JP2003222008A - Control device of variable valve-timing mechanism - Google Patents
Control device of variable valve-timing mechanismInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、機関弁（吸・排気
バルブ）のバルブタイミングを変化させる可変バルブタ
イミング機構の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of an engine valve (intake / exhaust valve).
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、可変バルブタイミング機構とし
て、内燃機関のクランクシャフトから回転を伝達される
駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体との組付角
度を、組付角調整機構によって変化させることによっ
て、機関弁の開閉タイミングをクランク角に対して進角
側及び遅角側に変化させる構成のものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a variable valve timing mechanism, an assembling angle between a drive rotating body to which rotation is transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine and a driven rotating body on a camshaft side is changed by an assembling angle adjusting mechanism. By doing so, a configuration is known in which the opening / closing timing of the engine valve is changed to the advance side and the retard side with respect to the crank angle.
【０００３】例えば、特開２００１−０４１０１３号公
報に開示される可変バルブタイミング機構の組付角調整
機構は、一端の回転部が駆動回転体と従動回転体との一
方に回転可能に連結されると共に、他端のスライド部が
駆動回転体と従動回転体との他方に設けられた径方向ガ
イドにより径方向にスライド可能に連結されたリンクア
ームを備え、前記スライド部の径方向の移動に伴って回
転部の位置が周方向に相対変位して、駆動回転体と従動
回転体との組付角度が相対的に変化するように構成さ
れ、前記リンクアームのスライド部が係合する渦巻き状
ガイドが形成されたガイドプレートの相対回転角を電磁
ブレーキの制動力で制御することで、前記スライド部を
径方向に変位させ、以って、バルブタイミングを進・遅
角変位させるようになっている。For example, in the assembly angle adjusting mechanism of the variable valve timing mechanism disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-041013, the rotating portion at one end is rotatably connected to one of the driving rotating body and the driven rotating body. At the same time, a slide arm at the other end is provided with a link arm that is slidably connected in the radial direction by a radial guide provided on the other side of the driving rotary body and the driven rotary body. The spiral guide is configured so that the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction, and the assembling angle of the driving rotating body and the driven rotating body is relatively changed, and the sliding portion of the link arm engages. By controlling the relative rotation angle of the guide plate on which is formed by the braking force of the electromagnetic brake, the slide portion is displaced in the radial direction, and thus the valve timing is advanced / retarded. You have me.
【０００４】以下、上記構成の組付角調整機構を備えた
可変バルブタイミング機構を、スパイラルラジアルリン
ク式と称するものとする。Hereinafter, the variable valve timing mechanism provided with the assembly angle adjusting mechanism having the above construction will be referred to as a spiral radial link type.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記特開２
００１−０４１０１３号公報に開示されたスパイラルラ
ジアルリンク式の可変バルブタイミング機構では、ゼン
マイばねによってガイドプレートがバルブタイミングの
遅角方向に付勢される構成であるため、電磁ブレーキを
オフすることで最遅角位置に戻ることになるが、本出願
人が先に出願した特願２００１−３１９９０８号のよう
に、２つの電磁ブレーキで進角方向及び遅角方向の制御
をそれぞれ行う場合には、進角方向と遅角方向とのいず
れの変化方向に対しても電磁ブレーキの制動力を作用さ
せて、バルブタイミングを変化させることになる。By the way, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the spiral radial link type variable valve timing mechanism disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 001-041013, the guide plate is biased in the retard direction of the valve timing by the mainspring, and therefore, the electromagnetic brake is turned off to the maximum. Although it will return to the retard position, when the applicant controls the advance direction and the retard direction by two electromagnetic brakes as in Japanese Patent Application No. 2001-319908 previously filed by the applicant, The braking force of the electromagnetic brake is applied to change both the angle direction and the retard angle direction to change the valve timing.
【０００６】上記２つの電磁ブレーキによって遅角・進
角制御を行うスパイラルラジアルリンク式の可変バルブ
タイミング機構では、２つの電磁ブレーキのコイル温度
特性が、温度環境や発熱特性の違いによって異なり、該
温度特性の違いによってコイルに流れる駆動電流（発生
トルク）に差が生じ、以って、制御方向によって応答性
に差が生じてしまう可能性があった。In the spiral radial link type variable valve timing mechanism for controlling the retard angle / advance angle by the two electromagnetic brakes, the coil temperature characteristics of the two electromagnetic brakes differ depending on the temperature environment and the heat generation characteristics. There is a possibility that the drive current (torque generated) flowing through the coil will differ due to the difference in characteristics, and thus the responsiveness will differ depending on the control direction.
【０００７】そこで、本発明は、２つの電磁ブレーキで
進角方向及び遅角方向の制御を行う可変バルブタイミン
グ機構において、２つの電磁ブレーキの温度特性が異な
っても、変化方向に因らずに所望の応答性でバルブタイ
ミングをフィードバック制御することができる制御装置
を提供することを目的とする。Therefore, according to the present invention, in the variable valve timing mechanism for controlling the advance angle direction and the retard angle direction by the two electromagnetic brakes, even if the temperature characteristics of the two electromagnetic brakes are different, it does not depend on the changing direction. An object of the present invention is to provide a control device capable of performing feedback control of valve timing with desired responsiveness.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャ
フトの回転位相を２つの電磁ブレーキの制動力によって
進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁のバ
ルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング機構
において、前記２つの電磁ブレーキ毎に目標駆動電流を
設定する一方、前記２つの電磁ブレーキ毎に実際の駆動
電流を検出し、各電磁ブレーキの実際の駆動電流が前記
目標駆動電流に一致するように、前記２つの電磁ブレー
キ毎に駆動電流をフィードバック制御する構成とした。Therefore, according to the invention of claim 1, the rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the internal combustion engine is changed in the advance direction and the retard direction by the braking force of the two electromagnetic brakes. In a variable valve timing mechanism that changes the valve timing of an engine valve, while setting a target drive current for each of the two electromagnetic brakes, an actual drive current is detected for each of the two electromagnetic brakes, and the actual operation of each electromagnetic brake is performed. The drive current is feedback-controlled for each of the two electromagnetic brakes so that the drive current of (1) matches the target drive current.
【０００９】上記構成によると、２つの電磁ブレーキ毎
に、実際の駆動電流が目標値に一致するようにそれぞれ
フィードバック制御され、温度特性による駆動電流のば
らつきが個別に吸収される。請求項２記載の発明では、
前記回転位相の目標値を設定し、該目標値と実際の回転
位相とに基づいて前記２つの電磁ブレーキ毎の目標駆動
電流を設定する構成とした。According to the above configuration, feedback control is performed so that the actual drive current matches the target value for each of the two electromagnetic brakes, and the variations in the drive current due to the temperature characteristics are individually absorbed. According to the invention of claim 2,
The target value of the rotation phase is set, and the target drive current for each of the two electromagnetic brakes is set based on the target value and the actual rotation phase.
【００１０】上記構成によると、実際の回転位相（バル
ブタイミング）を目標に一致させるための目標駆動電流
が電磁ブレーキ毎に設定され、かつ、実際の駆動電流が
前記目標駆動電流に一致するように、電磁ブレーキ毎に
通電がフィードバック制御される。請求項３記載の発明
は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフト
の回転位相を２つの電磁ブレーキの制動力によって進角
方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁のバルブ
タイミングを変化させる可変バルブタイミング機構にお
いて、前記回転位相の目標値と実際の回転位相とに基づ
いて前記２つの電磁ブレーキ毎の目標駆動電流を設定す
る回転位相フィードバック制御部と、前記２つの電磁ブ
レーキ毎に個別に設けられた駆動電流検出部と、前記２
つの電磁ブレーキ毎に個別に設けられ、駆動電流の検出
値を前記目標駆動電流に一致させるべく、駆動電流の制
御量をフィードバック制御する駆動電流フィードバック
制御部と、を含んで制御装置を構成した。According to the above construction, the target drive current for matching the actual rotational phase (valve timing) with the target is set for each electromagnetic brake, and the actual drive current matches the target drive current. The energization is feedback-controlled for each electromagnetic brake. According to a third aspect of the present invention, the valve timing of the engine valve is changed by changing the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft of the internal combustion engine in the advancing direction and the retarding direction by the braking force of the two electromagnetic brakes. In the valve timing mechanism, a rotation phase feedback control unit that sets a target drive current for each of the two electromagnetic brakes based on the target value of the rotation phase and an actual rotation phase, and a separate unit provided for each of the two electromagnetic brakes. And a drive current detection unit
The control device is configured to include a drive current feedback control unit that is provided for each of the two electromagnetic brakes and that feedback-controls the control amount of the drive current so that the detected value of the drive current matches the target drive current.
【００１１】上記構成によると、回転位相（バルブタイ
ミング）の目標値と実際の回転位相とに基づいて２つの
電磁ブレーキ毎の目標駆動電流が設定され、各電磁ブレ
ーキの実際の駆動電流が前記目標駆動電流に一致するよ
うに、各電磁ブレーキ毎にフィードバック制御される。
請求項４記載の発明では、前記可変バルブタイミング機
構が、内燃機関のクランクシャフトから回転を伝達され
る駆動回転体と、カムシャフト側の従動回転体とが組付
角調整機構を介して同軸に連結され、前記組付角調整機
構によって前記駆動回転体と従動回転体との組付角度を
変化させることで、機関弁のバルブタイミングを変化さ
せる構成であって、前記組付角調整機構が、一端の回転
部が前記駆動回転体と従動回転体との一方に回転可能に
連結されると共に、他端のスライド部が前記駆動回転体
と従動回転体との他方に設けられた径方向ガイドにより
径方向にスライド可能に連結されるリンクアームを備
え、前記スライド部を径方向に変位させる渦巻き状ガイ
ドが形成されたガイドプレートを、２つの電磁ブレーキ
によって前記駆動回転体に対して減速方向及び増速方向
に相対回転させることによって、前記回転部の位置を周
方向に相対変位させ、前記駆動回転体と従動回転体との
組付角度を変化させる構成とした。According to the above configuration, the target drive current for each of the two electromagnetic brakes is set based on the target value of the rotation phase (valve timing) and the actual rotation phase, and the actual drive current of each electromagnetic brake is the target. Feedback control is performed for each electromagnetic brake so as to match the drive current.
In the invention according to claim 4, in the variable valve timing mechanism, the drive rotating body whose rotation is transmitted from the crankshaft of the internal combustion engine and the driven rotating body on the camshaft side are coaxial with each other via the assembly angle adjusting mechanism. A configuration in which the valve timing of the engine valve is changed by changing the assembling angle of the drive rotating body and the driven rotating body that are connected, and the assembling angle adjusting mechanism comprises: The rotating portion at one end is rotatably connected to one of the drive rotating body and the driven rotating body, and the sliding portion at the other end is provided by a radial guide provided at the other of the drive rotating body and the driven rotating body. A guide plate provided with a link arm slidably connected in the radial direction and having a spiral guide for displacing the sliding portion in the radial direction is used to drive the drive plate by two electromagnetic brakes. By relative rotation deceleration direction and speed increasing direction with respect to the body, the position of the rotating portion circumferential direction is displaced relative to a structure for changing the assembly angle between the drive rotor and the driven rotor.
【００１２】上記構成によると、２つの電磁ブレーキの
制動力を作用させることで、ガイドプレートが、駆動回
転体に対して減速方向及び増速方向に相対回転し、これ
によってスライド部が径方向に変位すると共に、回転部
の位置が周方向に相対変位し、前記駆動回転体と従動回
転体との組付角度（クランクシャフトに対するカムシャ
フトの回転位相）が変化する構成の可変バルブタイミン
グ機構において、２つの電磁ブレーキ毎に、実際の駆動
電流が目標値に一致するようにそれぞれフィードバック
制御され、温度特性による駆動電流のばらつきが個別に
吸収される。According to the above construction, by applying the braking force of the two electromagnetic brakes, the guide plate relatively rotates in the deceleration direction and the acceleration direction with respect to the driving rotary body, whereby the slide portion is radially moved. In the variable valve timing mechanism having a configuration in which the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction while being displaced, and the assembling angle (rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft) between the driving rotor and the driven rotor changes. Feedback control is performed for each of the two electromagnetic brakes so that the actual drive current matches the target value, and variations in the drive current due to temperature characteristics are individually absorbed.
【００１３】請求項５記載の発明では、前記ガイドプレ
ートが、キャリア部材を入力要素とし、サンギヤとリン
グギヤとの一方を出力要素、他方をフリー要素とする遊
星歯車機構を介して回転伝達される構成であって、前記
２つの電磁ブレーキの一方が前記出力要素に制動を与
え、他方が前記フリー要素に制動を与える構成とした。
上記構成によると、出力要素に制動を与える電磁ブレー
キの作動によって出力要素が減速され、フリー要素に制
動を与える電磁ブレーキの作動によって出力要素が増速
されることで、２つの電磁ブレーキにより遅角方向・進
角方向への制御が行われ、かつ、前記減速・増速制御そ
れぞれで目標駆動電流に基づくフィードバック制御が個
別に行われる。According to a fifth aspect of the present invention, the guide plate is rotationally transmitted through a planetary gear mechanism having a carrier member as an input element, one of a sun gear and a ring gear as an output element, and the other as a free element. In addition, one of the two electromagnetic brakes applies braking to the output element and the other applies braking to the free element.
According to the above configuration, the output element is decelerated by the operation of the electromagnetic brake that applies the braking to the output element, and the output element is accelerated by the operation of the electromagnetic brake that applies the braking to the free element. The control in the direction / advance direction is performed, and the feedback control based on the target drive current is individually performed in each of the deceleration / acceleration control.
【００１４】[0014]
【発明の効果】請求項１記載の発明によると、２つの電
磁ブレーキの温度特性が異なっても、２つの電磁ブレー
キそれぞれで目標駆動電流に一致する駆動電流を流すこ
とができ、以って、目標駆動電流に対応する要求の発生
トルクを各電磁ブレーキにおいて発生させることができ
るという効果がある。According to the invention described in claim 1, even if the temperature characteristics of the two electromagnetic brakes are different, it is possible to flow a drive current that matches the target drive current in each of the two electromagnetic brakes. There is an effect that the required generated torque corresponding to the target drive current can be generated in each electromagnetic brake.
【００１５】請求項２，３記載の発明によると、目標の
回転位相（バルブタイミング）を得るための各電磁ブレ
ーキ毎の目標駆動電流に実際の駆動電流を一致させるこ
とができ、以って、２つの電磁ブレーキの温度特性が異
なっても、変化方向に因らずに所望の応答性でバルブタ
イミングをフィードバック制御することができるという
効果がある。According to the second and third aspects of the present invention, the actual drive current can be made to match the target drive current for each electromagnetic brake for obtaining the target rotational phase (valve timing). Even if the two electromagnetic brakes have different temperature characteristics, there is an effect that the valve timing can be feedback-controlled with a desired responsiveness regardless of the changing direction.
【００１６】請求項４記載の発明によると、渦巻き状ガ
イドが形成されたガイドプレートを、２つの電磁ブレー
キによってクランクシャフト側に対して減速方向及び増
速方向に相対回転させることで、バルブタイミングを変
化させる可変バルブタイミング機構において、２つの電
磁ブレーキの温度特性が異なっても、目標駆動電流に対
応する要求の発生トルクを各電磁ブレーキにおいて発生
させることができるという効果がある。According to the invention described in claim 4, the valve plate is provided with the spiral guide, and the two electromagnetic brakes relatively rotate the guide plate in the decelerating direction and the accelerating direction with respect to the crankshaft side. In the variable valve timing mechanism to be changed, even if the temperature characteristics of the two electromagnetic brakes are different, the required generated torque corresponding to the target drive current can be generated in each electromagnetic brake.
【００１７】請求項５記載の発明によると、遊星歯車機
構を用いることで２つの電磁ブレーキによる増速・減速
を行わせる機構において、２つの電磁ブレーキの温度特
性が異なっても、増速側であるか減速側であるかに因ら
ずに所望の応答性でバルブタイミングをフィードバック
制御することができるという効果がある。According to the fifth aspect of the present invention, in the mechanism that uses the planetary gear mechanism to accelerate and decelerate by the two electromagnetic brakes, even if the temperature characteristics of the two electromagnetic brakes are different, the speedup side is increased. There is an effect that the valve timing can be feedback-controlled with a desired responsiveness regardless of whether it is on the deceleration side or on the deceleration side.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。図１は、実施形態における車両用内
燃機関の構成図であり、内燃機関１０１の吸気管１０２
には、スロットルモータ１０３ａでスロットルバルブ１
０３ｂを開閉駆動する電子制御スロットル１０４が介装
され、該電子制御スロットル１０４及び吸気バルブ１０
５を介して、燃焼室１０６内に空気が吸入される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle internal combustion engine according to an embodiment, and an intake pipe 102 of the internal combustion engine 101.
The throttle motor 103a and throttle valve 1
An electronically controlled throttle 104 for opening and closing 03b is interposed, and the electronically controlled throttle 104 and the intake valve 10 are provided.
Air is sucked into the combustion chamber 106 via No. 5.
【００１９】燃焼排気は燃焼室１０６から排気バルブ１
０７を介して排出され、フロント触媒１０８及びリア触
媒１０９で浄化された後、大気中に放出される。前記吸
気バルブ１０５及び排気バルブ１０７は、それぞれ排気
側カムシャフト１１０，吸気側カムシャフト１３４に設
けられたカムによって開閉駆動されるが、吸気側カムシ
ャフト１３４には、クランクシャフト１２０に対する回
転位相を変化させることで、バルブタイミングを変化さ
せるスパイラルラジアルリンク式の可変バルブタイミン
グ機構ＶＴＣ１１３が設けられている。Combustion exhaust is discharged from the combustion chamber 106 to the exhaust valve 1.
It is discharged via 07, purified by the front catalyst 108 and the rear catalyst 109, and then discharged into the atmosphere. The intake valve 105 and the exhaust valve 107 are opened and closed by cams provided on the exhaust side cam shaft 110 and the intake side cam shaft 134, respectively, and the intake side cam shaft 134 changes the rotational phase with respect to the crankshaft 120. The variable valve timing mechanism VTC113 of the spiral radial link type that changes the valve timing by performing the above is provided.
【００２０】尚、本実施形態では吸気バルブ側にのみ可
変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３を備える構成とし
たが、吸気バルブ側に代えて、又は、吸気バルブ側と共
に、排気バルブ側に可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１
１３を備える構成であっても良い。また、各気筒の吸気
バルブ１０５上流側の吸気ポート１３０には、電磁式の
燃料噴射弁１３１が設けられ、該燃料噴射弁１３１は、
前記ＥＣＵ１１４からの噴射パルス信号によって開弁駆
動されると、所定圧力に調整された燃料を吸気バルブ１
０５に向けて噴射する。In this embodiment, the variable valve timing mechanism VTC113 is provided only on the intake valve side, but instead of the intake valve side or together with the intake valve side, the variable valve timing mechanism VTC1 is provided on the exhaust valve side.
A configuration including 13 may be used. Further, an electromagnetic fuel injection valve 131 is provided in the intake port 130 on the upstream side of the intake valve 105 of each cylinder, and the fuel injection valve 131 is
When the valve is driven to open by the injection pulse signal from the ECU 114, the fuel adjusted to a predetermined pressure is supplied to the intake valve 1.
It jets toward 05.
【００２１】マイクロコンピュータを内蔵するエンジン
コントロールユニット（ＥＣＵ）１１４には、各種セン
サからの検出信号が入力され、該検出信号に基づく演算
処理によって、前記前記電子制御スロットル１０４，可
変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３及び燃料噴射弁１
３１などを制御する。前記各種センサとしては、アクセ
ル開度を検出するアクセル開度センサＡＰＳ１１６、機
関１０１の吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ１
１５、クランクシャフト１２０から回転信号を取り出す
クランク角センサ１１７、スロットルバルブ１０３ｂの
開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ１１８、機関１
０１の冷却水温度を検出する水温センサ１１９、吸気側
カムシャフト１３４から回転信号を取り出すカムセンサ
１３２などが設けられている。Detection signals from various sensors are input to an engine control unit (ECU) 114 containing a microcomputer, and the electronically controlled throttle 104, variable valve timing mechanism VTC 113 and Fuel injection valve 1
31 and the like are controlled. The various sensors include an accelerator opening sensor APS116 that detects an accelerator opening and an air flow meter 1 that detects an intake air amount Q of the engine 101.
15, a crank angle sensor 117 that extracts a rotation signal from the crankshaft 120, a throttle sensor 118 that detects the opening TVO of the throttle valve 103b, the engine 1
A water temperature sensor 119 for detecting the cooling water temperature of 01, a cam sensor 132 for extracting a rotation signal from the intake side camshaft 134, and the like are provided.
【００２２】尚、前記クランク角センサ１１７から出力
される回転信号に基づいてＥＣＵ１１４において機関回
転速度Ｎｅが算出される。次に、前記可変バルブタイミ
ング機構ＶＴＣ１１３の構成を、図２〜図５に基づいて
説明する。前記可変バルブタイミング機構ＶＴＣ１１３
は、カムシャフト１３４と、駆動プレート２と、組付角
調整機構４と、作動装置１５と、ＶＴＣカバー６から構
成される。The engine speed Ne is calculated in the ECU 114 based on the rotation signal output from the crank angle sensor 117. Next, the configuration of the variable valve timing mechanism VTC 113 will be described with reference to FIGS. The variable valve timing mechanism VTC113
Is composed of a cam shaft 134, a drive plate 2, an assembly angle adjusting mechanism 4, an actuator 15, and a VTC cover 6.
【００２３】前記駆動プレート２は、機関１０１（クラ
ンクシャフト１２０）から回転が伝達されて回転する部
材であり、前記組付角調整機構４は、前記カムシャフト
１３４と駆動プレート２との組付角度を変化させる機構
であって、作動装置１５によって作動する。前記ＶＴＣ
カバー６は、図示省略したシリンダヘッドとロッカカバ
ーの前端に跨って取り付けられて、駆動プレート２と組
付角調整機構４の前面とその周域を覆うカバーである。The drive plate 2 is a member that rotates when the rotation is transmitted from the engine 101 (crankshaft 120), and the assembly angle adjusting mechanism 4 includes an assembly angle between the camshaft 134 and the drive plate 2. And is operated by the actuating device 15. The VTC
The cover 6 is a cover that is attached across the front ends of the cylinder head and the rocker cover (not shown) and covers the front surface of the drive plate 2 and the assembly angle adjusting mechanism 4 and the peripheral area thereof.
【００２４】前記カムシャフト１３４の前端部（図２に
おける左側）には、スペーサ８が嵌合され、更に、この
スペーサ８は、カムシャフト１３４のフランジ部１３４
ｆに貫通されるピン８０によって回転規制されている。
また、前記カムシャフト１３４には、径方向に油供給孔
１３４ｒが複数貫通形成されている。A spacer 8 is fitted to the front end portion (left side in FIG. 2) of the cam shaft 134, and the spacer 8 is further provided with a flange portion 134 of the cam shaft 134.
The rotation is regulated by a pin 80 penetrating through f.
Further, a plurality of oil supply holes 134r are formed through the cam shaft 134 in the radial direction.
【００２５】前記スペーサ８は、図３に示すように、円
盤状の係止フランジ８ａと、この係止フランジ８ａの前
端面から軸方向に延びる円管部８ｂと、同じく係止フラ
ンジ８ａの前端面であって円管部８ｂの基端側から外径
方向の３方に延びて軸方向と平行な圧入穴８ｃが形成さ
れた軸支持部８ｄとが形成されている。尚、上記軸支持
部８ｄ及び圧入穴８ｃは、図３に示すように、それぞれ
周方向に１２０°毎に配置される。As shown in FIG. 3, the spacer 8 includes a disk-shaped locking flange 8a, a circular pipe portion 8b axially extending from a front end surface of the locking flange 8a, and a front end of the locking flange 8a. A shaft support portion 8d is formed which is a surface and extends from the base end side of the circular pipe portion 8b in three directions in the outer diameter direction and in which a press-fitting hole 8c parallel to the axial direction is formed. The shaft support portion 8d and the press-fitting holes 8c are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction, as shown in FIG.
【００２６】また、前記スペーサ８には、油を供給する
油供給孔８ｒが径方向に貫通形成されている。前記駆動
プレート２は、中心に貫通穴２ａが形成された円盤状に
形成されており、前記スペーサ８に対して係止フランジ
８ａによって軸方向の変位を規制された状態で相対回転
自在に組み付けられている。An oil supply hole 8r for supplying oil is formed through the spacer 8 in the radial direction. The drive plate 2 is formed in a disk shape having a through hole 2a formed in the center thereof, and is rotatably assembled to the spacer 8 in a state in which axial displacement is restricted by a locking flange 8a. ing.
【００２７】また、駆動プレート２は、図３に示すよう
に、その後部外周に、クランクシャフト１２０から図示
省略したチェーンを介して回転が伝達されるタイミング
スプロケット３が形成されている。更に、駆動プレート
２の前端面には、貫通穴２ａと外周とを結んで外径方向
に３つのガイド溝２ｇが形成されており、前記ガイド溝
２ｇは、前記軸支持部８ｄと同様に、周方向に１２０°
毎に配置される。Further, as shown in FIG. 3, the drive plate 2 has a timing sprocket 3 formed on the outer periphery of the rear portion thereof, the rotation of which is transmitted from the crankshaft 120 via a chain (not shown). Further, on the front end surface of the drive plate 2, three guide grooves 2g are formed in the outer diameter direction by connecting the through hole 2a and the outer periphery, and the guide groove 2g is similar to the shaft support portion 8d. 120 ° in the circumferential direction
It is arranged for each.
【００２８】また、駆動プレート２の前端面の外周部に
は、円環状のカバー部材２ｃが溶接或いは圧入により固
定されている。本実施形態において、従動回転体は、カ
ムシャフト１３４及びスペーサ８によって構成され、駆
動回転体は、タイミングスプロケット３を含む駆動プレ
ート２によって構成される。An annular cover member 2c is fixed to the outer peripheral portion of the front end surface of the drive plate 2 by welding or press fitting. In the present embodiment, the driven rotating body is constituted by the cam shaft 134 and the spacer 8, and the driving rotating body is constituted by the drive plate 2 including the timing sprocket 3.
【００２９】前記組付角調整機構４は、カムシャフト１
３４と駆動プレート２との前端部側に配置されて、カム
シャフト１３４と駆動プレート２との組付相対角度を変
更するものである。この組付角調整機構４は、図３に示
すように、３本のリンクアーム１４を有している。The assembling angle adjusting mechanism 4 includes the camshaft 1
34 is arranged on the front end side of the drive plate 2 and the drive plate 2, and changes the relative angle of assembly between the cam shaft 134 and the drive plate 2. The assembly angle adjusting mechanism 4 has three link arms 14 as shown in FIG.
【００３０】前記各リンクアーム１４は、先端部にスラ
イド部としての円筒部１４ａが設けられ、また、この円
筒部１４ａから外径方向に延びるアーム部１４ｂが設け
られている。前記円筒部１４ａには、収容孔１４ｃが貫
通して形成されている一方、アーム部１４ｂの基端部に
は、回動部としての回動穴１４ｄが貫通して形成されて
いる。Each of the link arms 14 is provided with a cylindrical portion 14a as a slide portion at the tip thereof, and an arm portion 14b extending from the cylindrical portion 14a in the outer diameter direction. A housing hole 14c is formed through the cylindrical portion 14a, while a rotation hole 14d as a rotation portion is formed through the base end of the arm portion 14b.
【００３１】前記リンクアーム１４は、前記スペーサ８
の圧入穴８ｃにきつく圧入された回動ピン８１に対して
回動穴１４を装着して、回動ピン８１を中心に回動可能
に取り付けられている。一方、リンクアーム１４の円筒
部１４ａは、前記駆動プレート２の径方向ガイドとして
のガイド溝２ｇに挿入されて、駆動プレート２に対して
径方向に移動可能（スライド可能）に取り付けられてい
る。The link arm 14 includes the spacer 8
The turning hole 14 is attached to the turning pin 81 that is tightly press-fitted into the press-fitting hole 8c, and is attached so as to be rotatable about the turning pin 81. On the other hand, the cylindrical portion 14a of the link arm 14 is inserted into a guide groove 2g as a radial guide of the drive plate 2 and is attached to the drive plate 2 so as to be movable (sliding) in the radial direction.
【００３２】上記構成において、円筒部１４ａが外力を
受けてガイド溝２ｇに沿って径方向にスライド変位する
と、リンクアーム１４によるリンク作用により回動ピン
８１が前記円筒部１４ａの径方向の変位量に応じた角度
だけ周方向に移動することになるもので、この回動ピン
８１の変位によりカムシャフト１３４が駆動プレート２
に対して相対回転することになる。In the above structure, when the cylindrical portion 14a receives an external force and slides in the radial direction along the guide groove 2g, the pivot pin 81 is displaced in the radial direction of the cylindrical portion 14a by the link action of the link arm 14. The cam shaft 134 is moved by the displacement of the rotation pin 81 in the circumferential direction by an angle corresponding to the drive plate 2.
It will rotate relative to.
【００３３】図４及び図５は、前記組付角調整機構４の
作動を示すもので、図４に示すように、円筒部１４ａが
ガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の外周側に配置さ
れているときには、基端部の回動ピン８１がガイド溝２
ｇに近い位置に引っ張られているもので、この位置が最
遅角位置となる。一方、図５に示すように、円筒部１４
ａがガイド溝２ｇにおいて駆動プレート２の内周側に配
置されているときには、回動ピン８１が周方向に押され
てガイド溝２ｇから離れるもので、この位置が最進角位
置となる。FIGS. 4 and 5 show the operation of the assembling angle adjusting mechanism 4. As shown in FIG. 4, the cylindrical portion 14a is arranged on the outer peripheral side of the drive plate 2 in the guide groove 2g. In some cases, the pivot pin 81 at the base end portion may cause the guide groove 2 to move.
It is pulled to a position close to g, and this position is the most retarded position. On the other hand, as shown in FIG.
When a is arranged on the inner peripheral side of the drive plate 2 in the guide groove 2g, the rotating pin 81 is pushed in the circumferential direction and moves away from the guide groove 2g, and this position is the most advanced position.
【００３４】上記組付角調整機構４における前記円筒部
１４ａの径方向への移動は、前記作動装置１５により行
われ、この作動装置１５は、作動変換機構４０と増減速
機構４１とを備えている。前記作動変換機構４０は、リ
ンクアーム１４の円筒部１４ａに保持された球２２と、
前記駆動プレート２の前面に対向して同軸に設けられた
ガイドプレート２４とを備え、このガイドプレート２４
の回転を前記リンクアーム１４における円筒部１４ａの
径方向の変位に変換する機構である。The movement of the cylindrical portion 14a in the assembly angle adjusting mechanism 4 in the radial direction is performed by the actuating device 15, and the actuating device 15 includes an actuation conversion mechanism 40 and an acceleration / deceleration mechanism 41. There is. The operation conversion mechanism 40 includes a sphere 22 held by the cylindrical portion 14a of the link arm 14,
And a guide plate 24 provided coaxially to face the front surface of the drive plate 2.
Is a mechanism that converts the rotation of the above into a radial displacement of the cylindrical portion 14a of the link arm 14.
【００３５】前記ガイドプレート２４は、前記スペーサ
８の円管部８ｂの外周に金属系のブッシュ２３を介して
相対回転可能に支持されている。また、前記ガイドプレ
ート２４の後面には、断面略半円状で周方向の変位に伴
って径方向に変位する渦巻きガイドとしての渦巻状ガイ
ド溝２８が形成され、かつ、径方向の中間部には、油の
供給を行う油供給孔２４ｒが前後方向に貫通して形成さ
れている。The guide plate 24 is supported on the outer periphery of the circular pipe portion 8b of the spacer 8 so as to be relatively rotatable via a metallic bush 23. On the rear surface of the guide plate 24, there is formed a spiral guide groove 28 as a spiral guide which has a substantially semicircular cross section and is displaced in the radial direction along with the displacement in the circumferential direction. Is formed with an oil supply hole 24r for supplying oil penetrating in the front-rear direction.
【００３６】前記渦巻状ガイド溝２８には、前記球２２
が係合されている。即ち、前記リンクアーム１４の円筒
部１４ａに設けられた収容孔１４ｃには、図２及び図３
に示すように、円盤状の支持パネル２２ａと、コイルス
プリング２２ｂと、リテーナ２２ｃと、球２２とが順に
挿入されている。また、前記リテーナ２２ｃは、前端部
に球２２が飛び出した状態で支持する椀状の支持凹部２
２ｄが形成されていると共に、外周に前記コイルスプリ
ング２２ｂが着座するフランジ２２ｆが形成されてい
る。The sphere 22 is provided in the spiral guide groove 28.
Are engaged. That is, the accommodating hole 14c formed in the cylindrical portion 14a of the link arm 14 has a structure shown in FIGS.
As shown in FIG. 5, a disc-shaped support panel 22a, a coil spring 22b, a retainer 22c, and a ball 22 are sequentially inserted. Further, the retainer 22c has a bowl-shaped supporting recess 2 that supports the ball 22 in a state where the ball 22 is projected at the front end.
2d is formed, and a flange 22f on which the coil spring 22b is seated is formed on the outer circumference.
【００３７】そして、図２に示す組付状態では、コイル
スプリング２２ｂが圧縮され、支持パネル２２ａが駆動
プレート２の前面に押し付けられ、かつ、前記球２２が
渦巻状ガイド溝２８に押し付けられて上下方向で係合す
ると共に、渦巻状ガイド溝２８の延在方向には相対移動
可能となっている。また、前記渦巻状ガイド溝２８は、
図４，５に示すように、駆動プレート２の回転方向Ｒに
沿って次第に縮径するように形成されている。In the assembled state shown in FIG. 2, the coil spring 22b is compressed, the support panel 22a is pressed against the front surface of the drive plate 2, and the sphere 22 is pressed against the spiral guide groove 28 to move up and down. Direction engagement, and relative movement is possible in the extending direction of the spiral guide groove 28. Further, the spiral guide groove 28 is
As shown in FIGS. 4 and 5, the drive plate 2 is formed so as to gradually reduce its diameter along the rotational direction R.
【００３８】従って、前記作動変換機構４０は、前記球
２２が渦巻状ガイド溝２８に係合した状態で、ガイドプ
レート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒに相対
回転すると、球２２が渦巻状ガイド溝２８の渦巻き形状
に沿って半径方向外側に移動し、これによりスライド部
としての円筒部１４ａが、図４に示す外径方向に移動
し、リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイ
ド溝２ｇに近づくように引きつけられ、カムシャフト１
３４は遅角方向に移動する。Therefore, in the operation converting mechanism 40, when the guide plate 24 relatively rotates in the rotation direction R with respect to the drive plate 2 with the ball 22 engaged with the spiral guide groove 28, the ball 22 swirls. The guide portion 28 moves radially outward along the spiral shape of the guide groove 28, whereby the cylindrical portion 14a as the slide portion moves in the outer diameter direction shown in FIG. 4, and the rotating pin 81 connected to the link arm 14 is moved. Is pulled toward the guide groove 2g, and the camshaft 1
34 moves in the retard direction.
【００３９】逆に、上記状態からガイドプレート２４が
駆動プレート２に対して回転方向Ｒとは逆方向に相対回
転すると、球２２は渦巻状ガイド溝２８の渦巻き形状に
沿って半径方向内側に移動し、これによりスライド部と
しての円筒部１４ａが、図５に示す内径方向に移動し、
リンクアーム１４に連結された回動ピン８１がガイド溝
２ｇから離れる方向に押され、この場合、カムシャフト
１３４は進角方向に移動する。On the contrary, when the guide plate 24 rotates relative to the drive plate 2 in the direction opposite to the rotation direction R from the above state, the sphere 22 moves radially inward along the spiral shape of the spiral guide groove 28. As a result, the cylindrical portion 14a as the slide portion moves in the inner diameter direction shown in FIG.
The rotation pin 81 connected to the link arm 14 is pushed in a direction away from the guide groove 2g, and in this case, the cam shaft 134 moves in the advance direction.
【００４０】次に、増減速機構４１について詳細に説明
する。前記増減速機構４１は、前記ガイドプレート２４
を駆動プレート２に対して増速及び減速、即ち、ガイド
プレート２４を駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に
移動（増速）させたり、ガイドプレート２４を駆動プレ
ート２に対して回転方向Ｒとは反対側に移動（減速）さ
せたりするものであり、遊星歯車機構２５と第１電磁ブ
レーキ２６と第２電磁ブレーキ２７とを備えている。Next, the acceleration / deceleration mechanism 41 will be described in detail. The acceleration / deceleration mechanism 41 includes the guide plate 24.
With respect to the drive plate 2, and the guide plate 24 is moved (accelerated) in the rotation direction R side with respect to the drive plate 2, or the guide plate 24 is rotated with respect to the drive plate 2 in the rotation direction R. It is moved (decelerated) to the opposite side, and is provided with a planetary gear mechanism 25, a first electromagnetic brake 26, and a second electromagnetic brake 27.
【００４１】前記遊星歯車機構２５は、サンギヤ３０
と、リングギヤ３１と、両ギヤ３０，３１に噛み合わさ
れたプラネタリギヤ３３とを備えている。図２，図３に
示すように、前記サンギヤ３０は、ガイドプレート２４
の前面側の内周に一体的に形成されている。前記プラネ
タリギヤ３３は、前記スペーサ８の前端部に固定された
キャリアプレート３２に回転自在に支持されている。The planetary gear mechanism 25 includes a sun gear 30.
, A ring gear 31, and a planetary gear 33 meshed with both gears 30, 31. As shown in FIGS. 2 and 3, the sun gear 30 includes a guide plate 24.
Is integrally formed on the inner circumference on the front side of the. The planetary gear 33 is rotatably supported by a carrier plate 32 fixed to the front end of the spacer 8.
【００４２】また、前記リングギヤ３１は、前記キャリ
アプレート３２の外側に回転自在に支持された環状の回
転体３４の内周に形成されている。尚、前記キャリアプ
レート３２は、前記スペーサ８の前端部に嵌合されて、
ワッシャ３７を前端部に当接させた状態でボルト９を貫
通させてカムシャフト１３４に締結させて固定されてい
る。The ring gear 31 is formed on the inner circumference of an annular rotating body 34 which is rotatably supported outside the carrier plate 32. The carrier plate 32 is fitted to the front end of the spacer 8,
With the washer 37 abutting on the front end, the bolt 9 is passed through and fastened to the cam shaft 134 to be fixed.
【００４３】また、前記回転体３４の前端面には、前方
を向いた制動面３５ｂを有した制動プレート３５がねじ
止めされている。また、前記サンギヤ３０が一体に形成
されたガイドプレート２４の外周にも、前方を向いた制
動面３６ｂを有した制動プレート３６が溶接や嵌合など
により固定されている。A braking plate 35 having a braking surface 35b facing forward is screwed to the front end surface of the rotating body 34. A braking plate 36 having a braking surface 36b facing forward is also fixed to the outer periphery of the guide plate 24 integrally formed with the sun gear 30 by welding or fitting.
【００４４】従って、前記遊星歯車機構２５は、プラネ
タリギヤ３３が自転せずにキャリアプレート３２と共に
公転したとすると、第１電磁ブレーキ２６ならびに第２
電磁ブレーキ２７が非作動状態では、サンギヤ３０とリ
ングギヤ３１はフリー状態で同速回転する。この状態か
ら第１電磁ブレーキ２６のみを制動作動すると、ガイド
プレート２４がキャリアプレート３２に対して（カムシ
ャフト１３４に対して）遅れる方向（図４，５のＲ方向
とは逆方向）に相対回転し、駆動プレート２とカムシャ
フト１３４とが、図５に示す進角方向に相対変位するこ
とになる。Therefore, in the planetary gear mechanism 25, if the planetary gear 33 revolves together with the carrier plate 32 without rotating, the first electromagnetic brake 26 and the second electromagnetic brake 26.
When the electromagnetic brake 27 is inactive, the sun gear 30 and the ring gear 31 rotate at the same speed in a free state. When only the first electromagnetic brake 26 is braked from this state, the guide plate 24 rotates relative to the carrier plate 32 (relative to the camshaft 134) in the direction behind (the direction opposite to the R direction in FIGS. 4 and 5). Then, the drive plate 2 and the cam shaft 134 are relatively displaced in the advance direction shown in FIG.
【００４５】一方、第２電磁ブレーキ２７のみを制動作
動すると、リングギヤ３１のみに制動力が付与され、リ
ングギヤ３１がキャリアプレート３２に対して遅れ方向
に相対回転することによってプラネタリギヤ３３が自転
し、このプラネタリギヤ３３の自転がサンギヤ３０を増
速させ、ガイドプレート２４を駆動プレート２に対して
回転方向Ｒ側に相対回転し、駆動プレート２とカムシャ
フト１３４とが図４に示す遅角方向に相対回転すること
になる。On the other hand, when only the second electromagnetic brake 27 is braked, the braking force is applied only to the ring gear 31, and the ring gear 31 rotates relative to the carrier plate 32 in the delay direction, whereby the planetary gear 33 rotates. The rotation of the planetary gears 33 speeds up the sun gear 30, the guide plate 24 rotates relative to the drive plate 2 in the rotation direction R side, and the drive plate 2 and the camshaft 134 rotate in the retard direction shown in FIG. Will be done.
【００４６】尚、本実施形態において、キャリアプレー
ト３２が入力要素であり、サンギヤ３０が出力要素であ
り、リングギヤ３１がフリー要素となる。前記第１電磁
ブレーキ２６及び第２電磁ブレーキ２７は、それぞれ前
述した制動プレート３６，３５の制動面３６ｂ，３５ｂ
に対向するよう内外２重に配置されて、前記ＶＴＣカバ
ー６の裏面にピン２６ｐ，２７ｐによって回転のみを規
制された浮動状態で支持された円管部材２６ｒ，２７ｒ
を有している。In this embodiment, the carrier plate 32 is an input element, the sun gear 30 is an output element, and the ring gear 31 is a free element. The first electromagnetic brake 26 and the second electromagnetic brake 27 are the braking surfaces 36b, 35b of the braking plates 36, 35 described above, respectively.
Circular pipe members 26r, 27r that are arranged in a double manner inside and outside so as to face each other and are supported on the back surface of the VTC cover 6 in a floating state in which only rotation is restricted by pins 26p, 27p.
have.
【００４７】これらの円管部材２６ｒ，２７ｒには、コ
イル２６ｃ，２７ｃが収容されていると共に、各コイル
２６ｃ，２７ｃへの通電時に各制動面３５ｂ，３６ｂに
押し付けられる摩擦材２６ｂ，２７ｂが装着されてい
る。また、各円管部材２６ｒ，２７ｒ及び各制動プレー
ト３５，３６は、コイル２６ｃ，２７ｃへの通電時に磁
界を形成するために鉄などの磁性体により形成されてい
る。Coils 26c and 27c are housed in these circular pipe members 26r and 27r, and friction materials 26b and 27b that are pressed against the braking surfaces 35b and 36b when the coils 26c and 27c are energized are mounted. Has been done. The circular pipe members 26r and 27r and the braking plates 35 and 36 are made of a magnetic material such as iron so as to form a magnetic field when the coils 26c and 27c are energized.
【００４８】それに対して、前記ＶＴＣカバー６は、通
電時に磁束の漏れを生じさせないために、また、摩擦材
２６ｂ，２７ｂは、永久磁石化して非通電時に制動プレ
ート３５，３６に貼り付くのを防止するために、アルミ
などの非磁性体により形成されている。前記遊星歯車機
構２５の出力要素としてのサンギヤ３０が設けられたガ
イドプレート２４と駆動プレート２の相対回動は、最遅
角位置および最進角位置において組付角ストッパ６０に
より規制されるようになっている。On the other hand, since the VTC cover 6 does not cause leakage of magnetic flux when energized, the friction members 26b and 27b are made permanent magnets and adhered to the braking plates 35 and 36 when de-energized. To prevent this, it is made of a non-magnetic material such as aluminum. The relative rotation between the guide plate 24 provided with the sun gear 30 as an output element of the planetary gear mechanism 25 and the drive plate 2 is restricted by the assembly angle stopper 60 at the most retarded position and the most advanced position. Has become.
【００４９】更に、前記遊星歯車機構２５において、リ
ングギヤ３１と一体的に設けられている制動プレート３
５と、キャリアプレート３２との間には、遊星歯車スト
ッパ９０が設けられている。ところで、上述した前記作
動変換機構４０は、リンクアーム１４の円筒部１４ａの
位置を保持して、駆動プレート２とカムシャフト１３４
との相対組付位置が変動しない構成となっているもの
で、その構成について説明する。Further, in the planetary gear mechanism 25, the braking plate 3 provided integrally with the ring gear 31.
A planetary gear stopper 90 is provided between the carrier 5 and the carrier plate 32. By the way, the operation conversion mechanism 40 described above holds the position of the cylindrical portion 14a of the link arm 14, and the drive plate 2 and the cam shaft 134 are held.
Since the relative assembly position with respect to and does not change, the configuration will be described.
【００５０】前記駆動プレート２からカムシャフト１３
４には、リンクアーム１４およびスペーサ８を介して駆
動トルクが伝達されるが、カムシャフト１３４からリン
クアーム１４には、機関弁（吸気バルブ１０５）からの
反力によるカムシャフト１３４の変動トルクが、回動ピ
ン８１からリンクアーム１４の両端の枢支点を結ぶ方向
の力Ｆとして入力される。From the drive plate 2 to the camshaft 13
The driving torque is transmitted to the shaft 4 through the link arm 14 and the spacer 8, but the fluctuation torque of the cam shaft 134 due to the reaction force from the engine valve (the intake valve 105) is transferred from the cam shaft 134 to the link arm 14. , Is input as a force F from the rotating pin 81 in the direction connecting the pivot points of both ends of the link arm 14.
【００５１】前記リンクアーム１４の円筒部１４ａは、
径方向ガイドとしてのガイド溝２ｇに沿って径方向に案
内されているとともに、円筒部１４ａから前面に突出し
た球２２が、渦巻状ガイド溝２８に係合されているた
め、各リンクアーム１４を介して入力される力Ｆは、ガ
イド溝２ｇの左右の壁とガイドプレート２４の渦巻状ガ
イド溝２８とによって支持される。The cylindrical portion 14a of the link arm 14 is
Since the sphere 22 which is guided in the radial direction along the guide groove 2g as a radial guide and which projects from the cylindrical portion 14a to the front is engaged with the spiral guide groove 28, each link arm 14 is The force F input through the guide groove 2g is supported by the left and right walls of the guide groove 2g and the spiral guide groove 28 of the guide plate 24.
【００５２】したがって、リンクアーム１４に入力され
た力Ｆは互いに直交する二つの分力ＦＡ，ＦＢに分解さ
れるが、これらの分力ＦＡ，ＦＢは、渦巻状ガイド構２
８の外周側の壁と、ガイド溝２ｇの一方の壁とに略直交
する向きで受け止められ、リンクアーム１４の円筒部１
４ａがガイド溝２ｇに沿って移動することが阻止され、
これにより、リンクアーム１４が回動することが阻止さ
れる。Therefore, the force F input to the link arm 14 is decomposed into two component forces FA and FB which are orthogonal to each other, and these component forces FA and FB are combined into the spiral guide structure 2.
The outer peripheral wall of 8 and the one wall of the guide groove 2g are received in a direction substantially orthogonal to each other, and the cylindrical portion 1 of the link arm 14 is received.
4a is prevented from moving along the guide groove 2g,
This prevents the link arm 14 from rotating.
【００５３】よって、各電磁ブレーキ２６，２７の制動
力によってガイドプレート２４が回動されてリンクアー
ム１４が所定の位置に回動操作された後には、基本的に
は制動力を付与し続けなくてもリンクアーム１４の位置
を維持、つまり、駆動プレート２とカムシャフト１３４
の回転位相をそのまま保持することができる。尚、前記
力Ｆは、外径方向に作用することに限られず、逆向きの
内径方向に作用することもあるが、このとき分力ＦＡ，
ＦＢは渦巻状ガイド溝２８の内周側の壁と、ガイド構２
ｇの他方側とに略直角の向きに受け止められる。Therefore, after the guide plate 24 is rotated by the braking force of each electromagnetic brake 26, 27 and the link arm 14 is rotated to a predetermined position, basically, the braking force is not continuously applied. Even if the position of the link arm 14 is maintained, that is, the drive plate 2 and the cam shaft 134 are
The rotation phase of can be maintained as it is. The force F is not limited to acting in the outer diameter direction, but may act in the opposite inner diameter direction. At this time, the component force FA,
FB is the inner wall of the spiral guide groove 28 and the guide structure 2
It is received at a right angle to the other side of g.
【００５４】以下、上記可変バルブタイミング機構ＶＴ
Ｃ１１３の作用を説明する。クランクシャフトとカムシ
ャフト１３４の回転位相を遅角側に制御する場合には、
第２電磁ブレーキ２７に通電する。第２電磁ブレーキ２
７に通電すると、第２電磁ブレーキ２７の摩擦材２７ｂ
が制動プレート３５に摩擦接触し、遊星歯車機構２５の
リングギヤ３１に制動力が作用し、タイミングスプロケ
ット３の回転に伴ってサンギヤ３０が増速回転される。Hereinafter, the variable valve timing mechanism VT will be described.
The operation of C113 will be described. When controlling the rotation phase of the crankshaft and the camshaft 134 to the retard side,
The second electromagnetic brake 27 is energized. Second electromagnetic brake 2
7, the friction material 27b of the second electromagnetic brake 27 is energized.
Comes into frictional contact with the braking plate 35, a braking force acts on the ring gear 31 of the planetary gear mechanism 25, and the sun gear 30 is rotated at an increased speed as the timing sprocket 3 rotates.
【００５５】このサンギヤ３０の増速回転によりガイド
プレート２４が駆動プレート２に対して回転方向Ｒ側に
回転させられ、これに伴ってリンクアーム１４に支持さ
れた球２２が渦巻状ガイド溝２８の外周側に移動する。
この遅角側への移動は、組付角ストッパ６０により図４
に示す最遅角位置において規制される。The guide plate 24 is rotated in the rotation direction R side with respect to the drive plate 2 by the accelerated rotation of the sun gear 30, and the sphere 22 supported by the link arm 14 is formed with the spiral guide groove 28. Move to the outer circumference.
This movement toward the retard angle side is performed by the assembling angle stopper 60 as shown in FIG.
It is regulated at the most retarded position shown in.
【００５６】更に、上述のように、リングギヤ３１の回
転を第２電磁ブレーキ２７により制動するにあたり、瞬
時に回転を規制するのではなく所定量の回転を許しなが
ら制動を行うもので、この回転量が所定量となると遊星
歯車ストッパ９０によりリングギヤ３１の回転が規制さ
れるようになっている。一方、カムシャフト１３４の組
付角度を進角方向に変位させるときには、第１ブレーキ
２６に通電する。Further, as described above, when the rotation of the ring gear 31 is braked by the second electromagnetic brake 27, the rotation is not instantaneously regulated but is allowed while allowing a predetermined amount of rotation. The rotation of the ring gear 31 is restricted by the planetary gear stopper 90 when the value becomes a predetermined amount. On the other hand, when the mounting angle of the camshaft 134 is displaced in the advance direction, the first brake 26 is energized.
【００５７】これにより、ガイドプレート２４に制動力
が作用してガイドプレート２４は駆動プレート２に対し
て回転方向Ｒとは反対方向に回動し、カムシャフト１３
４は進角側に組付角度が変位される。この進角側への移
動は、組付角ストッパ６０により図５に示す最進角位置
において規制される更に、ガイドプレート２４の回転が
規制されると、プラネタリギヤ３３が自転してリングギ
ヤ３１が増速回転されるが、この回転量が所定量となる
と遊星歯車ストッパ９０により回転が規制される。As a result, the braking force acts on the guide plate 24, and the guide plate 24 rotates in the direction opposite to the rotational direction R with respect to the drive plate 2, and the camshaft 13
4, the mounting angle is displaced to the advance side. This movement toward the advance angle side is restricted by the assembling angle stopper 60 at the most advanced angle position shown in FIG. 5, and when the rotation of the guide plate 24 is restricted, the planetary gear 33 rotates and the ring gear 31 increases. Although it is rotated at a high speed, when the rotation amount reaches a predetermined amount, the rotation is restricted by the planetary gear stopper 90.
【００５８】前記ＥＣＵ１１４は、クランクシャフト１
２０に対するカムシャフト１３４の目標進角値を設定
し、該目標進角値に基づいて前記第１電磁ブレーキ２６
及び第２電磁ブレーキ２７への通電をフィードバック制
御するようになっており、該フィードバック制御の詳細
を図６のブロック図に基づいて説明する。図６におい
て、進角値フィードバック制御部（回転位相フィードバ
ック制御部）２０１には、機関運転条件（機関負荷・機
関回転速度等）に基づいて設定される目標進角値（目標
回転位相）、及び、クランク角センサ１１７の検出信号
とカムセンサ１３２の検出信号とから検出された実際の
進角値（実際の回転位相）が入力される。The ECU 114 uses the crankshaft 1
A target advance value of the camshaft 134 for 20 is set, and the first electromagnetic brake 26 is set based on the target advance value.
Further, the power supply to the second electromagnetic brake 27 is feedback-controlled, and the details of the feedback control will be described with reference to the block diagram of FIG. In FIG. 6, a lead angle feedback control unit (rotational phase feedback control unit) 201 includes a target advancement value (target rotation phase) set on the basis of engine operating conditions (engine load, engine rotation speed, etc.), and The actual advance value (actual rotation phase) detected from the detection signal of the crank angle sensor 117 and the detection signal of the cam sensor 132 is input.
【００５９】そして、前記進角値フィードバック制御部
２０１では、前記目標進角値と実際の進角値との偏差に
基づいて、電磁ブレーキ２６，２７の目標駆動電流を演
算する。尚、前記偏差に基づく目標駆動電流の演算は、
比例・積分・微分制御によって行わせることができる
他、スライディングモード制御を用いることができる。Then, the advance value feedback control unit 201 calculates the target drive currents of the electromagnetic brakes 26 and 27 based on the deviation between the target advance value and the actual advance value. The calculation of the target drive current based on the deviation is
In addition to the proportional / integral / derivative control, sliding mode control can be used.
【００６０】また、目標駆動電流は、進角要求に基づき
第１電磁ブレーキ２６に与えられるべき電流をプラスで
示し、遅角要求に基づき第２電磁ブレーキ２７に与えら
れるべき電流をマイナスで示すものとする。また、実際
の進角値は、例えばクランク角センサ１１７の検出信号
から求められる基準クランク角位置から、カムセンサ１
３２の検出信号から求められる基準カム角位置までの角
度として検出される。The target drive current is a current which should be given to the first electromagnetic brake 26 based on the advance request, and a negative current which should be given to the second electromagnetic brake 27 based on the delay request. And Further, the actual advance value is calculated from the reference crank angle position obtained from the detection signal of the crank angle sensor 117, for example, from the cam sensor 1
It is detected as an angle to the reference cam angle position obtained from the detection signal of 32.
【００６１】前記目標駆動電流は進角・遅角分離部２０
２に出力され、目標駆動電流のプラス・マイナスに基づ
いて、電磁ブレーキ２６，２７のいずれを駆動すべきか
を判断し、該判断結果に基づいて目標駆動電流を電流フ
ィードバック制御部２０３Ａ，２０３Ｂのいずれかに出
力する。即ち、目標駆動電流がプラスである進角要求時
には、進角側の電流フィードバック制御部２０３Ａに進
角値フィードバック制御部２０１で演算された目標駆動
電流を出力し、遅角側の電流フィードバック制御部２０
３Ｂの目標駆動電流を０とする。The target drive current is supplied to the advance / retard separation unit 20.
2 is output, and which one of the electromagnetic brakes 26 and 27 should be driven is determined based on the plus or minus of the target drive current, and the target drive current is output to either the current feedback control unit 203A or 203B based on the determination result. Output to crab. That is, when the target drive current is positive and the advance request is made, the target drive current calculated by the advance value feedback control unit 201 is outputted to the advance side current feedback control unit 203A, and the delay side current feedback control unit is outputted. 20
The target drive current of 3B is set to 0.
【００６２】一方、目標駆動電流がマイナスである遅角
要求時には、遅角側の電流フィードバック制御部２０３
Ｂに進角値フィードバック制御部２０１で演算された目
標駆動電流を出力し、進角側の電流フィードバック制御
部２０３Ａの目標駆動電流を０とする。前記電流フィー
ドバック制御部２０３Ａ（駆動電流フィードバック制御
部）は、電磁ブレーキ２６のコイルに実際に流れている
駆動電流を検出する電流検出回路２０４Ａ（駆動電流検
出部）の検出結果と、目標駆動電流との偏差に基づい
て、電磁ブレーキ２６への通電を高周波でオン・オフ制
御して平均印加電圧を制御するときのデューティ比を演
算し、該デューティ比の制御信号を電磁ブレーキ２６へ
の通電を制御するスイッチング素子（トランジスタ）に
出力する。On the other hand, when the target drive current is negative and the retard angle is requested, the current feedback control unit 203 on the retard angle side.
The target drive current calculated by the advance value feedback control unit 201 is output to B, and the target drive current of the advance side current feedback control unit 203A is set to zero. The current feedback control unit 203A (driving current feedback control unit) detects the detection result of the current detection circuit 204A (driving current detection unit) that detects the driving current actually flowing in the coil of the electromagnetic brake 26, and the target driving current. Based on the deviation, the duty ratio for controlling the average applied voltage by on / off controlling the power supply to the electromagnetic brake 26 at a high frequency is calculated, and the control signal of the duty ratio is used to control the power supply to the electromagnetic brake 26. Output to the switching element (transistor).
【００６３】同様に、前記電流フィードバック制御部２
０３Ｂ（駆動電流フィードバック制御部）は、電磁ブレ
ーキ２７のコイルに実際に流れている駆動電流を検出す
る電流検出回路２０４Ｂ（駆動電流検出部）の検出結果
と、目標駆動電流との偏差に基づいて、電磁ブレーキ２
７への通電を高周波でオン・オフ制御して平均印加電圧
を制御するときのデューティ比を演算し、該デューティ
比の制御信号を電磁ブレーキ２７への通電を制御するス
イッチング素子（トランジスタ）に出力する。Similarly, the current feedback control unit 2
03B (driving current feedback control unit) is based on the deviation between the detection result of the current detection circuit 204B (driving current detection unit) that detects the driving current actually flowing in the coil of the electromagnetic brake 27 and the target driving current. , Electromagnetic brake 2
7 is turned on / off at high frequency to control the average applied voltage, and a duty ratio is calculated, and a control signal of the duty ratio is output to a switching element (transistor) that controls energization to the electromagnetic brake 27. To do.
【００６４】尚、前記駆動電流の偏差に基づくデューテ
ィ比の演算においても、比例・積分・微分制御の他、ス
ライディングモード制御を用いることができる。上記構
成によると、電磁ブレーキ２６，２７のコイル温度が変
化して、前記デューティ比と駆動電流との相関が変化し
ても、目標駆動電流を電磁ブレーキ２６，２７のコイル
に流して、要求のトルクを発生させることができ、然
も、電磁ブレーキ２６，２７毎に駆動電流を検出してデ
ューティ比を個別にフィードバック制御することで、電
磁ブレーキ２６，２７の温度特性が異なっていても、各
電磁ブレーキ２６，２７の駆動電流を目標に一致させる
ことができる。Incidentally, in the calculation of the duty ratio based on the deviation of the drive current, sliding mode control can be used in addition to proportional / integral / derivative control. According to the above configuration, even if the coil temperature of the electromagnetic brakes 26 and 27 changes and the correlation between the duty ratio and the drive current changes, the target drive current is caused to flow through the coils of the electromagnetic brakes 26 and 27 to obtain the required value. Torque can be generated, and even if the temperature characteristics of the electromagnetic brakes 26 and 27 are different by detecting the drive current for each electromagnetic brake 26 and 27 and individually performing feedback control of the duty ratio, The drive currents of the electromagnetic brakes 26, 27 can be made to match the target.
【００６５】従って、電磁ブレーキ２６，２７の温度特
性が、温度環境や発熱量の違いによって異なっても、進
角・遅角の双方向において要求トルクを発生させること
ができ、以って、進角・遅角の双方向において所望の応
答性でバルブタイミングをフィードバック制御すること
ができる。尚、上記実施形態では、渦巻き状ガイドが形
成されたガイドプレートを２つの電磁ブレーキによって
進角方向及び遅角方向に相対回転させる構成のスパイラ
ルラジアルリンク式可変バルブタイミング機構を対象と
したが、スパイラルラジアルリンク式に限定されるもの
ではなく、２つの電磁ブレーキの制動力でクランクシャ
フトに対するカムシャフトの回転位相を進角方向及び遅
角方向に変化させる構成の可変バルブタイミング機構で
あれば、同様な駆動電流フィードバック制御を適用して
同様の効果を得ることが可能である。Therefore, even if the temperature characteristics of the electromagnetic brakes 26, 27 differ depending on the temperature environment and the amount of heat generation, the required torque can be generated in both the advance and retard directions. The valve timing can be feedback-controlled with desired responsiveness in both angle and retard directions. In the above embodiment, the spiral radial link type variable valve timing mechanism in which the guide plate having the spiral guide is relatively rotated in the advance direction and the retard direction by the two electromagnetic brakes is targeted. The variable valve timing mechanism is not limited to the radial link type, and any variable valve timing mechanism having a configuration that changes the rotational phase of the camshaft with respect to the crankshaft in the advance direction and the retard direction by the braking force of the two electromagnetic brakes can be used. It is possible to obtain similar effects by applying drive current feedback control.
【図１】実施の形態における内燃機関のシステム構成
図。FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine according to an embodiment.
【図２】実施の形態における可変バルブタイミング機構
を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a variable valve timing mechanism in the embodiment.
【図３】上記可変バルブタイミング機構の分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the variable valve timing mechanism.
【図４】上記可変バルブタイミング機構の要部の作動を
示す図２のＡ−Ａ断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing an operation of a main part of the variable valve timing mechanism.
【図５】上記可変バルブタイミング機構の要部の作動を
示す図２のＡ−Ａ断面図。5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 showing the operation of the main part of the variable valve timing mechanism.
【図６】バルブタイミングのフィードバック制御を示す
ブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing feedback control of valve timing.
２…駆動プレート ２ｇ…ガイド溝 ３…タイミングスプロケット ４…組付角調整機構 ６…ＶＴＣカバー ８…スペーサ １４…リンクアーム １５…作動装置 ２４…ガイドプレート ２５…遊星歯車機構 ２６…第１電磁ブレーキ ２７…第２電磁ブレーキ ２８…渦巻状ガイド溝 ３０…サンギヤ ３１…リングギヤ ３２…キャリアプレート ３３…プラネタリギヤ ３５…制動プレート ３６…制動プレート ４０…作動変換機構 ４１…増減速機構 １０１…内燃機関 １０５…吸気バルブ １１３…可変バルブタイミング機構ＶＴＣ １１４…エンジンコントロールユニット １１７…クランク角センサ １１９…水温センサ １２０…クランクシャフト １３２…カムセンサ １３４…カムシャフト 2 ... Drive plate 2g ... Guide groove 3 ... Timing sprocket 4 ... Assembly angle adjustment mechanism 6 ... VTC cover 8 ... Spacer 14 ... Link arm 15 ... Actuator 24 ... Guide plate 25 ... Planetary gear mechanism 26 ... First electromagnetic brake 27 ... Second electromagnetic brake 28 ... Spiral guide groove 30 ... Sun gear 31 ... Ring gear 32 ... Carrier plate 33 ... Planetary gear 35 ... Braking plate 36 ... Braking plate 40 ... Operation conversion mechanism 41 ... Acceleration / deceleration mechanism 101 ... Internal combustion engine 105 ... intake valve 113 ... Variable valve timing mechanism VTC 114 ... Engine control unit 117 ... Crank angle sensor 119 ... Water temperature sensor 120 ... crankshaft 132 ... Cam sensor 134 ... Camshaft
Claims (5)
シャフトの回転位相を２つの電磁ブレーキの制動力によ
って進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁
のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング
機構において、 前記２つの電磁ブレーキ毎に目標駆動電流を設定する一
方、前記２つの電磁ブレーキ毎に実際の駆動電流を検出
し、各電磁ブレーキの実際の駆動電流が前記目標駆動電
流に一致するように、前記２つの電磁ブレーキ毎に駆動
電流をフィードバック制御することを特徴とする可変バ
ルブタイミング機構の制御装置。1. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing of an engine valve by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine in an advance direction and a retard direction by braking forces of two electromagnetic brakes. In, while the target drive current is set for each of the two electromagnetic brakes, the actual drive current is detected for each of the two electromagnetic brakes so that the actual drive current of each electromagnetic brake matches the target drive current. A control device for a variable valve timing mechanism, wherein a drive current is feedback-controlled for each of the two electromagnetic brakes.
と実際の回転位相とに基づいて前記２つの電磁ブレーキ
毎の目標駆動電流を設定することを特徴とする請求項１
記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。2. A target value for the rotational phase is set, and a target drive current for each of the two electromagnetic brakes is set based on the target value and the actual rotational phase.
A control device for the variable valve timing mechanism described.
シャフトの回転位相を２つの電磁ブレーキの制動力によ
って進角方向及び遅角方向に変化させることで、機関弁
のバルブタイミングを変化させる可変バルブタイミング
機構において、 前記回転位相の目標値と実際の回転位相とに基づいて前
記２つの電磁ブレーキ毎の目標駆動電流を設定する回転
位相フィードバック制御部と、 前記２つの電磁ブレーキ毎に個別に設けられた駆動電流
検出部と、 前記２つの電磁ブレーキ毎に個別に設けられ、駆動電流
の検出値を前記目標駆動電流に一致させるべく、駆動電
流の制御量をフィードバック制御する駆動電流フィード
バック制御部と、 を含んで構成されることを特徴とする可変バルブタイミ
ング機構の制御装置。3. A variable valve timing mechanism for changing a valve timing of an engine valve by changing a rotational phase of a camshaft with respect to a crankshaft of an internal combustion engine in an advancing direction and a retarding direction by braking forces of two electromagnetic brakes. In the above, a rotational phase feedback control unit that sets a target drive current for each of the two electromagnetic brakes based on the target value of the rotational phase and an actual rotational phase, and a drive that is individually provided for each of the two electromagnetic brakes. A current detection unit, and a drive current feedback control unit that is provided separately for each of the two electromagnetic brakes and that feedback-controls the control amount of the drive current so that the detected value of the drive current matches the target drive current. A control device for a variable valve timing mechanism, characterized in that
回転体と、カムシャフト側の従動回転体とが組付角調整
機構を介して同軸に連結され、前記組付角調整機構によ
って前記駆動回転体と従動回転体との組付角度を変化さ
せることで、機関弁のバルブタイミングを変化させる構
成であって、 前記組付角調整機構が、一端の回転部が前記駆動回転体
と従動回転体との一方に回転可能に連結されると共に、
他端のスライド部が前記駆動回転体と従動回転体との他
方に設けられた径方向ガイドにより径方向にスライド可
能に連結されるリンクアームを備え、前記スライド部を
径方向に変位させる渦巻き状ガイドが形成されたガイド
プレートを、２つの電磁ブレーキによって前記駆動回転
体に対して減速方向及び増速方向に相対回転させること
によって、前記回転部の位置を周方向に相対変位させ、
前記駆動回転体と従動回転体との組付角度を変化させる
構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。4. The variable valve timing mechanism is configured such that a drive rotating body to which rotation is transmitted from a crankshaft of an internal combustion engine and a driven rotating body on a camshaft side are coaxially connected via an assembly angle adjusting mechanism, A configuration for changing the valve timing of the engine valve by changing the assembly angle of the drive rotating body and the driven rotating body by the assembly angle adjusting mechanism, wherein the assembly angle adjusting mechanism has one end A part is rotatably connected to one of the drive rotating body and the driven rotating body,
The spiral part for displacing the slide part in the radial direction is provided with a link arm whose slide part at the other end is slidably connected in the radial direction by a radial guide provided on the other of the driving rotary body and the driven rotary body. By relatively rotating the guide plate on which the guide is formed in the decelerating direction and the speed increasing direction with respect to the drive rotating body by the two electromagnetic brakes, the position of the rotating portion is relatively displaced in the circumferential direction,
4. The structure according to claim 1, wherein the assembling angle between the driving rotary body and the driven rotary body is changed.
Of the variable valve timing mechanism described in 1.
力要素とし、サンギヤとリングギヤとの一方を出力要
素、他方をフリー要素とする遊星歯車機構を介して回転
伝達される構成であって、 前記２つの電磁ブレーキの一方が前記出力要素に制動を
与え、他方が前記フリー要素に制動を与える構成である
ことを特徴とする請求項４記載の可変バルブタイミング
機構の制御装置。5. The structure in which the guide plate is rotationally transmitted through a planetary gear mechanism having a carrier member as an input element, one of a sun gear and a ring gear as an output element, and the other as a free element, wherein: The control device for the variable valve timing mechanism according to claim 4, wherein one of the two electromagnetic brakes applies braking to the output element and the other applies braking to the free element.
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