WO2015093423A1 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置及び該バルブタイミング制御装置のコントローラ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that controls operating characteristics of an intake valve and an exhaust valve of the internal combustion engine, and a controller for the valve timing control device.
- An object of the present invention is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine that enables operation of the valve timing control device even if a part of the coil of the electric motor is disconnected.
- the timing sprocket 1 includes a large-diameter ball bearing 43 as a bearing interposed between a sprocket body 1a and a driven member 9 described later provided at the front end of the camshaft 2.
- the large-diameter ball bearing 43 supports the timing sprocket 1 and the camshaft 2 so as to be relatively rotatable.
- the outer ring fixing portion 40 is formed in a stepped diameter shape so that the outer ring 43a of the large-diameter ball bearing 43 is press-fitted in the axial direction, and the outer ring 43a is positioned on one axial side. .
- the outer diameters of the sprocket body 1a, the inner tooth component 19, the holding plate 61, and the female screw forming portion 6 are set to be substantially the same.
- the cover member 3 is formed in a cup shape from an aluminum alloy material, and is integrally formed on a bulging cover body 3a and an outer peripheral edge on the opening side of the cover body 3a. And an annular mounting flange 3b.
- the cover body 3a is provided so as to cover the front end portion of the housing 5, and a cylindrical wall 3c is integrally formed along the axial direction on the outer peripheral side.
- the cylindrical wall 3c is formed with a holding hole 3d for holding a brush holder 28 described later.
- bolt insertion holes 3g are formed through four protruding pieces 3e protruding at substantially equidistant positions in the circumferential direction, and the chain 54 is inserted by the bolts 54 inserted into the bolt insertion holes 3g.
- the cover member 3 is fixed to the chain cover 49 via each female screw hole 49 d formed in the cover 49.
- the partition wall 5b is formed to be relatively thin and has a concave cross section so as to cover one side in the axial direction of a coil 18 of the electric motor 12, which will be described later, and a thick annular ring on the outer peripheral side of the front end surface.
- the female screw forming portion 6 is integrally provided.
- stopper concave grooves 2b into which the stopper convex portions 61b of the holding plate 61 are engaged are formed on the outer periphery of the flange portion 2a along the circumferential direction.
- the stopper concave groove 2b is formed in a circular arc shape having a predetermined length in the circumferential direction, and both end edges of the stopper convex portion 61b rotated within this length range abut against the circumferential opposite edges 2c and 2d, respectively.
- the relative rotational position of the camshaft 2 on the maximum advance angle side or the maximum retard angle side with respect to the timing sprocket 1 is regulated.
- the cam bolt 10 has an end surface 10c on the shaft portion 10b side of the head portion 10a in contact with an inner ring of a small-diameter ball bearing 37, which will be described later, in the axial direction, and on the outer periphery of the tip portion of the shaft portion 10b.
- a male screw portion is formed to be screwed to the female screw portion formed in the inner axial direction from the end portion of the camshaft 2.
- the cylindrical portion 9b has a through hole 9d through which the shaft portion 10b of the cam bolt 10 is inserted in the center, and a needle bearing 38 on the outer peripheral side.
- the retainer 41 is formed in a substantially U-shaped longitudinal section from the front end of the outer peripheral portion of the fixed end portion 9a and protrudes in the same direction as the cylindrical portion 9b. It is formed in a cylindrical shape.
- the cylindrical tip 41a of the retainer 41 extends in the direction of the partition wall 5b of the housing 5 through a space 44 that is an annular recess formed between the female screw forming portion 6 and the extending portion 5d. I'm out.
- a plurality of substantially rectangular roller holding holes 41b which are roller holding portions for holding the plurality of rollers 48 in a freely rollable manner, are provided at substantially equal positions in the circumferential direction of the cylindrical tip portion 41a. It is formed at equally spaced positions.
- the total number of the roller holding holes 41 b (rollers 48) is one less than the total number of teeth of the internal teeth 19 a of the internal tooth component 19.
- the inner ring fixing portion 63 is formed in a stepped shape facing the outer ring fixing portion 40 in the radial direction so as to be integrated with an annular outer peripheral surface extending in the camshaft axial direction and opposite to the opening of the outer peripheral surface. And a second fixed step surface formed along the radial direction.
- the inner ring 43b of the large-diameter ball bearing 43 is press-fitted in the axial direction on the outer peripheral surface, and the inner end face of the press-fitted inner ring 43b is brought into contact with the second fixed step surface to perform axial positioning. It has come to be.
- the current path supplied to the electric motor 12 includes power supply brushes 30 a (positive electrode side) and 30 b (negative electrode side) and power supply slip rings 26 a (positive electrode side) and 26 b (negative electrode side). ), And one end of each of the four pigtail harnesses 27a, 27b (positive electrode side), 27c, 27d (negative electrode side) is connected to each of the two slip rings 26a, 26b. The other end is connected to switching brushes 25a, 25b (positive electrode side), 25c, 25d (negative electrode side) described later.
- the power supply slip rings 26a and 26b constitute a part of the power supply mechanism, and the switching brushes 25a to 25d, the commutator 21, the pigtail harnesses 27a to 27d, and the like are configured as a power supply switching mechanism.
- the pair of terminal pieces 31 and 31 are formed in a parallel and crank shape along the vertical direction, and the terminals 31a and 31a on one side (lower end side) are arranged in an exposed state on the bottom side of the brush holding portion 28a.
- the terminals (31b, 31b) on the other side (upper end side) protrude from the female fitting groove 28d of the connector portion 28b.
- the other terminals 31a and 31b are electrically connected to a battery power source via male terminals (not shown).
- the connector portion 28b is electrically connected to the control unit 56, which is a controller, with the other side terminals 31b and 31b facing the fitting groove 28d into which a male terminal (not shown) is inserted at the upper end portion. Connected.
- the needle bearing 38 includes a cylindrical retainer 38a press-fitted into the inner peripheral surface of the eccentric shaft portion 39, and needle rollers 38b that are a plurality of rolling elements rotatably held in the retainer 38a. ing.
- One end of the retainer 38 a in the axial direction is in contact with the opposite side surface of the outer ring 37 b of the small-diameter ball bearing 37, while the needle roller 38 b rolls on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 9 b of the driven member 9.
- the eccentric shaft portion 39 is formed in a cylindrical shape having a step diameter, and the front end side is integrally coupled to the large diameter portion 13a of the motor output shaft 13 from the axial direction, and the cam surface is formed on the outer peripheral surface.
- the shaft center Y of 39a is slightly eccentric in the radial direction from the shaft center X of the motor output shaft 13.
- the medium-diameter ball bearing 47 is disposed so as to be substantially overlapped at the radial position of the needle bearing 38, and includes an inner ring 47a, an outer ring 47b, and a ball 47c interposed between the two wheels 47a and 47b. It is configured.
- the inner ring 47a is press-fitted and fixed to the cam surface 39a of the eccentric shaft portion 39, whereas the outer ring 47b is in a free state without being fixed in the axial direction.
- the outer ring 47b has a minute gap between one end surface on the electric motor 12 side in the axial direction and no part, and the other end surface in the axial direction is opposed to the inner side surface of the holder 41 facing the outer ring 47b. Is formed and is in a free state.
- Each of the rollers 48 is formed of an iron-based metal, and is fitted into the internal teeth 19a of the internal gear component 19 while moving in the radial direction along with the eccentric movement of the medium-diameter ball bearing 47.
- the roller holding hole 41b is caused to swing in the radial direction while being guided in the circumferential direction by both side edges.
- Lubricating oil is supplied to the space 44 by this lubricating oil supply means, from which the medium-diameter ball bearing 47 and each roller 48 are lubricated, and further flows into the eccentric shaft 39 and the motor output shaft 13.
- the movable parts such as the needle bearing 38 and the small-diameter ball bearing 37 are lubricated.
- the lubricating oil flowing into the space 44 is prevented from leaking into the housing 5 by the small diameter oil seal 46.
- step 13 it is determined whether or not the engine is restarting. If it is determined that the engine is not restarting, the process proceeds to step 14 to stop the motor drive current, and the process proceeds to step 3 as it is. If it is determined that the engine is restarting, the process proceeds to step 15.
- step 15 a motor driving current is applied and the relative rotation phase of the crankshaft and the camshaft 2 is changed to a phase suitable for starting by the phase conversion mechanism 4 via the electric motor 12. For example, in the cold start state, control is performed to an intermediate rotation phase between the most retarded angle and the most advanced angle.
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Abstract
Description
前記電動モータは、正極側及び負極側の切換用ブラシを2系統有し、前記切換用ブラシの一方の系統に給電する電線が断線した場合には、機関始動時から所定時間までは他方の系統の切換用ブラシに通電した後、この通電を停止させるか、または通電量を減少させるように構成したことを特徴としている。
〔第1実施形態〕
この実施形態に供されるバルブタイミング制御装置は、図1及び図2に示すように、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体であるタイミングスプロケット1と、シリンダヘッド01上に軸受02を介して回転自在に支持され、前記タイミングスプロケット1から伝達された回転力によって回転するカムシャフト2と、チェーンカバー49に固定されたカバー部材3に覆われて、機関運転状態に応じて前記タイミングスプロケット1に対するカムシャフト2の相対回転位相を変更する位相変換機構4と、を備えている。
〔本実施形態の作用〕
以下、本実施形態の作用について説明する。まず、機関のクランクシャフトが回転駆動するとタイミングチェーン42を介してタイミングスプロケット1が回転して、その回転力が内歯構成部19と雌ねじ形成部6を介してハウジング5、つまり電動モータ12が同期回転する。一方、前記内歯構成部19の回転力が、各ローラ48から保持器41及び従動部材9を経由してカムシャフト2に伝達される。これによって、カムシャフト2の回転カムが吸気弁を開閉作動させる。
〔第2実施形態〕
図8は第2実施形態における前記コントロールユニット56と制御回路57のフローチャートを示している。ステップ1~13までは図7に示す処理と同じであるから、異なる処理のステップ16について具体的に説明する。
〔第3実施形態〕
図9は第3実施形態におけるコントロールユニット56と制御回路57のフローチャートを示し、図7のステップ1~12までは図7に示す処理と同じであるから、異なる処理のステップ17、18について具体的に説明する。
〔第4実施形態〕
図10は第4実施形態におけるコントロールユニット56と制御回路57のフローチャートを示し、第1実施形態の図7のステップ8のモータ電流値の監視に代えて前記ピグテールハーネス27a~27dや、マグネットハーネス21b、21cの電気抵抗値を監視したものである。
〔第5実施形態〕
図11は第5実施形態におけるコントロールユニット56と制御回路57のフローチャートを示し、第1実施形態の図7のステップ8のモータ電流値の監視に代えて前記クランクシャフトとカムシャフト2の位相変換速度を監視したものである。
Claims (16)
- 電動モータの複数のコイルに通電することによってクランクシャフトの回転に対するカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記電動モータは、正極側及び負極側の切換用ブラシを2系統有し、前記切換用ブラシの一方の系統に給電する電線または前記複数のコイルのうち一つが断線した場合には、機関始動時から所定時間までは前記切換用ブラシに通電した後、この通電を停止させるか、または通電量を減少させるように構成したことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記切換用ブラシの一方の系統に給電する電線または複数のコイルのうちの一つが断線した場合には、前記始動時から所定時間は、前記切換用ブラシへの通電量が該切換用ブラシの一方の系統に給電する電線または複数のコイルのうちの一つが断線していない場合よりも大きいことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記始動時から所定時間は、他方の系統の切換用ブラシへの通電量が両方の系統の前記切換用ブラシで制御していたときよりも大きいことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させた際の相対回転応答性の低下によって、前記一方の系統の切換用ブラシまでの電線または複数のコイルのうち一つが断線していることを検出することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項1に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
通電された前記コイルの電気抵抗値が所定以上になった場合に、前記一方の系統の切換用ブラシまでの電線または複数のコイルのうち一つが断線していることを検出することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
カムシャフトに固定される従動回転体と、
前記駆動回転体または従動回転体と一緒に回転すると共に、周方向に異なる磁界を発生させるステータと、
該ステータに対して相対回転することにより前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させるロータと、
該ロータの外周側に巻回される複数のコイルと、
非回転側に設けられた一対の給電用ブラシと、
回転側に設けられて、前記一対の給電用ブラシと摺動する一対のスリップリングと、
前記一方のスリップリングに電気的に接続される一対の正極側の切換用ブラシと、
前記他方のスリップリングに電気的に接続される一対の負極側の切換用ブラシと、
前記ロータに設けられ、前記2組の正極側及び負極側の切換用ブラシが当接すると共に、前記コイルの両端が接続されたコミュテータと、
を備え、
前記2組の切換用ブラシのうち一方への通電が断線した状態で、前記ロータを前記ステータに対して相対回転させる要求があった場合に、機関始動時から所定時間までは前記他方の切換用ブラシに通電すると共に、前記所定時間の経過後は前記他方の切換用ブラシへの通電を停止するか、または通電量を減少させることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項6に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させた際の相対回転応答性の低下によって、前記複数のコイルのうち一つのコイルまたが該コイルへ給電する電線が断線していることを検出することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項6に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
通電された前記コイルの電気抵抗値が所定以上になった場合に、前記複数のコイルのうち一つのコイルまたは該コイルに給電する電線が断線していることを検出することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項7に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記駆動回転体と従動回転体の相対回転角度を検出する角度検出手段を備え、
該角度検出手段の検出値に基づいて応答性の低下を判断することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項6に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記一対の正極側の切換用ブラシは、周方向に隣接して配置され、前記一対の負極側の切換用ブラシも周方向に隣接して配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 請求項10に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記一対の正極側の切換用ブラシとこれに対応する一対の負極側の切換用ブラシは、それぞれが周方向にほぼ180°離れて配置されていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 複数のコイルが巻回された電動モータの前記コイルに通電することによって、クランクシャフトの回転に対するカムシャフトの相対回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラであって、
前記複数のコイルのうち一つのコイルや該コイルに給電する電線が断線した場合には、機関始動時から所定時間までは他のコイルに通電し、前記所定時間の経過後には、前記他方のコイルへの通電を停止させるか、または通電量を減少させる制御を行うことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラ。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記複数のコイルのうち一つのコイルまたは該コイルに給電する電線が断線した場合には、他のコイルへの通電を停止し、機関の停止指令かまたは機関が停止した後の再始動指令があった際に、他のコイルに通電する通電量を減少させる制御を行うことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラ。 - 請求項13に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記複数のコイルのうち一つのコイルまたは該コイルに給電する電線が断線した場合には、機関が停止した後の再始動指令があったときのみに、他のコイルに通電する通電量を減少させる制御を行うことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラ。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
機関始動時のスタータモータへの通電値がピーク電流を超えた後に、前記他のコイルに通電することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラ。 - 請求項12に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラにおいて、
前記複数のコイルのうち一つのコイルが断線した場合には、他のコイルへの通電を停止し、機関の停止指令かまたは機関が停止した後の再始動の指令があった際に、他のコイルに通電する通電量を減少させる制御を行うことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置のコントローラ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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