスプール１００の位置の制
御は制御圧力シリンダ１３４内の液圧に応答し、そのシ
リンダのピストン１３４ａはスプール１００の延長部１
００ｃに当接している。ピストン１３４ａの表面積は部
分９８ａ内の液圧にさらされているスプール１００の端
部の表面積より大きく、好ましくは２倍大きい。したが
って、スプール１００に反対に作用する液圧は、シリン
ダ１３４内の圧力が部分９８ａ内の圧力の１／２である
とき、釣り合っている。これにより、もしばね１０２及
び１０４が釣り合わされるなら、シリンダ１３４内の全
エンジン油圧より小さい圧力でスプール１００が図１８
に示されるようにナルすなわち中央位置を保ち、それに
よって必要に応じてシリンダ１３４内の圧力を増加し又
は減少することによってスプール１００がいずれかの方
向に動かされるようにする点で、スプール１００の位置
の制御を容易にしている。
御は制御圧力シリンダ１３４内の液圧に応答し、そのシ
リンダのピストン１３４ａはスプール１００の延長部１
００ｃに当接している。ピストン１３４ａの表面積は部
分９８ａ内の液圧にさらされているスプール１００の端
部の表面積より大きく、好ましくは２倍大きい。したが
って、スプール１００に反対に作用する液圧は、シリン
ダ１３４内の圧力が部分９８ａ内の圧力の１／２である
とき、釣り合っている。これにより、もしばね１０２及
び１０４が釣り合わされるなら、シリンダ１３４内の全
エンジン油圧より小さい圧力でスプール１００が図１８
に示されるようにナルすなわち中央位置を保ち、それに
よって必要に応じてシリンダ１３４内の圧力を増加し又
は減少することによってスプール１００がいずれかの方
向に動かされるようにする点で、スプール１００の位置
の制御を容易にしている。
【００３１】シリンダ１３４内の圧力は、既に記載した
閉ループフィードバック装置１０８からの制御信号に応
答して、好ましくはパルス幅変調（ＰＷＭ）形式のソレ
ノイド弁１０６によって制御される。初期の較正の後、
位相測定及び補償段階１０７はカム軸２６と図示しない
クランク軸との間の生位相角度θ1に相当する信号を処
理し、かつあらゆる不正確さに対して補償し、補償した
位相値θ2になる。同期フィルタ２５に従った後、濾過
され補償された位相値θf３０は所定の設定点ｒ３５
（制御法則段階１０８内の）と比較され、かつＰＷＭデ
ューティサイクルはソレノイド１０６に発っせられる。
スプール１００が無効位置で、シリンダ１３４内の圧力
が前述のように部分９８ａ内の圧力の１／２と等しいと
き、ソレノイド１０６のオンーオフパルスは、オフ持続
期間に関するオン持続期間を増加し又は減少することに
よって等しい持続期間になり、シリンダ１３４内の圧力
はそのような１／２レベルに関して増加し又は減少し、
それによってスプール１００をそれぞれ右又は左に移動
する。ソレノイド１０６は入口ライン１１４を通して主
エンジン油槽（ＭＯＧ）からエンジン油を受けかつその
ような供給源からエンジン油を供給ライン１３８を通し
てシリンダ１３４に選択的に配送する。図１１及び図１
２に示されるように、シリンダ１３４は、ピストン１３
４ａがスプール１００の露出した自由端１００ｃに当接
するようにカム軸２６の露出した端部に取り付けられて
もよい。この場合、ソレノイド弁１０６は、好ましく
は、シリンダ１３４ａを被っているハウジング１３４ｂ
内に取り付けられる。
閉ループフィードバック装置１０８からの制御信号に応
答して、好ましくはパルス幅変調（ＰＷＭ）形式のソレ
ノイド弁１０６によって制御される。初期の較正の後、
位相測定及び補償段階１０７はカム軸２６と図示しない
クランク軸との間の生位相角度θ1に相当する信号を処
理し、かつあらゆる不正確さに対して補償し、補償した
位相値θ2になる。同期フィルタ２５に従った後、濾過
され補償された位相値θf３０は所定の設定点ｒ３５
（制御法則段階１０８内の）と比較され、かつＰＷＭデ
ューティサイクルはソレノイド１０６に発っせられる。
スプール１００が無効位置で、シリンダ１３４内の圧力
が前述のように部分９８ａ内の圧力の１／２と等しいと
き、ソレノイド１０６のオンーオフパルスは、オフ持続
期間に関するオン持続期間を増加し又は減少することに
よって等しい持続期間になり、シリンダ１３４内の圧力
はそのような１／２レベルに関して増加し又は減少し、
それによってスプール１００をそれぞれ右又は左に移動
する。ソレノイド１０６は入口ライン１１４を通して主
エンジン油槽（ＭＯＧ）からエンジン油を受けかつその
ような供給源からエンジン油を供給ライン１３８を通し
てシリンダ１３４に選択的に配送する。図１１及び図１
２に示されるように、シリンダ１３４は、ピストン１３
４ａがスプール１００の露出した自由端１００ｃに当接
するようにカム軸２６の露出した端部に取り付けられて
もよい。この場合、ソレノイド弁１０６は、好ましく
は、シリンダ１３４ａを被っているハウジング１３４ｂ
内に取り付けられる。
【００３２】スプロケット３２のリセス３２ａ、３２ｂ
からの漏れを補償するためのそのリセスに対する補充油
は、スプール１００内の小さな内部通路１２０を介して
通路すなわち部分９８ａから円筒状部材９８内の環状の
隙間９８ｂに供給され、その隙間から油は入口ライン８
２内に流れる。逆止弁１２２は通路１２０内に配置され
て環状の隙間９８ｂから円筒状部材の部分９８ａへの油
の流れを阻止する。
からの漏れを補償するためのそのリセスに対する補充油
は、スプール１００内の小さな内部通路１２０を介して
通路すなわち部分９８ａから円筒状部材９８内の環状の
隙間９８ｂに供給され、その隙間から油は入口ライン８
２内に流れる。逆止弁１２２は通路１２０内に配置され
て環状の隙間９８ｂから円筒状部材の部分９８ａへの油
の流れを阻止する。
【００３３】ベーン６０はカム軸２６のトルクの脈動に
よって時計回り方向及び反時計回り方向に交互に変位さ
れ、かつこれらのトルクの脈動はスプロケット３２に関
してベーン６０をかつしたがってカム軸２６を揺動させ
ようとする。しかしながら、円筒状部分９８内のスプー
ル１００の図１８の位置において、そのような揺動はス
プロケット３２のリセス３２ａ、３２ｂ内のベーン６０
の反対側のローブ６０ａ、６０ｂにそれぞれ作用する液
圧流体によって阻止される。それは、両戻りライン９
４、９８がスプール１００の位置によって阻止されるの
で液圧流体がリセス３２ａ、３２ｂのいずれからも出ら
れないからである。例えば、もしカム軸２６及びベーン
６０がスプロケット３２に関して反時計回り方向に動く
のを許容したいと望むなら、シリンダ１３４内の圧力を
シリンダ部材の部分９８ａ内の１／２より大きいレベル
まで増加することが必要である。これはスプール１００
を右に偏倚しそれによって戻りライン９４の阻止を解除
する。装置のこの状態において、カム軸２６の反時計回
り方向のトルク脈動は流体をリセス３２ａの部分の外に
流しかつベーン６０のローブ６０ａが液圧流体の空にな
ったリセスの部分内に移動するのを許容する。しかしな
がら、ベーンの逆の移動は、スプール１００のランド１
００ｂによる戻りライン９６を通した流体の流れの阻止
のために、スプール１００が左に動かないならかつ左に
動くまでカム軸の脈動が反対に向けられるので、起こら
ない。したがって、カム軸トルクパルスによって誘導さ
れる大きな圧力の変動は装置の状態に影響を与えず、個
々のトルクパルスでスプール弁９２の開閉に同期する必
要性を除去している。図１８において別個の閉鎖された
通路として示されたが、ベーン６０の周囲は図９ないし
図１７の開いた油通路スロット、要素６０ｃを有し、そ
の要素は油がローブ６０ａの右側のリセス３２ａ内の部
分とローブ６０ｂの右側のリセス３２ｂ内の部分との間
の油の移動を許容し、流れが戻りライン９４を介して許
容されたときスプロケット３２に関するベーン６０の反
時計回り方向移動が起こり、かつ流れが戻りライン９６
を介して許容されたとき時計回り方向移動が起こる。
よって時計回り方向及び反時計回り方向に交互に変位さ
れ、かつこれらのトルクの脈動はスプロケット３２に関
してベーン６０をかつしたがってカム軸２６を揺動させ
ようとする。しかしながら、円筒状部分９８内のスプー
ル１００の図１８の位置において、そのような揺動はス
プロケット３２のリセス３２ａ、３２ｂ内のベーン６０
の反対側のローブ６０ａ、６０ｂにそれぞれ作用する液
圧流体によって阻止される。それは、両戻りライン９
４、９８がスプール１００の位置によって阻止されるの
で液圧流体がリセス３２ａ、３２ｂのいずれからも出ら
れないからである。例えば、もしカム軸２６及びベーン
６０がスプロケット３２に関して反時計回り方向に動く
のを許容したいと望むなら、シリンダ１３４内の圧力を
シリンダ部材の部分９８ａ内の１／２より大きいレベル
まで増加することが必要である。これはスプール１００
を右に偏倚しそれによって戻りライン９４の阻止を解除
する。装置のこの状態において、カム軸２６の反時計回
り方向のトルク脈動は流体をリセス３２ａの部分の外に
流しかつベーン６０のローブ６０ａが液圧流体の空にな
ったリセスの部分内に移動するのを許容する。しかしな
がら、ベーンの逆の移動は、スプール１００のランド１
００ｂによる戻りライン９６を通した流体の流れの阻止
のために、スプール１００が左に動かないならかつ左に
動くまでカム軸の脈動が反対に向けられるので、起こら
ない。したがって、カム軸トルクパルスによって誘導さ
れる大きな圧力の変動は装置の状態に影響を与えず、個
々のトルクパルスでスプール弁９２の開閉に同期する必
要性を除去している。図１８において別個の閉鎖された
通路として示されたが、ベーン６０の周囲は図９ないし
図１７の開いた油通路スロット、要素６０ｃを有し、そ
の要素は油がローブ６０ａの右側のリセス３２ａ内の部
分とローブ６０ｂの右側のリセス３２ｂ内の部分との間
の油の移動を許容し、流れが戻りライン９４を介して許
容されたときスプロケット３２に関するベーン６０の反
時計回り方向移動が起こり、かつ流れが戻りライン９６
を介して許容されたとき時計回り方向移動が起こる。
【００３４】更に、通路８２は、ローブ６０ａ又は６０
ｂの一方の、すなわちローブ６０ｂとして示されてい
る、非作動側に延長部８２ａが設けられ、ローブ６２ａ
及び６２ｂの非作動側へ補充油を連続的に供給するのを
許容して、回転釣り合いを良くし、ベーンの運動の減衰
を改善し、かつベーン６０の支持面の潤滑を改善する。
ｂの一方の、すなわちローブ６０ｂとして示されてい
る、非作動側に延長部８２ａが設けられ、ローブ６２ａ
及び６２ｂの非作動側へ補充油を連続的に供給するのを
許容して、回転釣り合いを良くし、ベーンの運動の減衰
を改善し、かつベーン６０の支持面の潤滑を改善する。
【００３５】上述のような図１８の要素に相当する図９
ないし図１７の構造の要素は、図１８に使用された参照
番号によって図９ないし図１７において同一性が確認さ
れ、逆止弁８４及び８６は、図１８のボール形逆止弁に
対して図９ないし図１７においてはディスク形逆止弁で
ある。この形式の逆止弁は図９ないし図１７の実施例に
好ましいが、他の形式の逆止弁も使用され得る。
ないし図１７の構造の要素は、図１８に使用された参照
番号によって図９ないし図１７において同一性が確認さ
れ、逆止弁８４及び８６は、図１８のボール形逆止弁に
対して図９ないし図１７においてはディスク形逆止弁で
ある。この形式の逆止弁は図９ないし図１７の実施例に
好ましいが、他の形式の逆止弁も使用され得る。
【００３６】本発明の別の実施例 図４においてＶＣＴ制御法則１０８の単ループ形状を使
用する別の実施例が示されている。設定点ｒ３５はフィ
ードバック信号θf３０を減じる前にフィルタＦ（ｓ）
３５ａによって再度処理される。結果として生じる誤差
ｅ2３４はそれからＰＩ制御ブロック２１８及び位相進
みブロック３１８によって処理され、ＰＷＭデューティ
サイクルになる。したがって、本発明の別の実施例の目
的は、図２及び図３に示された制御法則を利点を単ルー
プ形状に組み込むことである。
用する別の実施例が示されている。設定点ｒ３５はフィ
ードバック信号θf３０を減じる前にフィルタＦ（ｓ）
３５ａによって再度処理される。結果として生じる誤差
ｅ2３４はそれからＰＩ制御ブロック２１８及び位相進
みブロック３１８によって処理され、ＰＷＭデューティ
サイクルになる。したがって、本発明の別の実施例の目
的は、図２及び図３に示された制御法則を利点を単ルー
プ形状に組み込むことである。
【００３７】図５は変数補償及び外乱の正方向送り（ｆ
ｅｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ）６０８を含む拡張した閉ルー
プフィードバック装置の別の実施例である。この液圧機
械装置のゲインは液体供給圧、エンジン速度、油温及び
自然のクランク軸／カム軸の向きのような幾つかの変数
による。制御装置すなわちコントローラ２０８内の減少
に反対に作用するために、すべての変数の正味効果は見
積もられかつ比例ゲインＫpは応答が減少するにしたが
って増加する。コントローラ１００は正味効果の見積も
りにしたがってナルのデューティサイクルＵnull６１１
を調整することによって外乱現象を予測する。見積もら
れた△ナル６０９は圧力、温度及び所定の設定点３５の
非線形関数として決定される。それは名目上のナルＵo
６１０から減じられ、制御ループ内で使用される全体の
値Ｕnull６１１を与える。
ｅｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ）６０８を含む拡張した閉ルー
プフィードバック装置の別の実施例である。この液圧機
械装置のゲインは液体供給圧、エンジン速度、油温及び
自然のクランク軸／カム軸の向きのような幾つかの変数
による。制御装置すなわちコントローラ２０８内の減少
に反対に作用するために、すべての変数の正味効果は見
積もられかつ比例ゲインＫpは応答が減少するにしたが
って増加する。コントローラ１００は正味効果の見積も
りにしたがってナルのデューティサイクルＵnull６１１
を調整することによって外乱現象を予測する。見積もら
れた△ナル６０９は圧力、温度及び所定の設定点３５の
非線形関数として決定される。それは名目上のナルＵo
６１０から減じられ、制御ループ内で使用される全体の
値Ｕnull６１１を与える。
【００３８】出願時点において本発明を実行するために
発明者によって意図された最適のモードが示されかつ説
明されたが、当業者が発明の範囲内で改良、変形できる
ことは明らかである。
発明者によって意図された最適のモードが示されかつ説
明されたが、当業者が発明の範囲内で改良、変形できる
ことは明らかである。
【００３９】
【発明の効果】始動又は位相の測定中に発生されるよう
な変動、並びにエンジン油圧、構成要素の公差、ばね率
及び空気の捕捉及び漏れにおける変動のようなエンジン
パラメータにおける平凡な変動を含む幅広いパラメータ
の変動に亙ってＶＣＴ装置並びにその装置を使用した内
燃機関の性能を実質的に変化しないで保つことができ
る。
な変動、並びにエンジン油圧、構成要素の公差、ばね率
及び空気の捕捉及び漏れにおける変動のようなエンジン
パラメータにおける平凡な変動を含む幅広いパラメータ
の変動に亙ってＶＣＴ装置並びにその装置を使用した内
燃機関の性能を実質的に変化しないで保つことができ
る。
【図１】ＶＣＴ装置用の改良した閉ループフィードバッ
ク装置のブロックダイアグラムである。
ク装置のブロックダイアグラムである。
【図２】閉ループフィードバック装置に使用される本発
明の好ましい実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダ
イアグラムである。
明の好ましい実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダ
イアグラムである。
【図３】図２に示された粗いＶＣＴ制御法則のデジタル
器具のブロックダイアグラムである。
器具のブロックダイアグラムである。
【図４】単ループ形状及び濾過された設定点を使用する
本発明の別の実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダ
イアグラムである。
本発明の別の実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダ
イアグラムである。
【図５】変数補償及び外乱の正方向送りを備える本発明
の別の実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダイアグ
ラムである。
の別の実施例の粗いＶＣＴ制御法則のブロックダイアグ
ラムである。
【図６】同期フィードバックフィルタの成分段階を説明
するブロックダイアグラムである。
するブロックダイアグラムである。
【図７】通常の動作位置におけるＶＣＴ装置用の位相測
定パルス調時ダイアグラムである。
定パルス調時ダイアグラムである。
【図８】進み位置におけるＶＣＴ装置用の位相測定パル
ス調時ダイアグラムである。
ス調時ダイアグラムである。
【図９】可変カム軸調時装置の実施例が取り付けられた
カム軸の端面図である。
カム軸の端面図である。
【図１０】他の部分をよりはっきりと示すために構造の
一部が取り除かれた図２と同様の図である。
一部が取り除かれた図２と同様の図である。
【図１１】図１０の線４−４に沿った断面図である。
【図１２】図１０の線５−５に沿った断面図である。
【図１３】図１０の線６−６に沿った断面図である。
【図１４】図９ないし図１３の可変カム軸調時装置の要
素の端面図である。
素の端面図である。
【図１５】反対端からの図１４の要素の立面図である。
【図１６】図１４及び図１５の要素の側立面図である。
【図１７】反対端からの図１６の要素の立面図である。
【図１８】図９ないし図１７の可変カム軸調時装置の単
純化した概略図である。
純化した概略図である。
２６ カム軸 ２７、２８ ２７ａ、２８ａ ３２ スプロケ
ット ３５ 設定点 ３８ チエーン ６０ ベーン ６０ａ、６０ｂ
ローブ ８４、８６ ９２ スプール
弁 １０６ ソレノイド １０７ 位相測
定及び補償段階 １０８ 制御法則
ット ３５ 設定点 ３８ チエーン ６０ ベーン ６０ａ、６０ｂ
ローブ ８４、８６ ９２ スプール
弁 １０６ ソレノイド １０７ 位相測
定及び補償段階 １０８ 制御法則
フロントページの続き (72)発明者 スタンレー・ビー・クィン，ジュニアー アメリカ合衆国ニューヨーク州14850，イ サカ，テラス・ヴュー・ドライブ 113 (72)発明者 アラン・エル・ミラー アメリカ合衆国ニューヨーク州14850，イ サカ，ホライゾン・ドライブ 19 (72)発明者 エドワード・シー・シーモン アメリカ合衆国ニューヨーク州14850，イ サカ，シンスバリー・ドライブ 119 (72)発明者 アール・ダブリュー・エクドール アメリカ合衆国ニューヨーク州14850，イ サカ，マカライネン・ロード 38
Claims (16)
- 【請求項１】 軸線の回りで回転可能なクランク軸と、 第２の軸線の回りで回転可能なカム軸であって、前記第
２の軸線が前記クランク軸の軸線のと平行であり、回転
中にトルクに逆転を受けるカム軸（２６）と、 少なくとも一つのローブ（６０ａ、６０ｂ）を有するベ
ーン（６０）であって、前記カム軸に取り付けられ、前
記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関して
揺動可能でないベーン（６０）と、 前記カム軸と共に回転可能でありかつ前記カム軸に関し
て揺動可能であるハウジング（３２）であって、少なく
とも一つのリセス（３２ａ、３２ｂ）を有し、前記少な
くとも一つのリセスが前記少なくとも一つのローブを受
け、前記少なくとも一つのローブが前記少なくとも一つ
のリセス内で揺動可能であるハウジング（３２）と、 クランク軸からハウジングに回転運動を伝達するための
回転運動伝達手段（３８）と、 第１の方向のカム軸のトルクパルスに反応してハウジン
グがカム軸に関して第１の方向の移動するのを許容する
ことによってカム軸に関するハウジングの位置を変える
ために、かつ第２の方向のカム軸のトルクパルスに反応
してハウジングがカム軸に関して第２の方向に移動する
のを阻止するためにカム軸のトルクの逆転に反応する手
段（９２）と、を備えた内燃機関。 - 【請求項２】 請求項１に記載の内燃機関において、前
記トルクの逆転に反応する手段が、 クランク軸とカム軸との間の位相角度を決定するための
検知手段（２７ａ、２８ａ）と、 前記検知手段から送られたフィードバック信号を受け取
るための処理手段（１０７）であって、前記位相角度を
調整するために前記フィードバック信号を利用する処理
手段（１０７）と、 前記処理手段から処理された信号を受け取るためのかつ
前記検知手段によって検出されたようなカム軸のトルク
の逆転に反応してハウジングの位置をカム軸に関して変
えるための作動手段（９２）と、 前記ハウジングの位置を変えるための前記手段の動作に
よる液圧流体の逆流を阻止する必要性を排除するために
前記ベーンの上流側に機能的に配置された逆止弁手段
（８４、８６）と、を備えた内燃機関。 - 【請求項３】 請求項２に記載の内燃機関において、前
記処理手段が、更に、単ループ装置における所定の設定
点を濾過（２５）するための手段を備える内燃機関。 - 【請求項４】 請求項２に記載の内燃機関において、前
記処理手段が、更に、実際の内燃機関の動力学と前記動
力学の見積もりとの間の差を補償するための少なくとも
一つの濾過手段（２５）を備える内燃機関。 - 【請求項５】 請求項２に記載の内燃機関において、前
記少なくとも一つのローブが前記少なくとも一つのリセ
ス（３２ａ、３２ｂ）を第１の部分と第２の部分とに分
割し、トルクの逆転に反応する前記手段が液圧流体を前
記第１の部分及び前記第２の部分（８８、９０）の一方
内に移送するための手段を備え、前記少なくとも一つの
リセスの前記第１の部分及び第２の部分の一方が液圧流
体を保持可能である内燃機関。 - 【請求項６】 請求項５に記載の内燃機関において、ト
ルクの逆転に反応する前記手段が、更に、液圧流体を前
記第１の部分及び第２の部分（６０ｃ）の他方の外に同
時に移送するための手段を備える内燃機関。 - 【請求項７】 請求項６に記載の内燃機関において、前
記少なくとも一つのリセスの前記第１の部分及び前記第
２の部分の各々が液圧流体を保持可能であり、前記トル
クの逆転に反応する手段が液圧流体を前記第１の部分及
び前記第２の部分の前記一方の外に移送しかつ液圧流体
を前記第１の部分及び第２の部分の他方内に移送するよ
うに逆転可能であり、 前記内燃機関が、更に、トルクの逆転に反応する前記手
段の動作を選択的に逆転するために少なくとも一つの内
燃機関の動作状態に応答可能な内燃機関制御ユニット
（１０８）を備える内燃機関。 - 【請求項８】 請求項７に記載の内燃機関において、前
記液圧流体が内燃機関の潤滑油であり、内燃機関が、更
に、 内燃機関潤滑油を前記内燃機関の部分から前記制御手段
に移送するための手段（１３０）と、 内燃機関潤滑油を前記作動手段から前記内燃機関の前記
部分に移送するための導管手段（８２）と、を備える内
燃機関。 - 【請求項９】 回転可能なクランク軸と回転可能なカム
軸（２６）とを有し、前記カム軸（２６）が、前記クラ
ンク軸に関して相対的に位置可変であり、回転中にトル
クの逆転を受け、かつ前記カム軸（２６）と共に回転す
るようにそのカム軸に固定された少なくとも一つのロー
ブ（６０ａ、６０ｂ）のあるベーン（６０）を有し、前
記カム軸（２６）と共に回転しかつ前記カム軸（２６）
に関して揺動するように前記カム軸（２６）に取り付け
られたハウジング（３２）を有し、前記ハウジング（３
２）が前記ベーンの少なくとも一つのローブ（６０ａ、
６０ｂ）を受ける少なくとも一つのリセス（３２ａ、３
２ｂ）を有し、前記リセスはハウジング（３２）が前記
カム軸（２６）に関して揺動するとき少なくとも一つの
ローブ（６０ａ、６０ｂ）が少なくとも一つのリセス
（３２ａ、３２ｂ）内で揺動するのを許容する内燃機関
において、 前記クランク軸から前記ハウジング（２６）に回転運動
を伝達する手段（３８）と、 前記カム軸（２６）におけるトルク逆転に反応して前記
カム軸（２６）に関して前記ハウジング（３２）の位置
を変えるための手段であって、前記ベーン（６０）に液
圧流体を配送する手段と、 前記ハウジング（３２）と前記ハウジング（３２）の位
置を変えるための前記手段との間に動作するように配置
され、前記ハウジング（３２）の位置を変えるための前
記手段の動作によって前記液圧流体の逆流の必要性をな
くす逆止弁（８４、８６）と、 前記ハウジング（３２）の位置を変えるために前記手段
に液圧流体を供給するための作動手段（１０６）と、 前記ハウジング（３２）の位置を変えるための前記手段
の初期較正する手段（１０５）であって、位相の片寄り
を自動的に計算する手段と、 前記クランク軸及びカム軸（２６）の回転運動にしたが
ってパルスを発生する手段と（２７、２８）と、 前記パルスを検知する手段（２７ａ、２８ａ）であっ
て、前記パルスを更に処理されるように伝達する手段
と、 前記クランク軸と前記カム軸（２６）との間の生位相角
度を決定するためにの手段（１０７）であって、前記検
知手段（２７ａ、２７ｂ）から前記パルスを受け、前記
生位相角度を計算するために前記パルスを利用する決定
手段（１０７）と、 前記パルスの発生中に遭遇する問題のために前記生位相
角度に相当する前記信号を補償するための手段（１０
７）であって、前記補償された信号（２０）を更に処理
されるように伝達する補償手段（１０７）と、 前記作動手段（１０６）を制御するための手段（１０
８）であって、前記補償された信号（２０）を受け、前
記補償された信号（２０）を所定の設定点（３５）と比
較し、前記比較に基づいてＰＷＭデューティサイクルを
発生し、前記デューティサイクルを前記作動手段（３
８）に発する制御手段（１０８）と、を備えた装置。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の装置において、前記
ハウジング（３２）が前記カム軸（２６）に揺動するよ
うに軸受けされたスプロケット（３２）を有し、前記ス
プロケット（３２）がチエーン駆動装置（３８）をによ
って前記クランク軸に接続されている装置。 - 【請求項１１】 請求項９に記載の装置において、前記
ハウジング（３２）の位置を変える前記手段が液圧シリ
ンダ（１３４）及び比例スプール弁（９２）を備え、前
記スプール弁（９２）の位置が前記シリンダ（１３４）
内に収容された液圧流体の圧力によって制御される装
置。 - 【請求項１２】 請求項９に記載の装置において、前記
作動手段（１０６）がソレノイド弁（１０６）を備え、
前記ソレノイド弁が前記液圧シリンダ（１３４）への液
圧流体の流れを制御する装置。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の装置において、前
記ソレノイド弁（１０６）がパルス幅変調（ＰＷＭ）さ
れる種類である装置。 - 【請求項１４】 請求項９に記載の装置において、前記
作動手段（１０６）を制御するための前記手段が、 比例ゲイン（２０８、４０８）を制御する手段と、 積分ゲイン（２０８、４０８）を制御する手段と、 位相進み（２０８、４０８）を補償する手段と、 外乱を補償する手段（６０８）と、を備えている装置。 - 【請求項１５】 請求項９に記載の装置において、前記
作動手段（１０６）を制御するための前記手段（１０
８）が単一ループ装置内で所定の設定点（３５）を濾過
するための手段（３５ａ）を備える装置。 - 【請求項１６】 請求項９に記載の装置において、前記
作動手段（１０６）を制御するための前記手段（１０
８）が、更に、前記補償された信号（２０）を濾過して
高周波の揺動の存在を最小にし、それによって濾過され
た信号（３０）を発生する少なくとも一つの手段（２
５）を備える装置。
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