JP2007100681A - Electric variable valve timing mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンにおいてバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング可変機構に関する。 The present invention relates to an electric valve timing variable mechanism that changes valve timing in an engine.
電動式バルブタイミング可変機構は、モータの駆動を通じてカムシャフトをカムスプロケットに対して相対回転させることによりバルブタイミングの変更を行う。こうした電動式バルブタイミング可変機構としては、例えば特許文献１に記載の機構が知られている。
ところで、電動式バルブタイミング可変機構は、エンジンの運転状態にかかわらず駆動させることができるため、従来の油圧式バルブタイミング可変機構に比べてエンジンの始動性の向上により大きく貢献することができると考えられるが、電動式バルブタイミング可変機構を通じて始動性の向上を図ることについてはいまのところ適当な提案がなされていない。 By the way, since the electric valve timing variable mechanism can be driven regardless of the operating state of the engine, it is considered that it can greatly contribute to the improvement of engine startability as compared with the conventional hydraulic valve timing variable mechanism. However, no appropriate proposal has been made for improving the startability through the electric valve timing variable mechanism.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの始動性の向上を図ることのできる電動式バルブタイミング可変機構を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an electric valve timing variable mechanism capable of improving the startability of the engine.
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、モータの駆動を通じてカムシャフトをカムスプロケットに対して相対回転させることによりバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング可変機構において、前記カムシャフトの回転方向へ作用するトルクを正トルクとして、クランキング中に前記モータの駆動を通じて前記正トルクを前記カムスプロケットへ付与する制御手段を備えたことを要旨としている。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
(1) The invention described in
上記構成によれば、クランキング用のモータのみによりクランキングを行う場合に比べてクランクシャフトに付与される正トルクが大きくなるため、クランキングの時間を短くすることができるようになる。これにより、エンジンの始動性の向上を図ることができるようになる。 According to the above configuration, since the positive torque applied to the crankshaft is larger than when cranking is performed only by the cranking motor, the cranking time can be shortened. Thereby, the startability of the engine can be improved.
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電動式バルブタイミング可変機構において、当該バルブタイミング可変機構が、前記モータの回転を減速して出力するサイクロ減速機と、該サイクロ減速機から入力された回転を通じて前記カムシャフトと前記カムスプロケットとを相対回転させるリンク機構と、前記カムスプロケットに対する前記リンク機構の相対回転のうちバルブタイミングが進角される方向の相対回転を進角相対回転として、バルブタイミングが最進角のバルブタイミングのときに前記リンク機構の前記進角相対回転を規制するストッパとを備えて構成されるものであり、前記制御手段が、前記リンク機構を前記ストッパに突き当てた状態で前記カムスプロケットへ前記正トルクを付与するものであることを要旨としている。
(2) The invention according to
上記構成によれば、モータによるクランキングの補助に際して、同モータの正トルクをカムスプロケットへ伝達するための役割をリンク機構にも担わせるようにしている。これにより、サイクロ減速機の負荷が低減されるため、同減速機の寿命の向上を図ることができるようになる。 According to the above configuration, when assisting the cranking by the motor, the link mechanism also has a role for transmitting the positive torque of the motor to the cam sprocket. Thereby, since the load of a cyclo reducer is reduced, the lifetime of the reducer can be improved.
（３）請求項３に記載の発明は、モータの駆動を通じてカムシャフトをカムスプロケットに対して相対回転させることによりバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング可変機構において、エンジンの停止時にバルブタイミングを最進角のバルブタイミングまたは最遅角のバルブタイミングに設定する第１処理と、エンジンの始動に適したバルブタイミングを始動バルブタイミングとして、エンジンの始動前に該始動バルブタイミングを目標のバルブタイミングとして設定する第２処理と、エンジンの始動前に前記モータのホールセンサの検出値に基づいてバルブタイミングを前記第１処理にて設定したバルブタイミングから前記目標のバルブタイミングへ変更する第３処理とを行う制御手段を備えたことを要旨としている。 (3) According to the third aspect of the present invention, in the electric valve timing variable mechanism that changes the valve timing by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through driving of the motor, the valve timing is maximized when the engine is stopped. The first process to set the advanced valve timing or the most retarded valve timing, and the valve timing suitable for starting the engine is set as the starting valve timing, and the starting valve timing is set as the target valve timing before starting the engine. And a third process for changing the valve timing from the valve timing set in the first process to the target valve timing based on the detected value of the Hall sensor of the motor before starting the engine. The gist is that a control means is provided.
上記構成によれば、バルブタイミングが始動バルブタイミングに設定された状態でエンジンの始動が行われるため、エンジンの始動性の向上を図ることができるようになる。また、最進角バルブタイミングまたは最遅角バルブタイミングを基準としてホールセンサの検出値に基づいてバルブタイミングの変更を行うようにしているため、バルブタイミングを的確に始動バルブタイミングへ変更することができるようになる。 According to the above configuration, since the engine is started with the valve timing set to the start valve timing, it is possible to improve the startability of the engine. Further, since the valve timing is changed based on the detection value of the hall sensor with reference to the most advanced valve timing or the most retarded valve timing, the valve timing can be accurately changed to the starting valve timing. It becomes like this.
（４）請求項４に記載の発明は、車載バッテリの電力を通じて駆動するモータを備え、該モータの駆動を通じてカムシャフトをカムスプロケットに対して相対回転させることによりバルブタイミングを変更する電動式バルブタイミング可変機構において、エンジンのトルクを入力することにより前記モータを発電機として機能させる動作と前記モータで発生した電力を前記車載バッテリへ供給する動作とを含めて充電動作として、該充電動作を行う制御手段を備えたことを要旨としている。 (4) The invention according to claim 4 includes an electric valve timing that includes a motor that is driven through the electric power of the on-vehicle battery, and changes the valve timing by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through the driving of the motor. In the variable mechanism, a control for performing the charging operation as a charging operation including an operation for causing the motor to function as a generator by inputting engine torque and an operation for supplying electric power generated by the motor to the in-vehicle battery. The gist is that it has means.
上記構成によれば、エンジンのトルクを通じてバルブタイミング可変機構を発電機として機能させることにより、車載バッテリの充電を行うようにしている。これにより、車載バッテリの電力の不足が生じることを抑制することができるようになる。また、車載バッテリの電力を通じてクランキングを行う車両においては、エンジンのクランキングに際して、車載バッテリの電力の不足によるクランキング用モータの出力の低下が抑制されるため、エンジンの始動性の向上を図ることができるようになる。 According to the above configuration, the in-vehicle battery is charged by causing the variable valve timing mechanism to function as a generator through the torque of the engine. Thereby, it becomes possible to suppress the shortage of power of the in-vehicle battery. Further, in a vehicle that performs cranking using the power of the on-board battery, the engine startability is improved because the decrease in the output of the cranking motor due to the lack of the power of the on-board battery is suppressed during engine cranking. Will be able to.
（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の電動式バルブタイミング可変機構において、当該電動式バルブタイミング可変機構が、エンジン及びモータを走行のための動力源として備える車両に適用されるものであり、前記制御手段が、前記エンジンの停止要求があるときに前記充電動作を行うものであることを要旨としている。
(5) The invention according to
上記構成によれば、エンジンの回転速度を低下させる際に、エンジンのトルクを通じてモータによる発電を行うようにしている。これにより、車載バッテリの充電を行うために燃焼される燃料量が低減されるため、エンジンの燃料消費率の向上を図ることができるようになる。 According to the above configuration, when the rotational speed of the engine is reduced, power is generated by the motor through the engine torque. As a result, the amount of fuel combusted to charge the in-vehicle battery is reduced, so that the fuel consumption rate of the engine can be improved.
（６）請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の電動式バルブタイミング可変機構において、当該バルブタイミング可変機構が、前記モータの回転を減速して出力するサイクロ減速機と、該サイクロ減速機から入力された回転を通じて前記カムシャフトと前記カムスプロケットとを相対回転させるリンク機構と、前記カムスプロケットに対する前記リンク機構の相対回転のうちバルブタイミングが遅角される方向の相対回転を遅角相対回転として、バルブタイミングが最遅角のバルブタイミングのときに前記リンク機構の前記遅角相対回転を規制するストッパとを備えて構成されるものであり、前記制御手段が、前記リンク機構を前記ストッパに突き当てた状態で前記充電動作を行うものであることを要旨としている。
(6) The invention according to
上記構成では、モータによる車載バッテリの充電に際して、発電により生じるモータの負荷を受ける役割をリンク機構にも担わせるようにしている。これにより、サイクロ減速機の負荷が低減されるため、同減速機の寿命の向上を図ることができるようになる。 In the above configuration, when the on-vehicle battery is charged by the motor, the link mechanism also has a role of receiving the load of the motor generated by the power generation. Thereby, since the load of a cyclo reducer is reduced, the lifetime of the reducer can be improved.
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図１７を参照して説明する。なお、本実施形態では、走行のための動力源としてエンジン及びモータを備えた車両（ハイブリッド車両）のエンジンに対して本発明の電動式バルブタイミング可変機構を搭載した場合を想定している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, it is assumed that the variable valve timing mechanism of the present invention is mounted on the engine of a vehicle (hybrid vehicle) including an engine and a motor as a power source for traveling.
＜車両の構成＞
図１に、ハイブリッド車両（車両１）の概略構成を示す。なお、同図においては、各構成要素間における動力の伝達経路を実線にて示している。また、各構成要素間における電力の伝達経路を破線にて示している。
<Vehicle configuration>
FIG. 1 shows a schematic configuration of a hybrid vehicle (vehicle 1). In the figure, the power transmission path between the components is indicated by a solid line. Further, the power transmission path between the components is indicated by a broken line.
車両１には、燃料の燃焼を通じてトルクを発生させるエンジン２、電力を通じてトルクを発生させるドライブモータ１１、及びエンジン２のトルクを通じて発電を行うモータジェネレータ１２が備えられている。エンジン２及びドライブモータ１１のトルクは、動力分配機構１３を介してトランスミッション１４へ伝達される。そして、トランスミッション１４の回転がホイール１５へ伝達されることにより車両１の走行が行われる。
The
動力分配機構１３は、エンジン２とモータジェネレータ１２との間における動力の伝達、エンジン２とトランスミッション１４との間における動力の伝達、及びドライブモータ１１とトランスミッション１４との間における動力の伝達を行う。
The power distribution mechanism 13 transmits power between the
車両１には、電源として高電圧のＨＶバッテリ１６、及びＨＶバッテリ１６よりも低電圧の補機バッテリ１７が備えられている。ＨＶバッテリ１６は、主にドライブモータ１１及びモータジェネレータ１２へ電力を供給する。補機バッテリ１７は、主にエンジン２の補機類へ電力を供給する。
The
車両１においては、主にモータジェネレータ１２による発電を通じて、ＨＶバッテリ１６及び補機バッテリ１７の充電が行われる。ＨＶバッテリ１６の充電に際しては、モータジェネレータ１２で発生した電力がインバータ１８を介してＨＶバッテリ１６へ供給される。補機バッテリ１７の充電に際しては、モータジェネレータ１２で発生した電力がインバータ１８及びコンバータ１９を介して補機バッテリ１７へ供給される。
In the
車両１においては、システムスイッチがオンとされることにより、エンジン２、ドライブモータ１１、モータジェネレータ１２及び動力分配機構１３等により構成されるハイブリッドシステムが起動される。電子制御装置３は、ハイブリッドシステムの起動中、アクセルペダル１Ａの踏み込み量（アクセル操作量ＡＣＣ）、ブレーキペダル１Ｂの踏み込み量、車両１の走行速度、ＨＶバッテリ１６の充電量及びシフトポジションなどのパラメータに基づいて、エンジン２、ドライブモータ１１及びモータジェネレータ１２等の駆動状態を制御する。以下、電子制御装置３によるハイブリッドシステムの制御の概要について説明する。
In the
〔１〕「エンジンの始動」
電子制御装置３は、エンジン２の始動要求があるとき、モータジェネレータ１２によりエンジン２の始動を行う。
[1] “Engine start”
The
エンジン２の始動は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）ＨＶバッテリ１６の電力がインバータ１８を介してモータジェネレータ１２へ供給されることにより、モータジェネレータ１２がモータとして駆動される。
（Ｂ）モータジェネレータ１２のトルクが動力分配機構１３を通じてエンジン２へ伝達されることにより、エンジン２の始動が行われる。すなわち、モータジェネレータ１２を通じてエンジン２のクランキングが行われる。
The
(A) When the electric power of the
(B) The torque of the
〔２〕「充電量の低下時」
電子制御装置３は、ＨＶバッテリ１６または補機バッテリ１７の充電量が低下しているとき、モータジェネレータ１２によりバッテリの充電を行う。
[2] “When battery charge decreases”
The
ＨＶバッテリ１６の充電は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）エンジン２のトルクが動力分配機構１３を通じてモータジェネレータ１２へ伝達されることにより、モータジェネレータ１２が発電機として駆動される。
（Ｂ）モータジェネレータ１２で発生した電力がインバータ１８を介してＨＶバッテリ１６へ供給されることにより、ＨＶバッテリ１６の充電が行われる。
Charging of the
(A) When the torque of the
(B) The electric power generated by the
補機バッテリ１７の充電は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）エンジン２のトルクが動力分配機構１３を通じてモータジェネレータ１２へ伝達されることにより、モータジェネレータ１２が発電機として駆動される。
（Ｂ）モータジェネレータ１２で発生した電力がインバータ１８及びコンバータ１９を介して補機バッテリ１７へ供給されることにより、補機バッテリ１７の充電が行われる。
The
(A) When the torque of the
(B) The electric power generated by the
〔３〕「車両発進時」
電子制御装置３は、車両１の発進要求があるとき、ドライブモータ１１により車両１の発進を行う。
[3] “When the vehicle starts”
The
車両１の発進は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）ＨＶバッテリ１６の電力がインバータ１８を介してドライブモータ１１へ供給されることにより、ドライブモータ１１が駆動される。
（Ｂ）ドライブモータ１１のトルクが動力分配機構１３を通じてトランスミッション１４へ伝達されることにより、車両１の発進が行われる。
The
(A) When the electric power of the
(B) When the torque of the
〔４〕「車両の低負荷走行時」
電子制御装置３は、車両１の走行状態について、エンジン２の運転効率が低くなる走行状態のとき、ドライブモータ１１により車両１を走行させる。
[4] “Vehicle with low load”
The
車両１の走行は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）ＨＶバッテリ１６の電力がインバータ１８を介してドライブモータ１１へ供給されることにより、ドライブモータ１１が駆動される。
（Ｂ）ドライブモータ１１のトルクが動力分配機構１３を通じてトランスミッション１４へ伝達されることにより、車両１の走行が行われる。
The
(A) When the electric power of the
(B) When the torque of the
〔５〕「車両の定常走行時」
電子制御装置３は、車両１の走行状態について、エンジン２の運転効率が高くなる走行状態のとき、エンジン２及びドライブモータ１１により車両１を走行させる。
[5] “During steady driving of the vehicle”
The
ドライブモータ１１による車両１の走行は、次の（Ａ）及び（Ｂ）の態様をもって行われる。
（Ａ）エンジン２のトルクが動力分配機構１３を通じてモータジェネレータ１２へ伝達されることにより、モータジェネレータ１２が発電機として駆動される。
（Ｂ）モータジェネレータ１２で発生した電力がインバータ１８を介してドライブモータ１１へ供給されることにより、ドライブモータ１１が駆動される。
（Ｃ）ドライブモータ１１のトルクが動力分配機構１３を通じてトランスミッション１４へ伝達されることにより、エンジン２のトルクの補助として車両１の走行に用いられる。
The driving of the
(A) When the torque of the
(B) When the electric power generated by the
(C) When the torque of the
＜エンジンの構成＞
図２に、電動式バルブタイミング可変機構を搭載したエンジンの概略構成を示す。
エンジン２は、シリンダブロック２１とシリンダヘッド２２との組み合わせを通じて構成されている。
<Engine configuration>
FIG. 2 shows a schematic configuration of an engine equipped with an electric valve timing variable mechanism.
The
シリンダブロック２１には、複数のシリンダが形成されている。各シリンダ内のピストン２３は、コネクティングロッド２４を介してクランクシャフト２５と連結されている。シリンダヘッド２２には、インテークポートを開閉するインテークバルブ２６が備えられている。インテークバルブ２６は、カムシャフト２７のカム２７Ｃとバルブスプリングとを通じて開閉される。
A plurality of cylinders are formed in the
クランクシャフト２５のクランクスプロケットとカムシャフト２７のカムスプロケット２７Ｓとは、タイミングチェーン２８により連結されている。タイミングチェーン２８は、シリンダブロック２１及びシリンダヘッド２２に固定されたチェーンカバー２９により覆われている。
The crank sprocket of the
カムシャフト２７の一端には、電動式バルブタイミング可変機構（バルブタイミング可変機構４）が取り付けられている。バルブタイミング可変機構４は、クランクシャフト２５に対するカムシャフト２７の回転位相を変更することにより、インテークバルブ２６の開弁時期及び閉弁時期（バルブタイミングＩＮＶＴ）を変更する。また、カムシャフト２７をクランクシャフト２５に対して相対回転させる位相変換機構４１と位相変換機構４１のアクチュエータとして機能する可変機構モータ５とを備えて構成されている。可変機構モータ５は、補機バッテリ１７の電力を通じて駆動される。
An electric valve timing variable mechanism (valve timing variable mechanism 4) is attached to one end of the
エンジン２は、電子制御装置３を通じて統括的に制御される。
電子制御装置３は、エンジン制御にかかる演算処理を実行する中央演算処理装置、エンジン制御に必要なプログラムやマップが予め記憶された読み出し専用メモリ、中央演算処理装置の計算結果等を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ、外部の信号を入力するための入力ポート、及び外部へ信号を出力するための出力ポート等を備えて構成されている。なお、制御手段は、電子制御装置３を含めて構成される。
The
The
図１に示すように、電子制御装置３の入力ポートには、アクセルポジションセンサ３１、クランクポジションセンサ３２、カムポジションセンサ３３、吸気温度センサ３４及びホールセンサ３５等が接続されている。また、電子制御装置３の出力ポートには、可変機構モータ５の駆動回路（モータ駆動回路４２）等が接続されている。
As shown in FIG. 1, an
アクセルポジションセンサ３１は、アクセルペダル１Ａの近傍に設けられており、アクセル操作量ＡＣＣに応じた電力信号を出力する。アクセルポジションセンサ３１の出力信号は、電子制御装置３へ入力された後、アクセル操作量計測値ＡＣＣＭとして各種制御に用いられる。
The
クランクポジションセンサ３２は、クランクシャフト２５の近傍に設けられており、クランクシャフト２５の回転角度（クランク回転角度ＣＡ）に応じた電力信号を出力する。クランクポジションセンサ３２の出力信号は、電子制御装置３へ入力された後、クランク回転角度計測値ＣＡＭとして各種制御に用いられる。電子制御装置３は、クランク回転角度計測値ＣＡＭに基づいて、クランクシャフト２５の回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を算出する。
The crank
カムポジションセンサ３３は、カムシャフト２７の近傍に設けられており、カムシャフト２７の回転角度（カム回転角度ＤＡ）に応じた電力信号を出力する。カムポジションセンサ３３の出力信号は、電子制御装置３へ入力された後、カム回転角度計測値ＤＡＭとして各種制御に用いられる。
The
吸気温度センサ３４は、エンジン２のインテークパイプに設けられており、インテークパイプ内の空気の温度（吸気温度ＴＨＡ）に応じた電力信号を出力する。吸気温度センサ３４の出力信号は、電子制御装置３へ入力された後、吸気温度計測値ＴＨＡＭとして各種制御に用いられる。
The intake
ホールセンサ３５は、モータ駆動回路４２内に設けられており、可変機構モータ５のロータの回転角度（ロータ回転角度ＲＡ）に応じた電力信号を出力する。ホールセンサ３５の出力信号は、電子制御装置３へ入力された後、ロータ回転角度計測値ＲＡＭとして可変機構モータ５の駆動制御に用いられる。
The hall sensor 35 is provided in the motor drive circuit 42 and outputs a power signal corresponding to the rotation angle (rotor rotation angle RA) of the rotor of the
＜バルブタイミングの変更態様＞
図３を参照して、バルブタイミング可変機構４によるバルブタイミングの変更態様について説明する。
<Valve timing change mode>
With reference to FIG. 3, the change mode of the valve timing by the valve timing variable mechanism 4 will be described.
バルブタイミング可変機構４は、バルブタイミングＩＮＶＴを最も進角側のバルブタイミング（最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘ）から最も遅角側のバルブタイミング（最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎ）までの間で連続的に変更する。すなわち、インテークバルブ２６の開弁時期を最も進角側の開弁時期（最進角開弁時期ＩＶＯｍａｘ）から最も遅角側の開弁時期（最遅角開弁時期ＩＶＯｍｉｎ）までの間のいずれかの開弁時期に変更する。また、インテークバルブ２６の閉弁時期を最も進角側の閉弁時期（最進角閉弁時期ＩＶＣｍａｘ）から最も遅角側の閉弁時期（最遅角閉弁時期ＩＶＣｍｉｎ）までの間のいずれかの閉弁時期に変更する。なお、バルブタイミングＩＮＶＴは、インテークバルブ２６の開弁期間ＩＮＣＡＭが一定に保持された状態で変更される。
The variable valve timing mechanism 4 continuously changes the valve timing INVT from the most advanced valve timing (most advanced valve timing INVTmax) to the most retarded valve timing (most retarded valve timing INVTmin). To do. That is, the opening timing of the
＜バルブタイミング可変機構の制御＞
エンジン２においては、電子制御装置３を通じてバルブタイミング可変機構４の制御が行われる。電子制御装置３は、エンジン２の運転中、基本的には次の（Ａ）及び（Ｂ）の処理を通じてバルブタイミングＩＮＶＴの変更を行う。
（Ａ）エンジン２の運転状態等に基づいて、バルブタイミングＩＮＶＴの目標値（目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇ）を設定する。
（Ｂ）実際のバルブタイミングＩＮＶＴ（バルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒ）が目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇと異なるとき、バルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒが目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇと一致するように可変機構モータ５を駆動する。なお、バルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒは、クランク回転角度計測値ＣＡＭ及びカム回転角度計測値ＤＡＭに基づいて算出される。
<Control of variable valve timing mechanism>
In the
(A) A target value (target valve timing INVTtrg) of the valve timing INVT is set based on the operating state of the
(B) When the actual valve timing INVT (valve timing measurement value INVTmsr) is different from the target valve timing INVTtrg, the
＜バルブタイミング可変機構の構成＞
図４〜図１５を参照して、バルブタイミング可変機構４の構造について説明する。本実施形態においては、各図における時計回りの方向をクランクシャフト２５の回転方向としている。以降では、クランクシャフト２５の回転方向を正転方向ＲＦとし、クランクシャフト２５の回転方向とは反対の方向を反転方向ＲＲとする。また、正転方向ＲＦへ作用するトルクを正トルクとし、反転方向ＲＲへ作用するトルクを負トルクとする。
<Configuration of variable valve timing mechanism>
The structure of the variable valve timing mechanism 4 will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the clockwise direction in each figure is the rotation direction of the
〔１〕「バルブタイミング可変機構の全体についての構造」
図４〜図６を参照して、可変機構４の全体構成について説明する。
・図４は、カムシャフト２７の中心線Ｏに沿った可変機構４の断面構造を示す。
・図５は、図４の各構成要素に詳細な符号を付した可変機構４の断面構造を示す。
・図６は、図４のＺＡ部の拡大構造を示す。
[1] “Overall structure of variable valve timing mechanism”
With reference to FIGS. 4-6, the whole structure of the variable mechanism 4 is demonstrated.
FIG. 4 shows a cross-sectional structure of the variable mechanism 4 along the center line O of the
FIG. 5 shows a cross-sectional structure of the variable mechanism 4 in which each component shown in FIG.
FIG. 6 shows an enlarged structure of the ZA portion in FIG.
バルブタイミング可変機構４は、カムスプロケット２７Ｓに対するカムシャフト２７の回転位相を変更する位相変換機構４１と位相変換機構４１へトルクを入力する可変機構モータ５とを備えて構成されている。位相変換機構４１は、可変機構モータ５から入力された回転を減速して出力するサイクロ減速機６とサイクロ減速機６から入力された回転を減速して出力するスライドリンク機構７とを備えて構成されている。スライドリンク機構７は、バルブタイミング可変機構４の出力軸として機能するカムプレート７１を備えて構成されている。
The variable valve timing mechanism 4 includes a
カムプレート７１は、カムスプロケット２７Ｓに対する相対回転が許容される状態でカムシャフト２７に固定されている。すなわち、カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の回転位相は、クランクシャフト２５に対するカムシャフト２７の回転位相と実質的に同じとなる。
The
可変機構モータ５は、自身の出力軸として機能するモータ軸５１がカムシャフト２７及びカムスプロケット２７Ｓの中心線Ｏ（以降ではカム中心線Ｏ）と整合するように配置されている。すなわち、カムシャフト２７、カムスプロケット２７Ｓ及びモータ軸５１は、カム中心線Ｏを回転軸として回転する。
The
バルブタイミング可変機構４においては、モータ軸５１とカムプレート７１とが一体回転する動作状態（拘束状態）と、モータ軸５１とカムプレート７１とが相対回転する動作状態（解放状態）とを選択的に切り替えることができる。なお、こうした動作状態の変更は、サイクロ減速機６の機能を通じて実現されている。
In the variable valve timing mechanism 4, an operation state (restraint state) in which the
（ａ）拘束状態のとき、クランクシャフト２５のトルクによりカムシャフト２７が回転する。また、サイクロ減速機６、スライドリンク機構７及び可変機構モータ５の構成要素がカムスプロケット２７Ｓ及びカムシャフト２７と一体回転する。すなわち、モータ軸５１がカムシャフト２７とともにクランクシャフト２５により回される状態となる。
(A) When in the restrained state, the
（ｂ）解放状態のとき、サイクロ減速機６及びスライドリンク機構７を通じて増幅された可変機構モータ５のトルクによりカムシャフト２７が回転する。また、モータ軸５１とカムスプロケット２７Ｓとの回転速度差によりカムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転する。相対回転の方向は、モータ軸５１の回転速度とカムスプロケット２７Ｓの回転速度との大小関係、及び位相変換機構４１の構造により決定される。
(B) In the released state, the
本実施形態のバルブタイミング可変機構４においては、解放状態のもとでモータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも大きいとき、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して相対的に正転方向ＲＦへ回転する。すなわち、カムシャフト２７がクランクシャフト２５に対して正転方向ＲＦへ相対回転することにより、バルブタイミングが進角される。反対に、解放状態のもとでモータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも小さいとき、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して相対的に反転方向ＲＲへ回転する。すなわち、カムシャフト２７がクランクシャフト２５に対して反転方向ＲＲへ相対回転することにより、バルブタイミングが遅角される。
In the variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment, when the rotational speed of the
〔２〕「モータの構造」
図４及び図５に併せて図６を参照して、可変機構モータ５の構造について説明する。
図７は、図４のＤＡ−ＤＡ線に沿った可変機構モータ５の断面構造を示す。
[2] “Motor structure”
The structure of the
FIG. 7 shows a cross-sectional structure of the
バルブタイミング可変機構４においては、可変機構モータ５としてブラシレスモータを採用している。
可変機構モータ５は、本体を構成するハウジング５２がチェーンカバー２９に固定されている。
The variable valve timing mechanism 4 employs a brushless motor as the
In the
ハウジング５２には、可変機構モータ５の回転を位相変換機構４１へ出力するモータ軸５１と、モータ軸５１を回転させるステータ５３及びロータ５４とが内蔵されているモータ軸５１は、ラジアルベアリング５５により支持されている。
The
ロータ５４は、モータ軸５１の外周を取り囲む態様でモータ軸５１に固定されている。これにより、モータ軸５１はロータ５４と一体回転する。ロータ５４内部には、複数の永久磁石５６が埋め込まれている。永久磁石５６は、ロータ５４の周方向に等間隔で配置されている。
The
ステータ５３は、ロータ５４を取り囲む態様でハウジング５２内に配置されている。また、ハウジング５２に固定されたステータ本体５３Ａとステータ本体５３Ａに固定されたコア５３Ｂとコア５３Ｂに巻き付けられたコイル５３Ｃとから構成されている。コア５３Ｂは、複数の鉄片の積層を通じて構成されているとともにステータ５３の周方向に等間隔で配置されている。
The
可変機構モータ５においては、モータ駆動回路４２を通じてコイル５３Ｃへの通電が行われることにより、ロータ５４に対してトルクが付与される。モータ駆動回路４２は、各コイル５３Ｃが形成する磁界により、ロータ５４に対して正転方向ＲＦへ作用するトルク（正トルク）または反転方向ＲＲへ作用するトルク（負トルク）が付与されるように各コイル５３Ｃへの通電を行う。
（ａ）モータ駆動回路４２からの通電により各コイル５３Ｃが正転方向ＲＦの回転磁界を形成しているとき、正転方向ＲＦへ作用するトルクがロータ５４に付与される。
（ｂ）モータ駆動回路４２からの通電により各コイル５３Ｃが反転方向ＲＲの回転磁界を形成しているとき、反転方向ＲＲへ作用するトルクがロータ５４に付与される。
In the
(A) When each
(B) When each
〔３〕「サイクロ減速機の構造」
図４及び図５に併せて図８を参照して、サイクロ減速機６の構造について説明する。
図８は、図４のＤＢ−ＤＢ線に沿ったサイクロ減速機６の断面構造を示す。
[3] “Structure of the cyclo reducer”
The structure of the
FIG. 8 shows a cross-sectional structure of the
サイクロ減速機６は、カムスプロケット２７Ｓと一体回転するサンギア６１と、サンギア６１に対する遊星運動が可能なプラネタリギア６２と、モータ軸５１の回転をプラネタリギア６２へ伝達する偏心軸６３と、プラネタリギア６２の回転をスライドリンク機構７へ伝達する出力プレート６４とを備えて構成されている。
The
サンギア６１は、自身の中心線がカム中心線Ｏと整合する態様でカムスプロケット２７Ｓの内周側に固定されている。すなわち、カム中心線Ｏを回転軸としてカムスプロケット２７Ｓと一体回転する。また、歯先曲面が歯底曲面の内周側にある内歯車として構成されている。
The
プラネタリギア６２は、ラジアルベアリング６５を介して偏心軸６３に取り付けられている。また、歯先曲面が歯底曲面の外周側にある外歯車として構成されている。プラネタリギア６２の歯先曲面の曲率半径は、サンギア６１の歯底曲面の曲率半径よりも小さく設定されている。プラネタリギア６２の歯数は、サンギア６１の歯数よりも１枚少ない歯数に設定されている。
The
サイクロ減速機６においては、プラネタリギア６２に上記構成が採用されているとともに複数の歯の一部がサンギア６１の歯と噛み合う態様でサンギア６１内に配置されていることにより、サンギア６１に対するプラネタリギア６２の自転及び公転が許容される。
In the
プラネタリギア６２において、出力プレート６４と対向する側面には、プラネタリギア６２の回転を出力プレート６４へ伝達するための出力ピン６２Ａが複数設けられている。各出力ピン６２Ａは、プラネタリギア６２と一体回転する円柱として形成されている。また、偏心軸６３の中心線（偏心軸中心線Ｐ）の周りにおいて等間隔に形成されている。
In the
偏心軸６３は、オルダムカップリング５７を介してモータ軸５１に固定されている。また、プラネタリギア６２に対する相対回転が許容される状態でプラネタリギア６２と組み合わされている。これにより、偏心軸６３及びモータ軸５１とカムスプロケット２７Ｓとの相対回転が許容される。なお、偏心軸中心線Ｐはカム中心線Ｏに対して偏心している。
The
出力プレート６４は、プラネタリギア６２とスライドリンク機構７との間に配置されている。また、ピン挿入穴６４Ａに出力ピン６２Ａがはめ込まれることによりプラネタリギア６２へ取り付けられている。ピン挿入穴６４Ａは、径が出力ピン６２Ａの径よりも大きく設定された円形の孔として形成されている。また、カム中心線Ｏの周りにおいて等間隔に形成されている。
The
サイクロ減速機６においては、プラネタリギア６２の出力ピン６２Ａが出力プレート６４のピン挿入穴６４Ａにはめ込まれていることにより、プラネタリギア６２の回転が出力プレート６４へ伝達される。
In the
〔４〕「サイクロ減速機の動作態様」
サイクロ減速機６の動作態様について説明する。以下の（Ａ）〜（Ｃ）において、（Ａ）ではモータ駆動回路４２を通じてロータ５４にトルクが付与されないときの動作態様、（Ｂ）ではモータ駆動回路４２を通じてロータ５４に正トルクが付与されるときの動作態様、また（Ｃ）ではモータ駆動回路４２を通じてロータ５４に負トルクが付与されるときの動作態様をそれぞれ説明している。
[4] “Mode of operation of cyclo reducer”
The operation mode of the
（Ａ）サンギア６１及びプラネタリギア６２が回転していない状態を基準として、モータ駆動回路４２を通じてロータ５４にトルクが付与されないとき（モータ軸５１から偏心軸６３へトルクが伝達されないとき）、サンギア６１に対するプラネタリギア６２の回転（自転及び公転）が拘束されるため、カムスプロケット２７Ｓの回転にともないサンギア６１とプラネタリギア６２とが噛み合いながら一体回転する。また、プラネタリギア６２が偏心軸６３に対して相対回転しないため、偏心軸６３及びモータ軸５１がカムスプロケット２７Ｓと一体回転する。すなわち、カムスプロケット２７Ｓとカムシャフト２７とモータ軸５１とが一体回転する。
(A) When no torque is applied to the
（Ｂ）サンギア６１及びプラネタリギア６２が回転していない状態を基準として、モータ駆動回路４２を通じてロータ５４に正トルクが付与されるとき（モータ軸５１を通じて偏心軸６３に対して正トルクが伝達されるとき）、プラネタリギア６２がサンギア６１に対して正転方向ＲＦへ公転する。これにより、プラネタリギア６２とサンギア６１との噛み合いを通じて、プラネタリギア６２が反転方向ＲＲへ自転するため、出力プレート６４を反転方向ＲＲへ押す力が出力ピン６２Ａから出力プレート６４へ加えられる。従って、出力プレート６４がサンギア６１に対して、すなわちカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転するようになる。
(B) When a positive torque is applied to the
（Ｃ）サンギア６１及びプラネタリギア６２が回転していない状態を基準として、モータ駆動回路４２を通じてロータ５４に負トルクが付与されるとき（モータ軸５１を通じて偏心軸６３に対して負トルクが伝達されるとき）、プラネタリギア６２がサンギア６１に対して反転方向ＲＲへ公転する。これにより、プラネタリギア６２とサンギア６１との噛み合いを通じて、プラネタリギア６２が正転方向ＲＦへ自転するため、出力プレート６４を正転方向ＲＦへ押す力が出力ピン６２Ａから出力プレート６４へ加えられる。従って、出力プレート６４がサンギア６１に対して、すなわちカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転するようになる。
(C) When a negative torque is applied to the
〔５〕「スライドリンク機構の構造」
図４及び図５に併せて図９〜図１５を参照して、スライドリンク機構７の構造について説明する。なお、図９〜図１２においては、断面を表すハッチングを省略している。
・図９は、図４のＤＣ−ＤＣ線に沿ったリンク機構７の断面構造を示す。
・図１０は、図４のＤＤ−ＤＤ線に沿ったリンク機構７の断面構造を示す。
・図１１は、図４のＤＣ−ＤＣ線に沿ったリンク機構７の断面構造を示す。
・図１２は、図４のＤＤ−ＤＤ線に沿ったリンク機構７の断面構造を示す。
・図１３は、図９のＤＥ−ＤＥ線に沿った可変機構４の断面構造を示す。
・図１４は、図１３のＺＢ部の拡大構造を示す。
・図１５は、図１３のＺＣ部の拡大構造を示す。
[5] “Structure of slide link mechanism”
The structure of the slide link mechanism 7 will be described with reference to FIGS. 9 to 15 together with FIGS. 9 to 12, hatching representing a cross section is omitted.
FIG. 9 shows a cross-sectional structure of the link mechanism 7 along the DC-DC line of FIG.
FIG. 10 shows a cross-sectional structure of the link mechanism 7 along the line DD-DD in FIG.
FIG. 11 shows a cross-sectional structure of the link mechanism 7 along the DC-DC line of FIG.
FIG. 12 shows a cross-sectional structure of the link mechanism 7 along the line DD-DD in FIG.
FIG. 13 shows a cross-sectional structure of the variable mechanism 4 along the line DE-DE in FIG.
FIG. 14 shows an enlarged structure of the ZB portion of FIG.
FIG. 15 shows an enlarged structure of the ZC portion of FIG.
スライドリンク機構７は、出力プレート６４と一体回転するガイドプレート７２と、ガイドプレート７２との協働によりカムスプロケット２７Ｓとカムシャフト２７との相対回転を可能にするリンクアーム７３と、リンクアーム７３の回転をカムシャフト２７へ伝達するカムプレート７１とを備えて構成されている。そして、サイクロ減速機６から入力された回転により、カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の回転位相を最遅角の回転位相（最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎ）から最進角の回転位相（最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘ）までの間で連続的に変更する。
The slide link mechanism 7 includes a
図９及び図１０は、カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の回転位相が最遅角の回転位相に設定されているときのスライドリンク機構７の動作状態（最遅角状態）を示す。一方、図１１及び図１２は、カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の回転位相が最進角の回転位相に設定されているときのスライドリンク機構７の状態（最進角状態）を示す。
9 and 10 show the operating state (most retarded state) of the slide link mechanism 7 when the rotational phase of the
カムプレート７１は、プレート本体７１Ａの中心線がカム中心線Ｏと整合するようにカムシャフト２７へ固定されている。すなわち、カム中心線Ｏを回転軸としてカムシャフト２７と一体回転する。プレート本体７１Ａには、リンクアーム７３を接続するための一対のプレート接続部７１Ｂが一体形成されている。各プレート接続部７１Ｂは、カム中心線Ｏに関して点対称となるように形成されている。
The
スライドリンク機構７においては、カムスプロケット２７Ｓとともに一体回転するプレートストッパ７４を通じて自身の動作状態が上記最遅角状態または最進角状態に保持される。プレートストッパ７４は、カムスプロケット２７Ｓの内周側に固定された遅角ストッパ７４Ａと進角ストッパ７４Ｂとにより構成されている。そして、プレートストッパ７４を通じて、次の（ａ）及び（ｂ）に示すようにスライドリンク機構７の最遅角状態及び最進角状態が達成される。
In the slide link mechanism 7, its own operation state is maintained in the most retarded state or the most advanced angle state through a
（ａ）カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の反転方向ＲＲへの相対回転を通じて、プレート接続部７１Ｂが遅角ストッパ７４Ａへ当接することにより、動作状態が最遅角状態（図９及び図１０）に保持される。このとき、カムプレート７１は、カムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転することができない。
(A) Through relative rotation of the
（ｂ）カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の正転方向ＲＦへの相対回転を通じて、プレート接続部７１Ｂが進角ストッパ７４Ｂへ当接することにより、動作状態が最進角状態（図１１及び図１２）に保持される。このとき、カムプレート７１は、カムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転することができない。
(B) Through relative rotation of the
ガイドプレート７２は、自身の中心線がカム中心線Ｏと整合するように配置されている。また、一体に形成されたプレート固定部７２Ａが出力プレート６４へ固定されていることにより出力プレート６４と一体回転する。プレート固定部７２Ａには、ガイドプレート７２に対する相対回転が許容される状態でカムプレート７１のプレート本体７１Ａがはめ込まれている。ガイドプレート７２には、リンクアーム７３の制御ピン７５を案内するための一対のピン溝７２Ｂが形成されている。
The
各ピン溝７２Ｂは、カム中心線Ｏに関して点対称となるように形成されている。また、その形状は、カム中心線Ｏ周りに曲率が漸次変化する渦巻形状に設定されている。具体的には、ガイドプレート７２上においてカム中心線Ｏに対する周方向の位置とカム中心線Ｏに対する径方向の距離とを漸次変化させた溝としてピン溝７２Ｂが形成されている。すなわち、ピン溝７２Ｂは、周方向の位置及びカム中心線Ｏに対する径方向の距離が互いにことなるピン溝遅角端７２Ｃ及びピン溝進角端７２Ｄを有するとともに、ピン溝遅角端７２Ｃからピン溝進角端７２Ｄへ向かうにつれてカム中心線Ｏに対する径方向の距離が漸次短くなる形状を有する。
Each
リンクアーム７３は、第１アーム７３Ａと第２アーム７３Ｂとの組み合わせを通じて構成されている。また、第１アーム７３Ａがカムスプロケット２７Ｓに連結されているとともに第２アーム７３Ｂがカムプレート７１に連結されている。以下、（Ａ）第１アーム７３Ａとカムスプロケット２７Ｓとの連結態様、（Ｂ）第１アーム７３Ａと第２アーム７３Ｂとの連結態様、及び（Ｃ）第２アーム７３Ｂとカムプレート７１との連結態様について説明する。
The
（Ａ）第１アーム７３Ａとカムスプロケット２７Ｓとは、スプロケットピン７６により連結されている。スプロケットピン７６は、第１アーム７３Ａ及びカムスプロケット２７Ｓに対する相対回転が許容される状態でこれら各構成要素と組み合わされている。こうしたスプロケットピン７６による第１アーム７３Ａとカムスプロケット２７Ｓとの連結により、第１アーム７３Ａとカムスプロケット２７Ｓとは、スプロケットピン７６を対偶素としたまわり対偶を構成している。
(A) The
（Ｂ）第１アーム７３Ａと第２アーム７３Ｂとは、制御ピン７５により連結されている。制御ピン７５は、第１アーム７３Ａ及び第２アーム７３Ｂに対する相対回転が許容される状態でこれら各構成要素と組み合わされている。こうした制御ピン７５による第１アーム７３Ａと第２アーム７３Ｂとの連結により、第１アーム７３Ａと第２アーム７３Ｂとは、制御ピン７５を対偶素としたまわり対偶を構成している。
(B) The
各制御ピン７５において、一方の端部には制御ピン７５に対して相対回転するピンカバー７５Ａが取り付けられている。そして、各制御ピン７５は、このピンカバー７５Ａを介して対応するガイドプレート７２のピン溝７２Ｂにはめ込まれている。これにより、ピン溝７２Ｂにおいては、ガイドプレート７２に対するピンカバー７５Ａの相対回転及び相対すべりが許容される。
Each
（Ｃ）第２アーム７３Ｂとカムプレート７１のプレート接続部７１Ｂとは、カムプレートピン７７により連結されている。カムプレートピン７７は、第２アーム７３Ｂ及びプレート接続部７１Ｂに対する相対回転が許容される状態でこれら各構成要素と組み合わされている。こうしたカムプレートピン７７による第２アーム７３Ｂとカムプレート７１との連結により、第２アーム７３Ｂとカムプレート７１とは、カムプレートピン７７を対偶素としたまわり対偶を構成している。
(C) The
〔６〕「スライドリンク機構の動作態様」
スライドリンク機構７の動作態様について説明する。以下の（Ａ）〜（Ｃ）において、（Ａ）ではガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転するときの動作態様、（Ｂ）ではガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転するときの動作態様、また（Ｃ）ではガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しないときの動作態様をそれぞれ説明している。
[6] “Operation mode of slide link mechanism”
An operation mode of the slide link mechanism 7 will be described. In the following (A) to (C), in (A), the operation mode when the
（Ａ）ガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転するとき、ピン溝７２Ｂにおける制御ピン７５の位置がピン溝進角端７２Ｄ側からピン溝遅角端７２Ｃ側へ変化することにより、カム中心線Ｏの径方向において制御ピン７５がカム中心線Ｏから離れる。このとき、第１アーム７３Ａがスプロケットピン７６を回転軸としてカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転するとともに制御ピン７５を回転軸として第２アーム７３Ｂに対して相対回転することにより、上記制御ピン７５の移動が許容される。
(A) When the
そして、カム中心線Ｏの径方向における制御ピン７５の移動にともない、第２アーム７３Ｂがカムプレートピン７７を回転軸としてカムプレート７１に対して相対回転しつつプレート接続部７１Ｂを反転方向ＲＲへ引くため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転する。すなわち、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転する。
As the
例えば、カムスプロケット２７Ｓに対するガイドプレート７２の正転方向ＲＦへの相対回転により、スライドリンク機構７の動作状態が最進角状態（図１１）から最遅角状態（図９）へ変化するとき、カム中心線Ｏに対する制御ピン７５の径方向の位置が図１１の位置から図９の位置へ変化する。そして、こうした制御ピン７５の移動により第２アーム７３Ｂがカムプレート７１を反転方向ＲＲへ引くため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して図１１の位置から図９の位置まで相対回転する。
For example, when the operation state of the slide link mechanism 7 changes from the most advanced angle state (FIG. 11) to the most retarded angle state (FIG. 9) due to the relative rotation of the
（Ｂ）ガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転するとき、ピン溝７２Ｂにおける制御ピン７５の位置がピン溝遅角端７２Ｃ側からピン溝進角端７２Ｄ側へ変化することにより、カム中心線Ｏの径方向において制御ピン７５がカム中心線Ｏへ接近する。このとき、第１アーム７３Ａがスプロケットピン７６を回転軸としてカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転するとともに制御ピン７５を回転軸として第２アーム７３Ｂに対して相対回転することにより、上記制御ピン７５の移動が許容される。
(B) When the
そして、カム中心線Ｏの径方向における制御ピン７５の移動にともない、第２アーム７３Ｂがカムプレートピン７７を回転軸としてカムプレート７１に対して相対回転しつつプレート接続部７１Ｂを正転方向ＲＦへ押すため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転する。すなわち、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転する。
As the
例えば、カムスプロケット２７Ｓに対するガイドプレート７２の反転方向ＲＲへの相対回転により、スライドリンク機構７の動作状態が最遅角状態（図９）から最進角状態（図１１）へ変化するとき、カム中心線Ｏに対する制御ピン７５の径方向の位置が図９の位置から図１１の位置へ変化する。そして、こうした制御ピン７５の移動により第２アーム７３Ｂがカムプレート７１を正転方向ＲＦへ押すため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して図９の位置から図１１の位置まで相対回転する。
For example, when the operation state of the slide link mechanism 7 changes from the most retarded state (FIG. 9) to the most advanced angle state (FIG. 11) due to the relative rotation of the
（Ｃ）ガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しないとき、ピン溝７２Ｂにおける制御ピン７５の位置が変化しないため、カム中心線Ｏの径方向における制御ピン７５の位置が保持される。これにより、第２アーム７３Ｂがガイドプレート７２に対して相対移動しないため、カムスプロケット２７Ｓに対するカムプレート７１の回転位相が保持される。すなわち、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しない。
(C) Since the position of the
＜バルブタイミング可変機構の動作とバルブタイミングとの関係＞
バルブタイミング可変機構４の動作とバルブタイミングＩＮＶＴとの関係について説明する。以下の（Ａ）〜（Ｃ）において、（Ａ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが遅角されるときの関係、（Ｂ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが進角されるときの関係、また（Ｃ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが保持されるときの関係をそれぞれ説明している。
<Relationship between operation of valve timing variable mechanism and valve timing>
The relationship between the operation of the variable valve timing mechanism 4 and the valve timing INVT will be described. In the following (A) to (C), (A) shows the relationship when the valve timing INVT is retarded, (B) shows the relationship when the valve timing INVT is advanced, and (C) shows the valve timing. Each of the relationships when INVT is held is described.
（Ａ）バルブタイミング可変機構４の解放状態において、モータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも小さいとき、プラネタリギア６２がサンギア６１に対して反転方向ＲＲへ公転するため、プラネタリギア６２とサンギア６１との噛み合いを通じてプラネタリギア６２が正転方向ＲＦへ自転する。これにより、出力プレート６４を正転方向ＲＦへ押す力が出力ピン６２Ａから出力プレート６４へ加えられるため、出力プレート６４がサンギア６１に対して、すなわちカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転する。
(A) In the released state of the variable valve timing mechanism 4, when the rotational speed of the
そして、こうした出力プレート６４の相対回転にともないガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転するため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転する。これにより、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転するため、相対回転の角度に応じてバルブタイミングＩＮＶＴが遅角される。
As the
（Ｂ）バルブタイミング可変機構４の解放状態において、モータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも大きいとき、プラネタリギア６２がサンギア６１に対して正転方向ＲＦへ公転するため、プラネタリギア６２とサンギア６１との噛み合いを通じてプラネタリギア６２が反転方向ＲＲへ自転する。これにより、出力プレート６４を反転方向ＲＲへ押す力が出力ピン６２Ａから出力プレート６４へ加えられるため、出力プレート６４がサンギア６１に対して、すなわちカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転する。
(B) When the rotation speed of the
そして、こうした出力プレート６４の相対回転にともないガイドプレート７２がカムスプロケット２７Ｓに対して反転方向ＲＲへ相対回転するため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転する。これにより、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して正転方向ＲＦへ相対回転するため、相対回転の角度に応じてバルブタイミングＩＮＶＴが進角される。
As the
（Ｃ）サイクロ減速機６の動作状態が拘束状態のとき、サンギア６１に対するプラネタリギア６２の回転（自転及び公転）が拘束されることにより、プラネタリギア６２がサンギア６１と一体回転するため、出力プレート６４がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しない。そして、ガイドプレート７２が出力プレート６４と一体回転するため、カムプレート７１がカムスプロケット２７Ｓに対する回転位相を保持しつつ回転する。これにより、カムシャフト２７がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しないため、バルブタイミングＩＮＶＴが保持される。なお、サイクロ減速機６の解放状態において、モータ駆動回路４２を通じてロータ５４へトルクが付与されることにより、モータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度と一致しているときも、出力プレート６４がカムスプロケット２７Ｓに対して相対回転しないため、バルブタイミングＩＮＶＴが保持される。
(C) When the operation state of the
＜バルブタイミング可変機構の制御態様とバルブタイミングとの関係＞
電子制御装置３によるバルブタイミング可変機構４の制御態様とバルブタイミングＩＮＶＴとの関係について説明する。以下の（Ａ）〜（Ｃ）において、（Ａ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが遅角されるときの関係、（Ｂ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが進角されるときの関係、また（Ｃ）ではバルブタイミングＩＮＶＴが保持されるときの関係をそれぞれ説明している。
<Relationship between valve timing control mechanism and valve timing>
The relationship between the control mode of the valve timing variable mechanism 4 by the
（Ａ）電子制御装置３は、バルブタイミングＩＮＶＴを遅角する際、バルブタイミング可変機構４の動作状態を解放状態に設定する。そして、モータ駆動回路４２の制御を通じてモータ軸５１の回転速度をカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも小さくすることにより、バルブタイミングＩＮＶＴを遅角させる。また、バルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒが目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇとなるまでモータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも小さい状態を保持する。
(A) When retarding the valve timing INVT, the
（Ｂ）電子制御装置３は、バルブタイミングＩＮＶＴを進角する際、バルブタイミング可変機構４の動作状態を解放状態に設定する。そして、モータ駆動回路４２の制御を通じてモータ軸５１の回転速度をカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも大きくすることにより、バルブタイミングＩＮＶＴを進角させる。また、バルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒが目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇとなるまでモータ軸５１の回転速度がカムスプロケット２７Ｓの回転速度よりも大きい状態を保持する。
(B) When the
（Ｃ）電子制御装置３は、バルブタイミングＩＮＶＴを保持する際、バルブタイミング可変機構４の動作状態を拘束状態に設定する。なお、バルブタイミング可変機構４の解放状態において、モータ軸５１の回転速度をカムスプロケット２７Ｓの回転速度と同じ大きさに保持することによってもバルブタイミングＩＮＶＴを保持することができる。
(C) When holding the valve timing INVT, the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［１］＞
本実施形態では、エンジン２の始動に際してバルブタイミング可変機構４の可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として利用することにより、エンジン２の始動性の向上を図るようにしている。具体的には、以下の「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」を通じてバルブタイミング可変機構４の制御を行うことにより、始動性の向上を実現している。
<Valve timing variable mechanism drive processing [1]>
In the present embodiment, when the
図１６及び図１７を参照して、「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」の詳細な処理手順について説明する。本処理は、エンジン２の停止中に電子制御装置３を通じて実行される。
A detailed processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [1]” will be described with reference to FIGS. 16 and 17. This process is executed through the
［ステップＳ１１０］エンジン２の始動要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の始動要求があるか否かについては、アクセルペダル１Ａの踏み込み量、ブレーキペダル１Ｂの踏み込み量、車両１の走行速度、ＨＶバッテリ１６の充電量及びシフトポジションなどのパラメータに基づいて判定される。
・エンジン２の始動要求があるとき、ステップＳ１２０の処理へ移行する。
・エンジン２の始動要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１１０の処理を行う。
[Step S110] It is determined whether or not there is a request to start the
When there is a request for starting the
When there is no request for starting the
［ステップＳ１２０］外気温度ＴＨＯが判定温度ＴＨＯＸ未満か否かを判定する。ここでは、吸気温度計測値ＴＨＡＭを外気温度の相当値として採用し、吸気温度計測値ＴＨＡＭと判定温度ＴＨＯＸとの比較に基づいて、外気温度ＴＨＯが判定温度ＴＨＯＸ未満か否かを判定する。判定温度ＴＨＯＸは、外気温度ＴＨＯが低いことに起因してＨＶバッテリ１６の性能の低下が生じているか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定されている。
[Step S120] It is determined whether or not the outside air temperature THO is lower than the determination temperature THOX. Here, the intake air temperature measurement value THAM is adopted as an equivalent value of the outside air temperature, and it is determined whether or not the outside air temperature THO is lower than the determination temperature THOX based on a comparison between the intake air temperature measurement value THAM and the determination temperature THOX. The determination temperature THOX is set in advance through a test or the like as a value for determining whether or not the performance of the
電子制御装置３は、ステップＳ１２０の判定処理を通じて、エンジン２の始動性について次のように判断する。
（ａ）吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ未満のとき、ＨＶバッテリ１６の性能の低下が生じていることによりモータジェネレータ１２の出力が十分に得られないため、始動性の悪化をまねくおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２２の処理へ移行する。
（ｂ）吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ以上のとき、ＨＶバッテリ１６の性能の低下が生じていないため、始動性の悪化をまねくおそれはないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２４の処理へ移行する。
The
(A) When the intake air temperature measurement value THAM is lower than the determination temperature THOX, the output of the
(B) When the intake air temperature measurement value THAM is equal to or higher than the determination temperature THOX, it is determined that there is no possibility of deteriorating startability because the performance of the
［ステップＳ１２２］クランキングフラグｅＣＫをオンに設定することにより、可変機構モータ５によるクランキングの補助を許可する。
［ステップＳ１２４］クランキングフラグｅＣＫをオフに設定することにより、可変機構モータ５によるクランキングの補助を禁止する。
[Step S122] By setting the cranking flag eCK to ON, the cranking assist by the
[Step S124] The cranking flag eCK is set to OFF to prohibit the cranking assistance by the
［ステップＳ１３０］モータジェネレータ１２によるクランキングが開始されたか否かを判定する。
・クランキングが開始されているとき、ステップＳ１４０の処理へ移行する。
・クランキングが開始されていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１３０の処理を行う。
[Step S130] It is determined whether or not cranking by the
When the cranking has been started, the process proceeds to step S140.
When the cranking has not been started, the process of step S130 is performed again after a predetermined time has elapsed.
［ステップＳ１４０］クランキングフラグｅＣＫがオンに設定されているか否かを判定する。
・オンに設定されているとき、ステップＳ１４２の処理へ移行する。
・オフに設定されているとき、ステップＳ１５０の処理へ移行する。
[Step S140] It is determined whether the cranking flag eCK is set to ON.
When it is set to ON, the process proceeds to step S142.
When it is set to OFF, the process proceeds to step S150.
［ステップＳ１４２］可変機構モータ５の制御を通じてクランクシャフト２５へ正トルクを入力する。すなわち、バルブタイミング可変機構４の拘束状態において、モータ駆動回路４２を通じてロータ５４へ正トルクを付与する。このとき、モータ軸５１がカムスプロケット２７Ｓと一体回転することにより、モータ軸５１の正トルクがカムスプロケット２７Ｓを介してクランクシャフト２５へ伝達されるため、モータジェネレータ１２のみによりクランキングを行う場合に比べてクランクシャフト２５に付与される正トルクが大きくなる。
[Step S142] A positive torque is input to the
［ステップＳ１５０］エンジン２が完爆状態へ移行したか否かを判定する。
・完爆状態へ移行しているとき、ステップＳ１５２の処理へ移行する。
・完爆状態へ移行していないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１５０の処理を行う。
[Step S150] It is determined whether or not the
When the state has shifted to the complete explosion state, the process proceeds to step S152.
-When not having shifted to the complete explosion state, the process of step S150 is performed again after a predetermined time has elapsed.
［ステップＳ１５２］可変機構モータ５によるクランクシャフト２５への正トルクの入力を停止する。すなわち、モータ駆動回路４２によるコイル５３Ｃへの通電を停止する。なお、ステップＳ１５２の処理が行われた後は、「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」が終了される。
[Step S152] The input of positive torque to the
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第１実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
（１）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、エンジン２の始動時に可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として駆動させるようにしている。これにより、モータジェネレータ１２のみによりクランキングを行う場合に比べてクランクシャフト２５に付与される正トルクが大きくなるため、クランキングの時間を短くすることができるようになる。すなわち、エンジン２の始動性の向上を図ることができるようになる。
(1) In the variable valve timing mechanism 4 of this embodiment, the
（２）また、吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ以上のとき、すなわちモータジェネレータ１２の出力が十分に得られるときには、可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として駆動させないようにしているため、補機バッテリ１７の電力の消費を抑制することができるようになる。
(2) When the intake air temperature measurement value THAM is equal to or higher than the determination temperature THOX, that is, when the output of the
＜実施形態の変更例＞
なお、上記第１実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第１実施形態では、吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ未満のときに可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として用いるようにしたが、例えば次のように変更することもできる。すなわち、エンジン２の始動に際して、常に可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として用いることもできる。
<Example of change of embodiment>
In addition, the said 1st Embodiment can also be changed and implemented as shown below, for example.
In the first embodiment, the
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図１８を参照して説明する。
本実施形態では、可変機構モータ５をモータジェネレータ１２の補助として利用する際におけるサイクロ減速機６の負荷の低減を図るようにしている。具体的には、前記第１実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」の一部を以下で説明するように変更することにより、負荷の低減を実現している。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the load on the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［１］＞
図１８に、「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」の処理手順の一部を示す。
［ステップＳ１４０］クランキングフラグｅＣＫがオンに設定されているか否かを判定する。
・オンに設定されているとき、ステップＳ１６０の処理へ移行する。
・オフに設定されているとき、ステップＳ１５０の処理へ移行する。
<Valve timing variable mechanism drive processing [1]>
FIG. 18 shows a part of the processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [1]”.
[Step S140] It is determined whether the cranking flag eCK is set to ON.
When it is set to ON, the process proceeds to step S160.
When it is set to OFF, the process proceeds to step S150.
［ステップＳ１６０］前回のエンジン２の停止時にバルブタイミングＩＮＶＴが最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘに設定されていたか否かを判定する。ここでは、メモリに記憶されている前回のエンジン運転時のバルブタイミング計測値ＩＮＶＴｍｓｒに基づいて、バルブタイミングＩＮＶＴが最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘに設定されているか否かを判定する。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘに設定されているとき、ステップＳ１４２の処理へ移行する。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘに設定されていないとき、ステップＳ１６２の処理へ移行する。
[Step S160] It is determined whether or not the valve timing INVT was set to the most advanced valve timing INVTmax when the
When the valve timing INVT is set to the most advanced valve timing INVTmax, the process proceeds to step S142.
When the valve timing INVT is not set to the most advanced valve timing INVTmax, the process proceeds to step S162.
［ステップＳ１６２］バルブタイミング可変機構４の制御を通じてバルブタイミングＩＮＶＴの進角を開始する。
［ステップＳ１７０］カムプレート７１が進角ストッパ７４Ｂに突き当てられたか否か（バルブタイミングＩＮＶＴが最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘまで進角されたか否か）を判定する。なお、カムプレート７１が進角ストッパ７４Ｂに突き当てられたか否かについては、モータ駆動回路４２によるコイル５３Ｃへの電流の供給量に基づいて把握することができる。
・カムプレート７１が進角ストッパ７４Ｂに突き当てられているとき、ステップＳ１４２の処理へ移行する。
・カムプレート７１が進角ストッパ７４Ｂに突き当てられていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１６０の処理を行う。
[Step S162] The advance of the valve timing INVT is started through the control of the variable valve timing mechanism 4.
[Step S170] It is determined whether or not the
When the
When the
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第２実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the second embodiment, the following effects can be obtained.
（３）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、可変機構モータ５によるクランキングの補助に先立ち、カムプレート７１を進角ストッパ７４Ｂに突き当てるようにしている。すなわち、可変機構モータ５の正トルクをカムスプロケット２７Ｓへ伝達するための役割をカムプレート７１にも担わせるようにしている。これにより、モータジェネレータ１２の補助として可変機構モータ５を駆動させた場合におけるサイクロ減速機６の負荷が低減されるため、同減速機６の寿命の向上を図ることができるようになる。
(3) In the variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment, the
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について、図１９及び図２０を参照して説明する。
本実施形態では、エンジン２の始動前にバルブタイミングＩＮＶＴの変更を行うことにより、エンジン２の始動性の向上を図るようにしている。具体的には、以下の「バルブタイミング可変機構駆動処理［２］」を通じてバルブタイミング可変機構４の制御を行うことにより、始動性の向上を実現している。なお、本実施形態においては、前記「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」に代えて「バルブタイミング可変機構駆動処理［２］」を行う点において前記第１実施形態の構成と相違し、それ以外については前記第１実施形態と同様の構成を採用している。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
In this embodiment, the startability of the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［２］＞
図１９及び図２０を参照して、「バルブタイミング可変機構駆動処理［２］」の詳細な処理手順について説明する。本処理は、「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−１］」（図１９）と「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」（図２０）とから構成されている。
<Valve timing variable mechanism drive processing [2]>
A detailed processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [2]” will be described with reference to FIGS. 19 and 20. This process includes “valve timing variable mechanism driving process [2-1]” (FIG. 19) and “valve timing variable mechanism driving process [2-2]” (FIG. 20).
〔１〕「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−１］」
図１９に、「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−１］」の詳細な処理手順を示す。本処理は、電子制御装置３を通じてエンジン２の始動後に開始される。
[1] “Valve timing variable mechanism drive process [2-1]”
FIG. 19 shows a detailed processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [2-1]”. This process is started after the
［ステップＳ２１０］エンジン２の停止要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の停止要求があるか否かについては、アクセルペダル１Ａの踏み込み量、ブレーキペダル１Ｂの踏み込み量、車両１の走行速度、ＨＶバッテリ１６の充電量及びシフトポジションなどのパラメータに基づいて判定される。
・エンジン２の停止要求があるとき、ステップＳ２１２の処理へ移行する。
・エンジン２の停止要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ２１０の処理を行う。
[Step S210] It is determined whether or not there is a request to stop the
When there is a request to stop the
When there is no request to stop the
［ステップＳ２１２］バルブタイミング可変機構４の制御を通じて現在のバルブタイミングＩＮＶＴから最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまでの遅角を開始する。
［ステップＳ２２０］バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまで遅角されたか否かについて判定する。なお、バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定されているか否かについては、例えば、カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当たっているか否かに基づいて把握することができる。また、カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当たっているか否かについては、モータ駆動回路４２を通じてコイル５３Ｃへ供給されている電流量に基づいて把握することができる。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまで遅角されているとき、本処理を終了する。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまで遅角されていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ２２０の処理を行う。すなわち、バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎへ遅角されるまでバルブタイミング可変機構４の駆動を継続する。
[Step S212] The delay from the current valve timing INVT to the most retarded valve timing INVTmin is started through the control of the variable valve timing mechanism 4.
[Step S220] It is determined whether or not the valve timing INVT has been retarded to the most retarded valve timing INVTmin. Whether or not the valve timing INVT is set to the most retarded valve timing INVTmin can be grasped based on, for example, whether or not the
When the valve timing INVT is retarded to the most retarded valve timing INVTmin, this processing is terminated.
When the valve timing INVT is not delayed to the most retarded valve timing INVTmin, the process of step S220 is performed again after a predetermined time has elapsed. That is, the driving of the variable valve timing mechanism 4 is continued until the valve timing INVT is retarded to the most retarded valve timing INVTmin.
〔２〕「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」
図２０に、「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」の詳細な処理手順を示す。本処理は、電子制御装置３を通じてエンジン２の停止後に開始される。
[2] “Valve timing variable mechanism drive process [2-2]”
FIG. 20 shows a detailed processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [2-2]”. This process is started after the
［ステップＳ３１０］エンジン２の始動要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の始動要求があるか否かについては、アクセルペダル１Ａの踏み込み量、ブレーキペダル１Ｂの踏み込み量、車両１の走行速度、ＨＶバッテリ１６の充電量及びシフトポジションなどのパラメータに基づいて判定される。
・エンジン２の始動要求があるとき、ステップＳ３１２の処理へ移行する。
・エンジン２の始動要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ３１０の処理を行う。
[Step S310] It is determined whether or not there is a request to start the
When there is a request for starting the
When there is no request for starting the
［ステップＳ３１２］外気温度ＴＨＯ及びアクセル操作量ＡＣＣに基づいて、エンジン２の始動に適したバルブタイミング（始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａ）を目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇとして設定する。
[Step S312] Based on the outside air temperature THO and the accelerator operation amount ACC, a valve timing (starting valve timing INVTsta) suitable for starting the
ここでは、外気温度ＴＨＯの相当値として吸気温度計測値ＴＨＡＭを採用し、外気温度ＴＨＯ及びアクセル操作量ＡＣＣと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係が設定されたマップ（始動バルブタイミング算出マップ）に吸気温度計測値ＴＨＡＭ及びアクセル操作量計測値ＡＣＣＭを適用することにより、始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａを算出する。 Here, the intake air temperature measurement value THAM is adopted as the equivalent value of the outside air temperature THO, and the intake air temperature is shown in a map (starting valve timing calculation map) in which the relationship between the outside air temperature THO, the accelerator operation amount ACC, and the starting valve timing INVTsta is set. The start valve timing INVTsta is calculated by applying the measurement value THAM and the accelerator operation amount measurement value ACCM.
始動バルブタイミング算出マップは、試験等を通じて外気温度ＴＨＯ及びアクセル操作量ＡＣＣと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係を予め把握してマップ化することにより構成されている。同マップにおいて、各パラメータと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係は次のように設定されている。
（ａ）エンジン２においては、外気温度ＴＨＯが低くなるにつれて吸入空気量が減少する。上記マップにおいては、こうした吸入空気量の変化傾向に即して、外気温度ＴＨＯが低温側へ変化するにつれて始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａが進角側へ変化するように設定されている。
（ｂ）エンジン２においては、アクセル操作量ＡＣＣが大きくなるにつれて吸入空気量を多くすることが要求される。上記マップにおいては、こうした吸入空気量の要求に即して、アクセル操作量ＡＣＣが全開側へ変化するにつれて始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａが進角側へ変化するように設定されている。
The start valve timing calculation map is configured by previously grasping and mapping the relationship between the outside air temperature THO, the accelerator operation amount ACC, and the start valve timing INVTsta through a test or the like. In the map, the relationship between each parameter and the starting valve timing INVTsta is set as follows.
(A) In the
(B) The
［ステップＳ３１４］可変機構モータ５のロータ５４の回転角度（ロータ回転角度計測値ＲＡＭ）に基づいて、バルブタイミングＩＮＶＴを最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎから目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇまで進角する。具体的には、次の［１］〜［３］の処理を通じてバルブタイミングＩＮＶＴの進角を行う。なお、以降では、カムスプロケット２７Ｓに対するカムシャフト２７の相対回転の角度をカム相対回転角度ＰＡとする。
［１］バルブタイミングＩＮＶＴを最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎから目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇまで進角させるために必要となるカム相対回転角度ＰＡ（目標カム相対回転角度ＰＡｔｒｇ）を算出する。
［２］バルブタイミング可変機構４の解放状態におけるロータ回転角度ＲＡとカム相対回転角度ＰＡとの関係に基づいて、最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎから上記目標カム相対回転角度ＰＡｔｒｇまで進角するために必要となるロータ回転角度ＲＡ（目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇ）を算出する。なお、上記ロータ回転角度ＲＡとカム相対回転角度ＰＡとの関係は、試験等を通じて予め把握して電子制御装置３へ記憶しておくことにより、目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇの算出に用いることができる。
［３］ロータ回転角度計測値ＲＡＭが目標ロータ回転角度ＲＡｔｒｇとなるまでロータ５４（モータ軸５１）を回転させる。
[Step S314] Based on the rotation angle of the
[1] A cam relative rotation angle PA (target cam relative rotation angle PAtrg) required to advance the valve timing INVT from the most retarded valve timing INVTmin to the target valve timing INVTtrg is calculated.
[2] Necessary for advancing from the most retarded valve timing INVTmin to the target cam relative rotation angle PAtrg based on the relationship between the rotor rotation angle RA and the cam relative rotation angle PA when the variable valve timing mechanism 4 is released. A rotor rotation angle RA (target rotor rotation angle RAtrg) is calculated. The relationship between the rotor rotation angle RA and the cam relative rotation angle PA can be used for calculation of the target rotor rotation angle RAtrg by grasping in advance through a test or the like and storing it in the
[3] The rotor 54 (motor shaft 51) is rotated until the rotor rotation angle measurement value RAM reaches the target rotor rotation angle RAtrg.
［ステップＳ３１６］エンジン２のクランキングの開始を許可する。なお、電子制御装置３を通じて別途実行されているエンジン始動制御においては、ステップＳ３１６の処理を受けてクランキングを開始する。
[Step S316] The
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第３実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the third embodiment, the following effects can be obtained.
（１）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、エンジン２の始動前にバルブタイミングＩＮＶＴを始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａに設定するようにしている。これにより、エンジン２の始動性の向上を図ることができるようになる。
(1) In the variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment, the valve timing INVT is set to the start valve timing INVTsta before the
（２）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、バルブタイミングＩＮＶＴを始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａに設定する際、最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎを基準としてロータ回転角度ＲＡに基づいてバルブタイミングＩＮＶＴの変更を行うようにしている。これにより、バルブタイミングＩＮＶＴを的確に始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａへ変更することができるようになる。 (2) In the variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment, when the valve timing INVT is set to the starting valve timing INVTsta, the valve timing INVT is changed based on the rotor rotation angle RA with the most retarded valve timing INVTmin as a reference. I am doing so. As a result, the valve timing INVT can be accurately changed to the start valve timing INVTsta.
＜実施形態の変更例＞
なお、上記第３実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第３実施形態では、エンジン２の停止前にバルブタイミングＩＮＶＴを最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定し、エンジン２の始動前にバルブタイミングＩＮＶＴを目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇに設定するようにしたが、例えば次のように変更することもできる。すなわち、エンジン２の始動要求が検出されたときに、バルブタイミングＩＮＶＴを最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定し、その後、バルブタイミングＩＮＶＴを目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇに設定することもできる。
<Example of change of embodiment>
In addition, the said 3rd Embodiment can also be changed and implemented as shown below, for example.
In the third embodiment, the valve timing INVT is set to the most retarded valve timing INVTmin before the
・上記第３実施形態では、最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎを基準としてバルブタイミングＩＮＶＴを始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａへ変更するようにしたが、最進角バルブタイミングＩＮＶＴｍａｘを基準としてバルブタイミングＩＮＶＴを始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａへ変更することもできる。 In the third embodiment, the valve timing INVT is changed to the starting valve timing INVTsta based on the most retarded valve timing INVTmin. However, the valve timing INVT is changed to the starting valve timing INVTsta based on the most advanced valve timing INVTmax. You can also change to
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について、図２１を参照して説明する。
本実施形態では、可変機構モータ５を発電機として利用することにより、補機バッテリ１７の充電状態の向上を図るようにしている。具体的には、以下の「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」を通じてバルブタイミング可変機構４の制御を行うことにより、燃料消費率の向上を実現している。なお、本実施形態においては、前記「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」に代えて「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」を行う点において前記第１実施形態の構成と相違し、それ以外については前記第１実施形態と同様の構成を採用している。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this embodiment, the charging state of the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［３］＞
図２１に、「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」の詳細な処理手順を示す。本処理は、エンジン２の運転中に電子制御装置３を通じて実行される。
<Valve timing variable mechanism drive processing [3]>
FIG. 21 shows a detailed processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [3]”. This process is executed through the
［ステップＳ４１０］エンジン２の停止要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の停止要求があるか否かについては、アクセルペダル１Ａの踏み込み量、ブレーキペダル１Ｂの踏み込み量、車両１の走行速度、ＨＶバッテリ１６の充電量及びシフトポジションなどのパラメータに基づいて判定される。
・エンジン２の停止要求があるとき、ステップＳ４１２の処理へ移行する。
・エンジン２の停止要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ４１０の処理を行う。
[Step S410] It is determined whether there is a request to stop the
When there is a request to stop the
-When there is no stop request | requirement of the
［ステップＳ４１２］可変機構モータ５による発電を通じて補機バッテリ１７の充電を行う。すなわち、可変機構モータ５によりエンジン２のエネルギー回生を行う。具体的には、次の［１］及び［２］の処理を通じて補機バッテリ１７の充電を行う。
［１］バルブタイミング可変機構４を拘束状態で駆動させてモータ軸５１をカムスプロケット２７Ｓと一体回転させる。
［２］モータ駆動回路４２によるコイル５３Ｃへの発電指令を通じて、モータ軸５１の回転により発生した電力を補機バッテリ１７へ供給する。
[Step S412] The
[1] The variable valve timing mechanism 4 is driven in a restrained state to rotate the
[2] Power generated by the rotation of the
［ステップＳ４２０］エンジン２が停止したか否かを判定する。
・エンジン２が停止しているとき、ステップＳ４２２の処理へ移行する。
・エンジン２が停止していないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ４２０の処理を行う。すなわち、エンジン２が停止するまでの間、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を継続して行う。
[Step S420] It is determined whether the
When the
When the
［ステップＳ４２２］可変機構モータ５の発電機としての動作を停止する。すなわち、モータ駆動回路４２によるコイル５３Ｃへの発電指令を停止する。なお、ステップＳ４２２の処理が行われた後は、「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」が終了される。
[Step S422] The operation of the
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第４実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
（１）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、可変機構モータ５を通じて発電を行うようにしている。これにより、補機バッテリ１７の電力の不足が生じることを抑制することができるようになる。
(1) The variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment generates power through the
（２）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、エンジン２の停止要求があるとき可変機構モータ５を通じて発電を行うようにしている。すなわち、エンジン２の回転速度を低下させる際に、エンジン２のトルクを通じて可変機構モータ５による発電を行うようにしている。これにより、補機バッテリ１７の充電を行うために燃焼される燃料量が低減されるため、エンジン２の燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
(2) The variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment generates power through the
＜実施形態の変更例＞
なお、上記第４実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第４実施形態では、エンジン２の停止要求があるときに可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うようにしたが、例えば次のように変更することもできる。すなわち、エンジン２の運転中、常に可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うこともできる。この場合、「バルブタイミング可変機構駆動制御［３］」において、ステップＳ４１０の処理が省略される。
<Example of change of embodiment>
In addition, the said 4th Embodiment can also be changed and implemented as shown below, for example.
In the fourth embodiment, the
・上記第４実施形態においては、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うための条件として、次の（ａ）〜（ｃ）の条件の少なくとも１つを採用することにより、補機バッテリ１７の電力の不足が生じることを抑制することができるようになる。
（ａ）補機バッテリ１７の充電量が判定値未満のとき。
（ｂ）モータジェネレータ１２の発電能力が低下しているとき。
（ｃ）補機バッテリ１７の電力について、単位時間あたりの消費量が判定値以上のとき。
In the fourth embodiment, by using at least one of the following conditions (a) to (c) as a condition for charging the
(A) When the charge amount of the
(B) When the power generation capacity of the
(C) When the power consumption of the
・上記第４実施形態においては、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うための条件として、次の（ｄ）〜（ｆ）の条件の少なくとも１つを採用することにより、エンジン２のエネルギー回生を通じて燃料消費率の向上を図ることができる。
（ｄ）エンジン２の停止要求があるとき。
（ｅ）車両１の走行速度の減速度が判定値以上のとき。
（ｆ）エンジン２の回転速度の減速度が判定値以上のとき。
In the fourth embodiment, by adopting at least one of the following conditions (d) to (f) as a condition for charging the
(D) When there is a request to stop the
(E) When the deceleration of the traveling speed of the
(F) When the deceleration of the rotational speed of the
・上記第４実施形態においては、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うための条件として、上記（ａ）〜（ｃ）の条件の少なくとも１つと上記（ｄ）〜（ｆ）の条件の少なくとも１つとを採用することにより、電力の不足の抑制及び燃料消費率の向上を図ることができるようになる。
In the fourth embodiment, as a condition for charging the
・上記第４実施形態では、可変機構モータ５による発電を通じて補機バッテリ１７の充電を行うようにしたが、ＨＶバッテリ１６の充電を行うようにすることもできる。この場合、エンジン２のクランキングに際して、ＨＶバッテリ１６の電力の不足によるモータジェネレータ１２の出力の低下が抑制されるため、エンジン２の始動性の向上を図ることができるようになる。
In the fourth embodiment, the
・上記第４実施形態のバルブタイミング可変機構４を通常の車両（走行のための動力源としてエンジンのみを備える車両）に対して適用することにより、同車両において可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を行うこともできる。
By applying the variable valve timing mechanism 4 of the fourth embodiment to a normal vehicle (a vehicle having only an engine as a power source for traveling), the
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について、図２２を参照して説明する。
本実施形態では、可変機構モータ５を発電機として利用する際におけるサイクロ減速機６の負荷の低減を図るようにしている。具体的には、前記第４実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」の一部を以下で説明するように変更することにより、負荷の低減を実現している。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the load on the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［３］＞
図２２に、「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」の処理手順の一部を示す。
［ステップＳ４１０］エンジン２の停止要求があるか否かを判定する。
・エンジン２の停止要求があるとき、ステップＳ４３０の処理へ移行する。
・エンジン２の停止要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ４１０の処理を行う。
<Valve timing variable mechanism drive processing [3]>
FIG. 22 shows a part of the processing procedure of “valve timing variable mechanism drive processing [3]”.
[Step S410] It is determined whether there is a request to stop the
When there is a request to stop the
-When there is no stop request | requirement of the
［ステップＳ４３０］バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定されているか否かを判定する。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定されているとき、ステップＳ４１２の処理へ移行する。
・バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎに設定されていないとき、ステップＳ４３２の処理へ移行する。
[Step S430] It is determined whether or not the valve timing INVT is set to the most retarded valve timing INVTmin.
When the valve timing INVT is set to the most retarded valve timing INVTmin, the process proceeds to step S412.
When the valve timing INVT is not set to the most retarded valve timing INVTmin, the process proceeds to step S432.
［ステップＳ４３２］バルブタイミング可変機構４の制御を通じてバルブタイミングＩＮＶＴの遅角を開始する。
［ステップＳ４４０］カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられたか否か（バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまで遅角されたか否か）を判定する。なお、カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられたか否かについては、モータ駆動回路４２によるコイル５３Ｃへの電流の供給量に基づいて把握することができる。
・カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられているとき、ステップＳ４１２の処理へ移行する。
・カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ４４０の処理を行う。
[Step S432] The valve timing INVT is retarded through the control of the variable valve timing mechanism 4.
[Step S440] It is determined whether or not the
When the
When the
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第５実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the fifth embodiment, the following effects can be obtained.
（３）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電に先立ち、カムプレート７１を遅角ストッパ７４Ａに突き当てるようにしている。すなわち、可変機構モータ５の発電により生じるモータ軸５１の負荷を受ける役割をカムプレート７１にも担わせるようにしている。これにより、可変機構モータ５を通じて補機バッテリ１７の充電を行う場合におけるサイクロ減速機６の負荷が低減されるため、同減速機６の寿命の向上を図ることができるようになる。
(3) In the variable valve timing mechanism 4 of this embodiment, the
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態について、図１６及び図１７を参照して説明する。
本実施形態では、前記第１実施形態のバルブタイミング可変機構４を通常の車両（走行のための動力源としてエンジンのみを備える車両）に対して適用することにより、同車両においてエンジンの始動性の向上を図るようにしている。具体的には、前記第１実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」を以下で説明するように変更することにより、通常の車両において可変機構モータ５を通じてのクランキングの補助を実現している。
(Sixth embodiment)
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the variable valve timing mechanism 4 of the first embodiment is applied to a normal vehicle (a vehicle having only an engine as a power source for traveling), whereby the engine startability of the vehicle is improved. I try to improve. Specifically, the “valve timing variable mechanism drive processing [1]” of the first embodiment is changed as described below, thereby assisting cranking through the
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［１］＞
本実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」について説明する。
［ステップＳ１１０］エンジン２の始動要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の始動要求があるか否かについては、例えば、イグニッションスイッチの操作に基づいて判断することができる。
・エンジン２の始動要求があるとき、ステップＳ１２０の処理へ移行する。
・エンジン２の始動要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１１０の処理を行う。
<Valve timing variable mechanism drive processing [1]>
The “valve timing variable mechanism drive process [1]” of this embodiment will be described.
[Step S110] It is determined whether or not there is a request to start the
When there is a request for starting the
When there is no request for starting the
［ステップＳ１２０］吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ未満か否かを判定する。判定温度ＴＨＯＸは、エンジン２の始動時に十分な量の空気を吸入することができるか否かを判定するための値として、試験等を通じて予め設定されている。
[Step S120] It is determined whether the measured intake air temperature THAM is lower than the determination temperature THOX. The determination temperature THOX is set in advance through a test or the like as a value for determining whether or not a sufficient amount of air can be sucked when the
電子制御装置３は、ステップＳ１２０の判定処理を通じて、エンジン２の始動性について次のように判断する。
（ａ）吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ未満のとき、外気温度ＴＨＯが低温であることに起因して十分な量の空気がエンジン２に吸入されないため、始動性の悪化をまねくおそれがあると判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２２の処理へ移行する。
（ｂ）吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ以上のとき、十分な量の空気がエンジン２に吸入されるため、始動性の悪化をまねくおそれはないと判断する。この判定結果が得られたときは、ステップＳ１２４の処理へ移行する。
The
(A) When the intake air temperature measurement value THAM is lower than the determination temperature THOX, a sufficient amount of air is not sucked into the
(B) When the intake air temperature measurement value THAM is equal to or higher than the determination temperature THOX, it is determined that a sufficient amount of air is sucked into the
［ステップＳ１２２］クランキングフラグｅＣＫをオンに設定することにより、可変機構モータ５によるクランキングの補助を許可する。
［ステップＳ１２４］クランキングフラグｅＣＫをオフに設定することにより、可変機構モータ５によるクランキングの補助を禁止する。
[Step S122] By setting the cranking flag eCK to ON, the cranking assist by the
[Step S124] The cranking flag eCK is set to OFF to prohibit the cranking assistance by the
［ステップＳ１３０］スタータモータによるクランキングが開始されたか否かを判定する。
・クランキングが開始されているとき、ステップＳ１４０の処理へ移行する。
・クランキングが開始されていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１３０の処理を行う。
[Step S130] It is determined whether or not cranking by the starter motor has started.
When the cranking has been started, the process proceeds to step S140.
When the cranking has not been started, the process of step S130 is performed again after a predetermined time has elapsed.
［ステップＳ１４０］クランキングフラグｅＣＫがオンに設定されているか否かを判定する。
・オンに設定されているとき、ステップＳ１４２の処理へ移行する。
・オフに設定されているとき、ステップＳ１５０の処理へ移行する。
[Step S140] It is determined whether the cranking flag eCK is set to ON.
When it is set to ON, the process proceeds to step S142.
When it is set to OFF, the process proceeds to step S150.
［ステップＳ１４２］可変機構モータ５の制御を通じてクランクシャフト２５へ正トルクを入力する。
［ステップＳ１５０］エンジン２が完爆状態へ移行したか否かを判定する。
・完爆状態へ移行しているとき、ステップＳ１５２の処理へ移行する。
・完爆状態へ移行していないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ１５０の処理を行う。
[Step S142] A positive torque is input to the
[Step S150] It is determined whether or not the
When the state has shifted to the complete explosion state, the process proceeds to step S152.
-When not having shifted to the complete explosion state, the process of step S150 is performed again after a predetermined time has elapsed.
［ステップＳ１５２］可変機構モータ５によるクランクシャフト２５への正トルクの入力を停止する。なお、ステップＳ１５２の処理が行われた後は、「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」が終了される。
[Step S152] The input of positive torque to the
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第６実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、以下に示すような効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the sixth embodiment, the following effects can be obtained.
（１）本実施形態のバルブタイミング可変機構４では、エンジン２の始動時に可変機構モータ５をスタータモータの補助として駆動させるようにしている。これにより、スタータモータのみによりクランキングを行う場合に比べてクランクシャフト２５に付与される正トルクが大きくなるため、クランキングの時間を短くすることができるようになる。すなわち、エンジン２の始動性の向上を図ることができるようになる。
(1) In the variable valve timing mechanism 4 of the present embodiment, the
（２）また、吸気温度計測値ＴＨＡＭが判定温度ＴＨＯＸ以上のとき、すなわち十分な量の空気がエンジン２に吸入されるときには、可変機構モータ５をスタータモータの補助として駆動させないようにしているため、補機バッテリ１７の電力の消費を抑制することができるようになる。
(2) Further, when the intake air temperature measurement value THAM is equal to or higher than the determination temperature THOX, that is, when a sufficient amount of air is sucked into the
＜実施形態の変更例＞
なお、上記第６実施形態は、例えば以下に示すように変更して実施することもできる。
・上記第６実施形態に対して、上記第２実施形態の制御を適用することもできる。
<Example of change of embodiment>
Note that the sixth embodiment can be implemented with modifications as shown below, for example.
The control of the second embodiment can be applied to the sixth embodiment.
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態について、図１９及び図２０を参照して説明する。
本実施形態では、前記第３実施形態のバルブタイミング可変機構４を通常の車両（走行のための動力源としてエンジンのみを備える車両）に対して適用することにより、同車両においてエンジンの始動性の向上を図るようにしている。具体的には、前記第３実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［２］」を以下で説明するように変更することにより、通常の車両において始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａの設定を実現している。
(Seventh embodiment)
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20.
In the present embodiment, the variable valve timing mechanism 4 of the third embodiment is applied to a normal vehicle (a vehicle having only an engine as a power source for traveling), whereby the engine startability of the vehicle is improved. I try to improve. Specifically, the start valve timing INVTsta is set in a normal vehicle by changing the “valve timing variable mechanism drive process [2]” of the third embodiment as described below.
＜バルブタイミング可変機構駆動処理［２］＞
本実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−１］」について説明する。
［ステップＳ２１０］エンジン２が停止したか否かを判定する。
・エンジン２が停止したとき、ステップＳ２１２の処理へ移行する。
・エンジン２が停止していないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ２１０の処理を行う。
<Valve timing variable mechanism drive processing [2]>
The “valve timing variable mechanism drive process [2-1]” of this embodiment will be described.
[Step S210] It is determined whether the
When the
When the
［ステップＳ２１２］バルブタイミング可変機構４の制御を通じてバルブタイミングＩＮＶＴの遅角を開始する。
［ステップＳ２２０］カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられたか否か（バルブタイミングＩＮＶＴが最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎまで遅角されたか否か）を判定する。
・カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられているとき、本処理を終了する。
・カムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａに突き当てられていないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ２２０の処理を行う。
[Step S212] The retard of the valve timing INVT is started through the control of the variable valve timing mechanism 4.
[Step S220] It is determined whether the
When the
When the
〔２〕「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」
本実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」について説明する。
［ステップＳ３１０］エンジン２の始動要求があるか否かを判定する。なお、エンジン２の始動要求があるか否かについては、例えば、イグニッションスイッチの操作に基づいて判断することができる。
・エンジン２の始動要求があるとき、ステップＳ３１２の処理へ移行する。
・エンジン２の始動要求がないとき、所定の時間が経過した後に再度ステップＳ３１０の処理を行う。
[2] “Valve timing variable mechanism drive process [2-2]”
The “valve timing variable mechanism drive process [2-2]” of this embodiment will be described.
[Step S310] It is determined whether or not there is a request to start the
When there is a request for starting the
When there is no request for starting the
［ステップＳ３１２］外気温度ＴＨＯに基づいて、エンジン２の始動に適したバルブタイミング（始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａ）を目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇとして設定する。
[Step S312] Based on the outside air temperature THO, a valve timing (starting valve timing INVTsta) suitable for starting the
ここでは、外気温度ＴＨＯの相当値として吸気温度計測値ＴＨＡＭを採用し、外気温度ＴＨＯと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係が設定されたマップ（始動バルブタイミング算出マップ）に吸気温度計測値ＴＨＡＭを適用することにより、始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａを算出する。 Here, the intake air temperature measurement value THAM is adopted as an equivalent value of the outside air temperature THO, and the intake air temperature measurement value THAM is applied to a map (start valve timing calculation map) in which the relationship between the outside air temperature THO and the start valve timing INVTsta is set. As a result, the start valve timing INVTsta is calculated.
始動バルブタイミング算出マップは、試験等を通じて外気温度ＴＨＯと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係を予め把握してマップ化することにより構成されている。同マップにおいては、外気温度ＴＨＯが低温側へ変化するにつれて始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａが進角側へ変化するように外気温度ＴＨＯと始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａとの関係が設定されている。 The start valve timing calculation map is configured by previously grasping and mapping the relationship between the outside air temperature THO and the start valve timing INVTsta through a test or the like. In this map, the relationship between the outside air temperature THO and the start valve timing INVTsta is set so that the start valve timing INVTsta changes to the advance side as the outside air temperature THO changes to the low temperature side.
［ステップＳ３１４］可変機構モータ５のロータ５４の回転角度（ロータ回転角度計測値ＲＡＭ）に基づいて、バルブタイミングＩＮＶＴを最遅角バルブタイミングＩＮＶＴｍｉｎから目標バルブタイミングＩＮＶＴｔｒｇまで進角する。
[Step S314] Based on the rotation angle of the
［ステップＳ３１６］エンジン２のクランキングの開始を許可する。なお、電子制御装置３を通じて別途実行されているエンジン始動制御においては、ステップＳ３１６の処理を受けてクランキングを開始する。
[Step S316] The
＜実施形態の効果＞
以上詳述したように、この第７実施形態にかかる電動式バルブタイミング可変機構によれば、先の第３実施形態による前記（１）及び（２）の作用効果に準じた作用効果が得られるようになる。
<Effect of embodiment>
As described above in detail, according to the electric valve timing variable mechanism according to the seventh embodiment, the operation and effect according to the operations and effects (1) and (2) according to the third embodiment can be obtained. It becomes like this.
（その他の実施形態）
その他、上記各実施形態に共通して変更することができる要素を以下に示す。
・上記各実施形態は、以下の（ａ）〜（ｊ）に例示するように適宜組み合わせて実施することもできる。
（ａ）第１実施形態と第３実施形態。
（ｂ）第１実施形態と第４実施形態。
（ｃ）第１実施形態と第５実施形態。
（ｄ）第１実施形態と第３実施形態と第４実施形態。
（ｅ）第１実施形態と第３実施形態と第５実施形態。
（ｆ）第２実施形態と第４実施形態。
（ｇ）第２実施形態と第５実施形態。
（ｈ）第３実施形態と第４実施形態。
（ｉ）第３実施形態と第５実施形態。
（ｊ）第３実施形態と第４実施形態と第５実施形態。
(Other embodiments)
Other elements that can be changed in common with each of the above-described embodiments are shown below.
-Each above-mentioned embodiment can also be carried out combining suitably as illustrated in the following (a)-(j).
(A) 1st Embodiment and 3rd Embodiment.
(B) 1st Embodiment and 4th Embodiment.
(C) 1st Embodiment and 5th Embodiment.
(D) 1st Embodiment, 3rd Embodiment, and 4th Embodiment.
(E) 1st Embodiment, 3rd Embodiment, and 5th Embodiment.
(F) 2nd Embodiment and 4th Embodiment.
(G) 2nd Embodiment and 5th Embodiment.
(H) Third and fourth embodiments.
(I) Third and fifth embodiments.
(J) 3rd Embodiment, 4th Embodiment, and 5th Embodiment.
・上記各実施形態では、サイクロ減速機６の拘束状態を通じてバルブタイミングＩＮＶＴを保持する構成、すなわち機械的にバルブタイミングＩＮＶＴを保持するバルブタイミング可変機構４を想定したが、機械的にバルブタイミングＩＮＶＴが保持されないバルブタイミング可変機構を採用することもできる。この場合、可変機構モータ５を通じてモータ軸５１の回転速度とカムシャフト２７との回転速度を同期させることによりバルブタイミングＩＮＶＴを保持することができる。また、こうしたバルブタイミング可変機構駆を採用したときには、以下の［変更例１］〜［変更例３］に示す態様をもって本発明を実施することができる。
In each of the above embodiments, the configuration in which the valve timing INVT is held through the restraint state of the
［変更例１］
上記バルブタイミング可変機構においては、上記第２実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［１］」を実施することにより、可変機構モータ５によるクランキングの補助を実現することが可能となる。この場合、ステップＳ１６２及びＳ１７０の処理を通じてカムプレート７１が進角ストッパ７４Ｂへ突き当てられるため、可変機構モータ５がカムスプロケット２７Ｓと一体回転するようになる。これにより、可変機構モータ５のトルクがカムスプロケット２７Ｓを介してクランクシャフト２５へ伝達されるため、可変機構モータ５を通じてクランキングの補助を行うことができるようになる。
[Modification 1]
In the variable valve timing mechanism, it is possible to realize cranking assistance by the
［変更例２］
上記バルブタイミング可変機構においては、上記第３実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［２−２］」の終了後、次の（Ａ）〜（Ｃ）の処理を所定の周期毎に繰り返し行うことにより、始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａの設定を通じてエンジン２の始動性の向上を図ることが可能となる。
（Ａ）モータジェネレータ１２の回転速度に基づいて、クランクシャフト２５の回転速度を推定する。
（Ｂ）上記（Ａ）で推定したクランクシャフト２５の回転速度に基づいて、カムシャフト２７の回転速度を推定する。
（Ｃ）上記（Ｂ）で推定したカムシャフト２７の回転速度と可変機構モータ５の回転速度とが一致するようにコイル５３Ｃへの通電を行う。すなわち、可変機構モータ５の回転速度をカムシャフト２７の回転速度と同期させることにより、バルブタイミングＩＮＶＴを始動バルブタイミングＩＮＶＴｓｔａに保持する。
[Modification 2]
In the variable valve timing mechanism, after the “variable valve timing mechanism driving process [2-2]” of the third embodiment is completed, the following processes (A) to (C) are repeated at predetermined intervals. Thus, the startability of the
(A) Based on the rotational speed of the
(B) Based on the rotational speed of the
(C) Energization of the
［変更例３］
上記バルブタイミング可変機構においては、上記第５実施形態の「バルブタイミング可変機構駆動処理［３］」を実施することにより、可変機構モータ５による補機バッテリ１７の充電を実現することが可能となる。この場合、ステップＳ４３２及びＳ４４０の処理を通じてカムプレート７１が遅角ストッパ７４Ａへ突き当てられるため、可変機構モータ５がカムスプロケット２７Ｓと一体回転するようになる。これにより、カムスプロケット２７Ｓのトルクがサイクロ減速機６を介して可変機構モータ５へ伝達されるため、可変機構モータ５による発電を通じて補機バッテリ１７の充電を行うことができるようになる。
[Modification 3]
In the variable valve timing mechanism, the charging of the
・上記各実施形態では、インテークバルブ２６のバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構４を想定したが、エキゾーストバルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構に対して本発明を適用することもできる。
In each of the above embodiments, the variable valve timing mechanism 4 that changes the valve timing of the
・バルブタイミング可変機構４の構成は、上記各実施形態にて例示した構成に限られず適宜変更することができる。要するに、モータの駆動を通じてカムシャフトをカムスプロケットに相対回転させることによりバルブタイミングを変更する構成であれば、適宜の構成のバルブタイミング可変機構に対して本発明を適用することができる。こうした場合においても、上記各実施形態に準じた態様をもって本発明を適用することにより、上記各実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することができるようになる。 -The structure of the valve timing variable mechanism 4 is not restricted to the structure illustrated in each said embodiment, It can change suitably. In short, the present invention can be applied to a valve timing variable mechanism having an appropriate configuration as long as the valve timing is changed by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through the drive of a motor. Even in such a case, by applying the present invention in a manner according to the above-described embodiments, it is possible to achieve the effects according to the effects of the above-described embodiments.
１…車両、１１…ドライブモータ、１２…モータジェネレータ、１３…動力分配機構、１４…トランスミッション、１５…ホイール、１６…ＨＶバッテリ、１７…補機バッテリ、１８…インバータ、１９…コンバータ、１Ａ…アクセルペダル、１Ｂ…ブレーキペダル。
DESCRIPTION OF
２…エンジン、２１…シリンダブロック、２２…シリンダヘッド、２３…ピストン、２４…コネクティングロッド、２５…クランクシャフト、２６…インテークバルブ、２７…カムシャフト、２７Ｃ…カム、２７Ｓ…カムスプロケット、２８…タイミングチェーン、２９…チェーンカバー。 2 ... Engine, 21 ... Cylinder block, 22 ... Cylinder head, 23 ... Piston, 24 ... Connecting rod, 25 ... Crankshaft, 26 ... Intake valve, 27 ... Camshaft, 27C ... Cam, 27S ... Cam sprocket, 28 ... Timing Chain, 29 ... Chain cover.
３…電子制御装置、３１…アクセルポジションセンサ、３２…クランクポジションセンサ、３３…カムポジションセンサ、３４…吸気温度センサ、３５…ホールセンサ。
４…バルブタイミング可変機構、４１…位相変換機構、４２…モータ駆動回路。
DESCRIPTION OF
4 ... Variable valve timing mechanism, 41 ... Phase conversion mechanism, 42 ... Motor drive circuit.
５…可変機構モータ、５１…モータ軸、５２…ハウジング、５３…ステータ、５３Ａ…ステータ本体、５３Ｂ…コア、５３Ｃ…コイル、５４…ロータ、５５…ラジアルベアリング、５６…永久磁石、５７…オルダムカップリング。
DESCRIPTION OF
６…サイクロ減速機、６１…サンギア、６２…プラネタリギア、６２Ａ…出力ピン、６３…偏心軸、６４…出力プレート、６４Ａ…ピン挿入穴、６５…ラジアルベアリング。
７…スライドリンク機構、７１…カムプレート、７１Ａ…プレート本体、７１Ｂ…プレート接続部、７２…ガイドプレート、７２Ａ…プレート固定部、７２Ｂ…ピン溝、７２Ｃ…ピン溝遅角端、７２Ｄ…ピン溝進角端、７３…リンクアーム、７３Ａ…第１アーム、７３Ｂ…第２アーム、７４…プレートストッパ、７４Ａ…遅角ストッパ、７４Ｂ…進角ストッパ、７５…制御ピン、７５Ａ…ピンカバー、７６…スプロケットピン、７７…カムプレートピン。
6 ... cyclo reducer, 61 ... sun gear, 62 ... planetary gear, 62A ... output pin, 63 ... eccentric shaft, 64 ... output plate, 64A ... pin insertion hole, 65 ... radial bearing.
7 ... Slide link mechanism, 71 ... Cam plate, 71A ... Plate body, 71B ... Plate connecting portion, 72 ... Guide plate, 72A ... Plate fixing portion, 72B ... Pin groove, 72C ... Pin groove retarded end, 72D ... Pin groove Lead angle end 73 ...
Ｏ…カム中心線、Ｐ…偏心軸中心線、ＲＦ…正転方向、ＲＲ…反転方向。 O: Cam center line, P: Eccentric axis center line, RF: Forward rotation direction, RR: Reversal direction.
Claims (6)
前記カムシャフトの回転方向へ作用するトルクを正トルクとして、クランキング中に前記モータの駆動を通じて前記正トルクを前記カムスプロケットへ付与する制御手段を備えた
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism that changes the valve timing by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through the drive of the motor,
An electric valve timing variable mechanism characterized by comprising control means for applying a positive torque to the cam sprocket through driving of the motor during cranking, with the torque acting in the rotation direction of the camshaft as a positive torque. .
当該バルブタイミング可変機構は、前記モータの回転を減速して出力するサイクロ減速機と、該サイクロ減速機から入力された回転を通じて前記カムシャフトと前記カムスプロケットとを相対回転させるリンク機構と、前記カムスプロケットに対する前記リンク機構の相対回転のうちバルブタイミングが進角される方向の相対回転を進角相対回転として、バルブタイミングが最進角のバルブタイミングのときに前記リンク機構の前記進角相対回転を規制するストッパとを備えて構成されるものであり、
前記制御手段は、前記リンク機構を前記ストッパに突き当てた状態で前記カムスプロケットへ前記正トルクを付与するものである
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism according to claim 1,
The variable valve timing mechanism includes a cyclo reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor, a link mechanism that relatively rotates the camshaft and the cam sprocket through rotation input from the cyclo reducer, and the cam Among the relative rotations of the link mechanism relative to the sprocket, the relative rotation in the direction in which the valve timing is advanced is defined as the advance relative rotation, and the advance relative rotation of the link mechanism is performed when the valve timing is the most advanced valve timing. It is configured with a restricting stopper,
The electric valve timing variable mechanism characterized in that the control means applies the positive torque to the cam sprocket in a state where the link mechanism is abutted against the stopper.
エンジンの停止時にバルブタイミングを最進角のバルブタイミングまたは最遅角のバルブタイミングに設定する第１処理と、
エンジンの始動に適したバルブタイミングを始動バルブタイミングとして、エンジンの始動前に該始動バルブタイミングを目標のバルブタイミングとして設定する第２処理と、
エンジンの始動前に前記モータのホールセンサの検出値に基づいてバルブタイミングを前記第１処理にて設定したバルブタイミングから前記目標のバルブタイミングへ変更する第３処理とを行う制御手段を備えた
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism that changes the valve timing by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through the drive of the motor,
A first process for setting the valve timing to the most advanced valve timing or the most retarded valve timing when the engine is stopped;
A second process of setting a valve timing suitable for starting the engine as a starting valve timing and setting the starting valve timing as a target valve timing before starting the engine;
Control means for performing a third process for changing the valve timing from the valve timing set in the first process to the target valve timing based on the detection value of the motor hall sensor before starting the engine. Electric valve timing variable mechanism.
エンジンのトルクを入力することにより前記モータを発電機として機能させる動作と前記モータで発生した電力を前記車載バッテリへ供給する動作とを含めて充電動作として、該充電動作を行う制御手段を備えた
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism that includes a motor that is driven through the electric power of the on-vehicle battery and changes the valve timing by rotating the camshaft relative to the cam sprocket through the driving of the motor.
Control means for performing the charging operation as a charging operation including an operation of causing the motor to function as a generator by inputting engine torque and an operation of supplying electric power generated by the motor to the in-vehicle battery is provided. An electrically operated variable valve timing mechanism.
当該電動式バルブタイミング可変機構は、エンジン及びモータを走行のための動力源として備える車両に適用されるものであり、
前記制御手段は、前記エンジンの停止要求があるときに前記充電動作を行うものである
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism according to claim 4,
The electric valve timing variable mechanism is applied to a vehicle including an engine and a motor as a power source for traveling,
The electric valve timing variable mechanism, wherein the control means performs the charging operation when there is a request to stop the engine.
当該バルブタイミング可変機構は、前記モータの回転を減速して出力するサイクロ減速機と、該サイクロ減速機から入力された回転を通じて前記カムシャフトと前記カムスプロケットとを相対回転させるリンク機構と、前記カムスプロケットに対する前記リンク機構の相対回転のうちバルブタイミングが遅角される方向の相対回転を遅角相対回転として、バルブタイミングが最遅角のバルブタイミングのときに前記リンク機構の前記遅角相対回転を規制するストッパとを備えて構成されるものであり、
前記制御手段は、前記リンク機構を前記ストッパに突き当てた状態で前記充電動作を行うものである
ことを特徴とする電動式バルブタイミング可変機構。 In the electric valve timing variable mechanism according to claim 4 or 5,
The variable valve timing mechanism includes a cyclo reducer that decelerates and outputs the rotation of the motor, a link mechanism that relatively rotates the camshaft and the cam sprocket through rotation input from the cyclo reducer, and the cam Of the relative rotation of the link mechanism with respect to the sprocket, the relative rotation in the direction in which the valve timing is retarded is defined as retarded relative rotation, and the retarded relative rotation of the link mechanism is performed when the valve timing is the most retarded valve timing. It is configured with a restricting stopper,
The electric valve timing variable mechanism, wherein the control means performs the charging operation in a state where the link mechanism is abutted against the stopper.
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