JP2005351280A - アクチュエータ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 電動ポンプの回転駆動にオイルポンプからのアシスト力を付与して、該電動ポンプの小型化とコストの低減化を図る。
【解決手段】 一対の第1作動室28と第2作動室29に給排される油圧によって圧縮比可変装置に駆動力を出力する油圧駆動機構21と、正逆回転可能な電動モータ36によって駆動され、前記第1、第2作動室に油圧を油通路33,34を介して選択的に給排する電動ポンプ22とを備えている。また、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ23から油圧モータ24に供給された油圧によって、前記電動モータに駆動アシスト力を付与すると共に、オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する電磁切換弁25を設けた。
【選択図】 図1
【解決手段】 一対の第1作動室28と第2作動室29に給排される油圧によって圧縮比可変装置に駆動力を出力する油圧駆動機構21と、正逆回転可能な電動モータ36によって駆動され、前記第1、第2作動室に油圧を油通路33,34を介して選択的に給排する電動ポンプ22とを備えている。また、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ23から油圧モータ24に供給された油圧によって、前記電動モータに駆動アシスト力を付与すると共に、オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する電磁切換弁25を設けた。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば、内燃機関の可変動弁装置などを駆動するアクチュエータ装置に関する。
従来のアクチュエータ装置としては、種々提供されており、その一つとして内燃機関の可変動弁機構であるバルブタイミング制御機構を駆動する以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
概略を説明すれば、バルブタイミング制御機構としては、前記開口端がフロントカバーとリアカバーで閉塞されたタイミングプーリの筒状のハウジング内部に、カムシャフトの端部に固定されたベーン部材が回転自在に収納されていると共に、ハウジングの内周面に直径方向から互いに内方へ突出されたほぼ台形状の2つの隔壁部とベーン部材の2つの羽根部との間に進角側油室と遅角側油室が画成されている。
そして、アクチュエータ装置である正逆回転駆動する電動ポンプが、機関運転状態に応じて前記進角側油室と遅角側油室のいずれか一方に油圧を選択的に供給し、かかる駆動油圧によりベーン部材を正逆回転させることによりタイミングプーリとカムシャフトとの相対回動位相を変化させて、吸気弁のバルブタイミングを可変制御するようになっている。
特開2001−271616公報
しかしながら、前記従来のアクチュエータ装置にあっては、駆動対象である可変動弁機構によっては、電動ポンプの電動モータに掛かる駆動負荷が比較的大きくなる場合がある。
このため、電動モータの駆動容量を大きくせざるを得ず、コストの高騰が余儀なくされている。
本発明は、前記従来装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、供給油圧によって外部の機器類を駆動させる油圧駆動機構と、電動モータによって回転駆動され、前記油圧駆動機構に油圧を供給する電動ポンプと、内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、前記オイルポンプからの吐出油圧によって回転駆動され、出力軸が前記電動モータの駆動軸に連結された油圧モータと、前記オイルポンプから前記油圧モータへの油圧の供給を制御する制御機構とを備えたことを特徴としている。
この発明によれば、前記電動モータに、前記オイルポンプによって駆動する油圧モータによりアシスト回転力を付与するため、電動モータの出力トルクを十分小さくすることが可能になる。この結果、電動モータの小型化が図れる。
なお、電動モータが停止している際には、オイルポンプからの油圧が、制御機構によって油圧モータへ供給されないようになるため、不用意に電動モータが回転駆動してしまうことはない。
請求項2に記載の発明は、少なくとも一対の第1作動室と第2作動室とを有し、該第1作動室と第2作動室に給排される油圧によって機器類に駆動力を出力する油圧駆動機構と、前記第1作動室と第2作動室に油圧を給排する閉回路の油通路と、正逆回転可能な電動モータによって駆動され、前記第1作動室と第2作動室に油圧を前記油通路を介して選択的に給排する電動ポンプと、内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、前記電動モータの駆動軸に連結された出力軸を有し、該出力軸に前記オイルポンプにより吐出された油圧が回転力として作用する油圧モータと、前記オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する制御機構とを備えたことを特徴としている。
この発明によれば、前記請求項1の発明の作用効果に加えて、正逆回転可能な電動ポンプを設けたことによって、第1作動室あるいは第2作動室に油圧を給排させるための切換弁が不要になる。
このため、装置の構造の複雑化を抑制できると共に、コストの高騰を防止できる。
請求項3に記載の発明にあっては、前記油圧駆動機構は、内燃機関の回転数の増加に応じて作動負荷が増加する構造であることを特徴としている。
この発明によれば、一般に前記オイルポンプは内燃機関の回転数に応じて作動油の吐出量が多くなることから、油圧駆動機構の駆動に必要なときに必要な量を十分に確保することが可能になる。
以下、本発明に係るアクチュエータ装置の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、アクチュエータ装置を内燃機関の圧縮比可変機構に適用したものを示している。
すなわち、内燃機関1は、図2及び図3に示すように、レシプロ型エンジンであって、シリンダブロック2の上端部に設けられたシリンダヘッド3に、それぞれ吸気側カムシャフト4と排気側カムシャフト5によって吸気、排気ポートを開閉自在に設けられた吸気弁6と排気弁7を有し、シリンダブロック2内に設けられたライナー2a内にピストン8が摺動自在に設けられていると共に、シリンダヘッド3とピストン8の冠部との間に燃焼室9が設けられている。
そして、前記ピストン8は、圧縮比可変機構10によって機関運転状態に応じて上下ストローク移動して前記燃焼室9の圧縮比を可変制御されるようになっている。
前記圧縮比可変機構10は、クランクシャフト11に結合されたクランクアーム11aと上端部がピストン8に連係されたコンロッド12の下端部との間に、両端部がピン13,14を介してそれぞれ回動自在に連結されたほぼく字形状の第1リンク15と、一端部がピン16を介して前記コンロッド12の下端部に回動自在に連結された第2リンク17と、該第2リンク17の他端部に偏心カム18を介して連係されたアクチュエータ装置とから構成されている。
前記偏心カム18は、前記第2リンク17の他端部中央に形成された摺動用孔17a内に摺動自在に保持されている。
前記アクチュエータ装置は、図1及び図2に示すように、シリンダヘッド3の端壁3aにブラケット20を介して取り付けられた油圧駆動機構21と、該油圧駆動機構21に油圧を給排する電動ポンプ22と、前記クランクシャフト11によって駆動するオイルポンプ23と、該オイルポンプ23からの供給油圧によって回転駆動し、前記電動ポンプ22にアシスト回転力を付与する油圧モータ24と、前記オイルポンプ23と油圧モータ24との間に設けられて、該油圧モータ24への油圧の供給を制御する制御機構である電磁切換弁25と、該電磁切換弁25に制御電流を出力して流路を切り換え制御するコントローラ26とから主として構成されている。
前記油圧駆動機構21は、前記ブラケット20に固定されたハウジング27と、該ハウジング27の内部に回動自在に設けられて、ハウジング27内部を一対の第1作動室28と第2作動室29に隔成するベーン部材30と、一端部31aが前記偏心カム18に軸方向から連結され、他端部31bが前記ベーン部材30の基部30aに連結された制御軸32と、前記電動ポンプ22から前記第1、第2作動室28,29に油圧を選択的に給排する第1、第2油通路33,34とを備えている。
前記ハウジング27は、図1に示すように、ほぼ逆扇状に形成され、前端開口を閉塞するフロントカバー27aと後端開口を閉塞するリアーカバー27bが本体に螺子止め固定されている。
また、前記ベーン部材30は、基部30aが前記制御軸32の他端部32bにボルト41によって固定されていると共に、ほぼ鳩尾状に形成された先端部30bの円弧状先端面30cがハウジング27の円弧状底面に液密的に摺動するようになっている。
さらに、前記第1作動室28と第2作動室29は、ハウジング27の両側に穿設された一対の油孔28a、29aに接続された前記第1、第2油通路33,34から選択的に給排される油圧により容積を変化させることによって、前記ベーン部材30が約100度の角度範囲内で回動させるようになっている。したがって、この回動角度範囲内で前記制御軸32を回転制御するようになっている。
また、前記第1、第2作動室28,29には、該各作動室28,29を含む油圧回路内からリークして不足した作動油が、前記両油通路33,34間の連通路42及び該連通路42に設けられた逆止弁43,44を介してリザーバタンク45から補給通路46を通って補給されるようになっている。
なお、前記両油通路33,34間に設けられたバイパス通路47には、オイルポンプ23からのパイロット圧によって作動するパイロット弁48によって開閉制御されるようになっている。すなわち、このパイロット弁48は、機関を停止した瞬間などにおいてオイルポンプ23からの供給油圧が所定以下(例えば0.5気圧以下)になった場合に開成して両作動室28,29をバイパス通路47を介して連通路させることにより、ベーン部材30を所定の回転位置まで回転させて、制御軸32を介して機関再始動に適した圧縮比に制御するものである。
前記電動ポンプ22は、例えばトロコイド型の可逆式ポンプ35と、該可逆式ポンプ35を駆動軸36aを介して正逆回転駆動させる電動モータ36を備え、前記可逆式ポンプ35は、吐出ポート(吸入ポート)と吸入ポート(吐出ポート)がそれぞれ前記各油通路33,34に連通している。また、前記電動モータ36は、前記コントローラ26から出力された制御電流によって回転駆動及び停止並びに正逆回転制御されるようになっている。
なお、前記電動モータ36は、バッテリーの蓄電量が不足して回転が困難な場合に、前記油圧モータ24の回転駆動力によって回転されると、回生電流を発生させてバッテリーに蓄電させる機能も有している。
前記オイルポンプ23は、メインオイルギャラリー37を介して内燃機関1の各部に潤滑油を供給する一般的なものであって、前記メインギャラリー37から分岐したアシスト通路38の下流端が前記電磁切換弁25に接続されている。
前記油圧モータ24は、正逆回転可能に形成され、第1給排ポート39と第2給排ポート40が前記電磁切換弁25に接続されていると共に、モータ軸24aが前記電動モータ36の駆動軸36aに同軸上に連結されている。
前記電磁切換弁25は、3方向2位置型であって、前記コントローラ26からの制御電流によって、機関回転数が所定以下の低回転領域などでは、内部のスプール弁体がほぼ中立位置に移動して、前記アシスト通路38と前記第1給排ポート39あるいは第2給排ポート40との連通を遮断して、両給排ポート39,40を連通させるが、機関回転数が所定以上になると、スプール弁体がいずれか一方の最大位置に摺動して、アシスト通路38が各給排ポート39,40のいずれか一方に選択的に連通すると同時に、前記他方の給排ポート39、40とドレン通路41を連通させるようになっている。
ここで、機関回転数が所定以下とは、例えば約2000rpm以下の回転域であり、この回転域はオイルポンプ23の吐出圧の立ち上がり途中であり、また、機関回転数が約2000rpm以上の回転域は、吐出圧が十分に立ち上がって余剰油がリリーフ弁から排出される領域である。
前記コントローラ26は、機関回転数を検出する図外のクランク角センサや、吸入空気量により機関負荷を検出するエアーフローメータ及びスロットル開度センサ、機関水温センサなどの各センサ類から現在の機関運転状態を検出すると共に、前記制御軸32の回転角度を検出する回転角センサからのフィードバック信号を入力する。これらの情報信号に基づいて、前記電動モータ36の制御を行うと共に、電磁切換弁24の開閉制御を行うようになっている。なお、コントローラ26は、前記電動モータ36が故障して駆動できない場合は、これを検知してインスツルメントパネルに設けられた警告手段である図外の警告ランプを点灯させるようになっている。
以下、図5のフローチャート図に基づいてコントローラ26による電動ポンプ22や油圧モータ24の制御について説明する。
まず、ステップ1では、前記クランク角センサによって検出された現在の機関回転数Nや、スロットル開度センサによって検出されたスロットル開度θ及び水温センサによって検出された機関水温Tを読み込む。
ステップ2では、前記ステップ1で読み込まれた各情報信号から前記制御軸32の目標回転角度値θCTを算出し、ステップ3では、前記回転角センサから検出された実際の制御軸32の回転角度値θCAを読み込む。
ステップ4では、前記目標回転角度値θCTから実際の回転角度値θCAを差し引いた値Δθを求める。
次に、ステップ5では、絶対値Δθがしきい値αよりも小さいか否かを判断する。ここで、小さいと判断した場合、つまり、目標回転角度値θCTに近くなった場合は、ステップ6に移行する。
このステップ6では、電動モータ36の回転駆動を停止する処理を行い、同時にステップ7で、電磁切換弁24のスプール弁体を中立位置に保持する制御を行う。すなわち、両給排ポート39,40を電磁切換弁24側で連通させると同時に、前記オイルポンプ23から油圧モータ24への油圧の供給を遮断制御して終わる。
これによって、各作動室29,30には油圧が供給されないことから、ベーン部材30は回転せずに現在の位置に保持され、したがって、制御軸32も回転が停止された状態になり、目標の圧縮比状態を維持することになる。
また、前記ステップ5において、絶対値Δθがしきい値αよりも大きいと判断した場合は、ステップ8に移行し、ここでは、前記Δθの回転角度が0よりも大きいか否かを判断する。
ここで、0よりも大きいと判断した場合は、ステップ9において、電動モータ36を正転駆動させると共に、ステップ10において、電磁切換弁25のスプール弁体を一方向の最大位置に移動させる。
これによって、例えば、アシスト通路38と第1給排ポート39を連通させると共に、第2給排ポート40とドレン通路41を連通させる。これによって、油圧モータ24が順方向に回転駆動して前記電動モータ36の駆動をアシストする。
したがって、ポンプ35から第1油通路33に吐出された作動油圧が第1作動室28に供給されて高圧状態になると共に、第2作動室29の作動油が第2油通路34から可逆式ポンプ35の吸入ポート側に戻されて、低圧状態になる。このため、ベーン部材30が、図1中、時計方向(矢印方向)に回転して、制御軸32を介して制御カム18を同方向に回転させる。
よって、第2リンク17が、図3に示すように、右軸方向に移動して第1リンク15をクランクアーム11aに対して右方向へ傾斜状に倒して、コンロッド12がピストン8を下方向へのストローク位置に変更させる。したがって、燃焼室9を低圧縮比状態に制御する。
一方、前記ステップ8において、前記Δθの回転角度が0よりも小さいと判断した場合は、ステップ11において、電動モータ36を逆転駆動させると共に、ステップ12において、電磁切換弁25のスプール弁体を他方向の最大位置に移動させる。
その後、ステップ5にリターンして前述の制御ルーチンを繰り返し行う。
これによって、例えば、アシスト通路38と第2給排ポート40を連通させると共に、第1給排ポート39とドレン通路41を連通させる。これによって、油圧モータ24が逆方向に回転駆動して前記電動モータ36の駆動をアシストする。
したがって、今度は、ポンプ35から第2油通路34に吐出された作動油圧が第2作動室29に供給されて高圧状態になると共に、第1作動室28の作動油が第1油通路33から可逆式ポンプ35の反対側の吸入ポート(吐出ポート)に戻されて低圧状態になる。このため、ベーン部材30が、図1中、反時計方向に回転して、制御軸32を介して制御カム18を同方向に回転させる。
よって、第2リンク17が、図4に示すように、左軸方向に移動して第1リンク15をクランクアーム11aに対して立ち上げ方向に移動させて、コンロッド12がピストン8を上方へのストローク位置に変更させる。したがって、燃焼室9を高圧縮比状態に制御する。
以上のように、この実施形態によれば、前記電動モータ36に油圧モータ24からアシスト回転力を付与するため、電動モータ36の出力トルクを十分小さくすることが可能になる。この結果、電動ポンプ22小型化が図れる。
また、電動モータ36が停止している際には、オイルポンプ23からの油圧が、電磁切換弁25によって油圧モータ24へ供給されないようになるため、不用意に電動モータ36が回転駆動してしまうことがないと共に、無駄な消費が防止されて、内燃機関各部位への潤滑油の供給不足を解消できる。
さらに、正逆回転可能な電動ポンプ22を設けたことによって、前記第1作動室28あるいは第2作動室29に油圧を給排させるための切換弁が不要になるため、装置の構造の複雑化を抑制できると共に、コストの高騰を防止できる。
また、前記コントローラ26は、機関回転数Nが前述したように、所定以下の場合には、電磁切換弁25のスプール弁体を中立位置に保持してアシスト通路38と油圧モータ24の両給排ポート39,40との連通を遮断して、オイルポンプ23の吐出圧をアシスト力として利用せずに、所定回転以上の場合にのみオイルポンプ23の吐出された余剰圧をアシスト力として利用するようにしたため、低回転時における機関各部への潤滑油の供給不足が解消できる。
また、前記電磁切換弁25による通路遮断と同時に、該両給排ポート39,40を連通させるため、停止状態の油圧モータ24が電動モータ36の駆動負荷になることがない。
さらに、既存のオイルポンプ23を利用して電動ポンプ22をアシスト作動させるため、アシスト専用のポンプを新たに設ける必要がなく、構造の簡素化が図れると共に、コストの高騰を抑制できる。
また、電動モータ36の異常、例えば電気的な故障によって通電されなくなり、作動不能になった場合には、オイルポンプ23からの油圧によって油圧モータ24を介して電動モータ36を駆動させることができる。したがって、該電動ポンプ22の駆動により油圧駆動機構21を駆動させることが可能になる。したがって、機器類の駆動に大きな影響を与えることがない。
さらに、電動モータ36の異常が発生した場合は、警告ランプが点灯するため、例えば運転者は電動モータ36の異常を認識することにより、故障に対して速やかに対応できる。
図6及び図7は第2の実施形態を示し、アクチュエータ装置を、内燃機関のベーンタイプのバルブタイミング制御装置の吸気側に適用したものである。
概略を説明すれば、このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動されるスプロケット50と、該スプロケット50に対して相対回動可能に設けられたカムシャフト51と、スプロケット50とカムシャフト51との間に配置されて、該両者の相対回動位置を変換する位相変換機構であるアクチュエータ装置とを備えている。
前記スプロケット50は、ほぼ円板状に形成され、外周にタイミングチェーンが噛合する歯部50aを有していると共に、中央の挿通孔50bを介して前記カムシャフト51の外周面に相対回転自在に支持されている。
前記カムシャフト51は、シリンダヘッドに図外のカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面所定位置にバルブリフターを介して吸気弁を開作動させる複数の駆動カムが一体に設けられている。
前記アクチュエータ装置は、基本的に第1の実施形態とほぼ同様であって、油圧駆動機構21と、電動ポンプ22,オイルポンプ23,油圧モータ24、電磁切換弁25,コントローラ26とから主として構成されている。
前記油圧駆動機構21は、前記スプロケット50の前端面にボルト52によって固定された円筒状のハウジング53と、前記カムシャフト51の前端部に固定用ボルト54により軸方向から固定されて前記ハウジング53内に回転自在に収容されたベーン部材55と、前記ハウジング53内に形成されて、該ハウジング53内周面有する4つの隔壁部53aとベーン部材55とによって隔成されたそれそれ4つの第1作動室である進角側油室56及び第2作動室である遅角側油室57とを備えている。
前記ハウジング53は、後端開口が前記スプロケット50の前端面よって閉塞されていると共に、前端開口が4本のボルトによって固定された円板状のフロントカバー58によって閉塞されている。
前記ベーン部材55は、前記固定用ボルト54によってカムシャフト51の前端部に軸方向から固定されたベーンロータ55aと、該ベーンロータ55a外周面の円周方向のほぼ90°位置に放射状に突設された4つのベーン部55bとから構成されており、前記ベーン部55bは、それぞれが各隔壁部53a間に配置されている。
前記各進角側油室56と各遅角側油室57とは、ベーンロータ55a内にクロス状に貫通形成された図外の連通孔によって同じ油室同士がそれぞれ連通されている。
そして、前記進角側油室56に、カムシャフト51内に形成された第1油孔58を介して第1油通路33が連通し、遅角側油室57に、同じくカムシャフト51内に形成された第2油孔59を介して第2油通路34が連通している。
他の構成は、第1実施形態と同様であるから同じ符号を付して具体的な説明を省略する。
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関始動後の低回転低負荷領域(アイドリング運転領域)では、この運転状態を検出したコントローラ26が電動モータ36に制御電流を供給すると共に、電磁切換弁25のスプール弁体を中立位置に保持してアシスト通路38と油圧モータ24との連通を遮断する。
このため、電動ポンプ22から吐出された作動油は、第2油通路34から第2油孔59を介して遅角側油室57内に流入して高圧状態になる一方、進角側油室56内の作動油が第1油通路33を通って可逆式ポンプ35の吸入ポートに還流して、進角側油室56内が低圧状態になる。
したがって、遅角側油室57の容積が拡大して、各ベーン部55bを、図7の時計方向へ回転させる。したがって、カムシャフト51は、スプロケット50に対して相対回転位相を遅角側に変換される。
この結果、吸気弁の開閉タイミングが遅角側となり、かかる低回転低負荷時において、バルブオーバーラップを小さくしてシリンダ内の残留ガスの割合を減少させることにより、燃焼効率が向上して機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。
また、前述のように、各遅角側油室57内に作動油が充満してカムシャフト2が最大遅角側に回動した場合は、この状態を検出した図外のタイミングセンサからの信号によってコントローラ26が電動モータ36の回転を停止させる。これにより、ベーン部材55bは、この最大遅角側の回転位置に保持される。
一方、機関回転数が約1000〜4000rpmの低中回転運転域でかつ高負荷領域になると、今度は、電動モータ36に逆転駆動する制御電流が通電されていると共に、電磁切換弁25に制御電流が出力されて、スプール弁体を一方向の最大位置に摺動させ、アシスト通路38と例えば第1給排ポート39とを連通させると共に、第2給排ポート40をドレン通路41に連通させる。これによって、油圧モータ24が回転駆動して、電動モータ36の逆回転駆動にアシスト力を付与する。
これによって、各遅角側油室57内の作動油が第2油孔59、第2油通路34から可逆式ポンプ35に戻されて低圧になると同時に、第1油通路33から各進角側油室56内に供給されて、それぞれの内部が高圧になる。このため、ベーン部材55は、図7に示すように、反時計方向へ回転して、カムシャフト51を自身の回転方向と同方向に回動させ、スプロケット50に対する相対回動位相を進角側に変換する。
この結果、吸気弁の開閉タイミングが進角してかかる運転領域における機関のトルクを向上させることができる。
また、カムシャフト51が最大進角側に回動した場合は、前述のようにコントローラ26が電動モータ36の回転を停止させると共に、電磁切換弁25を中間位置に保持する。これにより、ベーン部材55は、この最大進角側の回転位置に保持される。
また、機関を停止させるまでの間のアイドリング運転では、前述のように、バルブタイミングは電動ポンプ22と電磁切換弁25の制御によって遅角側に制御されるが、この時点からイグニッションキーをオフ操作して、機関の回転が停止までの間に、電動ポンプ22が瞬間的に駆動してベーン部材55を僅かに進角側に回転制御して始動が可能な状態を保持する。このため、機関再始動性が良好になる。
なお、他の作用効果は、前記第1の実施形態と同様である。
図8〜図10は第3の実施形態を示し、アクチュエータ装置を、機関弁の作動角とバルブリフト量を可変にするいわゆるVELと称される可変動弁装置に適用したものである。
この可変動弁装置は、本出願人が先に数多く出願したもので、その一つとして、例えば特開2000−234508などに開示されており、概略を説明すれば、この吸気弁側に適用されたもので、クランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸60と、該駆動軸60の外周に一体的に設けられて、軸心が駆動軸60の軸心から偏心した駆動カム61と、該駆動カム61の回転力を受ける多節リンク状の伝達機構62と、該伝達機構62から揺動力が伝達されて、一気筒当たり一対の吸気弁63の上端部に有する各バルブリフター64の上面を各カム面65aが摺接して各吸気弁63をバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カム65とを備えている。
前記伝達機構62は、前記揺動カム65の上方に配置されて制御軸32に揺動自在に支持されたロッカアーム66と、円環状の一端部が駆動カム61の外周面に嵌合しかつ他端部がロッカアーム66の一端部にピンを介して回転自在に連結されたリンクアーム67と、一端部がロッカアーム66の他端部にピンを介して回転自在に連結され、他端部が前記揺動カム65のカムノーズ部65bにピンを介して回転自在に連結されたリンクロッド68とから構成されている。
また、前記制御軸32は、シリンダヘッドの上端部に設けられた軸受によって回転自在に支持されていると共に、その外周面には、軸心が制御軸の軸心から所定量だけ偏心した制御カム69が固定されており、アクチュエータ装置により機関運転状態に応じて回転制御されるようになっている。
このアクチュエータ装置は、第1の実施形態の構造とほぼ同一であるから、具体的な説明は省略する。なお、アクチュエータ装置の前記コントローラ26は、回転角度センサ70によって制御軸32の検出された回転角度を制御要素としている。
そして、例えば、機関低回転低負荷域では、アクチュエータ装置の前述した作動によって、図9に示すように、制御軸32が一方向に回転して制御カム69を一方向へ回動させ、軸心が制御軸32の軸心の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸60から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム66の他端部とリンクロッド68の枢支点は、駆動軸60に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム65は、リンクロッド68を介してカムノーズ部65b側が強制的に引き上げられる。
よって、駆動カム61が回転してリンクアーム67を介してロッカアーム66の一端部を押し上げると、そのバルブリフト量がリンクロッド68を介して揺動カム65及びバルブリフター64に伝達されるが、そのリフト量は充分小さくなる。
したがって、かかる機関の低回転領域では、バルブリフト量Lが最も小さくなることにより、各吸気弁63の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
さらに、機関高回転領域に移行した場合は、アクチュエータ装置によって制御軸32が制御カム69を図10に示す位置から時計方向へ回転させて、軸心が下方向へ移動する。このため、ロッカアーム66は、今度は全体が駆動軸60方向へ移動して他端部によって各揺動カム65のカムノーズ部65bをリンクロッド68を介して下方へ押圧して該各揺動カム65全体を所定量だけ反時計方向へ回動させる。
したがって、各揺動カム65の各バルブリフター64の上面に対するカム面65aの当接位置が、カムノーズ部65b側(リフト部側)に移動する。このため、各吸気弁63の開作動時に駆動カム61が回転してロッカアーム66の一端部をリンクアーム67を介して押し上げると、バルブリフター64に対するそのリフト量L2は十分に大きくなる。
よって、かかる高回転領域では、バルブリフト量が最大に大きくなり、各吸気弁63の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
したがって、この実施形態でも、アクチュエータ装置によって各吸気弁63の作動角やバルブリフト量を運転状態の変化に応答性良く制御することが可能になる。
また、前記アクチュエータ装置を、例えば本出願人が先に出願した例えば、特開平7−119425公報に記載された内燃機関の吸排気制御装置(VVE)に適用することも可能である。
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
請求項(1) 前記オイルポンプは、内燃機関の各部位を潤滑する潤滑油用であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアクチュエータ装置。
既存のオイルポンプを利用して油圧ポンプを介して電動ポンプをアシスト作動させるため、アシスト専用のポンプを新たに設ける必要がなく、構造の簡素化が図れると共に、コストの高騰を抑制できる。
請求項(2) 前記制御機構は、少なくとも前記電動ポンプの駆動停止時には、前記オイルポンプから油圧モータへの油圧の供給を停止させると共に、前記油圧モータの油圧流入口と油圧流出口を連通するように構成したことを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
この発明によれば、電動モータが駆動停止している場合は、制御機構によって、オイルポンプから油圧モータへの油圧の供給が遮断されることから、電動ポンプの不用意な駆動が防止されると共に、無駄な消費が防止されて、内燃機関各部位への潤滑油の供給不足を解消できる。
請求項(3) 前記制御機構は、電磁切換弁によって構成され、前記電動モータの異常を検出した際には、前記電動モータへの通電を停止して、前記電磁切換弁の作動による前記油圧モータの作動のみで前記電動ポンプを駆動することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
電動モータの異常、例えば電気的な故障によって通電されなくなり、作動不能になった場合には、オイルポンプからの油圧によって油圧モータを介して電動モータを駆動させることができる。したがって、該電動ポンプの駆動により油圧駆動機構を駆動させることが可能になる。したがって、機器類の駆動に大きな影響を与えることがない。
請求項(4) 前記電動モータの異常を知らせる警告手段を設けたことを特徴とする請求項(3)に記載のアクチュエータ装置。
例えば運転者が、警告手段によって電動モータの異常を検知することにより、故障に対する速やかな対応が可能になる。
請求項(5) 前記制御機構は、電磁切換弁によって構成され、該電磁切換弁の作動による前記油圧モータの作動のみで前記電動ポンプを駆動すると共に、バッテリーの蓄電量が所定以下の場合には、前記電動モータへの通電を停止させると共に、前記油圧モータで駆動され前記電動モータの駆動力を前記バッテリーに回生電流として供給することを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
油圧モータによって電動モータを駆動させて、この駆動力を回生電流としてバッテリーに取り込んで、蓄電することが可能になる。
請求項(6) 前記油圧駆動機構が駆動する機器類を、内燃機関の可変動弁機構としたことを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
請求項(7) 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブリフトを機関運転状態に応じて可変制御するものであることを特徴とする請求項(6)に記載のアクチュエータ装置。
請求項(8) 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御するものであることを特徴とする請求項(6)に記載のアクチュエータ装置。
請求項(9) 前記可変動弁機構は、内燃機関のバルブリフタとバルブタイミングを機関運転状態に応じて可変制御することを特徴とする請求項(6)に記載のアクチュエータ装置。
請求項(10) 前記油圧駆動機構が駆動する機器類を、内燃機関の圧縮比を可変制御する可変圧縮比機構としたことを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、アクチュエータ装置を、内燃機関の他の機器類にも適用できる。また、第2の実施形態における前記位相変換機構としてはベーンタイプの他に、油圧を用いて移動する例えばヘリカル歯車などであってもよい。
21…油圧駆動機構
22…電動ポンプ
23…オイルポンプ
24…油圧モータ
25…電磁切換弁(制御機構)
26…コントローラ
27…ハウジング
28…第1作動室
29…第2作動室
33・34…油通路
35…可逆式ポンプ
36…電動モータ
38…アシスト通路
39・40…給排ポート
22…電動ポンプ
23…オイルポンプ
24…油圧モータ
25…電磁切換弁(制御機構)
26…コントローラ
27…ハウジング
28…第1作動室
29…第2作動室
33・34…油通路
35…可逆式ポンプ
36…電動モータ
38…アシスト通路
39・40…給排ポート
Claims (3)
- 供給油圧によって外部の機器類を駆動させる油圧駆動機構と、
電動モータによって回転駆動され、前記油圧駆動機構に油圧を供給する電動ポンプと、
内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、
前記オイルポンプからの吐出油圧によって回転駆動され、出力軸が前記電動モータの駆動軸に連結された油圧モータと、
前記オイルポンプから前記油圧モータへの油圧の供給を制御する制御機構と、
を備えたことを特徴とするアクチュエータ装置。 - 少なくとも一対の第1作動室と第2作動室とを有し、該第1作動室と第2作動室に給排される油圧によって機器類に駆動力を出力する油圧駆動機構と、
前記第1作動室と第2作動室に油圧を給排する閉回路の油通路と、
正逆回転可能な電動モータによって駆動され、前記第1作動室と第2作動室に油圧を前記油通路を介して選択的に給排する電動ポンプと、
内燃機関によって駆動されるオイルポンプと、
前記電動モータの駆動軸に連結された出力軸を有し、該出力軸に前記オイルポンプにより吐出された油圧が回転力として作用する油圧モータと、
前記オイルポンプから油圧モータへの油圧供給量及び油圧モータの回転力の作動方向を制御する制御機構と、
を備えたことを特徴とするアクチュエータ装置。 - 前記油圧駆動機構は、内燃機関の回転数の増加に応じて作動負荷が増加する構造であることを特徴とする請求項1または2に記載のアクチュエータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004169285A JP2005351280A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | アクチュエータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004169285A JP2005351280A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | アクチュエータ装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=35585930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2004169285A Pending JP2005351280A (ja) | 2004-06-08 | 2004-06-08 | アクチュエータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005351280A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074612A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | 弁開閉時期制御装置 |
JP2009167979A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | エンジンの油圧制御装置 |
JP2010174761A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の可変圧縮比装置 |
CN107477160A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 液压调速***及工程机械 |
-
2004
- 2004-06-08 JP JP2004169285A patent/JP2005351280A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007074612A1 (ja) * | 2005-12-27 | 2007-07-05 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | 弁開閉時期制御装置 |
JP2009167979A (ja) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Toyota Motor Corp | エンジンの油圧制御装置 |
JP2010174761A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の可変圧縮比装置 |
CN107477160A (zh) * | 2017-08-25 | 2017-12-15 | 潍柴动力股份有限公司 | 液压调速***及工程机械 |
CN107477160B (zh) * | 2017-08-25 | 2019-07-30 | 潍柴动力股份有限公司 | 液压调速***及工程机械 |
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