JP3543416B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、内燃機関の運転条件に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミング(バルブタイミング)を調整するためのバルブタイミング調整装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁や排気弁、或いはこれら両方の開閉を可変制御する機構として、クランク軸に同期して回転するクランク側部材に対するカム軸の相対回転角を変更してバルブタイミングを調整するようにしたバルブタイミング調整装置が知られている。
【0003】
例えば、特開平6−248917号公報には、バルブタイミングをフィードバック制御する技術が開示されている。この技術では、カム軸とクランク軸との双方からこれらの各回転に同期した信号をそれぞれ発生させ、これら各信号間の位相差より相対回転角を検出して、バルブタイミングのフィードバック制御を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、適正なバルブタイミングは、内燃機関の回転数やスロットル開度等の運転状態に応じて連続的に変化するので、バルブタイミング調整装置は、この内燃機関の運転状態の変化に対し応答性よく追随して動作するのが望ましい。
このため、目標バルブタイミングに対しフィードバック制御するバルブタイミング調整装置において、高速に精度よく制御するには、制御周期を数十ms以内に設定する必要がある。
【0005】
このような観点から、上述の公報によるバルブタイミング調整装置においては、内燃機関の低回転時でも十分に早い制御周期を得るために、複数の突起を有するパルサをカム軸に設け、このパルサの回転に伴う各突起の位置の検出結果を制御周期の短縮に利用するようにしている。
しかし、カム軸1回転の間の回転速度は、バルブによりカム山に与えられる力によって変動する。このため、バルブタイミング調整装置が作動していなくても、カム軸の回転位置はクランク軸の回転位置に対して僅かではあるが進角したり遅角したりする。
【0006】
従って、上記パルサの各突起の位置は、各突起間でバルブタイミングの検出バラツキを生じないよう、カム軸の回転変動の影響を受けにくい場所を選ぶ必要がある。然るに、カム軸の回転速度の変動パターンは回転数によって変化するため、この点を考慮して選ばなければならない。
また、V型8気筒内燃機関のようにカム山が不等間隔に形成されている場合、カム軸の回転変動の周期も等間隔ではないため、バルブタイミング調整装置の制御周期を一定にする目的で上記パルサの各突起の間隔を等間隔に選んだ場合には、カム軸の回転変動の影響を受けにくい位置を探すことが困難になる。
【0007】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、カム山の位置に起因するカム軸の回転変動に合わせてこのカム軸の回転位置を検出する構成を活用することにより、内燃機関の広い回転数範囲に亘り、バルブタイミングの制御精度及び安定性を向上するようにしたバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明においては、内燃機関(1)のクランク軸(2)とカム軸(5a、5b)との間に設けられ、前記クランク軸に対する前記カム軸の回転位相差を変化させる位相差調整手段(40a、40b)と、クランク軸の回転を検出してクランク位置検出信号を発生するクランク側検出手段(42)と、前記カム軸の回転を検出して、カム位置検出信号を発生するカム側検出手段(44、45)と、前記クランク位置検出信号と前記カム位置検出信号との位相差から現バルブタイミングを決定する現バルブタイミング決定手段(130)と、内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定する目標バルブタイミング決定手段(120)と、前記現バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させる制御手段(30a、30b、64a、64b、29、46、140乃至160)とを備えたバルブタイミング調整装置において、前記カム側検出手段が、前記カム位置検出信号を、前記カム軸上のカム山(♯1A乃至♯4A、♯1B乃至♯4B)の登り側がバルブ(100a、100b)に作用して前記クランク軸と前記カム軸との間のガタが無くなるときに発生することを特徴とするバルブタイミング調整装置が提供される。
【0009】
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のバルブタイミング調整装置においては、
前記カム側検出手段は、複数の検出部(PA1乃至PA4、PB1乃至PB4)を有し前記カム軸と共に回転する部材(44a、45a)と、この部材の各検出部を検出して前記カム位置検出信号を順次発生するセンサ(44b、45b)とを備えたことを特徴とする。
【0010】
また、請求項3に記載の発明においては、内燃機関(1)のクランク軸(2)とカム軸(5a、5b)との間に設けられ、前記クランク軸に対する前記カム軸の回転位相差を変化させる位相差調整手段(40a、40b)と、前記クランク軸の回転を検出してクランク位置検出信号を発生するクランク側検出手段(42)と、前記カム軸の回転を検出して、このカム軸1回転につきカム位置検出信号を複数個発生するカム側検出手段(44、45)と、前記クランク位置検出信号と前記各カム位置検出信号との位相差から現バルブタイミングを決定する現バルブタイミング決定手段(130)と、内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定する目標バルブタイミング決定手段(120)と、前記現バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させる制御手段とを備えたバルブタイミング調整装置において、前記カム側検出手段が、前記カム軸に不等間隔に配置されている複数の検出部(PA1乃至PA4、PB1乃至PB4)を有し、これら各検出部により前記カム位置検出信号を順次発生するものであり、前記カム側検出手段の各検出部の間隔が、前記カム軸のカム山の間隔と対応することを特徴とするバルブタイミング調整装置が提供される。
【0011】
また、請求項4に記載の発明では、請求項3に記載のバルブタイミング調整装置においては、前記カム側検出手段は、前記複数の検出部を有し前記カム軸と共に回転する部材(44a、45a)と、この部材の各検出部を検出して前記カム位置検出信号を順次発生するセンサ(44b、45b)とを備えたことを特徴とする。
【0012】
なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【0013】
【発明の作用効果】
上記請求項1及び2に記載の発明によれば、カム側検出手段が、カム位置検出信号を、カム軸上のカム山の登り側が当該カム軸に対するバルブに作用してクランク軸とカム軸との間のガタが無くなるときに発生する。これにより、カム山の位置に起因するカム軸回転変動とカム軸上検出位置の検出タイミングとが同期するように、カム側検出手段のカム位置検出信号の発生位置を特定することができる。このため、カム位置検出信号間でのカム軸回転速度の差が小さくなり、バルブタイミングの検出信号間のバラツキが小さくなる。
【0014】
従って、カム軸の回転変動が不等間隔な内燃機関においても、広い回転数範囲にわたって、バラツキが少ないバルブタイミングの検出ができ、その結果、バルブタイミングの制御精度および安定性を向上することができる。
また、カム山の登り側作用時、カム軸はバルブから受ける力により回転速度が低下し、それに伴い、クランク軸より駆動のために受ける力が強まるため、クランク軸とカム軸との間のガタが無くなり、両者の連結状態が最も安定する。このため、カム山の登り側作用時にカム軸の回転位置が検出されるような配置にすれば、バルブタイミング、即ち、クランク軸とカム軸との位相差のバラツキは小さくなる。
【0015】
また、請求項3及び4に記載の発明によれば、カム側検出手段が、カム軸に不等間隔に配置されている複数の検出部を有し、これら各検出部により前記カム位置検出信号を順次発生する。これにより、カム軸1回転の間の回転速度変動が不等間隔な内燃機関においても、カム軸1回転の間に複数のカム位置検出信号を発生させ、カム軸の1回転の間に複数回の相対回転角の検出を行っても、カム軸の角速度変動或いはカム軸の駆動トルク変動に起因する相対回転角の検出誤差が抑制される。このため、バルブタイミングをフィードバック制御する際のハンチングを抑え、精度の良い安定した制御を実現することができる。
【0016】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、V型8気筒ダブルオーバーヘッドカム式内燃機関1に本発明に係るバルブタイミング調整装置を適用した例を示す。
内燃機関1のクランク軸2からの動力は、タイミングチェーン3によって左右両バンクそれぞれのスプロケット13a、13bに伝達される。そして、各スプロケット13a、13bにより各バンクに設けられた吸気用および排気用の各2本のカム軸5a、6a及び5b、6bが回転駆動される。
【0017】
カム軸5aには、図4にて示すごとく、カム山♯1Aを有するカム、カム山♯2Aを有するカム、カム山♯3Aを有するカム、及びカム山♯4Aを有するカムの4枚のカムが同軸的に軸支されている。この場合、両カム山♯2A、♯3Aの間隔、両カム山♯3A、♯1Aの間隔、両カム山♯1A、♯4Aの間隔及び両カム山♯4A、♯2Aの間隔は、それぞれ、180°CA、270°CA、180°CA及び90°CAとなっている。
【0018】
また、これらカムの各カム山が作用するように、カム軸5a側の各タペットバルブ100aがそれぞれ配置されている。
一方、カム軸5bには、カム山♯1Bを有するカム、カム山♯2Bを有するカム、カム山♯3Bを有するカム、及びカム山♯4Bを有するカムの4枚のカムが同軸的に軸支されている。この場合、両カム山♯4B、♯1Bの間隔、両カム山♯1B、♯2Bの間隔、両カム山♯2B、♯3Bの間隔及び両カム山♯3B、♯4Bの間隔は、それぞれ、180°CA、270°CA、180°CA及び90°CAとなっている。
【0019】
また、これらカムの各カム山が作用するように、カム軸5b側の各タペットバルブ100bがそれぞれ配置されている。
また、スプロケット13aと吸気用カム軸5aとの間及びスプロケット13bと吸気用カム軸5bとの間には、それぞれ、位相差調整装置40a、40b(図1にて図示各斜線領域参照)が設けられている。
【0020】
次に、位相差調整装置40aの構成について、図1及び図2を参照して説明する。位相差調整装置40aは、図2にて示すごとく、内燃機関1のシリンダヘッド25に取り付けられている。
この位相差調整装置40aは略円筒形状のカム軸スリーブ11を備えており、このカム軸スリーブ11は、その大径円筒部にて、カム軸5aの図2にて図示左端部と同軸的に嵌め合わされている。そして、このカム軸スリーブ11の中空部隔壁11cはピン12の圧入及びボルト10の締着によりカム軸5aの左端部に連結されている。これにより、カム軸スリーブ11はカム軸5aと一体的に回転する。
【0021】
また、このカム軸スリーブ11の大径円筒部外周面には、外歯ヘリカルスプライン11aが形成されている。
さらに、カム軸スリーブ11は、小径円筒部11bを備えており、この小径円筒部11bは、ハウジング23の略円筒形状中空部内に同軸的に延出している。なお、ハウジング23は、そのフランジ部23aにて、ボルト24の締着によりシリンダヘッド25に取付けられている。
【0022】
スプロケット13aは、カム軸5aの環状リブ5cとカム軸スリーブ11の大径円筒部の開口端部との間で軸方向へ移動不能に挟まれた状態にて、カム軸5aに相対回転可能に同軸的に軸支されている。スプロケット13aの図2にて図示左側面には、略円筒形状のスプロケットスリーブ15が、その各フランジ部を介するピン14の圧入及びボルト16の締着により、同軸的に取付けられている。これにより、スプロケットスリーブ15はスプロケット13aと一体的に回転するようになっている。
【0023】
また、スプロケットスリーブ15は、円筒部15bを備えており、この円筒部15bは、カム軸スリーブ11を包囲するように、ハウジング23の中空部内に同軸的に延出している。
この円筒部15bの内周面中間部位には、内歯ヘリカルスプライン15aが形成されており、この内歯ヘリカルスプライン15aは、カム軸スリーブ11の外歯ヘリカルスプライン11aとは逆方向のねじれを有するように形成されている。
【0024】
なお、外歯ヘリカルスプライン11a及び内歯ヘリカルスプライン15aのいずれか一方は、ねじれ角を零とする軸方向に平行な直線歯を有するスプラインにより構成してもよい。
上述したカム軸スリーブ11の小径円筒部11bとスプロケットスリーブ15の円筒部15bとの間には、軸方向に略一様な断面を有する環状空間90が形成されており、この環状空間90内においては、略円筒形の油圧ピストン17が、軸方向にかつ液密的に摺動可能に、カム軸スリーブ11に同軸的に軸支されている。
【0025】
この油圧ピストン17の内周面右側部には、カム軸スリーブ11の外歯ヘリカルスプライン11aと噛合する内歯ヘリカルスプライン17aが形成されており、一方、同油圧ピストン17の外周面右側部には、スプロケットスリーブ15の内歯ヘリカルスプライン15aと噛合する外歯ヘリカルスプライン17bが形成されている。
【0026】
これにより、これら各両スプライン同士の噛合のもとに、内歯ヘリカルスプライン15aが油圧ピストン17を回転させるとともに、タイミングチェーン3(図1参照)を介しスプロケット13aに伝達されるクランク軸2の回転が、スプロケットスリーブ15、油圧ピストン17及びカム軸スリーブ11を経てカム軸5aに伝達される。
【0027】
また、油圧ピストン17の左端部に形成した環状つば部の外周縁には、オイルシール70が、環状空間90内にて、スプロケットスリーブ15の円筒部15bの内周面と液密的に接触するように装着されている。なお、油圧ピストン17の内周面左側部内に断面L字状に延出する環状脚部17cはカム軸スリーブ11の中央段部(以下、右側ストッパという)に係合して油圧ピストン17の右動を停止する。
【0028】
上述のようにして、環状空間90内に油圧ピストン17が設けられることによって、環状空間90が二つの室に分割される。これにより、進角側油圧室22が油圧ピストン17の左側に形成され、一方、遅角側油圧室32が油圧ピストン17のつば部の右側に形成される。また、これら油圧室22と32との間のシール性は、上述したオイルシール70によって確保される。
【0029】
スプロケットスリーブ15の左端開口部には、エンドプレート50が同軸的に取り付けられている。このエンドプレート50は、円筒部と環状つば部により断面逆L字状に形成されており、このエンドプレート50の環状つば部は、スプロケットスリーブ15の左端開口部に同軸的に固着されている。エンドプレート50の円筒部の外周面には環状溝が形成されており、この環状溝内にはオイルシール71が装着されている。
【0030】
なお、エンドプレート50の環状つば部は、油圧ピストン17の環状つば部との係合により同油圧ピストン17の左動を停止させるストッパ(以下、左側ストッパという)としての役割をも果たす。
エンドプレート50及びカム軸スリーブ11の左側においては、断面コ字状にて環状に形成したリングプレート51が、ノックピン53の圧入により、ハウジング23の環状左側壁内面にカム軸スリーブ11と同軸的に装着されており、このリングプレート51のコ字状右側面内には、エンドプレート50の円筒部及びカム軸スリーブ11の小径円筒部11bが回転可能に支持されている。
【0031】
また、リングプレート51の小径側円筒部の外周面に形成した環状溝内には、オイルシール72が装着されており、このオイルシール72はリングプレート51とカム軸スリーブ11との間のシール性を確保する。一方、上述したオイルシール71は、エンドプレート50とリングプレート51との間のシール性を確保する。これによって、進角側油圧室22内のシール性が確保される。
【0032】
リングプレート51の小径円筒部及びハウジング23の環状左側壁中空部内には、ボルト52が同軸的に嵌装されており、このボルト52は、その右端面にて、カム軸スリーブ11の小径円筒部内周面及び中空部隔壁11cとの間に円筒状空間91を形成する。
また、ボルト52の内部には、油圧通路61bが、図2にて示すごとく、断面T字状に形成されており、この油圧通路61bは、その軸方向通路部にて、円筒状空間91内に連通している。また、油圧通路61bは、その半径方向通路部の両端にて、ボルト52の外周面に形成した環状溝内に連通している。
【0033】
また、ハウジング23の左壁部内には、油圧通路61aが図2にて示すごとく形成されており、この油圧通路61aは、ボルト52の環状溝及び油圧通路61bを介し円筒状空間91内に連通し、さらに、この円筒状空間91内に開口するようにカム軸スリーブ11に形成した油圧通路61cを通り遅角側油圧室32内に連通している。
【0034】
ハウジング23の左壁部内には、進角側油圧室22に連通する油圧通路60がさらに形成されている。これら油圧通路61a及び60は、ハウジング23の左壁部内に形成されて後述するスプール弁30を収容してなる円筒状中空部95内に開口している。
また、この円筒状中空部95内には、油圧供給路65がその先端部にて開口しており、この油圧供給路65は、内燃機関1のオイルパン28からオイルポンプ29によって圧送される作動油を円筒状中空部95内に供給する。なお、油圧解放路66は、オイルパン28内に開口されて、オイルパン28内に作動油を戻す。
【0035】
また、位相差調整装置40bも、位相差調整装置40aと同様に構成されている。
次に、スプール弁30aによるバルブタイミング調整装置の油圧通路切り替え構成について説明する。
スプール弁30aは、図1にて示すごとく、リニヤアクチュエータ64aを備えており、このリニヤアクチュエータ64aは、そのリニヤソレノイドへの流入電流に応じてリニヤ作動する。スプール弁30aはリニヤアクチュエータ64aのリニヤ作動に応じて油圧通路を切替えるように作動する。
【0036】
しかして、リニヤアクチュエータ64aのリニヤソレノイドの流入電流が零の場合には、スプール弁30aが両油圧通路61a、65を連通させるとともに、両油圧通路60、66を連通させる。
このため、オイルポンプ29からの油圧が遅角側油圧室32に供給されるとともに、進角側油圧室22の油圧がオイルパン28に解放される。これによって、油圧ピストン17は図2にて図示左側に移動するため、スプロケット13a即ちクランク軸2に対しカム軸5aが相対的に遅角する。
【0037】
リニヤアクチュエータ64aのリニヤソレノイドへの流入電流が所定の電流値である場合には、この電流値に基づくリニヤアクチュエータ64aのリニヤ作動に応じて、スプール弁30aが両油圧通路60、61aを両油圧通路65、66からそれぞれ遮断して閉じる。これによって、油圧ピストン17の位置が保持され、スプロケット13aとカム軸5aとの相対位相は変化しない。
【0038】
また、リニヤアクチュエータ64aのリニヤアクチュエータへの流入電流が所定の電流値より大きい場合、この電流値に基づくリニヤアクチュエータ64aのリニヤ作動に応じて、スプール弁30aが両油圧通路60、65を連通させるとともに、両油圧通路61a、66を連通させる。
このため、オイルポンプ29からの油圧が進角側油圧室22に供給されるとともに、遅角側油圧室32の油圧がオイルパン28に解放される。これによって、油圧ピストン17が図2にて図示右側に移動するため、スプロケット13aに対しカム軸5aが相対的に進角する。
【0039】
また、スプール弁30bによるバルブタイミング調整装置の油圧通路切り替え構成及び作動も、スプール弁30aの場合と同様である。ここで、スプール弁30bはその図示右端に同軸的に設けたリニヤアクチュエータ64b(リニヤアクチュエータ64aと同様の機能を有する)によって切替え作動する。
次に、両リニヤアクチュエータ64a、64bを駆動するための電気回路構成について説明する。
【0040】
クランク位置センサ42は、図1にて示すごとく、クランク軸2に取り付けられている。このクランク位置センサ42は、図3にて示すように、等角度間隔にて12個の突起を形成したパルサ42aと、このパルサ42aの各突起の通過を検出するパルスピックアップ42bとを備えている。
これにより、クランク位置センサ42は、クランク軸2の回転に伴うパルサ42aの回転に応じて、このパルサ42aの各突起をパルスピックアップ42bにより順次検出しクランク位置検出信号を発生する。
【0041】
各カム位置センサ44、45は、図1にて示すごとく、各カム軸5a、5bにそれぞれ設けられており、カム位置センサ44は、図4に示すごとく、不等間隔にて4個の突起PA1、PA2、PA3、PA4を形成したパルサ44aと、このパルサ44aの各突起の通過を検出するパルスピックアップ44bとを備えている。
【0042】
これにより、カム位置センサ44は、カム軸5aの回転に伴うパルサ44aの回転に応じて、このパルサ44aの各突起をパルスピックアップ44bにより順次検出しカム位置検出信号(以下、カム位置検出信号Aという)を発生する(図8(b)参照)。これら各カム位置検出信号Aは、図8(b)にて図示左側から順に、突起PA2、PA3、PA1、PA4に対応する。
【0043】
パルサ44aの各突起PA2、PA3、PA1、PA4は、カム軸5aの各カム山♯2A、♯3A、♯1A、♯4A(図4及び図8(a)参照)の登り側が各バルブタペット100aに作用する位置にて、パルスピックアップ44bにより検出されるよう配置されている。
図8(a)にて示す各曲線は、カム軸5aの各カム山が各対応バルブタペット100aを押すストローク量、即ち各カムプロフィルのリフト量を表す。従って、各突起PA2、PA3、PA1、PA4にそれぞれ対応するカム位置検出信号Aは、各カム山♯2A、♯3A、♯1A、♯4Aと同様の不等間隔で突起PA2より180℃A、270℃A、180℃A、90℃Aの間隔で順に発生する。
【0044】
一方、カム位置センサ45は、図4に示すごとく、不等間隔にて4個の突起PB1、PB2、PB3、PB4を形成したパルサ45aと、このパルサ45aの各突起の通過を検出するパルスピックアップ45bとを備えている。
これにより、カム位置センサ45は、カム軸5bの回転に伴うパルサ45aの回転に応じて、このパルサ45aの各突起をパルスピックアップ45bにより順次検出しカム位置検出信号(以下、カム位置検出信号Bという)を発生する(図8(d)参照)。これら各カム位置検出信号Bは、図8(d)にて図示左側から順に、突起PB2、PB3、PB4、PB1に対応する。
【0045】
パルサ45aの各突起PB2、PB3、PB4、PB1は、カム軸5bの各カム山♯2B、♯3B、♯4B、♯1B(図4及び図8(c)参照)の登り側が各バルブタペット100bに作用する位置にて、パルスピックアップ45bにより検出されるよう配置されている。
図8(c)にて示す各曲線は、カム軸5bの各カム山が各バルブタペット100bを押すストローク量、即ち各カムプロフィルのリフト量を表す。従って、各突起PB1、PB2、PB3、PB4のそれぞれ対応するカム位置検出信号Bは、各カム山♯1B、♯2B、♯3B、♯4Bと同様の不等間隔で突起PB2より180℃A、90℃A、180℃A、270℃Aの間隔で順に発生する。
【0046】
さらに、一方のバンクの排気側カム軸6a(図1参照)により回転駆動されるディストリビュータ(図示ない)には、基準位置センサ47が設けられており、この基準位置センサ47は、カム軸6aの1回転につき1個の基準位置検出信号を発生する。
ここで、本実施例では、クランク位置センサ42から30℃A毎に発生されるクランク位置検出信号を演算処理により間引くことで、カム位置検出信号と同様、4つの不等間隔な信号に変換する。この4つの変換信号は、カム位置検出信号のそれぞれと1対1に対応するもので、これら対応する信号間の位相差を検出することで、バルブタイミングを示す相対回転角θを求めることができる。
【0047】
電子制御装置46は、図1にて示すごとく、マイクロコンピュータ48と、電流制御回路49とを備えている。マイクロコンピュータ48は、メインプログラム及び割り込みプログラムを図5乃至図7にて示す各フローチャートに従い実行し、この実行中において、クランク位置センサ42、カム位置センサ44、45及び基準位置センサ47、並びに当該内燃機関の冷却水温信号、スロットル開度信号等のフイードバックに基づき各リニヤアクチュエータ64a、64bのリニヤ作動量、即ち、各カム軸5a、5bの相対回転角を所望の値とするように演算処理する。
【0048】
以上のように構成した本実施例において、マイクロコンピュータ48が、図5乃至図7の各フローチャートに従い、メインプログラム及び割り込みプログラムを繰り返し実行しているものとする。
しかして、メインプログラムのステップ110においては、上述した各センサの検出信号がマイクロコンピュータ48に入力される。
【0049】
また、割り込みプログラムにおいては、クランク位置センサ42からの各クランク位置検出信号の間引き処理が行われる。本実施例では、720(℃A)の間にクランク位置センサ42から24個発生されるクランク位置検出信号(以下、クランク位置検出信号Cという)(図9(b)参照)が、図9(c)、(e)にて示すように、基準位置センサ47からの基準位置検出信号(以下、基準位置検出信号Gという)を基準として間引き処理されて、180℃A、270℃A、180℃A、90℃Aの間隔の信号(以下、変換信号CA、CB)に変換される。
【0050】
以下、変換信号CAの生成方法を図7に基づき説明する。この間引き処理では、基準位置センサ47からの基準位置検出信号Gと、クランク位置センサ42からのクランク位置検出信号Cとがステップ210において入力される。そして、基準位置センサ47からの基準位置検出信号Gが入力された後のクランク位置検出信号Cが1パルス目であるとき、ステップ220におけるYESとの判定がなされて、ステップ260にて、変換信号CA=PCA2が、1個、発生される(図9(c)参照)。
【0051】
また、基準位置検出信号Gが入力された後のクランク位置検出信号Cが7パルス目であると、ステップ220におけるNOとの判定後ステップ230にてYESと判定され、ステップ260において、変換信号CA=PCA3が、1個、発生される(図9(c)参照)。
また、基準位置検出信号Gが入力された後のクランク位置検出信号Cが16パルス目であると、各ステップ220、230におけるNOとの判定後ステップ240にてYESと判定され、ステップ260において、変換信号CA=PCA1が、1個、発生される(図9(c)参照)。
【0052】
さらに、基準位置検出信号Gが入力された後のクランク位置検出信号Cが22パルス目であると、各ステップ220、230、240におけるNOとの判定後ステップ250にてYESと判定され、ステップ260において、変換信号CA=PCA4が、1個、発生される(図9(c)参照)。変換信号CBについても同様な処理が行われる。
【0053】
上述のようにメインプログラムのステップ110における処理が終了すると、ステップ120において、当該内燃機関の運転状態を示す冷却水温等の検出信号に応じて、目標相対回転角データに基づき最適な目標相対回転角tが設定される。この目標相対回転角tは、吸気側カム軸5aのクランク軸2に対する回転位相差を示す。
【0054】
なお、上記目標相対回転角データは、目標相対回転角tと冷却水温、エンジン回転数、吸気量等との関係を表すマップとしてマイクロコンピュータ48のROMに予め記憶されている。
次に、相対回転角演算ルーチン130(図5及び図6参照)においては、クランク位置センサ42、カム位置センサ44、45及び基準位置センサ47からの各検出信号に基づく割り込み処理にて、図6のフローチャートに従いプログラムを実行することにより、カム軸5aの相対回転角TRと、カム軸5bの相対回転角TLとが以下のようにして演算される。ここでは、相対回転角TRの演算について図10のタイムチャートを参照して説明する。
【0055】
ステップ131では、カム位置センサ44からカム位置検出信号Aが入力されたか否かが判定される。即ち、カム位置検出信号Aが立ち下がると、ステップ131にてYESと判定されて、ステップ131aにおいて、マイクロコンピュータ48の内蔵のタイマカウンタBがリセットされて時間の計測を開始する。このタイマカウンタBは、カム位置検出信号Aと変換信号CAとの時間差TACを計測する。
【0056】
ステップ132では、クランク位置センサ42からのクランク位置検出信号Cが入力されたか否かが判定される。即ち、クランク位置検出信号Cが立ち下がると、ステップ133において、マイクロコンピュータ48に内蔵のタイマカウンタAの現段階における値が、クランク位置センサ42からのクランク位置検出信号Cの周期TCとして記憶される。そして、次回の計測に備えて、タイマカウンタAがリセットされて、時間の計測を開始する。
【0057】
ステップ134では、変換信号CAが入力されたか否かが判定される。即ち、変換信号CAが立ち下がると、ステップ134における判定がYESとなり、ステップ135において、タイマカウンタBの値がカム位置検出信号Aと変換信号CAとの時間差TACとして記憶される。
次のステップ136では、周期TC及び時間差TACに基づき、相対回転角TRがTR=TAC/TC×30(℃A)として演算される。以上の処理が繰り返されることで、図10にて示すように、隣り合うカム位置検出信号Aのうち突起PAnに対応するカム位置検出信号Aとクランク位置信号PCAnとの時間差TACnが次々に求められる。そして、この時間差TACnに対応した相対回転角TRnがステップ136の演算式により次々に求められる。この実施例では、720(℃A)の期間に4回、相対回転角が演算される。なお、検出相対回転角TLの演算も、上記TR算出でのカム位置検出信号Aと変換信号CAをそれぞれカム位置検出信号Bと変換信号CBに置き換えることで同様にして行われる。
【0058】
以上のようにして各カム軸5a、5bの相対回転角TR、TLが演算され、このように演算された相対回転角TR、TLが各カム軸のバルブタイミングを所望の目標相対回転角tにフィードバック制御するために利用される。
このようにして、相対回転角演算ルーチン130の処理が終了すると、メインプグラムのステップ140において、位相差調整装置40aの制御量DRが演算される。また、ステップ150において、位相差調整装置40bの制御量DLが演算される。これら制御量DR、DLは、相対回転角TRと目標相対回転角tとの差、及び相対回転角TLと目標相対回転角tとの差に応じて各PID制御式、DR=f(TR−t)及びDL=f(TL−t)に基づいてそれぞれ演算される。
【0059】
そして、ステップ160では、各制御量DR、DLが出力電流として各リニヤアクチュエータ64a、64bのリニヤソレノイドに出力される。これにより、各リニヤソレノイド64a、64bは、各制御量DR、DLに応じて各リニヤソレノイドに流れる電流に基づきリニヤ作動し、各スプール弁30a、30bを駆動する。そして、これらスプール弁30a、30bによって、オイルパン28からオイルポンプ29によって圧送された作動油の位相差調整装置40a、40bへの供給量が調整される。
【0060】
これにより、各カム軸5a、5bの相対回転角は、当該内燃機関の運転状態に応じて最適とされる目標相対回転角tにフィードバック制御される。しかも、この実施例では、相対回転角TR、TLは、カム軸5a、5bの1回転、即ち、720(℃A)の間に4回演算することができるため、高い精度を持って高速に角カム軸5a、5bの相対回転角をフィードバック制御することができる。
【0061】
以上のように説明した本実施例では、カム軸上に4個の突起を設置することにより、クランク軸2回転の間に4回バルブタイミング(相対回転角)の検出ができるため、制御周期が短くすることができ、その結果、高い応答性と高い精度を持ったバルブタイミングのフィードバック制御が可能となる。
ここで、本実施例のようにカム軸とスプロケットとの間に中間部材(ピストン17)を介在させるバルブタイミング調整装置にあっては、中間部材両側の噛み合い構造(ヘリカルスプライン)のガタのために、カム軸の駆動トルクがカム山の作用により変動すると、中間部材の僅かな移動によりバルブタイミングに変化を生じる。
【0062】
即ち、本実施例のような、変換信号とカム位置検出信号の相対回転角によりバルブタイミングを検出する装置においては、例え、バルブタイミングが一定であっても、カム位置検出信号の設定位置によっては検出されるバルブタイミングが異なってくる。
このため、本実施例のようにカム軸1回転で複数個のカム位置検出信号を発生するものにおいては、信号間で検出されるバルブタイミングが異なる場合がある。このようなバルブタイミングの変化が、マイクロコンピュータ48に入力されると、フィードバック制御の安定性を損なったり、精度が悪化したり等の制御性を悪化させる要因となる。
【0063】
この実施例では、カム軸上に設置されるパルサの複数の突起の位置を、共にカム軸上のカム山の登り側がバルブタペットに作用するとき、カム位置センサにより検出されるよう配置している。カム山の登り側がバルブタペットに作用すると、カム軸はバルブタペットより受ける反作用により、回転が減速する。それに伴い、カム軸がクランク側部材より中間部材を通して受ける駆動力は強まり、この力は、カム軸と中間部材及びスプロケットの間の噛み合い構造のガタを無くすよう作用する。
【0064】
このため、カム山の登り側がバルブタペットに作用するときのクランク側部材とカム軸の連結状態は一定となり、相対回転角の検出バラツキは小さくなる。
図11及び図12はカム位置検出信号Aの設定位置がバルブタイミングの検出に与える影響を調査した試験結果を示す。図11は、この試験でのカム位置検出信号の設置位置を示すタイミングチャートである。図11(a)はタペットバルブに作用するカムシャフト上のカム山を表し、図11(b)はカム位置検出信号の発生タイミングを表す。
【0065】
カム位置検出信号は、カム軸上に8パルスを90℃A毎の等間隔にて発生しており、各カム位置検出信号PAa、PAc、PAf、PAhはカム山の登り側が作用する位置に、各カム位置検出信号PAb、PAd、PAgはカム山の下り側が作用する位置に、カム位置検出信号PAeはカム山が作用しない位置にそれぞれ対応して発生する。
【0066】
図12は、当該内燃機関の回転数毎でのカム位置検出信号間のバルブタイミング検出バラツキをカム位置検出信号PAaを基準に測定した試験結果を示す。カム山の登り側が作用する位置に設置した各カム位置検出信号PAa、PAc、PAf、PAh間での、バルブタイミング検出バラツキは小さく、当該内燃機関のカム軸回転数の変動の影響も受けにくいが、各カム位置検出信号PAb、PAd、PAe、PAgを含めるとバルブタイミング検出バラツキは大きくなり、また当該内燃機関のカム軸回転数の変動の影響も受け易くなり、望ましくない。
【0067】
なお、上記実施例では、V型8気筒の内燃機関に本発明を適用した例について説明したが、これに代えて、直列6気筒等の種々の気筒配置の内燃機関に本発明を適用して実施してもよい。
また、上記実施例では、クランク軸2回転の間に4個の検出信号を発生させるようにしたが、この信号数は位相差調整装置による位相調整範囲、要求される制御精度、要求される応答性等に応じて設定されるべき数字であり、カム軸上のカム山の数より少なくてもよい。
【0068】
また、上記実施例では、吸気用カム軸に位相差調整装置を設けた例について説明したが、これに限ることなく、位相差調整装置を排気用カム軸に設けて実施してもよく、この場合には、排気用カム軸にカム位置センサを設ければよい。
また、本発明の実施にあたり、クランク位置センサ、カム位置センサの取り付け位置は、上記実施例にて述べた位置に限らず、それぞれ、位相差調整装置の入力側と出力側とに対応して設けて実施してもよい。
【0069】
また、上記実施例では、相対回転角TR、TLが演算される度に制御量を演算するフィードバック制御を採用したが、これに代えて、複数個の相対回転角の平均値に基づいてフィードバック制御を行ってもよい。この場合にも本発明を適用することで、相対回転角の精度を高め、制御性を高めることができる。
また、本発明の実施にあたり、クランク位置センサ、カム軸位置センサ等としては、パルサと電磁ピックアップとを用いたものに限らず、ホール素子、電気抵抗素子等を用いた種々の形式のセンサを利用することができる。
【0070】
また、上記実施例では、クランク軸に同期してカム軸を回転させる機構としてチェーン駆動式を採用したが、これにかぎらず、ベルト駆動方式やギア駆動方式を採用して実施してもよい。
また、本発明の実施にあたっては、車両に限ることなく、自動二輪車や船舶等のオーバヘッドカム式内燃機関に本発明を適用して実施してもよい。
【0071】
また、本発明の実施にあたり、オーバヘッドカム式内燃機関に限らず、オーバヘッドバルブ式内燃機関のバルブタイミング調整装置を採用し、これに本発明を適用して実施してもよい。
上記実施例の各フローチャートにおける各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハードロジック構成により実現するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】V型8気筒ダブルオーバーヘッドカム式内燃機関に適用された本発明に係るバルブタイミング調整装置の一実施例を示す概略全体構成図である。
【図2】図1にて示す吸気側位相差調整装置の拡大断面図である。
【図3】図1のクランク位置センサの拡大正面図である。
【図4】図1の各カム位置センサの拡大正面図である。
【図5】図1のマイクロコンピュータにより実行されるメインプログラムのフローチャートである。
【図6】図5の相対回転角演算ルーチンの詳細を示すフローチャートである。
【図7】図1のマイクロコンピュータにより実行される割り込みプログラムのフローチャートである。
【図8】内燃機関の運転状態との関連における各吸気側カム軸のカムプロフィル及び各カム位置検出信号を示すタイミングチャートである。
【図9】基準位置検出信号、クランク位置検出信号、各変換信号及び各カム位置検出信号を示すタイミングチャートである。
【図10】クランク位置検出信号、変換信号及びカム位置検出信号を示すタイミングチャートである。
【図11】内燃機関の運転状態との関連におけるカム山プロフィル及びカム位置検出信号を示すタイミングチャートである。
【図12】内燃機関の回転数に応じたカム位置信号間のバルブタイミング検出バラツキを信号位置との関係で示すグラフである。
【符号の説明】
1・・・内燃機関、2・・・クランク軸、3・・・タイミングチェーン、
5a、5b・・・カム軸、13a、13b・・・スプロケット、
29・・・油圧ポンプ、30a、30b・・・スプール弁、
40a、40b・・・位相差調整装置、42・・・クランク位置センサ、
44a、44b・・・カム軸位置センサ、48・・・マイクロコンピュータ、
49・・・電流制御回路。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a valve timing adjusting device for adjusting the opening / closing timing (valve timing) of an intake valve and an exhaust valve according to operating conditions of an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a mechanism for variably controlling the opening and closing of an intake valve, an exhaust valve, or both of them according to the operation state of an internal combustion engine, a relative rotation angle of a cam shaft with respect to a crank member rotating in synchronization with a crank shaft is changed. 2. Description of the Related Art A valve timing adjustment device that adjusts valve timing is known.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-248917 discloses a technique for performing feedback control of valve timing. In this technology, signals synchronized with each of these rotations are generated from both the camshaft and the crankshaft, a relative rotation angle is detected from a phase difference between these signals, and feedback control of valve timing is performed. I have.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since the appropriate valve timing continuously changes according to the operation state such as the rotation speed and the throttle opening of the internal combustion engine, the valve timing adjustment device has good responsiveness to the change in the operation state of the internal combustion engine. It is desirable to operate following.
For this reason, in a valve timing adjusting device that performs feedback control on a target valve timing, it is necessary to set a control cycle within several tens of ms in order to perform high-speed and accurate control.
[0005]
From such a viewpoint, in the valve timing adjusting device according to the above-mentioned publication, a pulsar having a plurality of projections is provided on a cam shaft in order to obtain a sufficiently fast control cycle even when the internal combustion engine is running at a low speed. The result of detection of the position of each projection accompanying this is used to shorten the control cycle.
However, the rotation speed during one rotation of the camshaft varies depending on the force applied to the cam ridge by the valve. For this reason, even when the valve timing adjusting device is not operating, the rotation position of the camshaft is slightly advanced or retarded with respect to the rotation position of the crankshaft.
[0006]
Therefore, it is necessary to select a position of each of the projections of the pulsar which is hardly affected by the fluctuation of the rotation of the camshaft so that the detection of the valve timing does not vary among the projections. However, since the variation pattern of the rotation speed of the camshaft changes depending on the number of rotations, it must be selected in consideration of this point.
Further, when the cam ridges are formed at irregular intervals as in a V-type 8-cylinder internal combustion engine, the cycle of rotation fluctuation of the cam shaft is not equal, so that the control cycle of the valve timing adjusting device is made constant. If the intervals of the projections of the pulsar are selected at equal intervals, it becomes difficult to find a position that is not easily affected by fluctuations in the rotation of the camshaft.
[0007]
In order to cope with the above, the present invention utilizes a configuration for detecting the rotational position of the camshaft in accordance with the rotational fluctuation of the camshaft caused by the position of the cam ridge, thereby providing an internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a valve timing adjusting device that improves control accuracy and stability of valve timing over a wide rotation speed range.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention according to
[0009]
According to the second aspect of the present invention, in the valve timing adjusting device according to the first aspect,
The cam-side detecting means includes a plurality of detecting portions (PA1 to PA4, PB1 to PB4) and a member (44a, 45a) which rotates together with the cam shaft, and detects each of the detecting portions of the member to determine the cam position. And sensors (44b, 45b) for sequentially generating detection signals.
[0010]
Further, in the invention according to
[0011]
Ma
[0012]
In addition, the code | symbol in parenthesis of the said each means shows the correspondence with the concrete means of the Example described later.
[0013]
Operation and Effect of the Invention
According to the first and second aspects of the present invention, the cam-side detecting means applies the cam position detection signal to the valve on the camshaft. And there is no backlash between the crankshaft and camshaft Occurs when. Thus, it is possible to specify the position where the cam-side detection unit generates the cam position detection signal so that the cam shaft rotation fluctuation caused by the position of the cam peak and the detection timing of the detection position on the cam shaft are synchronized. For this reason, the difference in the camshaft rotation speed between the cam position detection signals is reduced, and the variation between the valve timing detection signals is reduced.
[0014]
Therefore, even in an internal combustion engine in which camshaft rotation fluctuations are unequally spaced, valve timing with little variation can be detected over a wide rotation speed range, and as a result, valve timing control accuracy and stability can be improved. .
Also, when the cam hill goes up, the rotation speed of the camshaft is reduced by the force received from the valve, and the force received from the crankshaft for driving is increased. Is lost, and the connection state between the two is most stable. For this reason, if the arrangement is such that the rotational position of the camshaft is detected when the cam hill moves upward, the variation in the valve timing, that is, the phase difference between the crankshaft and the camshaft is reduced.
[0015]
[0016]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example in which a valve timing adjusting device according to the present invention is applied to a V-type 8-cylinder double overhead cam type
Power from the
[0017]
As shown in FIG. 4, the
[0018]
Further, the tappet valves 100a on the
On the other hand, on the
[0019]
The
Further, between the
[0020]
Next, the configuration of the phase
The phase
[0021]
An external helical spline 11a is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the
Further, the
[0022]
The
[0023]
The
An internal tooth helical spline 15a is formed at an intermediate portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 15b. The internal tooth helical spline 15a has a twist in a direction opposite to that of the external tooth helical spline 11a of the
[0024]
Note that one of the external tooth helical spline 11a and the internal tooth helical spline 15a may be configured by a spline having straight teeth parallel to the axial direction with a torsion angle of zero.
Between the small-diameter cylindrical portion 11b of the
[0025]
On the right side of the inner peripheral surface of the
[0026]
Accordingly, the internal teeth helical spline 15a rotates the
[0027]
On the outer peripheral edge of the annular flange formed at the left end of the
[0028]
By providing the
[0029]
An
[0030]
The annular flange of the
On the left side of the
[0031]
An oil seal 72 is mounted in an annular groove formed on the outer peripheral surface of the small diameter side cylindrical portion of the
[0032]
A
As shown in FIG. 2, a
[0033]
A
[0034]
A
Further, a
[0035]
Further, the phase
Next, the configuration of switching the hydraulic passage of the valve timing adjusting device by the
As shown in FIG. 1, the
[0036]
Thus, when the inflow current of the linear solenoid of the
Therefore, the hydraulic pressure from the
[0037]
When the current flowing into the linear solenoid of the
[0038]
When the inflow current of the
Therefore, the hydraulic pressure from the
[0039]
Also, the configuration and operation of the hydraulic passage switching of the valve timing adjusting device by the spool valve 30b are the same as those of the
Next, an electric circuit configuration for driving the
[0040]
The crank
Accordingly, the crank
[0041]
As shown in FIG. 1, the
[0042]
Accordingly, the
[0043]
Each protrusion PA2, PA3, PA1, PA4 of the pulsar 44a is formed such that the ascending side of each of the cam peaks # 2A, # 3A, # 1A, # 4A of the
Each curve shown in FIG. 8A represents a stroke amount of each cam peak of the
[0044]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
Accordingly, the
[0045]
Each protrusion PB2, PB3, PB4, PB1 of the pulsar 45a is formed by a
Each curve shown in FIG. 8C represents a stroke amount of each cam peak of the
[0046]
Further, a
Here, in the present embodiment, the crank position detection signal generated from the
[0047]
The
[0048]
In the present embodiment configured as described above, it is assumed that the
Thus, in
[0049]
Further, in the interrupt program, a thinning process of each crank position detection signal from the
[0050]
Hereinafter, a method of generating the converted signal CA will be described with reference to FIG. In this thinning process, a reference position detection signal G from the
[0051]
Further, if the crank position detection signal C after the input of the reference position detection signal G is the seventh pulse, the determination at
If the crank position detection signal C after the input of the reference position detection signal G is the 16th pulse, YES is determined in
[0052]
Further, if the crank position detection signal C after the input of the reference position detection signal G is the 22nd pulse, the determination in
[0053]
When the processing in
[0054]
The target relative rotation angle data is stored in the ROM of the
Next, in the relative rotation angle calculation routine 130 (see FIGS. 5 and 6), an interruption process based on each detection signal from the
[0055]
In
[0056]
In
[0057]
In
In the next step 136, the relative rotation angle TR is calculated as TR = TAC / TC × 30 (° C. A) based on the cycle TC and the time difference TAC. By repeating the above process, as shown in FIG. 10, the time difference TACn between the cam position detection signal A corresponding to the protrusion PAn and the crank position signal PCAn among the adjacent cam position detection signals A is obtained one after another. . Then, the relative rotation angle TRn corresponding to the time difference TACn is obtained one after another by the operation formula of step 136. In this embodiment, the relative rotation angle is calculated four times during a period of 720 (° C. A). The calculation of the detected relative rotation angle TL is similarly performed by replacing the cam position detection signal A and the conversion signal CA in the above TR calculation with the cam position detection signal B and the conversion signal CB, respectively.
[0058]
The relative rotation angles TR, TL of the
When the processing of the relative rotation
[0059]
In
[0060]
As a result, the relative rotation angles of the
[0061]
In the present embodiment described above, the valve timing (relative rotation angle) can be detected four times during two rotations of the crankshaft by installing four projections on the camshaft. As a result, feedback control of valve timing with high responsiveness and high accuracy can be performed.
Here, in the valve timing adjusting device in which the intermediate member (piston 17) is interposed between the camshaft and the sprocket as in this embodiment, the play of the meshing structure (helical spline) on both sides of the intermediate member is required. When the driving torque of the cam shaft fluctuates due to the action of the cam ridge, slight movement of the intermediate member causes a change in valve timing.
[0062]
That is, in a device that detects valve timing based on the relative rotation angle between the conversion signal and the cam position detection signal as in this embodiment, even if the valve timing is constant, depending on the setting position of the cam position detection signal. The detected valve timing differs.
For this reason, in the case where a plurality of cam position detection signals are generated by one rotation of the camshaft as in the present embodiment, the detected valve timing may be different between the signals. When such a change in the valve timing is input to the
[0063]
In this embodiment, the positions of the plurality of protrusions of the pulsar installed on the camshaft are arranged so that when the ascending side of the cam hill on the camshaft acts on the valve tappet, the cam position sensor detects the position. . When the ascending side of the cam peak acts on the valve tappet, the rotation of the cam shaft is decelerated by the reaction received from the valve tappet. Accordingly, the driving force that the camshaft receives from the crank-side member through the intermediate member increases, and this force acts to eliminate play in the meshing structure between the camshaft, the intermediate member, and the sprocket.
[0064]
For this reason, when the ascending side of the cam peak acts on the valve tappet, the connection state between the crank side member and the cam shaft becomes constant, and the variation in the detection of the relative rotation angle decreases.
11 and 12 show test results of investigating the influence of the setting position of the cam position detection signal A on the detection of the valve timing. FIG. 11 is a timing chart showing the installation position of the cam position detection signal in this test. FIG. 11A shows a cam peak on a camshaft acting on a tappet valve, and FIG. 11B shows a generation timing of a cam position detection signal.
[0065]
The cam position detection signal generates eight pulses on the cam shaft at equal intervals of 90 ° C. A, and each of the cam position detection signals PAa, PAc, PAf, and PAh is at a position where the ascending side of the cam mountain acts. Each of the cam position detection signals PAb, PAd, and PAg is generated at a position where the downside of the cam peak acts, and the cam position detection signal PAe is generated at a position where the cam peak does not act.
[0066]
FIG. 12 shows a test result obtained by measuring a variation in valve timing detection between cam position detection signals for each rotation speed of the internal combustion engine based on the cam position detection signal PAa. Variations in valve timing detection among the cam position detection signals PAa, PAc, PAf, and PAh installed at positions where the climbing side of the cam peak acts are small, and are not easily affected by fluctuations in the camshaft rotation speed of the internal combustion engine. If the cam position detection signals PAb, PAd, PAe, and PAg are included, the valve timing detection variation becomes large, and the camshaft rotation speed of the internal combustion engine is susceptible to fluctuations.
[0067]
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a V-type 8-cylinder internal combustion engine has been described. Instead, the present invention is applied to an internal-combustion engine having various cylinder arrangements such as an in-
Further, in the above embodiment, four detection signals are generated during two rotations of the crankshaft. However, the number of these signals depends on the phase adjustment range by the phase difference adjusting device, the required control accuracy, and the required response. This is a number to be set according to the characteristics and the like, and may be smaller than the number of cam ridges on the cam shaft.
[0068]
Further, in the above embodiment, the example in which the phase difference adjusting device is provided on the intake camshaft is described, but the present invention is not limited to this, and the phase difference adjusting device may be provided on the exhaust camshaft. In this case, a cam position sensor may be provided on the exhaust cam shaft.
Further, in implementing the present invention, the mounting positions of the crank position sensor and the cam position sensor are not limited to the positions described in the above embodiment, and are provided corresponding to the input side and the output side of the phase difference adjusting device, respectively. May be implemented.
[0069]
Further, in the above-described embodiment, the feedback control for calculating the control amount every time the relative rotation angles TR and TL are calculated is employed. However, instead of this, the feedback control is performed based on the average value of the plurality of relative rotation angles. May be performed. Also in this case, by applying the present invention, the accuracy of the relative rotation angle can be improved, and the controllability can be improved.
Further, in the practice of the present invention, as the crank position sensor, the camshaft position sensor, etc., not only those using a pulsar and an electromagnetic pickup, but also various types of sensors using Hall elements, electric resistance elements, etc. can do.
[0070]
Further, in the above embodiment, a chain drive system is employed as a mechanism for rotating the camshaft in synchronization with the crankshaft. However, the present invention is not limited to this, and a belt drive system or a gear drive system may be employed.
Further, the present invention is not limited to a vehicle, but may be applied to an overhead cam type internal combustion engine such as a motorcycle or a boat.
[0071]
In practicing the present invention, the present invention is not limited to the overhead cam type internal combustion engine, but may be applied to a valve timing adjusting device of an overhead valve type internal combustion engine, and the present invention may be applied thereto.
Each step in each flowchart of the above embodiment may be realized by a hardware logic configuration as a function execution unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing one embodiment of a valve timing adjusting apparatus according to the present invention applied to a V-type 8-cylinder double overhead cam type internal combustion engine.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the intake-side phase difference adjusting device shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged front view of the crank position sensor of FIG. 1;
FIG. 4 is an enlarged front view of each cam position sensor of FIG. 1;
FIG. 5 is a flowchart of a main program executed by the microcomputer of FIG. 1;
FIG. 6 is a flowchart showing details of a relative rotation angle calculation routine of FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart of an interrupt program executed by the microcomputer of FIG. 1;
FIG. 8 is a timing chart showing a cam profile of each intake-side camshaft and each cam position detection signal in relation to an operation state of the internal combustion engine.
FIG. 9 is a timing chart showing a reference position detection signal, a crank position detection signal, each conversion signal, and each cam position detection signal.
FIG. 10 is a timing chart showing a crank position detection signal, a conversion signal, and a cam position detection signal.
FIG. 11 is a timing chart showing a cam peak profile and a cam position detection signal in relation to an operating state of the internal combustion engine.
FIG. 12 is a graph showing a variation in valve timing detection between cam position signals according to the rotation speed of the internal combustion engine in relation to the signal position.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
5a, 5b: cam shaft, 13a, 13b: sprocket,
29: hydraulic pump, 30a, 30b: spool valve,
40a, 40b ... phase difference adjusting device, 42 ... crank position sensor,
44a, 44b ... cam shaft position sensor, 48 ... microcomputer,
49 ... Current control circuit.
Claims (4)
前記クランク軸の回転を検出してクランク位置検出信号を発生するクランク側検出手段と、
前記カム軸の回転を検出して、カム位置検出信号を発生するカム側検出手段と、
前記クランク位置検出信号と前記カム位置検出信号との位相差から現バルブタイミングを決定する現バルブタイミング決定手段と、
内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定する目標バルブタイミング決定手段と、
前記現バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させる制御手段とを備えたバルブタイミング調整装置において、
前記カム側検出手段が、前記カム位置検出信号を、前記カム軸上のカム山の登り側がバルブに作用して前記クランク軸と前記カム軸との間のガタが無くなるときに発生することを特徴とするバルブタイミング調整装置。A phase difference adjusting means provided between a crankshaft and a camshaft of the internal combustion engine, for changing a rotational phase difference of the camshaft with respect to the crankshaft;
Crank-side detection means for detecting rotation of the crankshaft to generate a crank position detection signal,
Cam-side detection means for detecting rotation of the cam shaft and generating a cam position detection signal;
Current valve timing determining means for determining a current valve timing from a phase difference between the crank position detection signal and the cam position detection signal,
Target valve timing determining means for determining a target valve timing according to the operating state of the internal combustion engine,
Control means for causing the current valve timing to coincide with the target valve timing.
The cam-side detection means may generate the cam position detection signal when the ascending side of the cam ridge on the camshaft acts on a valve to eliminate backlash between the crankshaft and the camshaft. Valve timing adjustment device.
前記クランク軸の回転を検出してクランク位置検出信号を発生するクランク側検出手段と、
前記カム軸の回転を検出して、このカム軸1回転につきカム位置検出信号を複数個発生するカム側検出手段と、
前記クランク位置検出信号と前記各カム位置検出信号との位相差から現バルブタイミングを決定する現バルブタイミング決定手段と、
内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングを決定する目標バルブタイミング決定手段と、
前記現バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させる制御手段とを備えたバルブタイミング調整装置において、
前記カム側検出手段が、前記カム軸に不等間隔に配置されている複数の検出部を有し、これら各検出部により前記カム位置検出信号を順次発生するものであり、
前記カム側検出手段の各検出部の間隔が、前記カム軸のカム山の間隔と対応することを特徴とするバルブタイミング調整装置。A phase difference adjusting means provided between a crankshaft and a camshaft of the internal combustion engine, for changing a rotational phase difference of the camshaft with respect to the crankshaft;
Crank-side detection means for detecting rotation of the crankshaft to generate a crank position detection signal,
Cam-side detection means for detecting rotation of the camshaft and generating a plurality of cam position detection signals for one rotation of the camshaft;
Current valve timing determining means for determining a current valve timing from a phase difference between the crank position detection signal and each of the cam position detection signals,
Target valve timing determining means for determining a target valve timing according to the operating state of the internal combustion engine,
Control means for causing the current valve timing to coincide with the target valve timing.
The cam-side detection unit has a plurality of detection units arranged at unequal intervals on the cam shaft, and each of the detection units sequentially generates the cam position detection signal .
A valve timing adjusting device , wherein an interval between the respective detecting portions of the cam side detecting means corresponds to an interval between cam ridges of the cam shaft .
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