JP4591366B2 - 内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置 - Google Patents
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Description
請求項1に記載の発明は、モータから内歯歯車に伝達されたトルクを制御軸が軸方向に変位しようとする推力に変換する一方、同制御軸に作用する軸方向の荷重によって前記内歯歯車にトルクが発生しないように構成された変換機構を備え、可変動弁機構による機関バルブのバルブ特性の変更が前記制御軸の軸方向への変位によって行われるとともに、前記制御軸の軸方向の位置を制御する際の基準位置を学習する内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置において、前記内歯歯車へのトルクの伝達が停止したことを条件に前記基準位置を学習することを要旨としている。
また、基準位置の学習については、請求項2に記載の発明によるように、機関停止に伴って前記内歯歯車へのトルクの伝達が停止したときの前記制御軸の軸方向の位置を、次回の機関始動時における前記制御軸の基準位置として学習するといった構成を採用することができる。
内歯歯車へ伝達されるトルクがモータによって発生させられる場合には、モータへの通電を停止したとしても慣性によってモータが回転し続けるおそれがある。
図1に示されるように、この車両には、内燃機関として複数の気筒が設けられたエンジン10が搭載されている。エンジン10には、各気筒の吸気通路11における開口部を開閉するための吸気バルブ12が設けられている。また、エンジン10には、クランクシャフトと駆動連結して同クランクシャフトから伝達されるトルクにより回転運動するカムシャフト13が設けられている。カムシャフト13には、カムシャフト13と一体回転する吸気カム14が設けられている。吸気バルブ12と吸気カム14との間には、吸気バルブ12のバルブリフト量および作用角を可変とする可変動弁機構20が設けられている。この可変動弁機構20は、コントロールシャフト21、入力アーム22、出力アーム23、及びロッカアーム24を備えて構成されている。カムシャフト13と平行に配設されるコントロールシャフト21には、入力アーム22及び出力アーム23が相対回動可能且つ軸方向に相対変位可能に組み付けられている。また、出力アーム23と吸気バルブ12との間には出力アーム23及び吸気バルブ12に当接するようにロッカアーム24が配設されている。なお、エンジン10の排気バルブ112を駆動する機構は、排気カム及びロッカアーム等からなる周知のものである。また、エンジン10には、コントロールシャフト21を軸方向の変位をさせるための電動アクチュエータ30が設けられている。このアクチュエータは、コントロールシャフト21に連結した回転直線運動変換機構60、及び同変換機構60にトルクを伝達する電動モータ80を備えている。電動モータ80は、ロータ81及びステータ82を備えて構成されている。
図2に示されるように、電動アクチュエータ30は、大きくは、コントロールシャフト21に連結した回転直線運動変換機構60、及び同変換機構60へトルクを入力する電動モータ80を備えて構成されている。電動アクチュエータ30には、変換機構60を囲うようにハウジング50,51が設けられている。ハウジング50,51と変換機構60との間にはベアリング52が設けられており、変換機構60は回転可能に支持されている。
図3に示されるように、この変換機構60は、コントロールシャフト21に連結された制御軸61を備えている。この制御軸61の右端部近傍の外周面には、同制御軸61の中心軸Lと平行な外歯の平歯車61bが設けられ、中央部に雄ねじ61aが設けられている。これら雄ねじ61aと平歯車61bとは、互いに距離をおいて設けられている。制御軸61の外周には、遊星軸62が複数配設されている。この遊星軸62の右端部近傍の外周面には、制御軸61の平歯車61bと噛合う平歯車62bが設けられるとともに、中央部に雄ねじ61aと噛合う雄ねじ62aが設けられている。雄ねじ61aと雄ねじ62aとは、互いのねじれ角が逆方向となるように噛合わされている。遊星軸62の外周には、制御軸61及び遊星軸62を囲むように内歯歯車63が配設されている。この内歯歯車63の内周面には、中央部に遊星軸62の雄ねじ62aと噛合う雌ねじ63aが設けられている。内歯歯車63の両端解放部には、カラー66,67が装着されている。カラー66の中央部には貫通孔66aが形成され、同貫通孔66aにはコントロールシャフト21及び制御軸61が軸方向に変位可能に挿入支持されている。また、カラー67の中央部には挿入孔67aが形成され、この挿入孔67aには制御軸61の右端部が挿入支持されている。遊星軸62の両端部には、同遊星軸62を支持する支持部材64,65が配設されている。このような変換機構60の構成により、制御軸61は軸方向に変位可能、且つ回転不可能に配設され、遊星軸62は自身の中心軸を中心に自転可能、且つ中心軸Lを中心に公転可能に配設されている。
図4は、このエンジン10の停止時における制御軸位置学習制御の実行手順を示すフローチャートである。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置40により所定の周期をもって繰り返し実行される。
なお、この制御を実行して学習したロータ81の回転量は次回のエンジン10始動時におけるロータ81の基準回転量とされ、この基準回転量からのロータ81の回転量に基づいて制御軸61の位置制御が実行される。すなわち、エンジン10の停止時における制御軸61の位置は次回の始動時における制御軸61の基準位置とされ、この基準位置からの制御軸の変位量に基づいて制御軸61の位置制御が実行される。
(1)回転直線運動変換機構60は制御軸61に作用する軸方向の荷重によって内歯歯車63にトルクが発生しないように構成されているため、内歯歯車63へ伝達されるトルクが停止した後に制御軸61に作用する軸方向の荷重によって内歯歯車63が回転することがない。このため、内歯歯車63へ伝達されるトルクが停止したことを条件にロータ81の基準回転量、すなわち制御軸61の基準位置を学習すれば、内歯歯車63へ伝達されるトルクが停止した時と次回に内歯歯車63へトルクが伝達される時とで制御軸61の実際の位置と基準位置との関係を等しくすることができる。その結果、制御軸61の基準位置を正確に学習することができるため、制御軸61の位置精度を向上させることができる。
・上記実施形態では、ロータ81の回転が停止したことを条件にロータ81の回転量をメモリに記憶するようにしていたが、内歯歯車63の回転が停止したことを条件に回転量を記憶するようにしてもよい。また、電動モータ80への通電停止後であっても、コントロールシャフト21から制御軸61へと作用する荷重によって内歯歯車63に回転運動が生じないことから、電動モータ80への通電が停止したことを条件にロータ81の回転量を記憶するようにしてもよい。
Claims (4)
- モータから内歯歯車に伝達されたトルクを制御軸が軸方向に変位しようとする推力に変換する一方、同制御軸に作用する軸方向の荷重によって前記内歯歯車にトルクが発生しないように構成された変換機構を備え、可変動弁機構による機関バルブのバルブ特性の変更が前記制御軸の軸方向への変位によって行われるとともに、前記制御軸の軸方向の位置を制御する際の基準位置を学習する内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置において、
前記内歯歯車へのトルクの伝達が停止したことを条件に前記基準位置を学習する
ことを特徴とする内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置。 - 機関停止に伴って前記内歯歯車へのトルクの伝達が停止したときの前記制御軸の軸方向の位置を、次回の機関始動時における前記制御軸の基準位置として学習する
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置。 - 前記モータへの通電が停止したことを条件に前記基準位置を学習する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置。 - 前記基準位置の学習は、前記モータの回転が停止したことを更に条件とする
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の回転直線運動変換機構の制御装置。
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