JP2009074519A - 可変動弁装置の調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を高い精度で調整することのできる可変動弁装置の作用角調整方法を提供する。
【解決手段】可変機構１３０、アクチュエータ機構１４０、カム軸１２０等をカムキャリア１９２に組み付ける。モータ１４４を所定角度回転させた場合のカム面高さΔｈを計測する。カム面高さΔｈの計測値と、モータ１４４の回転角に対応して規定されたカム面高さΔｈの目標値とを比較する。計測値と目標値とが一致するように、カム面高さΔｈの目標値と当該目標値を実現するためのモータ１４４の回転角との関係を書き換える。また、モータ１４４の応答特性が目標応答特性に一致するように、当該カム面高さΔｈの目標値とモータ１４４の回転速度との関係を書き換える。カム面高さΔｈは、好ましくは制御軸１３２の外周面から揺動カム面１５２までの高さを計測する。
【選択図】図６

Description

この発明は、可変動弁装置の調整方法に係り、特に、可変動弁装置の作用角を調整するための可変動弁装置の調整方法に関する。

従来、例えば、特開２００７−６４１８１号公報に開示されるように、エンジンの運転状況に応じてバルブのリフト量、作用角、バルブタイミングといったカム軸の回転に対するバルブの開弁特性を機械的に変更することのできる可変動弁装置が知られている。この可変動弁装置は、カム軸と平行に設けられた制御軸に制御アームが固定され、この制御アームにリンクアームの一方の端部が揺動自在に取り付けられている。また、制御軸には揺動カムアームが揺動自在に取り付けられ、その揺動カム面にロッカーアームが押し当てられている。リンクアームには、互いに独立回転可能な第１ローラと第２ローラとが同心に取り付けられており、第１ローラはカム軸の駆動カムに当接し、第２ローラは揺動カムアームのスライド面に当接している。

このような構成によれば、制御軸の回転により制御アームの回転位置が変更されることで、リンクアームが揺動して制御軸から揺動カムアームと第２ローラとの当接箇所までの距離が変化し、これによりバルブのリフト量と作用角とが変更される。また、カム軸の同じ回転角度位置において、第１ローラと当接する駆動カムの周方向位置が変化することにより、同時にバルブタイミングも変更される。このように、モータにより制御軸の回転角を制御することで、バルブのリフト量、作用角、バルブタイミングを同時に変更することができる。

また、上記従来の可変動弁装置においては、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を気筒毎に容易に且つ高い精度で調整することができる。具体的には、この可変動弁装置には、一部が制御軸から突出するように圧入された固定ピンに自在リンクが回転自在に係合されている。また、制御アームの突出部には長穴が設けられるとともに、当該突出部の長穴に挿入された固定ボルトが自在リンクに締結されている。そして、突出部と自在リンクとの間には、調整シムが組み込まれている。このような構成によれば、固定ボルトを緩め、厚さの異なる調整シムに交換し、その後固定ボルトを再び締結するという作業のみで、制御アームの制御軸への取り付け角度を調整することができる。

特開２００７−６４１８１号公報 特開２００６−１６１７３０号公報

ところで、上記従来の可変動弁装置においては、気筒毎に最適な調整シムの選定が必要となる。このため、制御軸が所定の角度（例えば、最も小作用角側）に位置している場合の揺動アームの取り付け位置（角度）を測定し、これが所定の位置（角度）となるように、調整シムを選定することとしている。しかしながら、上述した方法では、可変動弁装置が静止した状態で測定を行うため、これらの可変動弁装置を実際に作動させた場合に重畳する誤差、すなわち、アクチュエータ部において発生するバックラッシの影響、各種構成部品の製造誤差、取り付け誤差等については補正することができない。このため、これらの誤差要因をも補正可能な可変動弁装置の作用角調整方法が望まれていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を高い精度で調整することのできる可変動弁装置の作用角調整方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、回転角度を変更可能な制御軸と前記制御軸の回転角に連動して揺動する揺動カムアームとを有する可変機構部と、モータと前記モータの回転を前記制御軸に伝達するためのギアとを有するアクチュエータ部と、を有し、前記アクチュエータ部により前記制御軸を回転させることによって、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を変化させる可変動弁装置の調整方法であって、
前記可変動弁装置と前記カム軸とをカムキャリアに組み付ける組み付け工程と、
前記モータを所定角度回転させた場合の、前記揺動カムアームにおける揺動カム面高さを計測する計測工程と、
前記揺動カム面高さの計測値と、前記モータの回転角に対応して規定された前記揺動カム面高さの目標値とを比較する比較工程と、
前記計測値と前記目標値とが一致するように、前記可変動弁装置を調整する調整工程と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記計測工程は、前記揺動カム面高さとして、前記制御軸の外周面から前記揺動カム面までの高さを計測することを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記調整工程は、
前記目標値が前記計測値に一致するように、前記目標値と当該目標値を実現するための前記モータの回転角との関係を書き換える回転角書き換え工程を含むことを特徴とする。

また、第４の発明は、第３の発明において、
前記調整工程は、
前期モータを駆動して前記揺動カム面高さを目標値に変化させる場合に、前記モータの応答特性が目標応答特性に一致するように、前記揺動カム面高さと前記モータの回転速度との関係を書き換える回転速度書き換え工程を更に含むことを特徴とする。

また、第５の発明は、第１または第２の発明において、
前記調整工程は、
前記計測値が前記目標値と一致するように、前記制御軸と前記揺動カムアームとの相対的な位置関係を、調整シムを用いて調整することを特徴とする。

複数の部品を組み合わせてなる可変動弁装置では、構成部品の製造誤差や組み立て誤差等によって、バルブの開弁特性にばらつきが生じる場合がある。第１の発明によれば、可変機構部とアクチュエータ部とを有する可変動弁装置とカム軸とがカムキャリアに組み付けられる。そして、実際にモータを駆動して制御軸を回転させた場合の揺動カムアームにおける揺動カム面高さの計測値と当該モータの回転角に対応して規定された揺動カム面高さの目標値とが一致するように、可変動弁装置の調整が行われる。このため、本発明によれば、アクチュエータ部に発生するバックラッシ等の誤差要因を排除し、バルブの開弁特性を高い精度で調整することができる。

第２の発明によれば、揺動カムアームにおける揺動カム面から当該揺動カムアームの近傍に位置する制御軸の外周面までの高さ（揺動カム面高さ）を計測し、制御軸を回転させた場合の当該カム面高さの計測値に基づいて、可変動弁装置の調整が行われる。このため、本発明によれば、軸剛性等によるばらつき要因を排除した揺動カム面高さを高精度に計測することができるので、バルブの開弁特性を高い精度で調整することができる。

第３の発明によれば、揺動カム面高さの目標値が計測値に一致するように、目標値と当該目標値を実現するためのモータの回転角との関係が書き換えられる。このため、本発明によれば、揺動カム面高さとこれに対応するモータの回転角との関係を適切に設定することができる。

揺動カム面高さとこれに対応するモータの回転角との関係を書き換えると、モータを駆動して揺動カム面高さを目標値に変化させる際のモータの応答特性が最適値から外れてしまう。第４の発明によれば、揺動カム面高さとこれに対応するモータの回転角との関係を書き換える場合に、最適なモータの応答特性が維持されるように、揺動カム面高さとモータの回転速度との関係が最適な応答特性となるように書き換えられる。このため、本発明によれば、モータの応答特性を適切に設定することができる。

第５の発明によれば、揺動カム面高さの計測値が目標値に一致するように、制御軸と揺動カムアームとの相対的な位置関係が調整シムを用いて調整される。このため、本発明によれば、揺動カム面高さとこれに対応するモータの回転角との関係を適切に設定することができる。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
［実施の形態の構成］
図１は、本実施の形態にかかる可変動弁装置１００の構成を示す側面視図である。本可変動弁装置１００は、ロッカーアーム方式の機械式動弁機構を有し、カム軸１２０の回転運動がカム軸１２０に設けられた駆動カム１２２によってロッカーアーム１１０の揺動運動に変換され、ロッカーアーム１１０に支持されるバルブ１０４の上下方向へのリフト運動に変換される。駆動カム１２２は、プロフィールの異なる２つのカム面１２４ａ，１２４ｂを有している。一方のカム面である非作用面１２４ａはカム基礎円の周面であり、カム軸１２０の中心からの距離を一定に形成されている。他方のカム面である作用面１２４ｂはカム軸１２０の中心からの距離が次第に大きくなり、頂部を越えた後に次第に小さくなるように形成されている。本明細書では、非作用面１２４ａと作用面１２４ｂとの双方を区別しないときには、単に駆動カム面１２４と表記する。

本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２によって直接、ロッカーアーム１１０を駆動するのではなく、駆動カム１２２とロッカーアーム１１０との間に可変機構１３０を介在させている。可変機構１３０は、駆動カム１２２の回転運動とロッカーアーム１１０の揺動運動との連動状態を連続的に変化させることができる機構である。本可変動弁装置１００は、この可変機構１３０を可変制御することによりロッカーアーム１１０の揺動量や揺動タイミングを変化させて、リフト量、作用角、バルブタイミングといったバルブ１０４の開弁特性を連続的に変更できるようになっている。以下、可変機構１３０について更に詳細に説明する。

可変機構１３０は、カム軸１２０に平行な制御軸１３２を含んでいる。制御軸１３２の回転角度は、後述するモータ１４４によって任意の角度に制御することができる。制御軸１３２には制御アーム１６２が固定されている。制御アーム１６２は制御軸１３２の径方向に突出しており、その突出部に弧状のリンクアーム１６４が取り付けられている。リンクアーム１６４の後端部は、ピン１６６によって制御アーム１６２に回転自在に連結されている。ピン１６６の位置は制御軸１３２の中心から偏心しており、このピン１６６がリンクアーム１６４の揺動支点となる。

また、制御軸１３２には、揺動カムアーム１５０が揺動可能に支持されている。揺動カムアーム１５０は、その先端を駆動カム１２２の回転方向の上流側に向けて配置されている。揺動カムアーム１５０の駆動カム１２２に対向する側には、後述する第２ローラ１７４に接触するスライド面１５６が形成されている。スライド面１５６は、駆動カム１２２側に緩やかに湾曲するとともに、揺動中心である制御軸１３２の中心から遠くなるほど駆動カム１２２のカム基礎面（非作用面１２４ａ）との距離が大きくなるように形成されている。

揺動カムアーム１５０におけるスライド面１５６と逆の側には、揺動カム面１５２（１５２ａ，１５２ｂ）が形成されている。揺動カム面１５２は、プロフィールの異なる非作用面１５２ａと作用面１５２ｂとから構成されている。非作用面１５２ａは、カム基礎円の周面であり、制御軸１３２の中心からの距離を一定に形成されている。一方、作用面１５２ｂは、揺動カムアーム１５０の先端側に設けられ、非作用面１５２ａに滑らかに連続するように接続されるとともに、揺動カムアーム１５０の先端に向けて制御軸１３２の中心からの距離（すなわち、カム高さ）が次第に大きくなるように形成されている。本明細書では、非作用面１５２ａと作用面１５２ｂの双方を区別しないときには、単に揺動カム面１５２と表記する。

揺動カムアーム１５０のスライド面１５６と駆動カムの駆動カム面１２４との間には、第１ローラ１７２と第２ローラ１７４とが配置されている。第１ローラ１７２と第２ローラ１７４は、ともに前述のリンクアーム１６４の先端部に固定された連結軸１７６によって回転自在に支持されている。リンクアーム１６４はピン１６６を支点として揺動できるので、これらローラ１７２，１７４もピン１６６から一定距離を保ちながらスライド面１５６および駆動カム面１２４に沿って揺動することができる。駆動カム１２２と揺動カムアーム１５０とはカム軸１２０の軸方向に位置がずれており、第１ローラ１７２は駆動カム面１２４に接触し、第２ローラ１７４はスライド面１５６に接触している。

また、揺動カムアーム１５０には、図示しないロストモーションスプリングが掛けられている。ロストモーションスプリングは圧縮バネであり、ロストモーションスプリングからの付勢力は、スライド面１５６を第２ローラ１７４に押し当てる付勢力として作用し、更に、第２ローラ１７４と同軸一体の第１ローラ１７２を駆動カム面１２４に押し当てる付勢力として作用する。これにより、第１ローラ１７２および第２ローラ１７４は、スライド面１５６と駆動カム面１２４とに両側から挟みこまれて位置決めされる。

揺動カムアーム１５０の下方には、ロッカーアーム１１０が配置されている。ロッカーアーム１１０には、揺動カム面１５２に対向するようにロッカーローラ１１２が配置されている。ロッカーローラ１１２は、ロッカーアーム１１０の中間部に回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム１１０の一端には、バルブ１０４を支持するバルブシャフト１０２が取り付けられ、ロッカーアーム１１０の他端には、油圧ラッシャアジャスタ１０６によって回転自在に支持されている。バルブシャフト１０２は、図示しないバルブスプリングによって、すなわちロッカーアームを押し上げる方向に付勢されており、この付勢力と油圧ラッシャアジャスタ１０６によってロッカーローラ１１２は揺動カムアーム１５０の揺動カム面１５２に押し当てられている。

図２は、本実施の形態の可変動弁装置１００において、可変機構１３０を駆動するためのアクチュエータ機構１４０の構成を説明するための図である。制御軸１３２の回転駆動は、当該アクチュエータ機構１４０により行われる。具体的には、この図に示すように、制御軸１３２にはウォームホイール１４２が固定されている。ウォームホイール１４２には、モータ１４４の出力軸に固定されたウォームギア１４６が噛み合わされている。

また、アクチュエータ機構１４０には、制御軸１３２の回転角度を制限するためのストッパ１４８が配置されている。ストッパ１４８は、制御軸１３２が小作用角側の限界角度まで回転した場合に、ウォームホイール１４２の一端が当該ストッパ１４８にあたる位置に固定されている。また、ウォームホイール１４２には、スプリング１４９が掛けられている。スプリング１４９は圧縮バネであり、スプリング１４９からの付勢力は、図中、制御軸１３２を反時計回りに回転させる方向の付勢力として作用する。これにより、ウォームホイール１４２とウォームギア１４６との間のバックラッシの影響が抑制される仕組みになっている。

本実施の形態のシステムは、図２に示すとおり、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０の入力部には、上述したモータ１４４の回転角度を検知するための回転角度センサ５２の他、可変動弁装置１００を制御するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ５０の出力部には、上述したモータ１４４の他、可変動弁装置１００を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、入力された各種の情報に基づいて、所定のプログラムに従って各機器を駆動する。

［実施の形態における動作］
次に、本可変動弁装置１００の動作について図３乃至図５を参照して説明する。

（可変動弁装置のリフト動作）
先ず、図３を参照して本実施の形態の可変動弁装置のリフト動作について説明する。図３中、（Ａ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が閉弁しているときの可変動弁装置の状態を、また、（Ｂ）はリフト動作の過程でバルブ１０４が最大に開弁しているときの可変動弁装置の状態を、それぞれ示している。

本可変動弁装置１００では、駆動カム１２２の回転運動は、先ず、駆動カム面１２４に接触する第１ローラ１７２に入力される。第１ローラ１７２は、同軸一体に設けられた第２ローラ１７４とともにピン１６６を中心に揺動し、その運動は第２ローラ１７４を支持している揺動カムアーム１５０のスライド面１５６に入力される。スライド面１５６はロストモーションスプリングの付勢力によって常に第２ローラ１７４に押し当てられているで、揺動カムアーム１５０は、第２ローラ１７４を介して伝達される駆動カム１２２の回転に応じて制御軸１３２を中心にして揺動する。

具体的には、図３の（Ａ）に示す状態からカム軸１２０が回転すると、図３の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置は、駆動カム１２２の頂部へと近づいていく。相対的に第１ローラ１７２は駆動カム１２２によって押し下げられ、揺動カムアーム１５０はそのスライド面１５６を第１ローラ１７２と一体の第２ローラ１７４によって押し下げられる。これにより、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして、図中の時計回り方向に回動する。

揺動カムアーム１５０の回転により、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置が非作用面１５２ａから作用面１５２ｂに切り換わると、ロッカーアーム１１０は作用面１５２ｂの制御軸１３２の中心からの距離に応じて押し下げられ、油圧ラッシャアジャスタ１０６による支持点を中心に時計回り方向へ揺動する。これにより、バルブ１０４は、ロッカーアーム１１０によって押し下げられて開弁する。そして、図３の（Ｂ）に示すように、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置が駆動カム１２２の頂部に達したとき、揺動カムアーム１５０の回動量は最大になり、バルブ１０４のリフト量も最大となる。

カム軸１２０が更に回転し、第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置が駆動カム１２２の頂部を過ぎると、今度はロストモーションスプリングとバルブスプリングによる付勢力によって、揺動カムアーム１５０は制御軸１３２を中心にして、図中の反時計回り方向へ回動する。揺動カムアーム１５０が反時計回り方向に回動することで、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置は非作用面１５２ａ側へ移動する。これにより、バルブ１０４のリフト量は減少していき、やがて、図３の（Ａ）に示すように、ロッカーローラ１１２の揺動カム面１５２上での接触位置が作用面１５２ｂから非作用面１５２ａに切り換わったところで、バルブ１０４のリフト量はゼロとなる。つまり、バルブ１０４は閉弁する。

（可変動弁装置のリフト量変更動作）
次に、図４及び図５を参照して本実施の形態の可変動弁装置のリフト量変更動作について説明する。図４中、（Ａ）は可変動弁装置１００がバルブ１０４（図１参照、図中では省略）に対して大きなリフトを与えるように動作する場合の最大リフト時の可変動弁装置１００の状態を、また、（Ｂ）は可変動弁装置１００がバルブ１０４に対して小さなリフトを与えるように動作する場合の最大リフト時の可変動弁装置１００の状態を、それぞれ表している。

図４の（Ａ）に示すリフト量から図４（Ｂ）に示すリフト量にリフト量を変更する場合、図４の（Ａ）に示す状態において制御軸１３２をカム軸１２０の回転方向と逆方向（図中、反時計回り方向）に回転駆動し、図４の（Ｂ）に示す回転角度に制御アーム１６２を回転させる。制御アーム１６２の回転に伴い、第２ローラ１７４はスライド面１５６に沿って制御軸１３２から遠ざかる方向に移動し、同時に、第１ローラ１７２は駆動カム面１２４に沿ってその回転方向の上流側に移動する。

第２ローラ１７４が制御軸１３２から遠ざかる方向に移動することで、揺動カムアーム１５０の揺動中心から第２ローラ１７４のスライド面１５６上での接触位置Ｐ２までの距離が長くなり、揺動カムアーム１５０の揺動角幅は減少する。揺動カムアーム１５０の揺動角幅は揺動中心から振動の入力点である接触位置Ｐ２までの距離に反比例するからである。揺動カムアーム１５０の揺動角幅が減少する結果、ロッカーローラ１１２が到達できる最終接触位置Ｐ３は作用面１５２ｂ上を非作用面１５２ａ側に移動することなり、バルブ１０４のリフト量は減少する。

また、ロッカーローラ１１２が作用面１５２ｂ上に位置している期間（クランク角）が、バルブ１０４の作用角となるが、最終接触位置Ｐ３が非作用面１５２ａ側に移動することで、バルブ１０４の作用角も減少する。さらに、第１ローラ１７２がカム軸１２０の回転方向の上流側に移動することで、カム軸１２０が同一回転角度にあるときの第１ローラ１７２の駆動カム面１２４上での接触位置Ｐ１は、駆動カム１２２の進角側に移動する。これにより、カム軸１２０の位相に対する揺動カムアーム１５０の揺動タイミングは進角され、その結果、バルブタイミング（最大リフトタイミング）は進角されることとなる。

図５は、本実施の形態の可変動弁装置１００により実現されるバルブ１０４のリフト量とバルブタイミングとの関係を示すグラフである。この図に示すように、本実施の形態の可変動弁装置１００によれば、バルブ１０４のリフト量の増大に連動して作用角を増大させるとともにバルブタイミングを遅角することができ、逆に、バルブ１０４のリフト量の減少に連動して作用角を減少させるとともにバルブタイミングを進角することができる。

[本実施の形態の特徴]
次に、図６乃至図８を参照して、本実施の形態の特徴的構成及び動作について説明する。複数の可変動弁装置１００を備えるエンジンを製造する工程では、後述するカムキャリアＡＳＳＹ１９０を別途組み立てた後に、当該カムキャリアＡＳＳＹ１９０をエンジン本体に組み付ける。カムキャリアＡＳＳＹ１９０を組み立てる工程では、具体的には、先ず、各可変機構１３０における制御軸１３２の位置関係が固定される（例えば、４気筒エンジンであれば４個）。この際、気筒間の作用角のばらつきが抑制されるように、各可変機構１３０に設けられた調整シム（図示せず）による微調整が行われる。そして、この組み立てられた可変機構１３０、当該可変機構１３０を駆動するためのアクチュエータ機構１４０、およびカム軸１２０等がカムキャリア１９２に搭載されて、カムキャリアＡＳＳＹ１９０が構成される。

ここで、アクチュエータ機構１４０を駆動して可変機構１３０を動作させると、ウォームギア１４６とウォームホイール１４２との間のバックラッシの影響、構成部品の製造誤差や取り付け誤差等の影響などにより、所望の開弁特性を得ることができないおそれがある。そこで、本実施の形態では、カムキャリアＡＳＳＹ１９０をエンジン本体に組み付ける前に、カムキャリアＡＳＳＹ１９０におけるアクチュエータ機構１４０を実際に駆動させて作用角の調整を行うこととする。以下、作用角の調整方法について詳細に説明する。

[作用角の調整方法]
図６は、カムキャリアＡＳＳＹ１９０の状態で作用角を調整するための方法を説明するための図である。カムキャリアＡＳＳＹ１９０は、可変機構１３０、アクチュエータ機構１４０、およびカム軸１２０等の部品がカムキャリア１９２に固定されることで構成され、当該アクチュエータ機構１４０を駆動して制御軸１３２を回転可能な状態になっている。このような状態において、先ず、複数の気筒から選択された１つの気筒（例えば、ウォームホイール１４２に最も近い気筒）の可変機構１３０に、揺動カムアーム１５０における揺動カム面１５２の高さ、すなわち、ロッカーローラ１１２が接触する部位の高さを計測するための計測器１８０が取り付けられる。具体的には、計測器１８０には、制御軸１３２の外周面から基準面までの高さを計測するためのゲージ１８２と、揺動カムアーム１５０における揺動カム面１５２から基準面までの高さを計測するためのゲージ１８４とが固定されている。このような装置によれば、ゲージ１８４により計測された揺動カム面１５２の高さとゲージ１８２により計測された制御軸１３２の周面の高さの偏差Δｈを演算することで、制御軸１３２の周面高さを基準とした揺動カム面１５２の高さを算出することができる。以下、Δｈを「カム面高さ」と称する。

図７は、モータ１４４の回転角度とカム面高さΔｈとの関係を示す図である。この図において、太実線で表される線は、モータ１４４の回転角を所定角度（例えば、制御軸１３２の１００°ＣＡ相当から１５０°ＣＡ相当まで）変化させた場合の、カム面高さΔｈの目標値の変化を示している。この図に示すとおり、モータの回転角度とカム面高さΔｈとの関係は、種々の誤差が重畳して目標値からばらつくこととなる。特に、ウォームギア１４６とウォームホイール１４２との間に生じるバックラッシ等の誤差の影響により、モータの回転角度が変化するほど計測値の目標値に対するばらつきが大きくなっている。

そこで、本実施の形態では、実際にアクチュエータ機構１４０駆動して、制御軸１３２を回転させた場合の計測値と目標値とが一致するように、モータ１４４の回転角と当該回転角に対応して規定されたカム面高さΔｈの目標値との関係を調整することとする。具体的には、計測値としてのΔｈが目標値よりも大きく、すなわち作用角が目標よりも大きくなっている場合には、当該目標値に対応するモータの回転角が小さく設定されるように、ＥＣＵ５０が記憶しているマップを書き換えることとする。これにより、Δｈを目標値に略一致させることができる。

尚、カム面高さΔｈを目標値まで変化させる場合のモータ１４４の応答特性には、最適値が存在する。図８は、カム面高さΔｈとモータ１４４の作動時間Δｔとの関係を示す図である。この図に示すとおり、カム面高さΔｈを変化させると、最適な作動時間Δｔも変化する。そこで、モータ１４４の回転角を変更する場合には、カム面高さΔｈと作動時間Δｔ（回転速度）との関係を規定したマップを書き換えることとする。これにより、カム面高さΔｈとモータ１４４の回転角とのマップを変更した場合でも、最適な応答特性を維持することができる。

作用角調整を終えたカムキャリアＡＳＳＹ１９０は、計測装置１８０を取り外した後にエンジンに組みつけられる。これにより、エンジンの作用角調整を効率よく且つ高い精度で実現することができる。

[実施の形態の具体的処理]
図９は、カムキャリアＡＳＳＹ１９０の作用角を調整するために実行するルーチンのフローチャートである。図９に示すルーチンでは、先ず、他の工程において組み付けられた可変機構１３０、アクチュエータ機構１４０、およびカム軸１２０等のカムキャリアＡＳＳＹ１９０の構成部品がカムキャリア１９２に組みつけられる（ステップ１００）。

次に、モータ１４４が所定角度回転される（ステップ１０２）。ここでは、具体的には、回転角度センサ５２の出力信号に基づいて、アクチュエータ機構１４０のモータ１４４が所定角度回転駆動される。モータ１４４が回転すると、ウォームギア１４６およびウォームホイール１４２を介して制御軸１３２に回転駆動力が伝達される。

次に、カム面高さΔｈが演算される（ステップ１０４）。ここでは、具体的には、ゲージ１８４により計測された揺動カム面１５２の高さおよびゲージ１８２により計測された制御軸１３２の周面の高さが計測されて、これらの値の偏差としてのカム面高さΔｈが演算される。

次に、カム面高さΔｈに対応するモータ１４４の回転角度が調整される（ステップ１０６）。ＥＣＵ５０は、モータ１４４の回転角度とカム面高さΔｈの目標値とのマップを記憶している（図７参照）。ここでは、具体的には、マップにより特定されたカム面高さΔｈの目標値と上記ステップ１０２において演算されたカム面高さΔｈとが比較される。次いで、上記演算されたカム面高さΔｈと目標値とが一致するように、モータ１４４の回転角とカム面高さΔｈとの関係を規定したマップが書き換えられる。

次に、カム面高さΔｈに対応するモータ１４４の回転速度が調整される（ステップ１０８）。ＥＣＵ５０は、モータ１４４の作動時間ΔＴ（回転速度）とカム面高さΔｈのマップを記憶している（図８参照）。ここでは、具体的には、上記ステップ１０６において書き換えられたマップに従いモータ１４４を駆動した場合のカム面高さΔｈと作動時間ΔＴとの関係が目標応答特性と略一致するように、当該マップが書き換えられる。

以上説明したとおり、本実施の形態によれば、簡易な構成でカム面高さΔｈを測定し、モータ１４４の回転角および回転速度のマップを書き換えることにより、実際にアクチュエータ機構１４０を駆動した場合に重畳する種々の誤差を補正することができる。これにより、カムキャリアＡＳＳＹ１９０をエンジンに組み付ける前に、高い精度で作用角調整を行うことができる。

ところで、上述した実施の形態においては、ゲージ１８２により計測された制御軸１３２の外周面の高さを計測してカム面高さΔｈを演算することとしているが、使用する制御軸１３２の外周面の高さは計測値に限られない。すなわち、制御軸１３２の加工精度や取り付け精度が非常に高いのであれば、制御軸１３２の設計値を利用して、カム面高さΔｈを演算することとしてもよい。また、カム面高さΔｈは、制御軸１３２の外周面の高さを基準とした揺動カム面１５２の高さとして規定しているが、制御軸１３２の外周面に代えて他の場所を基準としてもよい。

また、上述した実施の形態においては、モータ１４４を所定角度回転させた場合のカム面高さΔｈの計測値と目標値が一致するように、カム面高さΔｈとモータ１４４の回転角度との関係を規定したマップを書き換えることとしているが、バルブの作用角調整方法はこれに限られない。すなわち、モータ１４４を所定角度回転させた場合のカム面高さΔｈの計測値が目標値と一致するように、制御軸１３２と揺動カムアーム１５０との相対的な位置関係を調整するための調整シムを調整することとしてもよい。

尚、上述した実施の形態においては、可変機構１３０が前記第１の発明における「可変機構部」に、アクチュエータ機構１４０が前記第１の発明における「アクチュエータ部」に、ウォームホイール１４２およびウォームギア１４６が前記第１の発明における「ギア」に、カム面高さΔｈが前記第１の発明における「揺動カム面高さ」に、それぞれ相当している。また、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１００の処理を実行することにより、前記第１の発明における「組み付け工程」が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第１の発明における「計測工程」が、上記ステップ１０６または１０８の処理を実行することにより、前記第１の発明における「調整工程」が実現されている。

また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０４の処理を実行することにより、前記第２の発明における「計測工程」が実現されている。

また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０６の処理を実行することにより、前記第３の発明における「回転角書き換え工程」が実現されている。

また、上述した実施の形態においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０８の処理を実行することにより、前記第４の発明における「回転速度書き換え工程」が実現されている。

本発明の実施の形態にかかる可変動弁装置の構成を示す側面視図である。 本発明の実施の形態にかかるアクチュエータ機構の構成を示す図である。 図１に示す可変動弁装置のリフト動作を示す図であり、（Ａ）はバルブの閉弁時、（Ｂ）はバルブの開弁時を示している。 図１に示す可変動弁装置のリフト量の変更動作を示す図であり、（Ａ）は大リフト時、（Ｂ）は小リフト時を示している。 バルブタイミングとリフト量との関係を示す図である。 カムキャリアＡＳＳＹの状態で作用角を調整するための方法を説明するための図である。 モータの回転角度とカム面高さΔｈとの関係を示す図である。 カム面高さΔｈとモータの作動時間Δｔとの関係を示す図である。 本発明の実施の形態において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

５０ ECU(Electronic Control Unit)
５２ 回転角度センサ
１００ 可変動弁装置
１０２ バルブシャフト
１０４ バルブ
１０６ 油圧ラッシャアジャスタ
１１０ ロッカーアーム
１１２ ロッカーローラ
１２０ カム軸
１２２ 駆動カム
１２４ 駆動カム面
１２４ａ 非作用面
１２４ｂ 作用面
１３０ 可変機構
１３２ 制御軸
１４０ アクチュエータ機構
１４２ ウォームホイール
１４４ モータ
１４６ ウォームギア
１４８ ストッパ
１４９ スプリング
１５０ 揺動カムアーム
１５２ 揺動カム面
１５２ａ 非作用面
１５２ｂ 作用面
１５６ スライド面
１６２ 制御アーム
１６４ リンクアーム
１６６ ピン
１７２ 第１ローラ
１７４ 第２ローラ
１７６ 連結軸
１８０ 計測器
１８２、１８４ ゲージ
１９０ カムキャリアＡＳＳＹ
１９２ カムキャリア
Δｈ カム面高さ

Claims (5)

1. 回転角度を変更可能な制御軸と前記制御軸の回転角に連動して揺動する揺動カムアームとを有する可変機構部と、モータと前記モータの回転を前記制御軸に伝達するためのギアとを有するアクチュエータ部と、を有し、前記アクチュエータ部により前記制御軸を回転させることによって、カム軸の回転に対するバルブの開弁特性を変化させる可変動弁装置の調整方法であって、
   前記可変動弁装置と前記カム軸とをカムキャリアに組み付ける組み付け工程と、
   前記モータを所定角度回転させた場合の、前記揺動カムアームにおける揺動カム面高さを計測する計測工程と、
   前記揺動カム面高さの計測値と、前記モータの回転角に対応して規定された前記揺動カム面高さの目標値とを比較する比較工程と、
   前記計測値と前記目標値とが一致するように、前記可変動弁装置を調整する調整工程と、
   を備えることを特徴とする可変動弁装置の調整方法。
2. 前記計測工程は、前記揺動カム面高さとして、前記制御軸の外周面から前記揺動カム面までの高さを計測することを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置の調整方法。
3. 前記調整工程は、
   前記目標値が前記計測値に一致するように、前記目標値と当該目標値を実現するための前記モータの回転角との関係を書き換える回転角書き換え工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置の調整方法。
4. 前記調整工程は、
   前期モータを駆動して前記揺動カム面高さを目標値に変化させる場合に、前記モータの応答特性が目標応答特性に一致するように、前記揺動カム面高さと前記モータの回転速度との関係を書き換える回転速度書き換え工程を更に含むことを特徴とする請求項３記載の可変動弁装置の調整方法。
5. 前記調整工程は、
   前記計測値が前記目標値と一致するように、前記制御軸と前記揺動カムアームとの相対的な位置関係を、調整シムを用いて調整することを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置の調整方法。

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