JP6958129B2 - Valve timing adjuster - Google Patents
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Description
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device.
従来、内燃機関の駆動軸とともに回転するハウジングと、従動軸に接続されるカムプレートと、をモータの回転によって相対回転させ、駆動軸と従動軸との位相を変化させるバルブタイミング調整装置が知られている。例えば特許文献１のバルブタイミング調整装置では、モータのモータ軸からの回転を、減速機からなる伝達部に入力し、ハウジングとカムプレートとを相対回転させている。 Conventionally, a valve timing adjusting device has been known in which a housing that rotates with a drive shaft of an internal combustion engine and a cam plate connected to the driven shaft are relatively rotated by the rotation of a motor to change the phase between the drive shaft and the driven shaft. ing. For example, in the valve timing adjusting device of Patent Document 1, the rotation of the motor from the motor shaft is input to the transmission unit including the speed reducer, and the housing and the cam plate are relatively rotated.
特許文献１のバルブタイミング調整装置では、内燃機関の停止時、モータへの通電を停止する。また、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、モータのコギングトルクのピーク値を、従動軸から伝達部を経由してモータ軸に作用する正負のカムトルクの絶対値よりも大きくなるよう設定することで、内燃機関の停止時、非通電状態のモータのモータ軸の回転位置を保持し、内燃機関停止時の位相を保持しようとしている。 In the valve timing adjusting device of Patent Document 1, when the internal combustion engine is stopped, the energization of the motor is stopped. Further, in the valve timing adjusting device of Patent Document 1, the peak value of the cogging torque of the motor is set to be larger than the absolute value of the positive and negative cam torque acting on the motor shaft from the driven shaft via the transmission unit. When the internal combustion engine is stopped, the rotation position of the motor shaft of the motor in the non-energized state is held, and the phase when the internal combustion engine is stopped is maintained.
しかしながら、特許文献１のバルブタイミング調整装置では、伝達部の減速比が低い構成の場合、従動軸から伝達部を経由してモータ軸に作用するカムトルクの絶対値が、モータのコギングトルクよりも大きくなるおそれがある。この場合、内燃機関の停止時、モータ軸の回転位置を保持できず、内燃機関停止時の位相を保持できなくなるおそれがある。そのため、内燃機関の始動性、燃費および出力性能が悪化するおそれがある。
また、モータのコギングトルクを過度に大きく設定した場合、モータの制御性が悪くなり、内燃機関運転時の位相制御の精度が悪化するおそれがある。
However, in the valve timing adjusting device of Patent Document 1, when the reduction ratio of the transmission unit is low, the absolute value of the cam torque acting on the motor shaft from the driven shaft via the transmission unit is larger than the cogging torque of the motor. There is a risk of becoming. In this case, when the internal combustion engine is stopped, the rotational position of the motor shaft cannot be maintained, and the phase when the internal combustion engine is stopped may not be maintained. Therefore, the startability, fuel efficiency, and output performance of the internal combustion engine may deteriorate.
Further, if the cogging torque of the motor is set to be excessively large, the controllability of the motor may be deteriorated, and the accuracy of the phase control during the operation of the internal combustion engine may be deteriorated.
本発明の目的は、モータの制御性が高く、内燃機関停止時の位相を精度よく保持可能なバルブタイミング調整装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device having high motor controllability and capable of accurately maintaining a phase when an internal combustion engine is stopped.
本発明は、内燃機関の駆動軸からのトルク伝達により回転する従動軸により開閉するバルブのバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、ハウジングとカムプレートと伝達部とモータと制御部とを備えている。
ハウジングは、駆動軸とともに回転可能である。
カムプレートは、従動軸に接続され、ハウジングに対し相対回転可能である。
伝達部は、外部から入力された回転をカムプレートに伝達し、ハウジングとカムプレートとを相対回転させることが可能である。
モータは、複数のティース部が形成された環状のステータ、ティース部に巻回されたコイル、ステータの内側において回転可能に設けられたロータ、ティース部に対向可能なようロータに設けられた複数の磁石、および、ロータと一体に回転可能に設けられ伝達部に接続されるモータ軸を有し、コイルへの通電によりロータおよびモータ軸を回転させ伝達部に対し回転を出力可能である。
制御部は、コイルへの通電を制御し、ロータおよびモータ軸の回転を制御可能である。
The present invention is a valve timing adjusting device that adjusts the valve timing of a valve that opens and closes by a driven shaft that rotates by torque transmission from the drive shaft of an internal combustion engine, and comprises a housing, a cam plate, a transmission unit, a motor, and a control unit. I have.
The housing is rotatable with the drive shaft.
The cam plate is connected to a driven shaft and is rotatable relative to the housing.
The transmission unit transmits the rotation input from the outside to the cam plate, and can rotate the housing and the cam plate relative to each other.
The motor includes an annular stator in which a plurality of teeth are formed, a coil wound around the teeth, a rotor rotatably provided inside the stator, and a plurality of rotors provided in the rotor so as to face the teeth. It has a magnet and a motor shaft that is rotatably provided integrally with the rotor and is connected to the transmission unit, and can rotate the rotor and the motor shaft by energizing the coil and output the rotation to the transmission unit.
The control unit controls the energization of the coil and can control the rotation of the rotor and the motor shaft.
制御部は、内燃機関が停止しているとき、ハウジングとカムプレートとの相対位相を保持するようコイルに通電する。そのため、例えば伝達部の減速比が低い構成の場合、内燃機関の停止時、従動軸から伝達部を経由してモータ軸に作用するカムトルクの絶対値が、モータのコギングトルクよりも大きくなったとしても、コイルに通電することにより、ハウジングとカムプレートとの相対位相を精度よく保持することができる。これにより、内燃機関の始動性、燃費および出力性能を向上することができる。また、これにより、モータのコギングトルクを過度に大きく設定する必要がなく、モータの制御性を向上することができる。
本発明の第１の態様では、制御部は、内燃機関の温度に応じてコイルに流す電流の値を変化させる。
本発明の第２の態様では、制御部は、内燃機関の振動に応じてコイルに流す電流の値を変化させる。
本発明の第３の態様は、ロータの回転位置を検出または推定可能な回転位置検出推定部をさらに備える。制御部は、回転位置検出推定部により検出または推定したロータの回転位置に基づきティース部に対する磁石の位置を推定し、推定した磁石の位置に基づきコイルに流す電流の方向を決定し、ロータの回転位置を保持する。
The control unit energizes the coil to maintain the relative phase between the housing and the cam plate when the internal combustion engine is stopped. Therefore, for example, in the case of a configuration in which the reduction ratio of the transmission unit is low, when the internal combustion engine is stopped, the absolute value of the cam torque acting on the motor shaft from the driven shaft via the transmission unit becomes larger than the cogging torque of the motor. However, by energizing the coil, the relative phase between the housing and the cam plate can be maintained with high accuracy. Thereby, the startability, fuel consumption and output performance of the internal combustion engine can be improved. Further, this does not require the cogging torque of the motor to be set excessively large, and the controllability of the motor can be improved.
In the first aspect of the present invention, the control unit changes the value of the current flowing through the coil according to the temperature of the internal combustion engine.
In the second aspect of the present invention, the control unit changes the value of the current flowing through the coil according to the vibration of the internal combustion engine.
A third aspect of the present invention further includes a rotation position detection estimation unit capable of detecting or estimating the rotation position of the rotor. The control unit estimates the position of the magnet with respect to the teeth unit based on the rotation position of the rotor detected or estimated by the rotation position detection estimation unit, determines the direction of the current flowing through the coil based on the estimated magnet position, and rotates the rotor. Hold the position.
以下、本発明の複数の実施形態によるバルブタイミング調整装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。 Hereinafter, the valve timing adjusting device according to a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the plurality of embodiments, substantially the same constituent parts are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Further, substantially the same constituent sites in a plurality of embodiments exhibit the same or similar effects.
（第１実施形態）
第１実施形態によるバルブタイミング調整装置およびその一部を図１〜４に示す。バルブタイミング調整装置１０は、内燃機関としてのエンジン１のクランク軸２に対するカム軸３の回転位相を変化させることによって、カム軸３が開閉駆動する吸気弁４または排気弁５のうち吸気弁４のバルブタイミングを調整するものである。バルブタイミング調整装置１０は、クランク軸２からカム軸３までの動力伝達経路に設けられる。クランク軸２は、「駆動軸」に対応する。カム軸３は、「従動軸」に対応する。吸気弁４、排気弁５は、「バルブ」に対応する。つまり、バルブタイミング調整装置１０は、エンジン１のクランク軸２からのトルク伝達により回転するカム軸３により開閉する吸気弁４のバルブタイミングを調整する。
(First Embodiment)
The valve timing adjusting device according to the first embodiment and a part thereof are shown in FIGS. 1 to 4. The valve
バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング２０、カムプレート３０、偏心部材４０、オルダム継手５０、入力部材６０、モータ８０、制御部８６等を備えている。
ハウジング２０は、例えば金属により形成され、ハウジング筒部２１、ハウジング底部２２、スプロケット２３等を有している。
ハウジング筒部２１は、略円筒状に形成されている。ハウジング底部２２は、ハウジング筒部２１の一方の端部の開口部を塞ぐよう、ハウジング筒部２１と一体に形成されている。このように、ハウジング２０は、有底筒状に形成されている。
スプロケット２３は、ハウジング筒部２１のハウジング底部２２側の端部の外周壁から径方向外側へ環状に延びるようにしてハウジング筒部２１と一体に形成されている。スプロケット２３の外周部には、外歯２３１が形成されている。
The valve
The
The
The
ハウジング底部２２の中央には、ハウジング穴部２４が形成されている。ハウジング穴部２４には、カム軸３の端部が挿通される。カム軸３は、ハウジング２０を回転可能に支持可能である。
クランク軸２とスプロケット２３の外歯２３１とには、チェーン６が巻き掛けられる。これにより、ハウジング２０は、クランク軸２と連動して回転する。
A
A chain 6 is wound around the
ハウジング筒部２１のハウジング底部２２とは反対側の端部には、開口部としての端部開口部２５が形成されている。
ハウジング２０は、リングギア２７を有している。リングギア２７は、略円環状に形成され、内周部に内歯２７１が形成されている。リングギア２７は、ハウジング筒部２１のハウジング底部２２とは反対側の端部の内側において、ハウジング筒部２１と一体に形成されている。すなわち、ハウジング筒部２１の内周部には、内歯２７１が形成されている。
ハウジング２０は、ストッパ２６を有している。ストッパ２６は、ハウジング筒部２１のハウジング底部２２側の端部の内周部においてハウジング筒部２１およびハウジング底部２２と一体に形成されている。
An end opening 25 as an opening is formed at the end of the
The
The
カムプレート３０は、例えば金属により形成され、カムプレート筒部３１、カムプレート底部３２、カムプレート板部３３等を有している。
カムプレート筒部３１は、略円筒状に形成されている。カムプレート底部３２は、カムプレート筒部３１の一方の端部の開口部を塞ぐよう、カムプレート筒部３１と一体に形成されている。このように、カムプレート３０は、有底筒状に形成されている。
カムプレート板部３３は、カムプレート筒部３１のカムプレート底部３２とは反対側の端部の外周壁から径方向外側へ環状の板状に延びるよう、カムプレート筒部３１と一体に形成されている。
The
The cam
The cam
カムプレート３０は、カムプレート筒部３１がストッパ２６に対し径方向内側に位置し、カムプレート板部３３がストッパ２６に対しハウジング底部２２とは反対側に位置するよう、ハウジング２０の内側に設けられている。
カムプレート３０は、ハウジング２０に対し相対回転可能である。
The
The
カムプレート底部３２の中央には、カムプレート穴部３４が形成されている。カムプレート穴部３４には、締結部材１４が挿通される。締結部材１４は、軸部１４１、頭部１４２を有している。軸部１４１の一端の外周壁には、ねじ山が形成されている。頭部１４２は、軸部１４１の他端に形成されている。
バルブタイミング調整装置１０は、カムプレート３０がカム軸３の端部に接続するようにしてカム軸３に取り付けられる。締結部材１４の軸部１４１をカムプレート穴部３４に挿通し、カム軸３の端部の軸穴部１００に形成されたねじ溝にねじ込むことにより、カムプレート底部３２は、カム軸３の端部と締結部材１４の頭部１４２とにより挟まれた状態となる。これにより、カムプレート３０は、カム軸３に接続および固定される。
A
The valve
カム軸３の端部には、外周壁から径方向外側に環状に延びる規制部１０１が形成されている。バルブタイミング調整装置１０がカム軸３に取り付けられたとき、ハウジング底部２２のハウジング穴部２４の周囲は、カムプレート底部３２と規制部１０１との間に位置する。規制部１０１は、ハウジング２０がカムプレート３０から離間する方向へ移動するのを規制可能である。
At the end of the
本実施形態では、ハウジング穴部２４とカム軸３の端部の外周壁との間には、クリアランスが設定されている。ハウジング２０は、ハウジング筒部２１の内周壁がカムプレート板部３３の外縁部により軸受けされている。換言すると、カムプレート３０は、カムプレート板部３３の外縁部がハウジング筒部２１の内周壁により軸受けされている。
In the present embodiment, a clearance is set between the
カムプレート底部３２には、延伸穴部３５、油路溝３６が形成されている。延伸穴部３５は、カムプレート穴部３４から径方向外側へ延びるよう形成されている。油路溝３６は、カムプレート底部３２のカム軸３側の端面からカムプレート筒部３１側へ凹むよう環状に形成されている。カム軸３の端部には、外周壁と端面とを接続する油路１０２が形成されている。油路１０２の一端には、オイルポンプ８が接続される。油路１０２の他端は、油路溝３６に対応する位置に形成されている。オイルパン７に貯留された潤滑オイルは、オイルポンプ８により汲み上げられ、油路１０２に供給される。ここで、潤滑オイルは、「流体」に対応している。油路１０２に供給された潤滑オイルは、油路溝３６、延伸穴部３５を経由してカムプレート底部３２に対しカムプレート筒部３１側へ流れることができる。
An
偏心部材４０は、例えば金属により略円環状に形成されている。偏心部材４０は、外歯４１を有している。外歯４１は、偏心部材４０の外周部に形成されている。偏心部材４０は、カムプレート３０に対しカム軸３とは反対側、かつ、リングギア２７の内歯２７１の径方向内側に位置するよう、ハウジング２０の内側に設けられている。
The
偏心部材４０の外径、すなわち、外歯４１の歯先径は、リングギア２７の内径、すなわち、内歯２７１の歯先径より小さく設定されている。また、偏心部材４０の外歯４１の歯数は、リングギア２７の内歯２７１の歯数よりも少なく設定されている。偏心部材４０は、外歯４１がリングギア２７の内歯２７１に噛み合うよう、ハウジング２０およびカムプレート３０に対し偏心して設けられている。偏心部材４０は、外歯４１がリングギア２７の内歯２７１に噛み合いながら、リングギア２７の内側を回転可能である。このとき、偏心部材４０は、自転しつつハウジング２０に対し公転する。
The outer diameter of the
オルダム継手５０は、例えば金属により略円環状に形成されている。オルダム継手５０は、ハウジング２０の内側において、カムプレート３０と偏心部材４０との間に設けられている（図１〜３参照）。
オルダム継手５０は、カムプレート３０および偏心部材４０に対し径方向に相対移動可能かつ摺動可能に設けられている。オルダム継手５０は、偏心部材４０がリングギア２７の内側で自転しつつ公転するとき、偏心部材４０の自転成分をカムプレート３０に伝達する。これにより、オルダム継手５０は、ハウジング２０とカムプレート３０とを相対回転させることが可能である。
The oldham joint 50 is formed of, for example, a metal in a substantially annular shape. The oldham joint 50 is provided between the
The oldham joint 50 is provided so as to be relatively movable and slidable in the radial direction with respect to the
入力部材６０は、例えば金属により形成されている。入力部材６０は、入力筒部６１、入力板部６３等を有している。
入力筒部６１は、同心筒部６１１、偏心筒部６１２を有している。同心筒部６１１は、略円筒状に形成されている。偏心筒部６１２は、一端が同心筒部６１１の端部に接続するよう同心筒部６１１と一体に形成されている。ここで、偏心筒部６１２の外周壁は、同心筒部６１１の外周壁に対し偏心するよう形成されている。また、偏心筒部６１２の外径は、同心筒部６１１の外径より大きい。一方、同心筒部６１１の内周壁と偏心筒部６１２の内周壁とは、同心かつ同径に設定されている。
The input member 60 is made of, for example, metal. The input member 60 has an input cylinder portion 61, an
The input cylinder portion 61 has a
入力筒部６１には、入力溝部６２が形成されている。入力溝部６２は、偏心筒部６１２の内周壁から径方向外側へ凹みつつ、偏心筒部６１２の同心筒部６１１とは反対側の端部から同心筒部６１１まで軸方向に延びるよう形成されている。本実施形態では、入力溝部６２は、偏心筒部６１２の周方向に等間隔で２つ、すなわち、互いに対向するよう形成されている。
An
入力板部６３は、偏心筒部６１２の同心筒部６１１とは反対側の端部の外周壁から径方向外側へ板状に延びるよう、入力筒部６１と一体に形成されている。
入力部材６０は、同心筒部６１１がカムプレート筒部３１の内側に位置し、偏心筒部６１２が偏心部材４０の内側に位置するよう、ハウジング２０の内側に設けられている。
The
The input member 60 is provided inside the
本実施形態では、入力板部６３は略円板状に形成されている。入力板部６３の外径は、偏心部材４０の内径より大きく、偏心部材４０の外径より小さく設定されている。そのため、偏心部材４０のカムプレート３０とは反対側の端面は、入力板部６３の径方向外側において端部開口部２５を経由してハウジング２０の外部に露出している。
In the present embodiment, the
カムプレート筒部３１の内周壁と同心筒部６１１の外周壁との間には、ベアリング１１が設けられている。また、偏心部材４０の内周壁と偏心筒部６１２の外周壁との間には、ベアリング１２が設けられている。ベアリング１１、１２は、例えばボールベアリングである。
ベアリング１１は、外輪がカムプレート筒部３１の内周壁に嵌合し、内輪が同心筒部６１１の外周壁に嵌合している。ベアリング１２は、外輪が偏心部材４０の内周壁に嵌合し、内輪が偏心筒部６１２の外周壁に嵌合している。
ここで、同心筒部６１１および偏心筒部６１２の内周壁ならびに同心筒部６１１の外周壁は、ハウジング筒部２１およびカムプレート筒部３１に対し同心であり、偏心筒部６１２の外周壁は、ハウジング筒部２１およびカムプレート筒部３１に対し偏心している。
このように、カムプレート３０は、ベアリング１１を介して入力部材６０を軸受けしている。
入力部材６０は、ハウジング２０に対し相対回転可能である。
A
In the
Here, the inner peripheral wall of the
In this way, the
The input member 60 is rotatable relative to the
偏心筒部６１２の偏心方向の部位には、スプリング１３が設けられている。スプリング１３は、ベアリング１２を偏心方向に付勢している。これにより、偏心部材４０の外歯４１がリングギア２７の内歯２７１に押し付けられ、外歯４１と内歯２７１との噛み合い状態が良好に維持される。
A
モータ８０は、バルブタイミング調整装置１０の内蔵部品を駆動するアクチュエータとして設けられている。
モータ８０は、ケース８１、ステータ８２、コイル８３、ロータ８４、磁石８４１、モータ軸８５、ジョイント８５１等を有している。
ケース８１は、例えば金属により有底筒状に形成され、内側に空間を形成している。ケース８１は、例えば図示しないステー等を介してエンジン１に固定される。
ステータ８２、コイル８３、ロータ８４等は、ケース８１の内側に収容されている。ステータ８２は、略円環状に形成され、ケース８１の内側に固定されている。コイル８３は、ステータ８２に形成された複数のティース部８２１に巻き回されている。ロータ８４は、ステータ８２の内側において回転可能に設けられている。
The
The
The
The
ここで、ティース部８２１は、ステータ８２の径方向内側へ向かって延びるよう形成されている。本実施形態では、ティース部８２１は、ステータ８２の周方向に等間隔で１２個形成されている。コイル８３は、各ティース部８２１のそれぞれに１つずつ計１２個設けられている。
Here, the
図４に示すように、１２個のコイル８３は、時計回りにコイル８３１、８３２、８３３、８３１、・・・となるよう各ティース部８２１に設けられている。ここで、コイル８３１、８３２、８３３は、それぞれ、Ｕ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線に対応している。また、周方向に３つ空けて配置される３つのコイル８３（８３１、８３２、８３３）により１つの巻線組が構成されている。つまり、本実施形態では、４つの巻線組が設けられている。各巻線組は、コイル８３１、８３２、８３３をＹ結線することにより構成されている。
As shown in FIG. 4, 12
モータ軸８５は、ロータ８４の中心を貫くようロータ８４と一体に設けられている。モータ軸８５およびロータ８４は、ケース８１により回転可能に支持されている。モータ軸８５は、ケース８１の底部に形成された穴を経由してケース８１の外部に露出している。
磁石８４１は、ステータ８２のティース部８２１の先端部に対向可能なようロータ８４の外周壁に設けられている。磁石８４１は、ロータ８４の周方向に等間隔で８つ設けられている。ここで、８つの磁石８４１は、周方向でティース部８２１に対する磁極がＮ、Ｓの交互になるよう設けられている。なお、モータ軸８５には、磁石８４１の磁力によるコギングトルクが生じる。
The
The
コイル８３に通電されると、ステータ８２に回転磁界が生じ、ロータ８４およびモータ軸８５が回転する。
ジョイント８５１は、モータ軸８５の先端部に取り付けられている。モータ８０は、ジョイント８５１が入力部材６０の入力溝部６２に嵌合するようエンジン１に取り付けられる。そのため、モータ８０の回転は、入力部材６０に入力される。
When the
The joint 851 is attached to the tip of the
モータ８０のコイル８３に通電すると、モータ軸８５が回転する。入力部材６０は、モータ８０から回転が入力されると、ハウジング２０に対し相対回転する。入力部材６０がハウジング２０に対し相対回転すると、偏心筒部６１２の外周壁が同心筒部６１１の外周壁に対し偏心した状態で回転する。これにより、偏心部材４０は、外歯４１がリングギア２７の内歯２７１に噛み合いながら、リングギア２７の内側を回転する。このとき、偏心部材４０は、自転しつつハウジング２０に対し公転する。また、このとき、偏心部材４０は、オルダム継手５０と摺動しつつ、オルダム継手５０に対しｘｙ方向に相対的に往復移動する（図３参照）。また、このとき、オルダム継手５０は、カムプレート３０と摺動しつつ、カムプレート３０に対しａｂ方向に相対的に往復移動する（図２参照）。ここで、ａｂ方向およびｘｙ方向は、ハウジング２０の軸に直交する仮想平面上の方向であり、ｘｙ方向とａｂ方向とは、直交している。なお、ａｂ方向は、同心筒部６１１に対する偏心筒部６１２の偏心方向、つまり、ハウジング２０およびカムプレート３０に対する偏心部材４０の偏心方向に対し平行である。
When the
入力部材６０に回転が入力され、偏心部材４０およびオルダム継手５０が上述のように作動することにより、偏心部材４０の自転成分がカムプレート３０に伝達される。これにより、ハウジング２０とカムプレート３０とが相対回転する。ここで、ストッパ２６は、カムプレート３０の所定の部位に当接することで、ハウジング２０に対するカムプレート３０の相対回転可能範囲を所定の範囲に規制可能である。
Rotation is input to the input member 60, and the
入力部材６０、偏心部材４０およびオルダム継手５０は、モータ８０から入力部材６０に入力された回転をカムプレート３０に伝達し、ハウジング２０とカムプレート３０とを相対回転させることが可能である。ここで、入力部材６０、偏心部材４０およびオルダム継手５０は、「伝達部」に対応している。なお、本実施形態では、伝達部の減速比は比較的低く設定されている。
このように、モータ８０は、入力部材６０を回転させることにより、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を変化させる。これにより、クランク軸２とカム軸３との相対位相が変化し、吸気弁４のバルブタイミングが変化する。
The input member 60, the
In this way, the
制御部８６は、ケース８１の底部とは反対側の開口部を塞ぐようにして設けられている。制御部８６は、モータ８０のコイル８３への通電を制御し、モータ８０の回転を制御する。これにより、カムプレート３０をハウジング２０に対し進角方向または遅角方向に相対回転させることができる。その結果、制御部８６は、エンジン１の運転状態に応じて、吸気弁４のバルブタイミングを調整することができる。
The
本実施形態では、回転位置センサ８６１をさらに備えている。回転位置センサ８６１は、ロータ８４の軸方向の一方の端部の近傍に設けられている。回転位置センサ８６１は、ロータ８４の回転位置に応じた信号を制御部８６に出力する。これにより、制御部８６は、ロータ８４の回転位置を検出することができる。ここで、回転位置センサ８６１は、「回転位置検出推定部」に対応している。
In this embodiment, the rotation position sensor 861 is further provided. The rotation position sensor 861 is provided near one end of the
次に、カムプレート３０、偏心部材４０、オルダム継手５０の構成について詳細に説明する。
図２に示すように、カムプレート３０は、カムプレート側溝部３７を有している。カムプレート側溝部３７は、カムプレート板部３３の偏心部材４０側の端面からカム軸３側へ凹むようにして形成されている。カムプレート側溝部３７は、筒状壁面３７０、延伸溝部３７１、３７２、カムプレート側突出部３７３、折れ曲がり部３７４等を有している。
Next, the configurations of the
As shown in FIG. 2, the
筒状壁面３７０は、カムプレート３０の軸を中心とする円筒面状に形成されている。
延伸溝部３７１は、筒状壁面３７０から径方向外側へ延びてカムプレート板部３３の外周壁に接続するよう形成されている。延伸溝部３７１は、カムプレート板部３３の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つの延伸溝部３７１は、カムプレート３０の軸に直交しａｂ方向に延びる直線上において、カムプレート３０の軸を挟んで対向するよう形成されている（図２参照）。各延伸溝部３７１には、平面状の２つの摺動面３７５が形成されている。２つの摺動面３７５は、ａｂ方向に対し平行であり、互いに対向するよう形成されている。
The
The
延伸溝部３７２は、筒状壁面３７０から径方向外側へ延びるようにして形成されている。なお、延伸溝部３７２は、カムプレート板部３３の外周壁に接続していない。延伸溝部３７２は、カムプレート板部３３の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つの延伸溝部３７２は、カムプレート３０の軸に直交しｘｙ方向に延びる直線上において、カムプレート３０の軸を挟んで対向するよう形成されている（図２参照）。
The
カムプレート側突出部３７３は、筒状壁面３７０の延伸溝部３７１、３７２の周方向の両側の部位から径方向内側へ突出するよう形成されている。そのため、カムプレート側突出部３７３は、カムプレート３０に計８つ形成されている。
The cam plate
折れ曲がり部３７４は、カムプレート側突出部３７３と筒状壁面３７０との接続部に形成されている。折れ曲がり部３７４は、カムプレート３０の軸方向から見て、略直角に折れ曲がるようにして形成されている。ここで、折れ曲がり部３７４は、「阻害部」に対応している。
The
図３に示すように、偏心部材４０は、偏心部材側溝部４２を有している。偏心部材側溝部４２は、偏心部材４０のカムプレート３０側の端面からカム軸３とは反対側へ凹むようにして形成されている。偏心部材側溝部４２は、筒状壁面４２０、延伸溝部４２１、４２２、偏心部材側突出部４２３、折れ曲がり部４２４等を有している。
As shown in FIG. 3, the
筒状壁面４２０は、偏心部材４０の軸を中心とする円筒面状に形成されている。
延伸溝部４２１は、筒状壁面４２０から径方向外側へ延びるようにして形成されている。延伸溝部４２１は、偏心部材４０の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つの延伸溝部４２１は、偏心部材４０の軸に直交しａｂ方向に延びる直線上において、偏心部材４０の軸を挟んで対向するよう形成されている（図３参照）。各延伸溝部４２１には、平面状の１つの摺動面４２５が形成されている。各延伸溝部４２１に形成された計２つの摺動面４２５は、ｘｙ方向に対し平行であり、互いに対向するよう形成されている。
各延伸溝部４２１の位置は、カムプレート３０の各延伸溝部３７１の位置に対応している（図２、３参照）。
The
The
The position of each
延伸溝部４２２は、筒状壁面４２０から径方向外側へ延びるようにして形成されている。延伸溝部４２２は、偏心部材４０の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つの延伸溝部４２２は、偏心部材４０の軸に直交しｘｙ方向に延びる直線上において、偏心部材４０の軸を挟んで対向するよう形成されている（図３参照）。各延伸溝部４２２には、平面状の２つの摺動面４２６が形成されている。２つの摺動面４２６は、ｘｙ方向に対し平行であり、互いに対向するよう形成されている。
各延伸溝部４２２の位置は、カムプレート３０の各延伸溝部３７２の位置に対応している（図２、３参照）。
The
The position of each
偏心部材側突出部４２３は、筒状壁面４２０の延伸溝部４２１、４２２の周方向の両側の部位から径方向内側へ突出するよう形成されている。そのため、偏心部材側突出部４２３は、偏心部材４０に計８つ形成されている。
各偏心部材側突出部４２３の位置は、カムプレート３０の各カムプレート側突出部３７３の位置に対応している（図２、３参照）。
The eccentric member-
The position of each eccentric member-
折れ曲がり部４２４は、偏心部材側突出部４２３と筒状壁面４２０との接続部に形成されている。折れ曲がり部４２４は、偏心部材４０の軸方向から見て、略直角に折れ曲がるようにして形成されている。ここで、折れ曲がり部４２４は、「阻害部」に対応している。
The
図２、３に示すように、オルダム継手５０は、オルダム本体５１、オルダム突出部５２１、５２２、オルダム凹部５３等を有している。
オルダム本体５１は、略円筒状に形成されている。
オルダム突出部５２１は、オルダム本体５１の外周壁から径方向外側へ矩形柱状に突出するよう形成されている。オルダム突出部５２１は、オルダム本体５１の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つのオルダム突出部５２１は、オルダム本体５１の軸に直交しａｂ方向に延びる直線上において、オルダム本体５１の軸を挟んで対向するよう形成されている（図２、３参照）。
As shown in FIGS.
The Oldam
The
オルダム突出部５２２は、オルダム本体５１の外周壁から径方向外側へ矩形柱状に突出するよう形成されている。オルダム突出部５２２は、オルダム本体５１の周方向に等間隔で２つ形成されている。２つのオルダム突出部５２２は、オルダム本体５１の軸に直交しｘｙ方向に延びる直線上において、オルダム本体５１の軸を挟んで対向するよう形成されている（図２、３参照）。
The
オルダム突出部５２１、５２２は、それぞれ、オルダム本体５１の軸方向の両端面を含む２つの仮想平面の間に形成されている。また、オルダム突出部５２１、５２２は、それぞれ、５つの平面状の外壁を有している。オルダム突出部５２１、５２２の５つの平面状の外壁のうち２つは、オルダム本体５１の周方向の端面であり、互いに平行である。この端面を周方向端面５２３とする。
オルダム突出部５２１、５２２の５つの平面状の外壁のうち１つは、オルダム突出部５２１の先端に形成された端面であり、周方向端面５２３に対し直交している。この端面を先端面５２４とする。
The Oldham protrusions 521 and 522 are formed between two virtual planes including both end faces in the axial direction of the Oldam
One of the five planar outer walls of the
オルダム凹部５３は、オルダム本体５１の外周壁のオルダム突出部５２１、５２２の周方向の両側の部位から径方向内側へ凹むよう形成されている。そのため、オルダム凹部５３は、オルダム継手５０に計８つ形成されている。
The
オルダム継手５０は、各オルダム突出部５２１のカムプレート３０側の部位の一部が各延伸溝部３７１内に位置し、各オルダム突出部５２１の偏心部材４０側の部位の一部が各延伸溝部４２１内に位置し、各オルダム突出部５２２のカムプレート３０側の部位の一部が各延伸溝部３７２内に位置し、各オルダム突出部５２２の偏心部材４０側の部位の一部が各延伸溝部４２２内に位置するようカムプレート３０と偏心部材４０との間に設けられている。
In the Oldham joint 50, a part of each
オルダム継手５０の軸方向の一方の端面は、カムプレート側溝部３７の底面と当接および摺動可能である。オルダム継手５０の軸方向の他方の端面は、偏心部材側溝部４２の底面と当接および摺動可能である。
ここで、カムプレート板部３３のカムプレート側溝部３７が形成された面と、偏心部材４０の偏心部材側溝部４２が形成された面とは、互いに対向しているものの、当接はしていない。
One end face of the Oldham joint 50 in the axial direction is in contact with and slidable with the bottom surface of the
Here, the surface of the cam
オルダム本体５１の周方向におけるオルダム突出部５２１、５２２の幅、すなわち、各オルダム突出部５２１、５２２の２つの周方向端面５２３間の距離は、いずれも同じに設定されている。
カムプレート３０の延伸溝部３７１において周方向で対向する２つの摺動面３７５間の距離は、オルダム突出部５２１の２つの周方向端面５２３間の距離より僅かに大きく設定されている。また、カムプレート３０の延伸溝部３７２において周方向で対向する２つの壁面間の距離は、オルダム突出部５２２の２つの周方向端面５２３間の距離より大きく設定されている。そのため、オルダム継手５０は、各オルダム突出部５２１の２つの周方向端面５２３が摺動面３７５と摺動し、カムプレート３０側の端面がカムプレート側溝部３７の底面と摺動しつつ、カムプレート３０に対しａｂ方向に相対的に往復移動可能である。また、オルダム継手５０がカムプレート３０に対し相対的に往復移動するとき、カムプレート側突出部３７３は、オルダム凹部５３に入り込み可能である。
The widths of the
The distance between the two sliding
偏心部材４０の延伸溝部４２２において周方向で対向する２つの摺動面４２６間の距離は、オルダム突出部５２２の２つの周方向端面５２３間の距離より僅かに大きく設定されている。また、偏心部材４０の延伸溝部４２１において周方向で対向する２つの壁面間の距離は、オルダム突出部５２１の２つの周方向端面５２３間の距離より大きく設定されている。さらに、偏心部材４０の延伸溝部４２１においてａｂ方向で対向する２つの摺動面４２５間の距離は、オルダム突出部５２１の２つの先端面５２４間の距離より僅かに大きく設定されている。そのため、オルダム継手５０は、各オルダム突出部５２２の２つの周方向端面５２３が摺動面４２６と摺動し、各オルダム突出部５２１の先端面５２４が摺動面４２５と摺動し、偏心部材４０側の端面が偏心部材側溝部４２の底面と摺動しつつ、偏心部材４０に対しｘｙ方向に相対的に往復移動可能である。また、オルダム継手５０が偏心部材４０に対し相対的に往復移動するとき、偏心部材側突出部４２３は、オルダム凹部５３に入り込み可能である。
The distance between the two sliding
このように、入力部材６０に回転が入力され、偏心部材４０が自転しつつハウジング２０に対し公転するとき、オルダム継手５０は、各部位がカムプレート３０、偏心部材４０の各部位と摺動しながら、カムプレート３０および偏心部材４０に対しａｂ方向またはｘｙ方向に相対移動する。
In this way, when rotation is input to the input member 60 and the
図１に示すように、本実施形態では、油路１０２、油路溝３６、延伸穴部３５を経由してカムプレート筒部３１の内側に供給された潤滑オイルは、ベアリング１１、カムプレート板部３３と偏心部材４０との間を経由してオルダム継手５０の周囲に流れる。そのため、オルダム継手５０と他部材との摺動箇所である周方向端面５２３と摺動面３７５、周方向端面５２３と摺動面４２６、先端面５２４と摺動面４２５、オルダム継手５０の軸方向の端面とカムプレート側溝部３７の底面または偏心部材側溝部４２の底面が潤滑オイルにより潤滑される。これにより、各摺動箇所の摩耗を抑制することができる。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the lubricating oil supplied to the inside of the cam
オルダム継手５０の折れ曲がり部５４、カムプレート３０の折れ曲がり部３７４、偏心部材４０の折れ曲がり部４２４は、オルダム継手５０とカムプレート３０または偏心部材４０との間の潤滑オイルの流れを阻害可能である。そのため、オルダム継手５０がカムプレート３０および偏心部材４０に対し相対的に往復移動するとき、オルダム凹部５３とカムプレート側突出部３７３および偏心部材側突出部４２３との間に潤滑オイルによるダンパ効果が生じる。これにより、オルダム継手５０とカムプレート３０および偏心部材４０とのクリアランス間の衝突エネルギーが騒音および振動へ変換されるのを抑制することができる。
The
本実施形態では、オルダム継手５０の周囲の潤滑オイルは、カムプレート板部３３と偏心部材４０との間の隙間、および、延伸溝部３７１を経由してカムプレート板部３３の外縁部および偏心部材４０の外縁部とハウジング筒部２１の内周壁との間に流れることができる。そのため、カムプレート板部３３の外縁部を軸受けするハウジング筒部２１の内周壁、ならびに、偏心部材４０の外歯４１およびリングギア２７の内歯２７１が潤滑オイルにより潤滑される。これにより、カムプレート３０の軸受け箇所、および、偏心部材４０とリングギア２７との噛み合い箇所の摩耗を抑制することができる。
In the present embodiment, the lubricating oil around the Oldham joint 50 is the outer edge portion and the eccentric member of the cam
カムプレート板部３３の外縁部および偏心部材４０の外縁部とハウジング筒部２１の内周壁との間に流れた潤滑オイルは、ハウジング２０の端部開口部２５を経由してハウジング２０の外部に流出し、オイルパン７に戻される。
また、油路１０２、油路溝３６、延伸穴部３５を経由してカムプレート筒部３１の内側に供給された潤滑オイルは、入力部材６０の入力筒部６１の内側を経由してオイルパン７に戻ることも可能である。
なお、ハウジング筒部２１には、内周壁と外周壁とを接続するような穴は形成されていない。そのため、潤滑オイルを、ハウジング筒部２１の内側に長く留めておくことができる。
The lubricating oil that has flowed between the outer edge of the
Further, the lubricating oil supplied to the inside of the cam
The
次に、エンジン１が停止しているときの制御部８６によるモータ８０の制御について図５（Ａ）、５（Ｂ）に基づき説明する。
図５（Ａ）、５（Ｂ）は、モータ８０の４つの巻線組のうちの１つ、および、磁石８４１を模式的に示した図である。
Next, the control of the
5 (A) and 5 (B) are views schematically showing one of the four winding sets of the
制御部８６は、エンジン１が停止したとき、回転位置センサ８６１の信号により検出したロータ８４の回転位置に基づきティース部８２１に対する磁石８４１の位置を推定し、推定した磁石８４１の位置に基づきコイル８３に流す電流の方向を決定する。
When the engine 1 is stopped, the
例えば、推定した磁石８４１の位置が図５（Ｂ）に示す位置であった場合、制御部８６は、Ｕ相巻線であるコイル８３１に流す電流の方向は「中性点から中性点とは反対側へ流れる方向」に決定し、Ｖ相巻線であるコイル８３２に流す電流の方向は「中性点とは反対側の端部から中性点側へ流れる方向」に決定し、Ｗ相巻線であるコイル８３３に流す電流の方向は「中性点とは反対側の端部から中性点側へ流れる方向」に決定する。そして、決定した方向に電流が流れるようコイル８３への通電を制御する。これにより、コイル８３１が巻回されたティース部８２１にはＳ極の磁極が生じ、コイル８３２が巻回されたティース部８２１にはＮ極の磁極が生じ、コイル８３３が巻回されたティース部８２１にはＮ極の磁極が生じる（図５（Ｂ）参照）。その結果、コイル８３１が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＮ極との間、コイル８３２が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＳ極との間、コイル８３３が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＳ極との間に吸引力が生じる。したがって、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置が所定の位置に保持される。なお、このとき、推定した磁石８４１の位置に基づきコイル８３に流す電流の方向を決定しているため、ティース部８２１と磁石８４１との間に吸引力が生じたときの位相ずれを抑制し、吸引力によりロータ８４が保持位置まで回転するときの回転量を低減することができる。
For example, when the estimated position of the
ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置が所定の位置に保持されることにより、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相が保持される。そのため、次回のエンジン１始動時の始動性を向上することができる。
By holding the rotational positions of the
本実施形態では、制御部８６は、カム軸３に発生するカムトルクに応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、カムトルクが大きいとき程、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、カムトルクが大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の温度に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、エンジン１の温度が高いとき程、ハウジング２０内の潤滑オイルの粘度が低くなり、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の温度が高いとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。なお、エンジン１の温度は、例えば、エンジン１に設けた温度センサ８６２により検出することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の振動に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、エンジン１の振動が大きいとき程、ロータ８４の回転位置が変化する可能性があるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の振動が大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。なお、エンジン１の振動は、例えば、エンジン１に設けた加速度センサ８６３により検出することができる。
このように、制御部８６は、エンジン１が停止しているとき、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を保持するようコイル８３に通電する。
Further, in the present embodiment, the
In this way, the
以上説明したように、（１）本実施形態は、エンジン１のクランク軸２からのトルク伝達により回転するカム軸３により開閉する吸気弁４または排気弁５のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置１０であって、ハウジング２０とカムプレート３０と伝達部としての入力部材６０、偏心部材４０およびオルダム継手５０とモータ８０と制御部８６とを備えている。
ハウジング２０は、クランク軸２とともに回転可能である。
カムプレート３０は、カム軸３に接続され、ハウジング２０に対し相対回転可能である。
入力部材６０、偏心部材４０およびオルダム継手５０は、外部から入力された回転をカムプレート３０に伝達し、ハウジング２０とカムプレート３０とを相対回転させることが可能である。
モータ８０は、複数のティース部８２１が形成された環状のステータ８２、ティース部８２１に巻回されたコイル８３、ステータ８２の内側において回転可能に設けられたロータ８４、ティース部８２１に対向可能なようロータ８４に設けられた複数の磁石８４１、および、ロータ８４と一体に回転可能に設けられ伝達部の入力部材６０に接続されるモータ軸８５を有し、コイル８３への通電によりロータ８４およびモータ軸８５を回転させ伝達部の入力部材６０に対し回転を出力可能である。
制御部８６は、コイル８３への通電を制御し、ロータ８４およびモータ軸８５の回転を制御可能である。
As described above, (1) the present embodiment is a valve timing adjusting device that adjusts the valve timing of the intake valve 4 or the exhaust valve 5 that opens and closes by the
The
The
The input member 60, the
The
The
制御部８６は、エンジン１が停止しているとき、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を保持するようコイル８３に通電する。そのため、例えば伝達部の減速比が比較的低い構成において、エンジン１の停止時、カム軸３から伝達部を経由してモータ軸８５に作用するカムトルクの絶対値が、モータ８０のコギングトルクよりも大きくなったとしても、コイル８３に通電することにより、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を精度よく保持することができる。これにより、エンジン１の始動性、燃費および出力性能を向上することができる。また、これにより、モータ８０のコギングトルクを過度に大きく設定する必要がなく、モータ８０の制御性を向上することができる。
The
また、（２）本実施形態では、制御部８６は、コイル８３に通電しロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を保持することでハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を保持する。そのため、モータ８０のコギングトルクの大小に関わらず、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相を保持することができる。
(2) In the present embodiment, the
また、（３）本実施形態では、制御部８６は、磁石８４１とティース部８２１との間に吸引力が生じるようコイル８３に通電することでロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を保持する。このように、磁石８４１とティース部８２１との間に生じる吸引力を利用し、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を精度よく保持することができる。
(3) In the present embodiment, the
また、（５）本実施形態では、制御部８６は、カム軸３に発生するカムトルクに応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。本実施形態では、カムトルクが大きいとき程、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、カムトルクが大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。したがって、カム軸３に発生するカムトルクに応じ、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を適切に保持することができる。
(5) In the present embodiment, the
また、（６）本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の温度に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。本実施形態では、エンジン１の温度が高いとき程、ハウジング２０内の潤滑オイルの粘度が低くなり、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の温度が高いとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。したがって、エンジン１の温度に応じ、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を適切に保持することができる。
(6) In the present embodiment, the
また、（７）本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の振動に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。本実施形態では、エンジン１の振動が大きいとき程、ロータ８４の回転位置が変化する可能性があるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の振動が大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の吸引力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。したがって、エンジン１の振動に応じ、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を適切に保持することができる。
(7) In the present embodiment, the
また、（８）本実施形態は、回転位置センサ８６１をさらに備えている。制御部８６は、回転位置センサ８６１により、ロータ８４の回転位置を検出可能である。制御部８６は、回転位置センサ８６１により検出したロータ８４の回転位置に基づきティース部８２１に対する磁石８４１の位置を推定し、推定した磁石８４１の位置に基づきコイル８３に流す電流の方向を決定し、ロータ８４の回転位置を保持する。そのため、ティース部８２１と磁石８４１との間に吸引力が生じたときの位相ずれを抑制し、吸引力によりロータ８４が保持位置まで回転するときの回転量を低減することができる。したがって、ロータ８４を素早く保持位置に回転させることができる。
Further, (8) the present embodiment further includes a rotation position sensor 861. The
（第２実施形態）
第２実施形態によるバルブタイミング調整装置について、図６（Ａ）、６（Ｂ）に基づき説明する。第２実施形態は、エンジン１が停止しているときの制御部８６によるモータ８０の制御の仕方が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、バルブタイミング調整装置１０の物理的な構成は、第１実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
The valve timing adjusting device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (A) and 6 (B). In the second embodiment, the method of controlling the
In the second embodiment, the physical configuration of the valve
以下、第２実施形態における、エンジン１が停止しているときの制御部８６によるモータ８０の制御について図６（Ａ）、６（Ｂ）に基づき説明する。
図６（Ａ）、６（Ｂ）は、モータ８０の４つの巻線組のうちの１つ、および、磁石８４１を模式的に示した図である。
Hereinafter, the control of the
6 (A) and 6 (B) are views schematically showing one of the four winding sets of the
制御部８６は、エンジン１が停止したとき、回転位置センサ８６１の信号により検出したロータ８４の回転位置に基づきティース部８２１に対する磁石８４１の位置を推定し、推定した磁石８４１の位置に基づきコイル８３に流す電流の方向を決定する。
When the engine 1 is stopped, the
例えば、推定した磁石８４１の位置が図６（Ｂ）に示す位置であった場合、制御部８６は、Ｕ相巻線であるコイル８３１に流す電流の方向は「中性点とは反対側の端部から中性点側へ流れる方向」に決定し、Ｖ相巻線であるコイル８３２に流す電流の方向は「中性点から中性点とは反対側へ流れる方向」に決定し、Ｗ相巻線であるコイル８３３に流す電流の方向は「中性点から中性点とは反対側へ流れる方向」に決定する。そして、決定した方向に電流が流れるようコイル８３への通電を制御する。これにより、コイル８３１が巻回されたティース部８２１にはＮ極の磁極が生じ、コイル８３２が巻回されたティース部８２１にはＳ極の磁極が生じ、コイル８３３が巻回されたティース部８２１にはＳ極の磁極が生じる（図６（Ｂ）参照）。その結果、コイル８３１が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＮ極との間、コイル８３２が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＳ極との間、コイル８３３が巻回されたティース部８２１と磁石８４１のＳ極との間に反発力が生じる。したがって、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置が所定の位置に保持される。なお、このとき、推定した磁石８４１の位置に基づきコイル８３に流す電流の方向を決定しているため、ティース部８２１と磁石８４１との間に反発力が生じたとき、ロータ８４の保持位置までの回転量を低減することができる。
For example, when the estimated position of the
ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置が所定の位置に保持されることにより、ハウジング２０とカムプレート３０との相対位相が保持される。そのため、次回のエンジン１始動時の始動性を向上することができる。
By holding the rotational positions of the
本実施形態では、制御部８６は、カム軸３に発生するカムトルクに応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、カムトルクが大きいとき程、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、カムトルクが大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の反発力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の温度に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、エンジン１の温度が高いとき程、ハウジング２０内の潤滑オイルの粘度が低くなり、入力部材６０からモータ軸８５に作用するカムトルクが大きくなるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の温度が高いとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の反発力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、制御部８６は、エンジン１の振動に応じてコイル８３に流す電流の値を変化させる。例えば、エンジン１の振動が大きいとき程、ロータ８４の回転位置が変化する可能性があるため、コイル８３に流す電流の値を大きくする。これにより、エンジン１の振動が大きいとき程、ティース部８２１と磁石８４１との間の反発力が大きくなり、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を所定の位置に確実に保持することができる。
Further, in the present embodiment, the
以上説明したように、（４）本実施形態では、制御部８６は、磁石８４１とティース部８２１との間に反発力が生じるようコイル８３に通電することでロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を保持する。このように、磁石８４１とティース部８２１との間に生じる反発力を利用し、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を精度よく保持することができる。
As described above, (4) In the present embodiment, the
（他の実施形態）
上述の実施形態では、エンジン１の温度を、エンジン１に設けた温度センサ８６２により検出する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、温度センサ８６２を備えず、エンジン１の温度を、例えば、エンジン１の冷却水の温度を検出することにより推定してもよいし、エンジン１の運転状態から推定してもよい。
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, an example is shown in which the temperature of the engine 1 is detected by the
また、本発明の他の実施形態では、制御部８６は、エンジン１の停止時、カム軸３に発生するカムトルク、エンジン１の温度、エンジン１の振動に関係なく、コイル８３に通電し、ロータ８４およびモータ軸８５の回転位置を保持することとしてもよい。
Further, in another embodiment of the present invention, the
また、本発明の他の実施形態では、回転位置センサ８６１を備えていなくてもよい。この場合、制御部８６は、モータ８０の回転中の誘起電圧に基づき、ロータ８４の回転位置を推定してもよい。ここで、制御部８６は、「回転位置検出推定部」に対応する。
Further, in another embodiment of the present invention, the rotation position sensor 861 may not be provided. In this case, the
また、本発明の他の実施形態では、モータ８０から入力された回転をカムプレート３０に伝達し、ハウジング２０とカムプレート３０とを相対回転させることが可能であれば、例えば遊星歯車等により伝達部を構成してもよい。
Further, in another embodiment of the present invention, the rotation input from the
また、本発明の他の実施形態では、チェーン６に代えて、例えばベルト等の伝達部材によりハウジング２０とクランク軸２とが連結されていてもよい。
Further, in another embodiment of the present invention, the
また、上述の実施形態では、カムプレート３０がカム軸３の端部に固定され、ハウジング２０がクランク軸２に連動して回転する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、カムプレート３０がクランク軸２の端部に固定され、ハウジング２０がカム軸３に連動して回転することとしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, an example is shown in which the
本発明のバルブタイミング調整装置１０は、エンジン１の排気弁５のバルブタイミングを調整することとしてもよい。
このように、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
The valve
As described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist thereof.
１ エンジン（内燃機関）、２ クランク軸（駆動軸）、３ カム軸（従動軸）、４ 吸気弁（バルブ）、５ 排気弁（バルブ）、１０ バルブタイミング調整装置（回転調整装置）、２０ ハウジング、３０ カムプレート、４０ 偏心部材（伝達部）、５０ オルダム継手（伝達部）、６０ 入力部材（伝達部）、８０ モータ、８２ ステータ、８２１ ティース部、８３、８３１、８３２、８３３ コイル、８４ ロータ、８４１ 磁石、８５ モータ軸、８６ 制御部 1 Engine (internal engine), 2 Crank shaft (drive shaft), 3 Cam shaft (driven shaft), 4 Intake valve (valve), 5 Exhaust valve (valve), 10 Valve timing adjustment device (rotation adjustment device), 20 Housing , 30 cam plate, 40 eccentric member (transmission part), 50 old dam joint (transmission part), 60 input member (transmission part), 80 motor, 82 stator, 821 teeth part, 83, 831, 832, 833 coil, 84 rotor , 841 magnet, 85 motor shaft, 86 control unit
Claims (9)
前記駆動軸とともに回転可能なハウジング（２０）と、
前記従動軸に接続され、前記ハウジングに対し相対回転可能なカムプレート（３０）と、
外部から入力された回転を前記カムプレートに伝達し、前記ハウジングと前記カムプレートとを相対回転させることが可能な伝達部（４０、５０、６０）と、
複数のティース部（８２１）が形成された環状のステータ（８２）、前記ティース部に巻回されたコイル（８３、８３１、８３２、８３３）、前記ステータの内側において回転可能に設けられたロータ（８４）、前記ティース部に対向可能なよう前記ロータに設けられた複数の磁石（８４１）、および、前記ロータと一体に回転可能に設けられ前記伝達部に接続されるモータ軸（８５）を有し、前記コイルへの通電により前記ロータおよび前記モータ軸を回転させ前記伝達部に対し回転を出力可能なモータ（８０）と、
前記コイルへの通電を制御し、前記ロータおよび前記モータ軸の回転を制御可能な制御部（８６）と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が停止しているとき、前記ハウジングと前記カムプレートとの相対位相を保持するよう前記コイルに通電し、
前記制御部は、前記内燃機関の温度に応じて前記コイルに流す電流の値を変化させるバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device (10) that adjusts the valve timing of valves (4, 5) that are opened and closed by a driven shaft (3) that rotates by torque transmission from the drive shaft (2) of an internal combustion engine (1).
A housing (20) that can rotate with the drive shaft,
A cam plate (30) connected to the driven shaft and rotatable relative to the housing,
A transmission unit (40, 50, 60) capable of transmitting rotation input from the outside to the cam plate and relatively rotating the housing and the cam plate, and a transmission unit (40, 50, 60).
An annular stator (82) in which a plurality of teeth portions (821) are formed, a coil wound around the teeth portions (83, 831, 832, 833), and a rotor rotatably provided inside the stator (82). 84), a plurality of magnets (841) provided on the rotor so as to face the teeth portion, and a motor shaft (85) rotatably provided integrally with the rotor and connected to the transmission portion. A motor (80) capable of rotating the rotor and the motor shaft by energizing the coil and outputting the rotation to the transmission unit.
A control unit (86) capable of controlling the energization of the coil and controlling the rotation of the rotor and the motor shaft is provided.
When the internal combustion engine is stopped, the control unit energizes the coil so as to maintain the relative phase between the housing and the cam plate .
Wherein the control unit, a valve timing control apparatus Ru changing the value of the current flowing through said coil in response to the temperature of the internal combustion engine.
前記駆動軸とともに回転可能なハウジング（２０）と、
前記従動軸に接続され、前記ハウジングに対し相対回転可能なカムプレート（３０）と、
外部から入力された回転を前記カムプレートに伝達し、前記ハウジングと前記カムプレートとを相対回転させることが可能な伝達部（４０、５０、６０）と、
複数のティース部（８２１）が形成された環状のステータ（８２）、前記ティース部に巻回されたコイル（８３、８３１、８３２、８３３）、前記ステータの内側において回転可能に設けられたロータ（８４）、前記ティース部に対向可能なよう前記ロータに設けられた複数の磁石（８４１）、および、前記ロータと一体に回転可能に設けられ前記伝達部に接続されるモータ軸（８５）を有し、前記コイルへの通電により前記ロータおよび前記モータ軸を回転させ前記伝達部に対し回転を出力可能なモータ（８０）と、
前記コイルへの通電を制御し、前記ロータおよび前記モータ軸の回転を制御可能な制御部（８６）と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が停止しているとき、前記ハウジングと前記カムプレートとの相対位相を保持するよう前記コイルに通電し、
前記制御部は、前記内燃機関の振動に応じて前記コイルに流す電流の値を変化させるバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device (10) that adjusts the valve timing of valves (4, 5) that are opened and closed by a driven shaft (3) that rotates by torque transmission from the drive shaft (2) of an internal combustion engine (1).
A housing (20) that can rotate with the drive shaft,
A cam plate (30) connected to the driven shaft and rotatable relative to the housing,
A transmission unit (40, 50, 60) capable of transmitting rotation input from the outside to the cam plate and relatively rotating the housing and the cam plate, and a transmission unit (40, 50, 60).
An annular stator (82) in which a plurality of teeth portions (821) are formed, a coil wound around the teeth portions (83, 831, 832, 833), and a rotor rotatably provided inside the stator (82). 84), a plurality of magnets (841) provided on the rotor so as to face the teeth portion, and a motor shaft (85) rotatably provided integrally with the rotor and connected to the transmission portion. A motor (80) capable of rotating the rotor and the motor shaft by energizing the coil and outputting the rotation to the transmission unit.
A control unit (86) capable of controlling the energization of the coil and controlling the rotation of the rotor and the motor shaft is provided.
When the internal combustion engine is stopped, the control unit energizes the coil so as to maintain the relative phase between the housing and the cam plate .
Wherein the control unit, a valve timing control apparatus Ru changing the value of the current flowing through said coil in response to vibration of said internal combustion engine.
前記駆動軸とともに回転可能なハウジング（２０）と、
前記従動軸に接続され、前記ハウジングに対し相対回転可能なカムプレート（３０）と、
外部から入力された回転を前記カムプレートに伝達し、前記ハウジングと前記カムプレートとを相対回転させることが可能な伝達部（４０、５０、６０）と、
複数のティース部（８２１）が形成された環状のステータ（８２）、前記ティース部に巻回されたコイル（８３、８３１、８３２、８３３）、前記ステータの内側において回転可能に設けられたロータ（８４）、前記ティース部に対向可能なよう前記ロータに設けられた複数の磁石（８４１）、および、前記ロータと一体に回転可能に設けられ前記伝達部に接続されるモータ軸（８５）を有し、前記コイルへの通電により前記ロータおよび前記モータ軸を回転させ前記伝達部に対し回転を出力可能なモータ（８０）と、
前記コイルへの通電を制御し、前記ロータおよび前記モータ軸の回転を制御可能な制御部（８６）と、
前記ロータの回転位置を検出または推定可能な回転位置検出推定部（８６１）と、を備え、
前記制御部は、前記内燃機関が停止しているとき、前記ハウジングと前記カムプレートとの相対位相を保持するよう前記コイルに通電し、
前記制御部は、前記回転位置検出推定部により検出または推定した前記ロータの回転位置に基づき前記ティース部に対する前記磁石の位置を推定し、推定した前記磁石の位置に基づき前記コイルに流す電流の方向を決定し、前記ロータの回転位置を保持するバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device (10) that adjusts the valve timing of valves (4, 5) that are opened and closed by a driven shaft (3) that rotates by torque transmission from the drive shaft (2) of an internal combustion engine (1).
A housing (20) that can rotate with the drive shaft,
A cam plate (30) connected to the driven shaft and rotatable relative to the housing,
A transmission unit (40, 50, 60) capable of transmitting rotation input from the outside to the cam plate and relatively rotating the housing and the cam plate, and a transmission unit (40, 50, 60).
An annular stator (82) in which a plurality of teeth portions (821) are formed, a coil wound around the teeth portions (83, 831, 832, 833), and a rotor rotatably provided inside the stator (82). 84), a plurality of magnets (841) provided on the rotor so as to face the teeth portion, and a motor shaft (85) rotatably provided integrally with the rotor and connected to the transmission portion. A motor (80) capable of rotating the rotor and the motor shaft by energizing the coil and outputting the rotation to the transmission unit.
A control unit (86) capable of controlling the energization of the coil and controlling the rotation of the rotor and the motor shaft, and
A rotation position detection estimation unit (861) capable of detecting or estimating the rotation position of the rotor is provided.
When the internal combustion engine is stopped, the control unit energizes the coil so as to maintain the relative phase between the housing and the cam plate .
The control unit estimates the position of the magnet with respect to the teeth unit based on the rotation position of the rotor detected or estimated by the rotation position detection estimation unit, and the direction of the current flowing through the coil based on the estimated position of the magnet. A valve timing adjusting device that determines and holds the rotational position of the rotor.
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