KR101609668B1 - 엔진의 위상 가변 장치 및 그 제어 장치 - Google Patents

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니탄 밸브 가부시키가이샤
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Abstract

상대 위상각의 변경 지령 발생 후로부터 변경 종료까지 필요한 시간을 단축시켜 제어 성능을 향상시킨 엔진의 위상 가변 장치와 그 제어 장치를 제공한다. 캠 샤프트와 동축이고 또한 상대 회동 가능하게 배치됨과 아울러 크랭크 샤프트로부터 회전 토크를 받아 회전하는 2개의 제어 회전체가, 2개의 전자 액추에이터에 의해 상대 회동하고, 캠 샤프트와 크랭크 샤프트와의 상대 위상각을 변화시키는 상대 위상각 변경 기구를 갖는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 2개의 전자 액추에이터가 동시에 작동하여, 회전하는 2개의 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지함과 아울러, 작동 중의 상기 2개의 전자 액추에이터 중 일방의 제동 토크를 저하시킴으로써 제동 토크를 저하시킨 측의 제어 회전체를 타방의 제어 회전체에 대하여 상대 회동시킨다.

Description

엔진의 위상 가변 장치 및 그 제어 장치{ENGINE PHASE VARYING DEVICE AND CONTROLLER FOR SAME}
본 발명은 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하여 밸브의 개폐 타이밍을 변화시키는 자동차용 엔진의 위상 가변 장치와 그 제어 장치에 관한 것이다.
크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 회전 위상을 변화시켜 밸브의 개폐 타이밍을 변화시키는 엔진의 위상 가변 장치에서는, 하기 특허문헌 1에 개시하는 것이 있다. 하기 특허문헌 1의 엔진의 위상 가변 장치는 크랭크 샤프트에 의해 구동하는 구동 플레이트와 캠 샤프트가 동축 위에 상대 회동 가능하게 설치되고, 동일하게 동축에 설치되어 크랭크 샤프트의 구동 토크를 받는 가이드 플레이트가 제 1 및 제 2 전자 브레이크를 통하여 구동 플레이트에 대하여 상대 회동할 때에 3개의 링크 암을 동작시켜, 구동 플레이트(크랭크 샤프트)와 캠 샤프트의 회전 위상을 변화시키는 것이다.
구체적으로는, 하기 특허문헌 1에서는, 제 1 전자 브레이크를 무통전 상태로부터 작동시켜, 가이드 플레이트와 일체의 제동 플레이트가 흡착되면, 가이드 플레이트가 캠 샤프트에 대하여 지연되는 방향(구동 플레이트의 회전과 역방향)으로 상대회전함으로써, 캠 샤프트가 구동 플레이트(크랭크 샤프트)에 대하여 진각(進角) 방향(구동 플레이트의 회전방향)으로 상대 회동한다. 또한 하기 특허문헌 1에서는, 제 2 전자 브레이크를 무통전 상태로부터 작동시키면, 대응하는 제동 플레이트가 흡착되어, 요동 기어 기구를 통하여 캠 샤프트에 대하여 상기 진각 방향으로 상대회전함으로써, 캠 샤프트가 구동 플레이트(크랭크 샤프트)에 대하여 지각(遲角) 방향으로 상대 회동한다. 그 결과, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상이 변화되어, 밸브의 개폐 타이밍이 변화된다고 하는 것이다.
일본 특허 4027672호
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
특허문헌 1의 엔진의 위상 가변 장치에서는, 캠 샤프트와 크랭크 샤프트측의 회전 위상을 변경하지 않는(회전 위상을 유지하는) 경우, 2개의 전자 브레이크를 정지시키고 있고, 상기 회전 위상의 변경 지령이 있었을 때에 제 1 또는 제 2 전자 브레이크 중 일방을 동작시키고 있다. 따라서, 특허문헌 1의 엔진의 위상 가변 장치에서는, 무통전 상태의 전자 브레이크의 일방이 통전을 받아 기동하고, 이 제동 플레이트가 유효하게 흡착되어, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 회전 위상이 실제로 변화되기 시작할 때까지 일정한 시간(이후는 반응시간이라고 함)이 필요하게 된다. 상기 반응시간은 길면 엔진 고장을 초래할 우려가 있기 때문에, 될 수 있는 한 짧은 편이 좋다.
상기 반응시간은, 캠 샤프트가 도시하지 않은 밸브로부터 외란 토크(밸브 스프링으로부터의 반동에 의해, 캠 샤프트를 구동 플레이트에 대하여 상대 회동시키려고 하는 토크)를 받은 경우나, 전자 브레이크의 마찰재가 경년 열화한 것과 같은 경우에 특히 길어지기 때문에, 개선이 요구되고 있다.
또한, 특허문헌 1의 엔진의 위상 가변 장치에서는, 2개의 전자 브레이크 사이에서 응답성에 차가 발생하지 않는 것과 같은 제어를 행하고 있지만, 이 제어에서는, 회전 위상의 변경 지령 발생시부터 구동 플레이트와 캠 샤프트의 회전 위상이 변화되기 시작할 때까지의 반응시간을 단축할 수는 없다.
본원 발명은, 상기 문제를 감안하여, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 회전 위상의 변경 지령이 발생하고나서 실제로 회전 위상의 변경이 개시될 때까지의 반응시간을 단축하고, 특히 캠 샤프트에 외란 토크가 발생한 경우나 전자 브레이크가 경년 열화한 경우에 있어서의 위상 가변 동작의 응답성을 향상시키는 것 등에 의해, 변경 지령 발생 후부터 회전 위상의 변경 종료까지 필요하게 되는을 단축시켜 제어 성능을 향상시킨 엔진의 위상 가변 장치와 그 제어 장치를 제공하는 것이다.
청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치는 캠 샤프트와 동축이고 또한 상대 회동 가능하게 배치되고, 크랭크 샤프트로부터 회전 토크를 받아 회전하는 2개의 제어 회전체와, 상기 2개의 제어 회전체에 크랭크 샤프트와 역방향의 제동 토크를 각각 부여하는 2개의 전자 액추에이터(특허문헌 1에 있어서의 2개의 전자 브레이크)와, 상기 2개의 제어 회전체의 상대 회동에 따라 상기 캠 샤프트와 크랭크 샤프트와의 상대 위상각을 변화시키는 상대 위상각 변경 기구를 가짐으로써 밸브의 개폐 타이밍을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 상기 2개의 전자 액추에이터가 동시에 작동하고, 회전하는 2개의 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지함과 아울러, 작동 중의 상기 2개의 전자 액추에이터 중 일방의 제동 토크를 저하시킴으로써 제동 토크를 저하시킨 측의 상기 제어 회전체를 타방의 제어 회전체에 대하여 상대 회동시키도록 했다.
(작용)
2개의 제어 회전체는, 2개의 전자 액추에이터로부터 각각 일정한 제동 토크(흡착력)를 받은 상태에서 상대회전 불능으로 유지되고, 2개의 전자 액추에이터 중 일방의 통전을 저하시키거나, 또는 끊으면, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각은 2개의 제어 회전체가 신속하게 상대 회동함으로써 신속하게 변화된다.
상대 위상각의 변경 지령이 발생하는 단계에서, 2개의 전자 액추에이터가 미리 2개의 제어 회전체를 일정한 힘으로 흡착하고 있기 때문에, 2개의 제어 회전체는 상대 위상각의 변경 지령이 발생하고, 일방의 전자 액추에이터의 제동 토크(흡착력)가 저하하면 즉시 상대 회동을 개시할 수 있는 상태로 유지된다. 바꿔 말하면, 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치에서는, 종래와 같이 상대 위상각의 변경 지령이 발생하여 무통전의 상태로부터 기동하여, 제어 회전체에 유효한 제동 토크가 작용하기 시작하여 상대 위상각의 변경이 개시될 때까지 필요로 된 기동 시간이 삭감된다.
그 결과, 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치에서는, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하는 지령이 내려지고 나서 변경 개시까지의 반응시간이 종래보다 짧다.
특히, 청구항 1의 위상 가변 장치에서는, 2개의 전자 액추에이터가 미리 2개의 제어 회전체를 일정한 힘으로 흡착함으로써, 캠 샤프트에 발생하는 외란 토크나 전자 브레이크의 경년 열화에 의해 더욱 길어지는 상기 기동 시간이 삭감되기 때문에, 상기 외란 토크나 전자 브레이크의 경년 열화의 영향을 받지 않아, 상기 반응시간이 짧아진다.
또한 청구항 2는, 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치로서 상기 2개의 전자 액추에이터 중, 제동 토크를 저하시킨 측의 상기 전자 액추에이터가 다시 제동 토크를 증가시켜 상기 2개의 제어 회전체의 상대 회동을 종료시키도록 했다.
(작용)
제동 토크를 저하시킨 측의 전자 액추에이터가 상대 회동의 종료 전에 다시 제동 토크를 증가시켜 제어 회전체에 제동을 걸어, 상대 위상각의 변경 속도를 감속하기 때문에, 2개의 제어 회전체의 상대 회동이 목표로 되는 위치에서 정확하게 정지된다. 그 결과, 청구항 2의 위상 가변 장치에서는, 상대 위상각의 변경속도의 증속과 브레이크 작용에 의해, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각의 변경이 신속하고 또한 정확하게 종료하기 때문에, 상대 위상각을 변경 지령이 발생하고나서 변경 종료까지 필요로 되는 시간이 더욱 단축된다.
또한 청구항 3은 크랭크 샤프트의 회전 토크와, 2개의 전자 액추에이터의 상기 회전 토크와 역방향의 제동 토크에 의해 캠 샤프트 중심축 주위로 상대 회동하는 2개의 제어 회전체의 동작에 따라 캠 샤프트와 크랭크 샤프트와의 상대 위상각을 변화시켜, 밸브의 개폐 타이밍을 변경하는, 엔진의 위상 가변 장치에 있어서, 캠 샤프트의 현재 각도를 검출하는 캠각 센서와, 크랭크 샤프트의 현재 각도를 검출하는 크랭크각 센서와, 상기 캠각 센서 및 크랭크각 센서의 검출값에 기초하는 현재 위상각과, 캠 샤프트 및 크랭크 샤프트의 목표 위상각과의 편차를 연산하는 편차 연산부와, 상기 연산결과의 부호를 판정하는 부호 판정부와, 상기 연산결과가 소정 역치 범위 내에 있는지를 판정하는 역치 판정부와, 편차가 역치 내에 있는 경우에는, 회전하는 상기 2개의 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지하는 동작 지령을 2개의 전자 액추에이터에 동시에 송신하고, 상기 편차가 역치의 범위 밖에 있는 경우에는, 상기 편차의 부호의 정부에 기초하는 소정의 일방의 전자 액추에이터에 토크를 감소시키는 동작 지령을 송신하는 동작 지령부와, 상기 동작 지령에 따라 2개의 전자 액추에이터를 동작시키는 드라이버 회로를 갖는 제어 장치에 의해 엔진의 위상 가변 장치를 제어하도록 했다.
(작용)
청구항 3의 제어 장치에서는, 캠각 센서와 크랭크각 센서의 검출 결과로부터 산출되는 캠 샤프트와 크랭크 샤프트의 현재의 상대 위상각을 나타내는 현재 위상값과, 변경 후의 상대 위상각을 나타내는 목표 위상값의 편차에 기초하여 이하와 같이 엔진의 위상 가변 장치를 제어한다.
상기 편차가 소정의 역치의 범위 내에 있는 경우에는, 항상 2개의 전자 액추에이터를 동작시켜, 각각 2개의 제어 회전체에 일정한 제동 토크(흡착력)를 부여시켜 상대 회동 불능한 상태로 유지시킨다. 한편, 상기 편차가 소정의 역치의 범위 밖에 있는 경우에는, 동작 중의 2개의 전자 액추에이터 중 편차의 부호에 대응한 일방의 제동 토크를 저하시키거나, 또는 제동 토크의 발생을 정지시킨다. 또한 상기 편차가 소정의 역치의 범위 내로 되돌아온 경우에는, 저하시킨 측의 전자 액추에이터의 제동 토크를 다시 증가시켜, 2개의 제어 회전체를 다시 상대 회동 불능한 상태로 유지시킨다.
청구항 3의 제어 장치에 의하면, 상대 위상각의 변경 지령이 발생하는 단계에서 이미 2개의 제어 회전체가 일정한 제동 토크(흡착력)를 전자 액추에이터로부터 받고 있어, 상기 변경 지령이 발생하면 즉시 2개의 제어 회전체가 상대 회동을 개시하는 상태로 유지되어 있기 때문에, 종래와 같이 상대 위상각의 변경 지령이 발생해서 무통전 상태로부터 전자 액추에이터가 기동하여, 제어 회전체에 유효한 제동 토크가 작용하기 시작하여 상대 위상각의 변경이 개시될 때까지 필요로 된 기동 시간이 삭감된다. 그 결과, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하는 지령이 내려지고 나서 변경 개시까지의 반응시간이 종래보다 짧아진다.
한편, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각의 변경동작은 상기 편차가 역치 범위 내로 되돌아오고, 저하된 제동 토크가 다시 증가하는 브레이크 작용에 의해 정확하게 종료되기 때문에, 청구항 3의 제어 장치에서는, 제어 회전체의 상대 회동 속도를 증가시켜, 상기 상대 위상각의 변경을 신속하고 또한 정확하게 행할 수 있다. 이것들의 결과, 청구항 3의 제어 장치에 의하면, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하는 지령이 내려지고 나서 변경 종료까지 필요하게 되는 시간이 단축된다.
본원 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하는 지령의 발생으로부터 변경 개시까지의 반응시간이 단축 됨으로써, 응답성이 향상되어, 상기 상대 위상각의 변경 지령의 발생으로부터 변경 종료까지의 시간이 단축된다. 또한 본원 청구항 1의 엔진의 위상 가변 장치에는, 엔진 오일의 열화, 극저온하나 극고온하에서의 사용 및 엔진 고장 등을 원인으로 하여 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각의 제어가 불능해졌다고 해도, 현재의 상대 위상각을 유지 가능하게 하는 페일 세이프 기능이 발생한다.
본원 청구항 2의 엔진의 위상 가변 장치에 의하면, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각의 변경속도의 증속이 가능하게 됨으로써 상기 상대 위상각의 변경 지령의 발생으로부터 변경 종료까지의 시간이 단축된다.
본원 청구항 3의 엔진의 제어 장치에 의하면, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 상대 위상각을 변경하는 지령의 발생으로부터 변경 개시까지의 반응시간의 향상, 상기 상대 위상각의 변경속도의 증속이 가능하게 되는 것, 및 제동에 필요한 제동 토크가 전자 액추에이터로부터 제어 회전체에 정확하게 전달됨으로써, 상기 상대 위상각의 변경 지령의 발생으로부터 변경 종료까지의 시간이 단축된다.
특히, 본원 청구항 1 및 2의 엔진의 위상 가변 장치와, 본원 청구항 3의 엔진의 제어 장치에 의하면, 캠 샤프트에 외란 토크가 발생한 경우나 전자 브레이크가 경년 열화한 경우에서도, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 위상 가변 동작의 응답성이 향상된다.
도 1은 엔진의 위상 가변 장치의 실시예를 장치 전방에서 본 분해 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도를 장치 후방에서 본 도면.
도 3은 제 1 실시예의 정면도(커버(70)를 제외함).
도 4는 도 3의 A-A 단면도.
도 5는 도 4의 E-E 단면도.
도 6(a)는 도 4의 B-B 단면도, (b)는 도 4의 C-C 단면도, (c)는 도 4의 D-D 단면도.
도 7은 위상 가변 장치의 제어 장치의 구성 설명도.
도 8은 위상 가변 장치의 제어 장치의 제어 블럭도.
도 9는 위상 가변 장치의 제어 장치의 플로우차트.
도 10은 위상 가변시의 각 전자 액추에이터에의 통전 상태와 위상 가변의 동작을 나타내는 모식도.
도 11은 위상 가변 실험시에 있어서의 그래프이며, (a)는 본 실시예에 있어서의 위상 가변의 동작을 나타내는 그래프, (b)는 본 실시예에 있어서의 각 전자 액추에이터로의 통전 상태를 나타내는 그래프, (c)는 종래 제어에 있어서의 위상 가변의 동작을 나타내는 그래프, (d)는 종래 제어에 있어서의 각 전자 액추에이터로의 통전 상태를 나타내는 그래프.
(발명을 실시하기 위한 형태)
다음에 본 발명의 제 1 실시예가 되는 엔진의 위상 가변 장치를 도 1∼6에 의해 설명한다. 제 1 실시예의 엔진의 위상 가변 장치는 엔진에 부착되어, 크랭크 샤프트의 회전에 동기하여 흡배기 밸브가 개폐하도록 크랭크 샤프트의 회전을 캠 샤프트에 전달함과 아울러, 엔진의 부하나 회전수 등의 운전 상태에 따라 엔진의 흡배기 밸브의 개폐 타이밍을 변화시키기 위한 장치이다.
제 1 실시예에 있어서의 엔진의 위상 가변 장치(1)는 크랭크 샤프트에 의해 구동 회전하는 구동 회전체(2), 제 1 제어 회전체(3)(청구항 1의 제어 회전체), 캠 샤프트(6)(도 4), 회동 조작력 부여 수단(9), 상대 위상각 변경 기구(10) 및 셀프 로크 기구(11)를 갖는다. 한편, 이후에는, 도 1에 있어서의 제 2 전자 액추에이터측을 장치 전방, 구동 회전체(2)측을 장치 후방으로 한다. 또한 장치 전방에서 본 구동 회전체(2)의 캠 샤프트 중심축(L0) 주위의 회전방향을 진각측(D1) 방향(시계방향), D1과 역방향을 지각측(D2) 방향(반시계방향)으로 하여 설명한다.
구동 회전체(2)는 크랭크 샤프트로부터 구동력을 받는 스프로킷(4)과 원통부(20)를 갖는 구동 원통(5)이 복수의 볼트(2a)에 의해 일체화되어 구성되어 있다. 도 4에 도시하는 캠 샤프트(6)는 센터 샤프트(7)의 중앙 둥근 구멍(7e)과 캠 샤프트 전방의 암나사 구멍(6a)에 볼트(37)를 삽입함으로써 센터 샤프트(7)의 후단측에 동축이고 또한 상대 회동 불능으로 일체화되어 있다.
제 1 제어 회전체(3)는 플랜지부(3a)와 그 후방에 연속하는 원통부(3b)와 바닥부(3c)가 연속한 바닥을 갖는 원통 형상을 갖는다. 바닥부(3c)에는, 중심의 관통 둥근 구멍(3d), 한 쌍의 핀 구멍(28), 중심축(L0)으로부터 소정 반경을 갖는 원주 위에 설치된 원주방향 홈(30), 중심축(L0)으로부터 홈으로의 거리가 진각측(D1) 방향을 향하여 감소하는 곡선 형상의 직경축소 가이드홈(31)을 갖는다.
센터 샤프트(7)는 제 1 원통부(7a), 플랜지부(7b), 제 2 원통부(7c), 캠 샤프트 중심축(L0)으로부터 편심된 캠 중심(L1)을 갖는 편심원 캠(12), 및 제 3 원통부(7d)가 후방측으로부터 전방측(도 1의 제 2 제어 회전체측. 이하 동일)을 향하여 축방향으로 연속되어 형성되어 있다. 구동 회전체(2)는 볼트(2a)에 의해 일체화된 스프로킷(4)과 구동 원통(5)이 플랜지부(7b)를 사이에 끼운 상태에서, 둥근 구멍(4a, 5a)을 통하여, 제 1 및 제 2 원통부(7a, 7c)에 의해 센터 샤프트(7)에 회동 가능하게 지지됨과 아울러, 센터 샤프트(7)를 통하여 캠 샤프트(6)에 지지된다. 또한 제 3 원통부(7d)는 제 1 제어 회전체(3)의 중앙 둥근 구멍(3d)에 삽입된다. 또한, 구동 회전체(2), 제 1 제어 회전체(3), 캠 샤프트(6), 센터 샤프트(7)는 중심축(L0) 위에 동축에 배치된다.
회동 조작력 부여 수단(9)은 제 1 제어 회전체(3)를 제동하고, 구동 회전체(2)에 대한 상대 회동 토크를 부여하는 제 1 전자 액추에이터(21)와, 제 2 전자 액추에이터(38)가 제 2 제어 회전체(32)를 제동함으로써 제 1 제어 회전체(3)에 제 1 전자 액추에이터(21)와 역방향의 상대 회동 토크를 부여하는 역회전 기구(22)로 구성된다.
상대 위상각 변경 기구(10)는 캠 샤프트(6)와 제어 회전체(3)를 상대 회동 불능으로 일체화하는 기구로서, 구동 회전체(2)를 상대 회동 가능하게 지지하는 센터 샤프트(7)와, 셀프 로크 기구(11), 및 연결 기구(16)로 구성된다.
셀프 로크 기구(11)는 구동 회전체(2)와 센터 샤프트(7) 사이에 개재되고, 캠 샤프트(6)가 도시하지 않은 밸브로부터 받는 외란 토크를 원인으로 한 구동 회전체(2)와 캠 샤프트(6)의 상대 위상각의 벗어남의 발생을 방지하는 기구이며, 센터 샤프트(7)의 편심원 캠(12), 로크 플레이트 부시(13), 로크 플레이트(14), 구동 회전체(2)의 원통부(20)에 의해 구성된다.
로크 플레이트 부시(13)는, 도 1과 도 5에 도시하는 바와 같이, 센터 샤프트(7)의 편심원 캠(12)에 걸어맞추어지게 하는 둥근 구멍(13a)을 중앙에 갖고, 외주 양단에 한 쌍의 평면(23, 24)을 갖고, 캠 샤프트 중심축(L0)과 캠 중심(L1)을 연결하는 직선(L2)에 대하여 평면(23, 24)이 대략 평행하게 되도록 편심원 캠(12)의 외주에 회동 가능하게 부착된다.
로크 플레이트(14)는 전체적으로 원반 형상으로 형성되고, 직경방향으로 뻗는 대략 장방 형상의 유지홈(15)을 갖는다. 또한 로크 플레이트(14)는 유지홈(15)의 단면(15a, 15b)으로부터 로크 플레이트(14)의 외주를 향하여 직선 형상으로 뻗는 한 쌍의 슬릿(25, 26)에 의해 등분할된 한 쌍의 구성 부재(14a, 14b)로 구성된다. 또한 로크 플레이트 부시(13)의 평면(23, 24)은 각각 유지홈(15)의 장면(15c, 15d)에 접촉하여 유지된다.
로크 플레이트(14)는 유지홈(15)의 장면(15c, 15d)이 로크 플레이트 부시(13)의 평면(23, 24)을 협지한 상태에서, 그 외주면(14c, 14d)이 구동 원통(5)의 원통부(20)에 내접한다. 그 때, 편심원 캠(12)의 외주는 캠 중심(L1)에서 직선(L2)과 직교하는 직선(L3)(이하 동일, 이후는 단지 직선(L3)이라고 함)보다도 더욱 편심측(L0로부터 L1을 넘어 더욱 편심된 방향)에 배치된 부분이, 로크 플레이트 부시(13)를 통하여 로크 플레이트(14)의 유지홈(15)에 유지된다.
또한 연결 기구(16)는 한 쌍의 연결핀(27, 27)과, 제어 회전체(3)의 바닥부(3b)에 설치된 한 쌍의 제 1 핀 구멍(28, 28)과, 로크 플레이트(14)의 구성 부재(14a, 14b)에 각각 구성된 제 2 핀 구멍(29, 29)으로 구성된다. 연결핀(27)은 제 1 핀 구멍(28)과 제 2 핀 구멍(29) 중 어느 일방에 끼워맞춤 고정되고, 타방과의 사이에는, 미소 간극이 구성된 상태로 삽입된다.
로크 플레이트 부시(13)를 협지하면서, 구동 원통(5)의 원통부(20)에 내접한 로크 플레이트(14)는 연결핀(27)이 제 1 및 제 2 핀 구멍(28, 29)에 삽입됨으로써, 제어 회전체(3)에 상대 회동 불능으로 일체화된다. 그 결과, 센터 샤프트(7)(캠 샤프트(6))는, 편심원 캠(12), 로크 플레이트 부시(13) 및 로크 플레이트(14)를 통하여, 제어 회전체(3)에 상대 회동 불능으로 일체화된다.
다음에 회동 조작력 부여 수단(9)에 대하여 설명한다. 제 1 전자 액추에이터(21)는 도시하지 않은 엔진의 내부에 고정되어 제 1 제어 회전체(3)의 전방에 배치되고, 플랜지부(3a)의 전면(3e)을 마찰재(21a)에 흡착시킨다.
또한 역회전 기구(22)는 제 1 제어 회전체(3)의 원주방향 홈(30)과 직경축소 가이드홈(31), 제 2 제어 회전체(32), 원반 형상의 핀 가이드 플레이트(33), 제 2 제어 회전체(32)를 제동하는 제 2 전자 액추에이터(38), 제 1 및 제 2 링크 핀(34, 35), 링 부재(36)에 의해 구성된다.
제 2 제어 회전체(32)는 제 1 제어 회전체(3)의 원통부(3b)의 내측에 배치되어, 중심축(L0)을 중심으로 하여 설치된 관통 둥근 구멍(32a)을 통하여 센터 샤프트(7)의 제 3 원통부(7d)에 회동 가능하게 지지된다. 또한 제 2 제어 회전체(32)는 중심(O1)이 캠 샤프트 중심축(L0)으로부터 편심된 단차 형상의 편심 둥근 구멍(32b)을 후방에 갖고, 편심 둥근 구멍(32b)에는 링 부재(36)가 슬라이딩 회동 가능하게 내접한다. 제 2 전자 액추에이터(38)는 도시하지 않은 엔진의 내부에 고정되어 제 2 제어 회전체(32)의 전방에 배치되고, 전면(32c)을 마찰재(38a)에 흡착시킨다.
원반 형상의 핀 가이드 플레이트(33)는 제 1 제어 회전체(3)의 원통부(3b)의 내측에서 바닥부(3c)와 제 2 제어 회전체(32) 사이에 배치되고, 중심부의 관통 둥근 구멍(33a)을 통하여 센터 샤프트(7)의 제 3 원통부(7d)에 회동 가능하게 지지된다. 또 핀 가이드 플레이트(33)는 관통 둥근 구멍(33a)에 접속하지 않은 위치로부터 대략 직경방향으로 뻗는 대략 직경방향 홈(33b)과 대략 직경방향 가이드홈(33c)을 갖는다. 대략 직경방향 홈(33b)은 원주방향 홈(30)에 대응한 위치에서 관통 둥근 구멍(33a)의 근방으로부터 바깥 둘레까지 뚫고 나가 형성되고, 대략 직경방향 가이드홈(33c)은 직경축소 가이드홈(31)에 대응한 위치에서 외주 가장자리부 근방까지 타원 형상으로 형성된다.
또한 제 1 링크 핀(34)은 가늘고 둥근 축(34a)과 가늘고 둥근 축(34a)의 전단에 걸어맞춤 일체화한 중공의 굵고 둥근 축(34b)으로부터 형성된다. 중공의 굵고 둥근 축(34b)은, 대략 직경방향 홈(33b)에 의해 양측으로부터 협지되고 가늘고 둥근 축(34a)의 후단은 원주방향 홈(30) 및 유지홈(15)에 삽입통과되어, 구동 원통(5)의 부착 구멍(5b)에 고정된다. 또한 가늘고 둥근 축(34a)은 홈방향을 따라 원주방향 홈(30)의 양단을 이동한다.
제 2 링크 핀(35)은 가늘고 둥근 축(35a)의 후단에 굵고 둥근 축(35b)이 일체 형성되어 이루어지는 제 1 부재(35c), 중공 제 1 축(35d), 중공 제 2 축(35e) 및 중공 제 3 축(35f)에 의해 형성된다. 중공 제 1 축부터 중공 제 3 축(35d∼35f)은 굵고 둥근 축(35b)측을 향하여 차례로 가늘고 둥근 축(35a)에 삽입 부착되어 후방으로 빠짐이 방지된다. 굵고 둥근 축(35b)은 유지홈(15)에 삽입된다. 또한 중공 제 1 축(35d)은 외주 형상이 직경축소 가이드홈(31)을 따른 원호 형상을 갖고, 직경축소 가이드홈(31)에 상하가 유지됨과 아울러 직경축소 가이드홈(31)을 따라 이동한다. 중공 제 2 축(35e)은 원통 형상을 갖고, 대략 직경방향 가이드홈(33c)에 양측이 유지됨과 아울러 대략 직경방향 가이드홈(33c)을 따라 이동한다. 중공 제 3 축(35f)은 원통 형상을 갖고, 링 부재(36)의 둥근 구멍(36a)에 회동 가능하게 연결된다.
또한, 센터 샤프트(7)의 제 3 원통부(7d)의 선단에는, 중앙에 둥근 구멍(39a, 40a)을 갖는 홀더(39)과 와셔(40)가 전방으로부터 배치되고, 홀더(39), 와셔(40) 및 센터 샤프트(7)는 둥근 구멍(39a, 40a)과 둥근 구멍(7e)에 삽입된 볼트(37)를 암나사 구멍(6a)에 부착함으로써 캠 샤프트(6)에 상대 회동 불능으로 고정된다. 그 결과, 센터 샤프트(7)의 외주에 배치된 도 4의 구동 회전체(2)로부터 제 2 제어 회전체(32)에 이르는 부품은, 캠 샤프트(6)의 플랜지부(6b)와 홀더(39) 사이에 빠짐방지 고정되고, 와셔(40)의 두께를 조정함으로써, 이들 부품의 축방향의 클리어런스가 적정화된다. 또한 볼트와 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 전방에는 커버(70)가 배치된다.
여기에서, 회동 조작력 부여 수단(9)에 의한 캠 샤프트(6)와 구동 회전체(2)(도시하지 않은 크랭크 샤프트)의 상대 위상각의 변경동작에 대하여 설명한다. 통상, 제 1 제어 회전체(3)는 제 2 제어 회전체(32)와 함께 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)로부터 일정한 흡착력(제동 토크)을 받으면서 크랭크 샤프트에 의한 D1 방향의 회전 토크를 받고, 구동 회전체(2)와 일체가 되어 D1 방향으로 회전하고 있다(도 6(c)를 참조). 이 때 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)는 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 제동 토크에 의해 균형잡히고, 서로 상대 회동 불능인 상태로 유지되고 있다. 제 1 전자 액추에이터(21)에 의한 제동 토크를 저하시키거나, 또는 오프시킨 경우, 제 1 제어 회전체(3)는 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 제동 토크에 의한 균형이 깨지기 때문에, 크랭크 샤프트의 토크에 의해 제 2 제어 회전체(32)와 핀 가이드 플레이트(33)에 대하여 D1 방향으로 상대 회동한다.
그 결과, 센터 샤프트(7)(캠 샤프트(6))는 일체화된 제 1 제어 회전체(3)와 함께 D1 방향으로 회전하는 구동 회전체(2)에 대하여 D1 방향으로 상대 회동한다. 그 결과, 구동 회전체(2)(도시하지 않은 크랭크 샤프트)에 대한 캠 샤프트(6)의 상대 위상각은 진각측(D1) 방향으로 변경되어 도시하지 않은 밸브의 개폐 타이밍이 변화된다. 또한 제 1 전자 액추에이터(21)의 제동 토크를 다시 증가시켜 원래의 제동 토크로 되돌리면, 제 2 제어 회전체에 대한 제 1 제어 회전체의 상대 회동이 정지하여, 구동 회전체(2)(도시하지 않은 크랭크 샤프트)에 대한 캠 샤프트(6)의 상대 위상각은 정지 위치에서 유지된다.
그 때, 도 6(c)에 도시하는 제 2 링크 핀(35)의 중공 제 1 축(35d)은 직경축소 가이드홈(31) 내를 대략 반시계방향이 되는 D6 방향으로 이동하고, 도 6(b)의 중공 제 2 축(35e)은 대략 직경방향 가이드홈(33c)을 중심축(L0)을 향하여 D5 방향으로 이동하고, 도 6(a)의 중공 제 3 축(35f)은 링 부재(36)에 둥근 구멍(32b) 내에서의 슬라이딩 회동 토크를 부여한다. 또한 제 1 링크 핀(34)의 가늘고 둥근 축(34a)은 원주방향 홈(30) 내를 반시계방향(D2)으로 이동한다. 또한 원주방향 홈(30)의 양단(30a, 30b)은 이동한 가늘고 둥근 축(34a)이 맞닿는 스토퍼로서 작용한다.
또한 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)가 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 제동 토크를 받으면서 상대 회동 불능으로 유지된 상태에서, 제 2 전자 액추에이터(38)에 의한 제동 토크를 저하시키거나, 또는 오프로 한 경우, 제 2 제어 회전체(32)는 크랭크 샤프트의 토크에 의해 제 1 제어 회전체(3)에 대하여 D1 방향으로 상대 회동한다. 도 6(a)의 링 부재(36)는 내접하는 편심 둥근 구멍(32b)이 D1 방향으로 편심 회동함으로써, 편심 둥근 구멍(32b) 내를 슬라이딩 회동한다. 도 6(b)의 중공 제 2 축(35e)은, 링크 부재(36)의 동작에 의해, 중공 제 3 축(35f) 및 중공 제 1 축(35d)과 함께 대략 직경방향 가이드홈(33c)을 따라 중심을 향하여 D4 방향으로 이동한다. 그 때, 도 6(c)의 제 1 제어 회전체(3)는, 전자 액추에이터(21)의 작동시와는 반대로, 직경축소 홈(31) 내를 대략 시계방향(D3)으로 이동하는 중공 제 1 축(35d)으로부터 직경축소 홈(31)을 통하여 지각측(D2) 방향의 상대 회동 토크를 받아, D1 방향으로 회전하는 구동 회전체(2)에 대하여 회전 지연이 되는 지각측(D2) 방향으로 상대 회동한다. 그 결과, 구동 회전체(2)(도시하지 않은 크랭크 샤프트)에 대한 캠 샤프트(6)의 상대 위상각은 지각측(D2) 방향으로 되돌려지고, 도시하지 않은 밸브의 개폐 타이밍이 변화된다.
다음에 엔진의 위상 가변 장치의 제어 장치의 실시예를 설명한다. 제어 장치(50)는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 엔진 컨트롤 유닛(ECU)(51), 드라이버 회로(52), 캠각 센서(53), 크랭크각 센서(54), 각종 센서(55)로 구성된다.
ECU(51)는 드라이버 회로(52)에 접속되고, 드라이버 회로(52)는 진각용의 제 1 전자 액추에이터(21)와 지각용의 제 2 전자 액추에이터(38)에 각각 접속된다. 드라이버 회로(52)는 ECU(51)의 동작 지령을 받아 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)를 구동시킨다. 한편, ECU(51)에는 캠 샤프트에 현재 위상각을 검출하는 캠각 센서(53)와, 도시하지 않은 크랭크 샤프트의 현재 위상각을 검출하는 크랭크각 센서(54)와, 각 제어 회전체의 윤활유 온도나 회전수를 검출하는 각종 센서(55)가 접속된다.
ECU(51)은, 후술하는 각 센서(53∼55)의 검출 정보를 피드백한 결과에 기초하여, 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)를 소정의 전류값과 태양에서 동작시키는 동작 지령을 드라이버 회로(52)에 송출한다. 또한 ECU(51)는 캠 샤프트(6)와 크랭크 샤프트(도시 생략)의 현재 위상각과 목표 위상각의 편차를 연산하는 편차 연산부(58), 상기 편차의 부호를 판정하는 부호 판정부(59), 상기 편차가 소정의 역치 내에 있는지 아닌지를 판정하는 역치 판정부(60), 편차의 수치와 부호에 따라 드라이버 회로(52)에 제 1 및 제 2 전자 액추에이터를 소정의 전류값으로 동작시키는 동작 지령 신호를 송신하는 동작 지령부(61)와, 제어 회전체의 윤활유 온도나 회전수의 검출 결과에 따라 상기 동작 지령 신호의 전류값을 보정하는 동작 지령 보정부(62)를 포함하는 연산제어 장치(CPU 등. 도시 생략)를 갖는다.
드라이버 회로(52)는 ECU(51)의 동작 지령에 기초하여 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 일방, 또는 쌍방을 동작시키는 회로이다.
캠각 센서(53)와 크랭크각 센서(54)는 캠 샤프트(6)와 도시하지 않은 크랭크 샤프트의 각 소정의 기준 위치로부터 각각의 현재 각도를 전기 신호로서 검출하는 센서이다. 검출된 전기 신호는 ECU(51) 내의 도시하지 않은 A/D 변환 수단 등에 의해 디지털 데이터로 되어, 크랭크 샤프트(도시 생략)와 캠 샤프트(6)의 현재의 상대 위상각(이후는, 현재 위상각이라고 함)과, 목표 위상 지령 신호에 의해 변경되는 상대 위상각(이후는, 목표 위상각이라고 함)과의 편차의 연산에 사용된다.
또한 각종 센서(55)에는, 제 1 및 제 2 제어 회전체(21, 38)의 회전수를 검출하는 회전수 센서(56)나, 제 1 및 제 2 제어 회전체의 전자 클러치 흡착면에 흘려지는 윤활유의 유온을 검출하는 유온 센서(57) 등이 포함된다. 회전각 센서(56)와 유온 센서(57)에서 검출된 전기 신호는 ECU(51) 내에서 디지털 데이터로 되어, 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)의 회전수나 윤활유 온도에 의해 좌우되는 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 제동 토크를 보정하기 위하여 이용된다.
다음에 본 실시예의 제어 장치(50)에 의한 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 구체적인 제어 방법을 도 8부터 도 11에 의해 설명한다.
제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)로의 통전은, 도 10에 도시하는 「진각용 및 지각용 전자 액추에이터 전류」의 실선 부분과 같은 파형으로 행해지고, 캠 샤프트 및 크랭크 샤프트 사이에 있어서의 현재 위상각으로부터 목표 위상각으로의 변경 동작과, 변경 후의 상대 위상각으로부터 당초의 상대 위상각으로의 복귀 동작은 도 10에 도시하는 「위상 가변」의 실선 부분과 같은 파형으로 행해진다.
우선, 캠 샤프트(6)와 크랭크 샤프트(도시 생략)의 상대 위상각 변경 전의 초기 상태에 있어서, 우선, ECU(51)는 드라이버 회로(52)에 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)를 동시에 통전시켜 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)를 상대 회동 불능으로 유지시키는 동작 지령 신호를 송신한다(부호 61을 참조). 또한 초기 상태에서 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)를 상대 회동 불능으로 유지시키는 동작 지령 신호의 전류값은 미리 ECU(51)의 메모리 등(도시 생략)에 학습값으로서 기억시켜 둔다.
또한, 제 1 및 제 2 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지시키는 제동 토크는 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)의 회전수나 각 제어 회전체의 흡착면에 흘러드는 윤활유 온도에 의해 변화되기 때문에, 메모리 등에 기억된 상기 학습값은 회전수 센서(56)나 유온 센서(57)의 검출 결과에 기초하여, 동작 태양에 필요한 보정을 받아 수시 갱신된다(부호 62를 참조).
신호를 받은 드라이버 회로(52)는 도 10과 같은 파형에 의해 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 쌍방에 통전한다. 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)는 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)로부터 소정의 제동 토크를 받아 상대 회동 불능한 상태로 유지되면서, 크랭크 샤프트로부터 구동력을 받는 구동 회전체(2)와 함께 회전한다.
그리고, 제어 장치(51)에 캠 샤프트와 크랭크 샤프트의 상대 위상각을 목표 위상각으로 변경하는 지령 신호가 입력된 경우, ECU(51)는, 도 8과 9에 도시하는 바와 같이, 캠각 센서(53)와 크랭크각 센서(54)의 검출 결과에 기초하는 캠 샤프트(6)와 크랭크 샤프트(도시 생략)의 각 현재 각도 데이터로부터 얻어진 캠 샤프트(6)와 크랭크 샤프트의 현재 위상각과, 입력된 목표 위상각의 편차를 연산한다(부호 58을 참조).
크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 위상각을 진각측(D1) 방향 또는 지각측(D2) 방향의 어느 방향으로 변경할지에 대해서는, 연산된 편차의 부호에 의해 결정된다. 본 실시예에서는, 일례로서 상기 편차의 부호가 정인 경우에 지각측으로 변경하고, 상기 편차의 부호가 부인 경우에 지각측으로 변경하는 것으로서 설명한다.
ECU(51)는, 상기 편차가 정(正)인 경우, 드라이버 회로(52)에 동작 지령 신호를 송신하여 지각용의 제 2 전자 액추에이터(38)의 통전을 끊고, 상기 편차가 부인 경우, 진각용의 제 1 전자 액추에이터(21)의 통전을 끊는다(부호 59를 참조). 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 어느 하나의 통전이 끊긴 경우에는, 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)를 상대 회동 불능으로 유지하고 있던 제동 토크의 균형이 깨지기 때문에, 통전이 끊긴 측의 제어 회전체는 즉시 타방의 제어 회전체 및 구동 회전체(2)에 대하여 진각측(D1) 방향으로 상대 회동한다.
진각용의 제 1 전자 액추에이터(21)의 통전이 끊긴 경우, 캠 샤프트(6)는 일체인 제 1 제어 회전체(3)와 함께 즉시 구동 회전체(2)에 대하여 진각측(D1) 방향으로 상대 회동하여, 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 위상각이 진각측으로 변경된다. 또한 제 2 전자 액추에이터(38)의 통전이 끊긴 경우, 제 2 제어 회전체(32)는 제 1 제어 회전체(3)에 대하여 진각측(D1) 방향으로 상대 회동하여, 제 2 링크 핀(35)과 링 부재(36)를 동작시킨다. 그 결과, 캠 샤프트(6)는 일체화된 제 1 제어 회전체(3)와 함께 즉시 구동 회전체(2)에 대하여 지각측(D2) 방향으로 상대 회동하여, 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 위상각이 지각측으로 변경된다.
또한 상기 편차는, 소정의 역치의 범위 내에 있는지 아닌지에 대해 반복하여 판정된다(부호 59를 참조). 상기 편차가 소정의 역치의 범위 밖에 있는 경우에는 ECU(51)로부터 드라이버 회로(52)에 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)의 동작 신호가 송신되지 않고, 상대 위상각의 변경 동작이 속행된다. 한편, 상기 편차가 소정의 역치의 범위 내가 된 경우에는, 기억된 학습값에 기초하여 ECU(51)로부터 드라이버 회로(52)에 동작 신호가 송신되고, 끊긴 전자 액추에이터의 통전이 복귀되어 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)의 상대 회동 동작이 제동되기 때문에, 제 1 및 제 2 제어 회전체(3, 32)는 다시 상대 회동 불능으로 유지된다. 그 결과, 크랭크 샤프트와 캠 샤프트(6)의 상대 위상각의 변경 동작이 종료된다.
도 10에서는, 우선, 지각용 전자 액추에이터(38)의 통전을 끊은 후, 통전을 원래의 학습값으로 복귀시킴으로써 크랭크 샤프트에 대한 캠 샤프트의 상대 위상각을 현재 위상각으로부터 지각측의 목표 위상각으로 변경 유지하고, 다음에 진각용 전자 액추에이터(21)의 통전을 끊은 후, 통전을 원래의 학습값으로 복귀시킴으로써 변경한 상기 상대 위상각을 원래의 상대 위상각으로 되돌린 것이다.
도 10의 파선 부분은, 지각측에 상대 위상각을 변경 후, 원래의 상대 위상각으로 되돌린다고 하는 상기 동작을 종래의 제어 방법으로 행하는 경우의 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)로의 통전과, 「위상 가변」의 동작을 나타내는 것이다. 도 10의 파선 부분의 제어 방법에서는, 상대 위상각을 유지할 때에 2개의 전자 액추에이터의 쌍방을 비통전 상태로 하고, 상대 위상각을 변경할 때에 처음으로 변경하는 측의 전자 액추에이터를 통전하여 제어 회전체를 흡착시켜, 상대 위상각을 소정의 방향으로 변경하는 것이다.
도 10의 위상 가변 동작에 대하여, 실선 부분과 파선 부분을 비교하면, 본 실시예의 제어에서는, 시간 t1로부터 t2 동안에 목표 위상각으로의 변경 동작이 행해지는 것에 대해, 종래의 제어에서는, 목표 위상각으로의 변경동작이 종료할 때까지 t1로부터 t2'까지의 시간이 필요하게 되어, 본 실시예에 비해 t2로부터 t2'까지의 시간이 여분으로 걸린다. 마찬가지로, 본 실시예의 제어에서는, 시간 t3으로부터 t4 동안에 목표 위상각으로부터 원래의 위상각으로의 복귀 동작이 행해지는 것에 대해, 종래의 제어에서는, 복귀까지 t3으로부터 t4'까지의 시간이 필요하게 되어, 본 실시예에 비해 t4로부터 t4'까지의 시간이 여분으로 걸린다.
한편, 도 11(a)는 (b)의 본 실시예의 제어 방법에 기초하는 통전을 실제로 제1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)에 행하여 실험했을 때의 위상 가변 동작을 도시하며, 도 11(c)는 (d)의 종래의 제어 방법에 기초하는 통전을 실제로 제 1 및 제 2 전자 액추에이터(21, 38)에 행하여 실험했을 때의 위상 가변 동작을 도시하는 것이다. 본 실시예의 제어에 의한 실제의 통전신에는 위상 가변측의 전자 액추에이터의 전류 커트 시에 반대측의 전자 액추에이터에 전류값의 상승을 확인할 수 있지만, 본 실시예와 종래의 제어 방법에 있어서의 목표 위상각으로의 변경동작과 원래의 상대 위상각으로의 복귀 동작을 비교한 경우, 모식도 10과 마찬가지로, 본 실시예의 변경동작에 필요한 t1로부터 t2까지의 시간은 종래의 t1로부터 t2'까지의 시간보다 짧고, 본 실시예의 복귀 동작에 필요한 t3으로부터 t4까지의 시간은 종래의 t3으로부터 t4'까지의 시간보다 짧다.
즉, 본 실시예의 제어 방법에 의하면, 종래의 제어 방법과 비교하여, 현재 위상각으로부터 목표 위상각으로의 변경시간이 t2로부터 t2'으로의 시간만큼 단축되고, 목표 위상각으로부터 원래의 위상각으로 복귀하는 시간이 t4로부터 t'의 시간만큼 단축되고 있는 것으로 생각된다. 그 이유는, 미리 제어 회전체를 흡착해 두는 본 실시예의 제어 방법에서는, 상대 위상각의 변경시에 비통전으로부터의 전자 액추에이터로의 통전 및 제어 회전체의 흡착 동작이 없는 것과, 변경의 종료시에 제어 회전체를 흡착하여 상대 회동 동작에 제동을 거는 결과, 위상 변경 동작의 증속와 반응성의 향상이 예상되기 때문이라고 생각된다.
또한, 본 실시예에서는, 위상 가변시에 변경하는 측의 전자 액추에이터의 통전을 완전히 끊고 있는데, 전류값이 감소하면 위상 가변 동작은 개시되기 때문에, 상기 통전은 완전히 끊지 않아도 된다.
1 엔진의 위상 가변 장치
2 구동 회전체
3 제 1 제어 회전체
6 캠 샤프트
10 상대 위상각 변경 기구
21 제 1 전자 엑추에이터(진각용)
32 제 2 제어 회전체
38 제 2 전자 액추에이터(지각용)
50 제어 장치
52 드라이버 회로
53 캠각 센서
54 크랭크각 센서
58 편차 연산부
59 부호 판정부
60 역치 판정부
61 동작 지령부
L0 캠 샤프트 중심축

Claims (3)

  1. 캠 샤프트와 동축이고 또한 상대 회동 가능하게 배치되어, 크랭크 샤프트로부터 회전 토크를 받아 회전하는 2개의 제어 회전체와, 상기 2개의 제어 회전체에 상기 크랭크 샤프트와 역방향의 제동 토크를 각각 부여하는 2개의 전자 액추에이터와, 상기 2개의 제어 회전체의 상대 회동에 따라 상기 캠 샤프트와 크랭크 샤프트와의 상대 위상각을 변화시키는 상대 위상각 변경 기구를 가짐으로써 밸브의 개폐 타이밍을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서,
    상기 2개의 전자 액추에이터가 동시에 작동하여, 회전하는 상기 2개의 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지함과 아울러, 작동 중의 상기 2개의 전자 액추에이터 중 일방의 제동 토크를 저하시킴으로써 제동 토크를 저하시킨 측의 상기 제어 회전체를 타방의 제어 회전체에 대하여 상대 회동시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2개의 전자 액추에이터 중, 제동 토크를 저하시킨 측의 상기 전자 액추에이터가 다시 제동 토크를 증가시켜 상기 2개의 제어 회전체의 상대 회동을 종료시키는 것을 특징으로 하는 엔진의 위상 가변 장치.
  3. 크랭크 샤프트의 회전 토크와, 2개의 전자 액추에이터의 상기 회전 토크와 역방향의 제동 토크에 의해 캠 샤프트 중심축 주위로 상대 회동하는 2개의 제어 회전체의 동작에 따라 캠 샤프트와 크랭크 샤프트와의 상대 위상각을 변화시켜, 밸브의 개폐 타이밍을 변경하는 엔진의 위상 가변 장치에 있어서,
    캠 샤프트의 현재 각도를 검출하는 캠각 센서와,
    크랭크 샤프트의 현재 각도를 검출하는 크랭크각 센서와,
    상기 캠각 센서 및 크랭크각 센서의 검출값에 기초하는 현재 위상각과, 캠 샤프트 및 크랭크 샤프트의 목표 위상각과의 편차를 연산하는 편차 연산부와, 상기 연산결과의 부호를 판정하는 부호 판정부와,
    상기 연산 결과가 소정 역치 범위 내에 있는지를 판정하는 역치 판정부와,
    편차가 역치 내에 있는 경우에는, 회전하는 상기 2개의 제어 회전체를 상대 회동 불능으로 유지하는 동작 지령을 2개의 전자 액추에이터에 동시에 송신하고, 상기 편차가 역치의 범위 밖에 있는 경우에는, 상기 편차의 부호의 정부에 기초하는 소정의 일방의 전자 액추에이터에 토크를 감소시키는 동작 지령을 송신하는 동작 지령부와,
    상기 동작 지령에 따라 2개의 전자 액추에이터를 동작시키는 드라이버 회로를 갖는 것을 특징으로 한 엔진의 위상 가변 장치의 제어 장치.
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