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JP2008002324A - Phase angle detector and valve timing controller of internal-combustion engine using the same - Google Patents

Phase angle detector and valve timing controller of internal-combustion engine using the same Download PDF

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JP2008002324A
JP2008002324A JP2006171420A JP2006171420A JP2008002324A JP 2008002324 A JP2008002324 A JP 2008002324A JP 2006171420 A JP2006171420 A JP 2006171420A JP 2006171420 A JP2006171420 A JP 2006171420A JP 2008002324 A JP2008002324 A JP 2008002324A
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Japan
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phase
rotation
engine
driven
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JP2006171420A
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Yoshiyuki Kobayashi
喜幸 小林
Masahiko Watanabe
正彦 渡辺
Michinori Saito
導徳 斉藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a phase angle detector which detects an intermediate rotation phase controlled by a phase changing mechanism to permit control accuracy to be improved. <P>SOLUTION: The phase angle detector is provided between a sprocket 2 and a cam shaft and makes braking force work on a hysteresis ring by electromagnetic force emanated from an electromagnetic coil to change a relative rotation phase between both the sprocket 2 and the cam shaft. There are provided four target protrusions 25 at equally spaced positions in a peripheral surface of the sprocket and further at equally spaced positions in a peripheral surface of a spiral disc 13, four narrow second target protrusions 26 which is set at a 20° lagged angle relative to a first target protrusions. Furthermore, there is provided an angle detecting sensor 27 which generates each of pulse signals from the first and second target protrusions and then the angle detecting sensor 27 is allowed to detect at least an intermediate phase angle by means of a controller 24 depending on intervals between both the pulse signals. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、少なくとも2つの回転体の回転位相差を検出する位相角検出装置に関し、例えば内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置などに用いられる位相角検出装置に関する。   The present invention relates to a phase angle detection device that detects a rotational phase difference between at least two rotating bodies, and, for example, a valve of an internal combustion engine that variably controls the opening / closing timing of an intake-side or exhaust-side engine valve of the internal combustion engine in accordance with an operating state. The present invention relates to a phase angle detection device used for a timing control device or the like.

従来のバルブタイミング制御装置としては、本出願人が先に出願した以下の特許文献1に記載されているようなものがある。   As a conventional valve timing control device, there is one as described in the following Patent Document 1 previously filed by the present applicant.

このバルブタイミング制御装置は、機関のクランクシャフトから回転力が伝達されるタイミングスプロケットと、該タイミングスプロケットに対して所定の角度範囲内で相対回転自在に支持されたカムシャフトと、該カムシャフトに連結されたスリーブと、前記タイミングスプロケットと前記スリーブとの間に設けられ、機関運転状態に応じて前記タイミングスプロケットとカムシャフトの相対回転位相を変換させる位相変更機構とを備えている。   This valve timing control device is connected to a timing sprocket to which rotational force is transmitted from a crankshaft of an engine, a camshaft supported so as to be relatively rotatable with respect to the timing sprocket within a predetermined angle range, and the camshaft. And a phase changing mechanism that is provided between the timing sprocket and the sleeve and converts the relative rotational phase of the timing sprocket and the camshaft in accordance with the engine operating state.

この位相変更機構は、前記タイミングスプロケットに形成された径方向ガイド窓と、渦ディスクに形成された渦巻き状ガイド(渦巻き溝)と、基端部が前記スリーブに回転自在に設けられて、先端部が前記径方向ガイド内を径方向移動可能に配置されたリンク部材と、該リンク部材の先端部に設けられて、先端の球状部が前記渦巻き状ガイドに係合した係合部と、機関運転状態に応じて前記渦ディスクにブレーキ力を付与するヒステリシスブレーキとを備えている。   The phase changing mechanism includes a radial guide window formed on the timing sprocket, a spiral guide (spiral groove) formed on the vortex disk, and a base end portion rotatably provided on the sleeve. A link member disposed in the radial guide so as to be movable in the radial direction, an engagement portion provided at a distal end portion of the link member, and a spherical portion of the distal end engaged with the spiral guide, and engine operation And a hysteresis brake for applying a braking force to the vortex disk according to the state.

そして、ヒステリシスブレーキの電磁コイルに通電して、ヒステリシス材を介して前記渦ディスクに電磁ブレーキを作用させる。これによって、前記係合部が径方向ガイド窓に沿って径方向に移動しつつ渦巻き状ガイド内を摺動して、前記タイミングスプロケットと前記スリーブ(カムシャフト)とを所定の角度範囲内で相対的に回転させる。これにより、吸気弁の開閉タイミングを機関運転状態に応じて可変制御するようになっている。
特開2005−180307号公報
And it supplies with electricity to the electromagnetic coil of a hysteresis brake, and an electromagnetic brake is made to act on the said vortex disk via a hysteresis material. Accordingly, the engaging portion slides in the spiral guide while moving in the radial direction along the radial guide window, and the timing sprocket and the sleeve (camshaft) are relatively moved within a predetermined angle range. Rotate. Thereby, the opening / closing timing of the intake valve is variably controlled according to the engine operating state.
JP 2005-180307 A

ところで、前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記タイミングスプロケットとカムシャフトとの相対回転角度を検出する方法として、コントローラが、カムシャフトのカム回転角を検出するカム角センサのカム角情報と、クランクシャフトの回転角度を検出するクランク角センサのクランク角情報とを入力して、このクランクシャフトのクランク回転角を基準にして、カムシャフトのカム回転角との位相差を演算によって得るようになっている。   By the way, in the conventional valve timing control device, as a method of detecting the relative rotation angle between the timing sprocket and the camshaft, the cam angle information of the cam angle sensor in which the controller detects the cam rotation angle of the camshaft. And the crank angle information of the crank angle sensor for detecting the rotation angle of the crankshaft, and calculating the phase difference from the cam rotation angle of the camshaft with reference to the crank rotation angle of the crankshaft. It has become.

一方、前記電磁ブレーキ式のバルブタイミング制御装置にあっては、渦ディスクは、通常、機関停止時には、ばね力によって最遅角側へ回動制御され、機関始動後は、前記電磁ブレーキの作用により機関回転の上昇に伴って進角側に回動制御されるようになっている。   On the other hand, in the electromagnetic brake type valve timing control device, the vortex disk is usually controlled to rotate to the most retarded angle side by a spring force when the engine is stopped, and after the engine is started, the action of the electromagnetic brake is performed. As the engine rotation increases, rotation is controlled to the advance side.

ところが、例えば、前記渦ディスクの渦巻き状ガイドの曲率を最遅角側付近で変化させて、機関始動時にかかる始動性の向上のため、渦巻き状ガイドの一端部側で僅かに進角側になるように設定し、その後、電磁ブレーキを作用させて前記一端側から他端側への所定の回動域に移行させると遅角側となるように設定し、さらに同じ電磁ブレーキを作用させた状態において、前記最遅角側を通過すると進角側になるように設定した場合には、機関始動から電磁ブレーキを作用させると遅角制御と進角制御の両方が連続して行われるため、この状態では、前記カム角センサとクランク角センサによる相対回転位相差の検出を行うことが困難になる。つまり、通電による同じ電磁ブレーキ作用によって遅角側と進角側の異なる動きになるため、前記カム角とクランク角の両センサでは位相制御を行うことが困難になるのである。   However, for example, by changing the curvature of the spiral guide of the vortex disk in the vicinity of the most retarded angle side and improving the startability required when starting the engine, the one end side of the spiral guide is slightly advanced. After that, when the electromagnetic brake is applied to shift to the predetermined rotation range from the one end side to the other end side, the retarded side is set, and the same electromagnetic brake is applied. In this case, if the electromagnetic brake is applied from the start of the engine, both the retard angle control and the advance angle control are performed continuously when it is set to be the advance angle side when passing through the most retarded angle side. In this state, it becomes difficult to detect the relative rotational phase difference between the cam angle sensor and the crank angle sensor. That is, because the same electromagnetic brake action caused by energization results in different movements on the retard side and the advance side, it is difficult to perform phase control with both the cam angle and crank angle sensors.

換言すれば、前記カム角センサとクランク角センサのそれぞれの検出情報だけでは、例えば前記電磁ブレーキ式などのバルブタイミング制御装置の制御量としての精度が不十分になり、高精度なバルブタイミング制御を行うことができなくなる。   In other words, only the detection information of each of the cam angle sensor and the crank angle sensor is insufficient in accuracy as a control amount of a valve timing control device such as the electromagnetic brake type, for example, and highly accurate valve timing control is performed. It becomes impossible to do.

本発明は前記従来の技術的課題を解決するために案出されたもので、請求項1に記載の発明は、駆動される従動部材の動作角度を変更する中間回転体と、前記従動部材の変更された動作角度に対応して前記中間回転体から出力されたパルス信号を検出する検出部と、前記検出されたパルス信号から、予め設定された基準パルスに対する位相差信号を検出して出力する出力部と、を備え、前記位相差信号に基づいて前記従動部材の全体の動作角度における所定の中間角度位置を検出することを特徴としている。   The present invention has been devised to solve the conventional technical problem, and the invention according to claim 1 is directed to an intermediate rotating body that changes an operating angle of a driven member to be driven, and the driven member. A detection unit for detecting a pulse signal output from the intermediate rotating body corresponding to the changed operating angle, and detecting and outputting a phase difference signal with respect to a preset reference pulse from the detected pulse signal An output unit, and detecting a predetermined intermediate angle position in the entire operating angle of the driven member based on the phase difference signal.

この発明によれば、従動部材の動作位相角度ではなく、中間回転体の動作位相角度を直接的に検出し、この検出パルス信号と基準パルス信号とによって、駆動部材と従動部材との位相角度差を検出するため、該検出される検出値の範囲を拡大することが可能になる。この結果、全体の動作角度の中間動作角度の検出も可能になり、位相角の検出精度を向上させることが可能になる。   According to the present invention, not the operation phase angle of the driven member, but the operation phase angle of the intermediate rotating body is directly detected, and the phase angle difference between the drive member and the driven member is detected by the detected pulse signal and the reference pulse signal. Therefore, it is possible to expand the range of detected values to be detected. As a result, it is possible to detect an intermediate operation angle of the entire operation angle, and it is possible to improve the detection accuracy of the phase angle.

なお、この発明は、適用対象を前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に限定されるものではない。   Note that the present invention is not limited to the valve timing control device for the internal combustion engine.

また、請求項2に記載の発明は、機関のクランクシャフトによって同期して回転駆動される駆動回転体と、機関弁を開閉作動させるカムを有するカムシャフトに結合された従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相角度を、中間回転体の回動角度によって変更する位相変更機構と、前記中間回転体の回動角度に対応して出力されたパルス信号を検出する検出部と、該検出部によって検出されたパルス信号と前記駆動回転体の回転角度に対応する基準パルスとによって前記従動回転体との位相差信号を検出して出力する出力部と、を備え、前記位相差信号に基づいて前記従動回転体の全体の回動角度における所定の中間角度位置を検出することを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving rotating body that is rotationally driven synchronously by a crankshaft of an engine, a driven rotating body coupled to a camshaft having a cam that opens and closes an engine valve, and the driving A phase changing mechanism for changing the relative rotational phase angle between the rotating body and the driven rotating body according to the rotation angle of the intermediate rotating body, and detection for detecting a pulse signal output corresponding to the rotating angle of the intermediate rotating body And an output unit that detects and outputs a phase difference signal with the driven rotor by a pulse signal detected by the detector and a reference pulse corresponding to a rotation angle of the drive rotor, Based on the phase difference signal, a predetermined intermediate angle position in the entire rotation angle of the driven rotating body is detected.

この発明は、請求項1の発明をさらに限定的に記載したものであるから、請求項1の発明と同様な作用効果が得られる。   Since the present invention further restrictively describes the invention of claim 1, the same effect as that of the invention of claim 1 can be obtained.

請求項3に記載の発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用したもので、前記機関弁を作動させるカムシャフトに設けられたカムの回転位相角を中間回転体の回動角度を可変にすることによって変更する位相変更機構と、前記中間回転体の回動角度とクランクシャフトによって同期回転駆動される駆動回転体の回転角度とを検出して、前記中間回転体と駆動回転体の回転位相差を検出する検出機構と、を備え、該検出機構からの出力された位相差信号に基づいて、前記従動回転体の全回動位相領域における前記機関弁の開閉タイミングの遅角制御領域と進角制御領域との中間位相位置を検出することを特徴としている。   The invention according to claim 3 is applied to a valve timing control device for an internal combustion engine, wherein the rotational phase angle of a cam provided on a camshaft for operating the engine valve is made variable for the rotation angle of an intermediate rotating body. Detecting the phase change mechanism that changes by rotating, the rotation angle of the intermediate rotator and the rotation angle of the drive rotator driven synchronously by the crankshaft, and the rotational position of the intermediate rotator and the drive rotator A detection mechanism for detecting a phase difference, and based on the phase difference signal output from the detection mechanism, the engine valve opening / closing timing retardation control region in the entire rotational phase region of the driven rotor is advanced. It is characterized by detecting an intermediate phase position with respect to the angle control region.

以下、本発明に係る位相角検出装置を内燃機関のバルブタイミング制御装置に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、内燃機関の吸気側の動弁系に適用したものであるが、内燃機関の排気側の動弁系に同様に適用することも可能である。   Hereinafter, an embodiment in which a phase angle detection device according to the present invention is applied to a valve timing control device for an internal combustion engine will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to the valve operating system on the intake side of the internal combustion engine. However, it can be similarly applied to the valve operating system on the exhaust side of the internal combustion engine.

すなわち、このバルブタイミング制御装置は、図1〜図9に示すように、内燃機関の図外のシリンダヘッドに回転自在に支持されたカムシャフト1と、このカムシャフト1の前端側に必要に応じて相対回動可能に設けられた駆動回転体(駆動部材)であるタイミングスプロケット2と、該タイミングスプロケット2の内周側に配置されて、両者1,2の相対回転位相を変更する位相変更機構3とを備えている。   That is, as shown in FIGS. 1 to 9, the valve timing control device includes a camshaft 1 rotatably supported by a cylinder head (not shown) of the internal combustion engine, and a front end side of the camshaft 1 as required. A timing sprocket 2 that is a drive rotating body (driving member) provided so as to be relatively rotatable, and a phase changing mechanism that is arranged on the inner peripheral side of the timing sprocket 2 and changes the relative rotational phase of both 1 and 2 3 is provided.

前記カムシャフト1は、外周に吸気弁を開作動させる一気筒当たり2つのカム1a、1aを有すると共に、先端部に従動回転体(従動部材)である従動軸部材4がカムボルト5によって軸方向から結合され、この従動軸部材4の先端部にスリーブ6が螺着固定されている。   The camshaft 1 has two cams 1a and 1a per cylinder for opening the intake valve on the outer periphery, and a driven shaft member 4 which is a driven rotating body (driven member) at the tip end portion is driven by a cam bolt 5 from the axial direction. The sleeve 6 is screwed and fixed to the distal end portion of the driven shaft member 4.

前記従動軸部材4は、前記カムボルト5が内部の貫通孔を介して挿通する円筒状の軸部4aと、該軸部4aのカムシャフト1側の端縁に一体に形成された段差径状の大径な拡径部4bとを備えている。また、前記軸部4aの先端部外周に前記スリーブ6が螺着する雄ねじが形成されている。   The driven shaft member 4 has a cylindrical shaft portion 4a through which the cam bolt 5 is inserted through an internal through hole, and a stepped diameter shape integrally formed on the end of the shaft portion 4a on the camshaft 1 side. And a large-diameter enlarged portion 4b. Further, a male screw to which the sleeve 6 is screwed is formed on the outer periphery of the distal end portion of the shaft portion 4a.

前記スリーブ6は、カムシャフト1側の基端部の内周面に軸部4aの雄ねじに螺合する雌ねじ6aが形成されていると共に、前記軸部4aに最大にねじ込まれた後に、前記雌ねじ6aの端緒部が軸部4aの先端面側に回り止めのために、円環状のかしめによって固定されている。   The sleeve 6 is formed with a female screw 6a that is screwed into the male screw of the shaft portion 4a on the inner peripheral surface of the base end portion on the camshaft 1 side, and after being screwed into the shaft portion 4a to the maximum, The leading portion of 6a is fixed to the tip surface side of the shaft portion 4a by an annular caulking to prevent rotation.

前記タイミングスプロケット2は、外周に図外のタイミングチェーンを介してクランクシャフトに連係されるリング状のギア歯車2aが外周に一体に形成されていると共に、このギア歯車2aの内周側にほぼ円板状のプレート部材2bを有している。また、このプレート部材2bの中央に形成された挿通孔2cの内周面を介して前記従動軸部材4の軸部4aの外周に回転自在に軸受けされている。なお、このタイミングスプロケット2のカムシャフト1側の端部には、補機類を駆動させるための第2のスプロケット2’がボルトによって結合されている。   The timing sprocket 2 has a ring-shaped gear gear 2a that is linked to the crankshaft on the outer periphery via a timing chain (not shown) integrally formed on the outer periphery, and is substantially circular on the inner peripheral side of the gear gear 2a. A plate-like plate member 2b is provided. Further, it is rotatably supported on the outer periphery of the shaft portion 4a of the driven shaft member 4 through the inner peripheral surface of the insertion hole 2c formed at the center of the plate member 2b. Note that a second sprocket 2 'for driving auxiliary machinery is coupled to the end of the timing sprocket 2 on the camshaft 1 side by a bolt.

また、前記プレート部材2bには、対面する平行な側壁を有する径方向ガイドである2つ径方向窓孔7,7がタイミングスプロケット2のほぼ直径方向に沿うように貫通形成されていると共に、この2つの径方向窓孔7、7の間に、可動部材である2つのリンク部材8,8の各基端部8a、8aが周方向へ移動可能に係入保持される2つのガイド孔2d、2dが貫通形成されている。   The plate member 2b is formed with two radial window holes 7 and 7 which are radial guides having parallel side walls facing each other so as to extend substantially along the radial direction of the timing sprocket 2. Between the two radial window holes 7, 7, two guide holes 2d in which the base end portions 8a, 8a of the two link members 8, 8 being movable members are engaged and held so as to be movable in the circumferential direction, 2d is formed through.

前記ガイド孔2d、2dは、前記挿通孔2bの外周部に円周方向に沿って円弧状に形成されて、その軸方向の長さが前記各基端部8a、8aが移動する範囲内(カムシャフト1とタイミングスプロケット2の相対回動範囲内)の大きさに設定されている。   The guide holes 2d and 2d are formed in an arc shape along the circumferential direction in the outer peripheral portion of the insertion hole 2b, and the axial length thereof is within a range in which the base end portions 8a and 8a move ( The size of the camshaft 1 and the timing sprocket 2 is set within a range of relative rotation.

前記各リンク部材8は、それぞれがほぼ円弧状に折曲形成されて、一端側の各基端部8aが円筒状に形成されている一方、他端側の各先端部8b、8bも円筒状に形成されて、それぞれがプレート部材2b方向に突設されている。また、前記従動軸部材4の前記拡径部4bのカムシャフト1側の端部内周側に放射状に突出する2つのレバー突起の内部にそれぞれ保持孔が貫通形成されており、この各保持孔に各ピン9、9の一端部が圧入固定されていると共に、該ピン9,9の他端部に前記各リンク部材8、8の各基端部8a、8aが回転自在に連結されている。   Each of the link members 8 is bent in a substantially arc shape, and each base end portion 8a on one end side is formed in a cylindrical shape, while each tip end portion 8b, 8b on the other end side is also cylindrical. Each of them is projected in the direction of the plate member 2b. In addition, holding holes are formed through two lever protrusions that protrude radially from the inner peripheral side of the end of the enlarged shaft portion 4b of the driven shaft member 4 on the camshaft 1 side. One end of each pin 9, 9 is press-fitted and fixed, and the base end 8a, 8a of each link member 8, 8 is rotatably connected to the other end of the pin 9, 9.

また、各リンク部材8、8は、先端部8b、8bが前記各径方向窓孔7,7に係入している。   Further, the end portions 8b and 8b of the link members 8 and 8 are engaged with the radial window holes 7 and 7, respectively.

また、前記各リンク部材8の先端部8bには、軸方向前方側に開口する収容穴10が形成され、この収容穴10に、前記各径方向窓孔9を介して、後述する渦ディスク13の渦巻き溝15に係合する球面状の先端部を有する係合部である係合ピン11と、この係合ピン11を前方側(渦巻き溝15側)に付勢するコイルばね12とが収容されている。   In addition, a housing hole 10 that opens to the front side in the axial direction is formed at the distal end portion 8 b of each link member 8, and a vortex disk 13 to be described later is inserted into the housing hole 10 through each radial window hole 9. An engagement pin 11 that is an engagement portion having a spherical tip portion that engages with the spiral groove 15 and a coil spring 12 that biases the engagement pin 11 forward (spiral groove 15 side) are accommodated. Has been.

そして、各リンク部材8は、各先端部8bが対応する各径方向窓孔9に係入した状態において、各基端部8a、8aがピン9、9を介して前記従動軸部材4に連結されているため、リンク部材8の先端部8b、8b側が、外力を受けて各径方向窓孔9に沿って変位すると、タイミングスプロケット2と従動軸部材4とは、各リンク部材8、8の基端部8a、8aが各ガイド孔2d、2dに沿って移動して、各先端部8b、8bの変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。   Each link member 8 is connected to the driven shaft member 4 via pins 9 and 9 in a state where each distal end portion 8b is engaged with each corresponding radial window hole 9. Therefore, when the distal end portions 8b and 8b of the link member 8 are displaced along the radial window holes 9 by receiving external force, the timing sprocket 2 and the driven shaft member 4 are connected to the link members 8 and 8 respectively. The base end portions 8a and 8a move along the guide holes 2d and 2d, and rotate relative to each other in a direction and an angle corresponding to the displacement of the front end portions 8b and 8b.

一方、前記プレート部材2bの前方側に対向配置された円板状の渦ディスク13がボールベアリング14を介して回転自在に支持されている。この渦ディスク13は、前記ボールベアリング14の外輪が固定された筒状部13aと、該筒状部13aの後端に一体に設けられたディスク部13bとから構成され、このディスク部13bのカムシャフト1側の後面に、渦巻き状ガイドである断面半円状の2条の渦巻き溝15が形成されている。この各渦巻き溝15に、前記各リンク部材8の各係合ピン11の先端部が摺動自在に係合案内されている。   On the other hand, a disk-like vortex disk 13 disposed opposite to the front side of the plate member 2b is rotatably supported via a ball bearing. The vortex disk 13 includes a cylindrical part 13a to which the outer ring of the ball bearing 14 is fixed, and a disk part 13b integrally provided at the rear end of the cylindrical part 13a. Two spiral grooves 15 having a semicircular cross section, which are spiral guides, are formed on the rear surface of the shaft 1 side. The distal end portions of the engagement pins 11 of the link members 8 are slidably engaged and guided in the spiral grooves 15.

また、前記渦ディスク13は、型成形された粉末金属を仮焼結する仮焼結工程と、その後、仮焼結された中間回転体を高圧によって圧縮する再圧縮行程とからなる高密度焼結法によって成形されている。したがって、前記各渦巻き溝15も渦ディスク13を焼結合金によって成形する際に、同時に形成されるようになっている。   Further, the vortex disk 13 is a high-density sintering comprising a pre-sintering step of pre-sintering the molded powder metal, and then a re-compression process of compressing the pre-sintered intermediate rotating body with high pressure. Molded by law. Accordingly, the spiral grooves 15 are also formed simultaneously when the vortex disk 13 is formed of a sintered alloy.

前記各渦巻き溝15は、図6〜図9に示すように、互いに分離されて、タイミングスプロケット2の回転方向に沿って次第に縮径するように形成されていると共に、最外周側の先端溝部15aが所定の角度をもって内方へ屈曲(偏曲)形成されている。つまり、この先端溝部15aは、その長手方向のほぼ中央位置から先端側がさらに内方へ小さな角度で内方に屈曲形成されている。   As shown in FIGS. 6 to 9, the spiral grooves 15 are separated from each other and formed so as to gradually reduce the diameter along the rotation direction of the timing sprocket 2, and the outermost end tip groove portion 15 a. Are bent (biased) inward at a predetermined angle. That is, the tip groove portion 15a is formed to be bent inward at a small angle inward from the substantially central position in the longitudinal direction.

具体的に説明すれば、この各渦巻き溝15は、それぞれの先端溝部15a以外の一般部位15bは渦(位相)の変化率が一定に形成されているが、先端溝部15aは、渦の変化率が前記内方へ屈曲した偏曲部15cから先端に向かって一般部位15bに比較して小さく形成されて渦ディスク13の接線方向に沿ってほぼ直線状に形成されており、この先端溝部15aの長さLが比較的長く設定されている。   Specifically, each spiral groove 15 is formed with a constant vortex (phase) change rate in the general portion 15b other than the tip groove portion 15a, but the tip groove portion 15a has a vortex change rate. Is formed smaller than the general portion 15b toward the tip from the bent portion 15c bent inward, and is formed substantially linearly along the tangential direction of the vortex disk 13, and the tip groove 15a The length L is set to be relatively long.

換言すれば、前記渦ディスク13や各渦巻き溝15、各リンク部材8及び係合部11などによって減速機構が構成されて、前記渦巻き溝15は、その減速比、つまり図10に示すように、渦ディスク13の回転角θに対してカムシャフト1とタイミングスプロケット2との位相変換角θ1に対する減速比が一定に設定されているのに対して、前記先端溝部15aの区間では、減速比が6以上に大きく設定され、つまり少なくともθ:θ1=1:6の割合となるように設定されている。   In other words, the vortex disk 13, each spiral groove 15, each link member 8, the engaging portion 11 and the like constitute a reduction mechanism, and the spiral groove 15 has its reduction ratio, that is, as shown in FIG. The reduction ratio of the camshaft 1 and the timing sprocket 2 to the phase conversion angle θ1 with respect to the rotation angle θ of the vortex disk 13 is set to be constant, whereas in the section of the tip groove portion 15a, the reduction ratio is 6 It is set to be larger than the above, that is, set to have a ratio of at least θ: θ1 = 1: 6.

そして、各係合ピン11が渦巻き溝15に係合した状態において、渦ディスク13がタイミングスプロケット2に対して遅れ方向に相対回動すると、各リンク部材8の先端部8bは各径方向窓孔9に案内されつつ、渦巻き溝15の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側(進角側)に移動し、逆に、渦ディスク13が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動して、係合ピン11が前記渦巻き溝15の偏曲部15cに位置した状態で最遅角側に制御される。   When the engagement pin 11 is engaged with the spiral groove 15 and the vortex disk 13 rotates relative to the timing sprocket 2 in the delay direction, the distal end portion 8b of each link member 8 is connected to each radial window hole. 9 and guided to the spiral shape of the spiral groove 15 to move radially inward (advance side), and conversely, when the vortex disk 13 is relatively displaced in the advance direction, it moves radially outward, The engagement pin 11 is controlled to the most retarded angle side in a state where the engagement pin 11 is positioned at the bending portion 15 c of the spiral groove 15.

さらに、前記係合ピン11が前記渦巻き溝15の先端溝部15a域に位置すると、機関の始動に適した僅かに進角側の位置となるように制御されるようになっている。   Further, when the engagement pin 11 is positioned in the tip groove portion 15a region of the spiral groove 15, the engagement pin 11 is controlled to be a slightly advanced position suitable for starting the engine.

前記渦ディスク13は、操作力付与機構によってカムシャフト1に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が各渦巻き溝15と各係合ピン11の先端部11aを通してリンク部材8の先端部8bを各径方向窓孔9内で径方向に変位させ、このときリンク部材8の作用でもってタイミングスプロケット2と従動軸部材4に相対的な回動力を伝達する。   The vortex disk 13 receives a rotation operation force relative to the camshaft 1 by an operation force applying mechanism, and the operation force passes through each spiral groove 15 and the distal end portion 11a of each engagement pin 11 to link member 8. The distal end portion 8b is displaced in the radial direction in each radial window hole 9, and at this time, the relative rotational force is transmitted to the timing sprocket 2 and the driven shaft member 4 by the action of the link member 8.

前記操作力付与機構は、図1に示すように、渦ディスク13を、前記スリーブ6を介してタイミングスプロケット2の回転方向に付勢する付勢手段であるトーションスプリング16と、渦ディスク13をタイミングスプロケット2の回転方向と逆方向に制動付勢する電磁ブレーキであるヒステリシスブレーキ17と、該ヒステリシスブレーキ17の制動力を機関運転状態に応じて制御するコントローラ24とを備え、機関の運転状態に応じてヒステリシスブレーキ17の制動力を適宜制御することにより、渦ディスク13をタイミングスプロケット2に対して相対回動させ、あるいは両者の回動位置を維持するようになっている。   As shown in FIG. 1, the operating force applying mechanism includes a torsion spring 16 that is an urging means for urging the vortex disk 13 in the rotational direction of the timing sprocket 2 via the sleeve 6, and timings the vortex disk 13. A hysteresis brake 17 that is an electromagnetic brake that applies a braking force in a direction opposite to the rotation direction of the sprocket 2 and a controller 24 that controls the braking force of the hysteresis brake 17 according to the engine operating state are provided. Thus, by appropriately controlling the braking force of the hysteresis brake 17, the vortex disk 13 is rotated relative to the timing sprocket 2, or both rotation positions are maintained.

前記トーションスプリング16は、図1に示すように、前記スリーブ6の外周側に配置され、その一端部16aがスリーブ6の先端部に形成された係止孔に径方向から挿通係止されている一方、他端部16bが前記筒状部13aの内部軸方向に形成された係止孔に挿通係止されて、機関停止後に前記渦ディスク13を始動回転位相方向へ回転付勢するようになっている。   As shown in FIG. 1, the torsion spring 16 is disposed on the outer peripheral side of the sleeve 6, and its one end 16 a is inserted and locked in a radial direction in a locking hole formed at the tip of the sleeve 6. On the other hand, the other end portion 16b is inserted and locked in a locking hole formed in the inner axial direction of the cylindrical portion 13a to urge the vortex disk 13 to rotate in the starting rotation phase direction after the engine stops. ing.

一方、前記ヒステリシスブレーキ17は、渦ディスク13の外周側前端部に固定状態に取り付けられたヒステリシスリング18と、該ヒステリシスリング18の前端部に配置された円環状のコイルヨーク19と、該コイルヨーク19の内部に収容配置されて、該コイルヨーク19に磁気を誘導する電磁コイル20とを備え、この電磁コイル20が機関の運転状態に応じて前記コントローラ24によって通電制御されることによって比較的大きな磁束が発生するようになっている。   On the other hand, the hysteresis brake 17 includes a hysteresis ring 18 fixed to the front end of the outer periphery of the vortex disk 13, an annular coil yoke 19 disposed at the front end of the hysteresis ring 18, and the coil yoke. The electromagnetic coil 20 is housed and arranged inside the coil yoke 19 and induces magnetism in the coil yoke 19. The electromagnetic coil 20 is energized and controlled by the controller 24 in accordance with the operating state of the engine. Magnetic flux is generated.

前記ヒステリシスリング18は、前記外部の磁界の変化に対して位相遅れをもって磁束が変化する特性をもつヒステリシス材(半硬質材)によって形成され、図4に示すように、先端部18aの部分がコイルヨーク19の後述する対向する内外周面の各極歯21,22間の隙間内に非接触状態で配置されて、該コイルヨーク19によって制動作用を受けるようになっている。   The hysteresis ring 18 is formed of a hysteresis material (semi-hard material) having a characteristic that the magnetic flux changes with a phase lag with respect to the change of the external magnetic field, and as shown in FIG. The yoke 19 is disposed in a non-contact state in a gap between the pole teeth 21 and 22 on the inner and outer peripheral surfaces of the yoke 19 which will be described later, and receives a braking action by the coil yoke 19.

前記コイルヨーク19は、電磁コイル20を取り囲むように全体がほぼ円筒形状に形成され、内周側でボールベアリング23を介して前記筒状部13aに回転自在に支持されていると共に、図外のガタ吸収機構を介してエンジンカバーに固定されている。   The coil yoke 19 is formed in a substantially cylindrical shape so as to surround the electromagnetic coil 20, and is rotatably supported on the cylindrical portion 13a via a ball bearing 23 on the inner peripheral side. It is fixed to the engine cover via a backlash absorbing mechanism.

そして、前記コイルヨーク19は、図2〜図4にも示すように、後面側(渦ディスク13側)の空間部の内周側に環状ヨーク部19aを有し、前記空間部の内周面と該内周面に対向する環状ヨーク部19aの外周面に凸状の極歯21、22がそれぞれ円周方向へ等間隔で複数設けられている。   2 to 4, the coil yoke 19 has an annular yoke portion 19a on the inner peripheral side of the space portion on the rear surface side (vortex disk 13 side), and the inner peripheral surface of the space portion. A plurality of convex pole teeth 21 and 22 are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the annular yoke portion 19a facing the inner peripheral surface.

前記対向する各極歯21,22は、磁界発生部であって、一方の極歯21と他方の極歯22は円周方向に交互に配置され、対向する前記内外周面相互の近接する極歯21,22がすべて円周方向にずれている。したがって、両対向面の近接する極歯21,22間には、電磁コイル20の励磁によって円周方向に傾きをもった向きの磁界が発生する。そして、極歯21,22間の隙間には、前記ヒステリシスリング18の先端部18aが非接触状態で介装されており、該先端部18aの内外周面と前記極歯21、22との間のエアギャップは、大きな磁力を確保するために微小隙間に設定されている。   Each of the opposing pole teeth 21 and 22 is a magnetic field generator, and one pole tooth 21 and the other pole tooth 22 are alternately arranged in the circumferential direction, and the opposing inner and outer peripheral surfaces are adjacent to each other. The teeth 21 and 22 are all displaced in the circumferential direction. Therefore, a magnetic field having an inclination in the circumferential direction is generated between the adjacent pole teeth 21 and 22 on both opposing surfaces by excitation of the electromagnetic coil 20. The tip 18a of the hysteresis ring 18 is interposed in the gap between the pole teeth 21 and 22 in a non-contact state, and between the inner and outer peripheral surfaces of the tip 18a and the pole teeth 21 and 22. The air gap is set to a minute gap in order to secure a large magnetic force.

このヒステリシスブレーキ17は、ヒステリシスリング18が対向面21,22間の磁界内を変位するときに、ヒステリシスリング18の内部の磁束の向きと磁界の向きのずれによって制動力を発生するものであるが、その制動力は、ヒステリシスリング18の回転速度(前記対向内外周面とヒステリシスリング18の相対速度)に関係なく、磁界の強さ、すなわち、電磁コイル20の励磁電流の大きさに略比例した一定の値となる。   The hysteresis brake 17 generates a braking force due to a deviation between the direction of the magnetic flux inside the hysteresis ring 18 and the direction of the magnetic field when the hysteresis ring 18 is displaced in the magnetic field between the opposing surfaces 21 and 22. The braking force is substantially proportional to the strength of the magnetic field, that is, the magnitude of the excitation current of the electromagnetic coil 20, regardless of the rotational speed of the hysteresis ring 18 (relative speed between the opposed inner and outer peripheral surfaces and the hysteresis ring 18). It becomes a constant value.

前記位相変更機構3は、前記タイミングスプロケット2の径方向窓孔9、リンク部材8、係合ピン11、レバー突起、渦ディスク13、渦巻き溝15及び以下の操作力付与機構等によって構成されている。   The phase changing mechanism 3 includes a radial window hole 9 of the timing sprocket 2, a link member 8, an engaging pin 11, a lever projection, a vortex disk 13, a spiral groove 15, and an operation force applying mechanism described below. .

そして、前記タイミングスプロケット2の前記ギア歯車2aと反対側の外周面には、図1及び図5、図6にも示すように、4つの第1ターゲット突起25が円周方向の等間隔(90°)位置に一体に設けられている。この各第1ターゲット突起25は、タイミングスプロケット2の回転角度(クランクシャフトの回転角度)を後述する角度検出センサ27によってピックアップして検出する、つまり基準パルス信号を得るためのものである。   As shown in FIGS. 1, 5, and 6, four first target protrusions 25 are arranged at equal intervals in the circumferential direction (90 on the outer peripheral surface of the timing sprocket 2 opposite to the gear gear 2 a. °) Integrated at the position. Each of the first target protrusions 25 is for picking up and detecting the rotation angle of the timing sprocket 2 (the rotation angle of the crankshaft) by an angle detection sensor 27 described later, that is, for obtaining a reference pulse signal.

一方、前記渦ディスク13の外周面には、前記各第1ターゲット突起25にカムシャフト1の軸方向で近接配置された4つの第2ターゲット突起26が円周方向の等間隔(90°)位置に一体に設けられている。この各第2ターゲット突起26は、渦ディスク13の回転角度を角度検出センサ27によってピックアップして検出してパルス信号として取り出すためのものである。また、この各第2ターゲット突起26は、図5、図6及び図11Aにも示すように、機関停止状態におけるイニシャル位置において、前記第1ターゲット突起25の位置からタイミングスプロケット2の回転方向(機関回転方向)と反対方向へ20°の回転角度(deg)の位置に設けられている。これは、後述する図10に示すイニシャル位置からA領域(偏曲部15c)までの間での前記両者25,26のパルス信号の重なりを防止するためである。   On the other hand, on the outer peripheral surface of the vortex disk 13, four second target protrusions 26 arranged close to the first target protrusions 25 in the axial direction of the camshaft 1 are positioned at equal intervals (90 °) in the circumferential direction. Are integrally provided. Each of the second target protrusions 26 is for picking up and detecting the rotation angle of the vortex disk 13 by the angle detection sensor 27 and extracting it as a pulse signal. Further, as shown in FIGS. 5, 6, and 11 </ b> A, each of the second target protrusions 26 is rotated in the rotational direction of the timing sprocket 2 from the position of the first target protrusion 25 (engine). It is provided at a position of a rotation angle (deg) of 20 ° in the opposite direction to the rotation direction. This is to prevent overlapping of the pulse signals of the both 25 and 26 from the initial position shown in FIG. 10 to be described later to the A region (bending portion 15c).

前記各ターゲット突起25,26を周方向へそれぞれ4つ設けたのは、リアルタイムに検出できると共に、前記A領域ではパルスの重なりと追い越しのないようにするためである。   The reason why the four target protrusions 25 and 26 are provided in the circumferential direction is that they can be detected in real time and that there is no overlap and overtaking of pulses in the A region.

さらに、前記第1ターゲット突起25の円周方向の幅長さWは、第2ターゲット突起26の円周方向の幅長さW1よりも大きく設定されて、これによって、角度検出センサ27がそれぞれのターゲットを識別するようになっている。   Furthermore, the circumferential width W of the first target protrusion 25 is set to be larger than the circumferential width W1 of the second target protrusion 26, whereby the angle detection sensors 27 are respectively connected to the respective angular detection sensors 27. It is designed to identify the target.

前記角度検出センサ27は、機関回転数を検出する通常のクランク角センサとしても用いられ、一般的なホール素子を利用したもので、先端部が前記両ターゲット突起25,26の各先端縁に近接配置されてこれらの突起25,26をホールICによって検出してそれぞれのパルス電圧をコントローラ24に出力するようになっている。   The angle detection sensor 27 is also used as a normal crank angle sensor for detecting the engine speed, and uses a general Hall element, and the tip portion is close to the tip edges of the target projections 25 and 26. The protrusions 25 and 26 are arranged and detected by the Hall IC, and each pulse voltage is output to the controller 24.

なお、前記各ターゲット突起25,26と角度検出センサ27によって検出機構が構成されている。   The target projections 25 and 26 and the angle detection sensor 27 constitute a detection mechanism.

前記コントローラ24は、機関の回転数を検出する前記角度検出センサ27からのクランク角や、前記カムシャフト1の回転角度を検出するカム角センサ、機関の吸入空気量から負荷を検出するエアーフローメーター、スロットルバルブ開度及び機関水温センサなどの各種のセンサ類からの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を検出して、機関運転状態に応じて電磁コイル20に制御電流を出力している。   The controller 24 includes a crank angle from the angle detection sensor 27 that detects the engine speed, a cam angle sensor that detects the rotation angle of the camshaft 1, and an air flow meter that detects a load from the intake air amount of the engine. The current engine operating state is detected based on detection signals from various sensors such as the throttle valve opening and the engine water temperature sensor, and a control current is output to the electromagnetic coil 20 in accordance with the engine operating state.

また、このコントローラ24は、前記角度検出センサ27から入力したパルス信号に基づいて、タイミングスプロケット2の回転角度と渦ディスク13の回転角度から両者2,13の回転位相差を検出するようになっている。   The controller 24 detects the rotational phase difference between the two and 13 from the rotational angle of the timing sprocket 2 and the rotational angle of the vortex disk 13 based on the pulse signal input from the angle detection sensor 27. Yes.

以下、まず、この実施形態の電磁ブレーキによる作用について説明する。イグニッションキーをオフにした機関停止時には、ヒステリシスブレーキ17の電磁コイル20の励磁をオフにしておくことにより、トーションスプリング16のばね力によって渦ディスク13をタイミングスプロケット2に対して機関回転方向へ最大に回転させておく。これにより、係合ピン11は、図6及び図7に示すように、球状先端部が渦巻き溝15の先端溝部15aの先端側に位置して、クランクシャフトとカムシャフト1の相対回転位相(機関弁の開閉タイミング)は始動に最適な僅かに進角側寄りの位置に保持されている。この時点では、前記第2ターゲット突起26は、第1ターゲット突起25に対してタイミングスプロケット2の回転方向と反対方向の20°の回転位置になっている。   Hereinafter, the operation of the electromagnetic brake of this embodiment will be described first. When the engine is stopped with the ignition key turned off, the excitation of the electromagnetic coil 20 of the hysteresis brake 17 is turned off so that the vortex disk 13 is maximized in the engine rotation direction with respect to the timing sprocket 2 by the spring force of the torsion spring 16. Keep rotating. Accordingly, as shown in FIGS. 6 and 7, the engagement pin 11 has a spherical tip positioned on the tip side of the tip groove 15 a of the spiral groove 15, and the relative rotation phase between the crankshaft and the camshaft 1 (engine The valve opening / closing timing is held at a position slightly closer to the advance side that is optimal for starting. At this time, the second target protrusion 26 is at a rotation position of 20 ° in the direction opposite to the rotation direction of the timing sprocket 2 with respect to the first target protrusion 25.

そして、機関始動のためにイグニッションキーを操作して電源をオンにすると、クランキング時には、交番トルクなどの外乱が発生して前記渦ディスク13が不用意に回転してしまうおそれがあるが、前記係合ピン11が渦巻き溝15の先端溝部15aの先端15d内に安定に保持されてクランクシャフトとカムシャフト1はその相対回転位相が始動に最適な位置になっているので、機関の始動性が良好になる。   When the ignition key is operated to start the engine and the power is turned on, disturbance such as alternating torque may occur during cranking, and the vortex disk 13 may rotate carelessly. Since the engaging pin 11 is stably held in the tip 15d of the tip groove portion 15a of the spiral groove 15 and the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 is in an optimum position for starting, the startability of the engine is improved. Become good.

具体的に説明すれば、この機関始動時には、カムシャフト1には外乱の一つである正負の交番トルクが発生しており、この交番トルクが渦ディスク13に伝達されてヒステリシスリング18がトーションスプリング16のばね力に抗して不用意に回転してしまうおそれがある。   More specifically, when the engine is started, positive and negative alternating torque, which is one of disturbances, is generated on the camshaft 1, and this alternating torque is transmitted to the vortex disk 13 so that the hysteresis ring 18 is moved to the torsion spring. There is a risk of inadvertent rotation against the 16 spring force.

しかしながら、この実施形態では、前述のように、渦巻き溝15の先端溝部15aの領域が内方に屈曲されて、減速比が6以上に大きく設定されていることから、係合ピン11の先端溝部15a(先端15d)内での作動抵抗が大きくなって渦ディスク13を保持することが可能になり、前記交番トルクなどによる不用意な回転を確実に規制することができる。   However, in this embodiment, as described above, the region of the tip groove portion 15a of the spiral groove 15 is bent inward, and the reduction ratio is set to be larger than 6; The operating resistance in 15a (tip 15d) is increased and the vortex disk 13 can be held, and inadvertent rotation due to the alternating torque can be reliably controlled.

したがって、機関始動時の回転位相が安定に保持され、この結果、良好な始動性を確保することができる。   Therefore, the rotational phase at the time of engine start is stably maintained, and as a result, good startability can be ensured.

その後、機関がアイドル運転などの低回転域に移行すると、前記コントローラ24から電磁コイル20に出力された制御電流によって、ヒステリシスブレーキ17に磁力が発生して、トーションスプリング16の力に抗する制動力が渦ディスク13に付与される。このとき、前記電磁コイル20には、通常よりも比較的大きな電流が供給されるようになっており、これによって、前記係合ピン11が渦巻き溝15の先端溝部15aから速やかに脱出して偏曲部15c側に速やかに移動できるようになっている。   Thereafter, when the engine shifts to a low rotation range such as idle operation, a magnetic force is generated in the hysteresis brake 17 by the control current output from the controller 24 to the electromagnetic coil 20, and the braking force resists the force of the torsion spring 16. Is applied to the vortex disk 13. At this time, a relatively larger current than usual is supplied to the electromagnetic coil 20, whereby the engagement pin 11 quickly escapes from the tip groove portion 15 a of the spiral groove 15 and is biased. It can move quickly to the curved portion 15c.

これにより、渦ディスク13が、タイミングスプロケット2の回転方向に対して僅かに逆方向に回転し、それによってリンク部材8の先端の係合ピン11が各渦巻き溝15に誘導されてリンク部材8の先端部8bが径方向窓孔9に沿って外側に揺動し、図8に示すように、リンク部材8の作用によってタイミングスプロケット2と従動軸部材4の回転位相角が最遅角側に変更される。   As a result, the vortex disk 13 rotates slightly in the reverse direction with respect to the rotation direction of the timing sprocket 2, whereby the engagement pin 11 at the tip of the link member 8 is guided to each spiral groove 15 and the link member 8. The tip 8b swings outward along the radial window hole 9, and the rotational phase angle of the timing sprocket 2 and the driven shaft member 4 is changed to the most retarded angle side by the action of the link member 8 as shown in FIG. Is done.

この結果、クランクシャフトとカムシャフト1の相対回転位相が低回転に適した最遅角側に変更される。これによって、アイドル運転時の機関回転の安定化と燃費の向上が図れる。   As a result, the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 is changed to the most retarded angle side suitable for low rotation. As a result, the engine rotation during idling can be stabilized and the fuel consumption can be improved.

そして、この状態から機関の運転が通常運転に移行して、例えば高回転時になると、前記回転位相を最進角側に変更すべき指令が前記コントローラ24から発され、電磁コイル20にさらに大きな電流が供給されて、トーションスプリング16の力に抗する大きな制動力が渦ディスク13に付与される。   Then, when the operation of the engine shifts from this state to the normal operation and, for example, at a high rotation time, a command to change the rotation phase to the most advanced angle side is issued from the controller 24, and a larger current is supplied to the electromagnetic coil 20. Is supplied, and a large braking force against the force of the torsion spring 16 is applied to the vortex disk 13.

これにより、渦ディスク13がタイミングスプロケット2に対してさらに逆方向に回転し、それによってリンク部材8の先端の係合ピン11が各渦巻き溝15に誘導されてリンク部材8の先端部8bが径方向窓孔9に沿ってさらに内側に揺動し、図9に示すように、リンク部材8の作用によってタイミングスプロケット2と従動軸部材4の相対回転角が最進角側に変更される。   As a result, the vortex disk 13 further rotates in the opposite direction with respect to the timing sprocket 2, whereby the engagement pin 11 at the tip of the link member 8 is guided to each spiral groove 15, and the tip portion 8 b of the link member 8 has a diameter. As shown in FIG. 9, the relative rotation angle of the timing sprocket 2 and the driven shaft member 4 is changed to the most advanced angle side by the action of the link member 8.

この結果、クランクシャフトとカムシャフト1との回転位相が最進角側に変更され、それによって機関の高出力化が図られることとなる。   As a result, the rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 is changed to the most advanced angle side, thereby increasing the engine output.

そして、前記渦巻き溝15の中間位置で最遅角側に制御される場合における渦ディスク13の回転角θの特性、つまり、前記渦巻き溝15の先端溝部15aから屈曲部15dと偏曲部15cを経て一般部位15bまでの制御マージンは、図10に示すような特性になる。   And the characteristic of the rotation angle θ of the vortex disk 13 when it is controlled to the most retarded angle side at the middle position of the spiral groove 15, that is, the bent portion 15d and the bent portion 15c are moved from the tip groove portion 15a of the spiral groove 15. Then, the control margin up to the general part 15b has characteristics as shown in FIG.

この図10では、前述した機関始動時から高回転までの渦ディスク13の回転角θに対する渦ディスク13の回転角θに対する渦巻き溝15のピッチRとの関係は実線X(折れ線)に示され、タイミングスプロケット2(クランクシャフト)との関係は実線Y(折れ線)で示している。   In FIG. 10, the relationship between the rotation angle θ of the vortex disk 13 and the rotation angle θ of the vortex disk 13 with respect to the rotation angle θ of the vortex disk 13 from the engine start to the high rotation described above is indicated by a solid line X (broken line). The relationship with the timing sprocket 2 (crankshaft) is indicated by a solid line Y (broken line).

すなわち、まず、渦ディスク13の回転角θに対する渦巻き溝15のピッチRの相対回転角をみると、実線Xに示すように、機関始動初期のa点(先端溝部15aの先端15d)からアイドル運転時の最遅角位置となるb点までのA領域は立ち上がり特性になるが、このアイドル運転時の最遅角位置b点からさらに通常運転時及び機関高回転時に移行して最進角位置となるc点までのB領域ではなだらかな連続的な立ち下がり特性となる。したがって、かかる渦巻き溝15の特性からして、対応する渦ディスク13の回転角θとタイミングスプロケット2の相対回転角をみると、実線Yに示すように、機関始動初期のa’点からアイドル運転時の最遅角b’点までのA領域は立ち下がり特性になるが、この最遅角b’点からさらに通常運転時から機関高回転時における最進角c’までのB領域ではなだらかな連続的な立ち上がり特性となる。   That is, first, when the relative rotation angle of the pitch R of the spiral groove 15 with respect to the rotation angle θ of the vortex disk 13 is viewed, as shown by the solid line X, the idle operation is started from the point a at the initial stage of engine startup (the tip 15d of the tip groove portion 15a). The A region up to point b, which is the most retarded angle position at the time, has a rising characteristic, but further shifts from the most retarded angle position b point during idle operation to the most advanced angle position during normal operation and high engine speed. In the region B up to the point c, a smooth continuous falling characteristic is obtained. Accordingly, when the rotation angle θ of the corresponding vortex disk 13 and the relative rotation angle of the timing sprocket 2 are viewed from the characteristics of the spiral groove 15, the idle operation is performed from the point a ′ at the initial stage of engine start as shown by the solid line Y. The region A up to the most retarded angle b 'at the time has a falling characteristic, but the region B from the most retarded angle b' to the most advanced angle c 'during normal operation to the most advanced angle c' is gentle. Continuous rise characteristics.

したがって、この実施形態によれば、渦巻き溝15の先端溝部15aの特異な形状、つまり回転位相の変化率を小さくする(減速比大)ことによって機関が容易に始動できる進角領域が広くなったことから、この領域における係合ピン11との作動抵抗が大きくなる。   Therefore, according to this embodiment, the advance angle region where the engine can be easily started is widened by reducing the unique shape of the tip groove portion 15a of the spiral groove 15, that is, by reducing the rate of change of the rotational phase (large reduction ratio). Therefore, the operating resistance with the engagement pin 11 in this region is increased.

つまり、交番トルクが渦ディスク13に作用して偏曲部15c側へ回転させようとすると、係合ピン11が先端溝部15aの先端15d内において径方向の外側直角方向(図7中矢印方向)へ移動しようとして、該先端15dの外周縁に突き当たって移動が確実に規制される。このため、前記交番トルクなどの相対回転方向に前記各種の外乱が発生しても渦ディスク13が不用意に相対回転変更することがなくなる。つまり、渦ディスク13に対する始動回転位相位置での保持力が向上することから、機関の常時安定かつ良好な始動性が得られる。   That is, when the alternating torque acts on the vortex disk 13 to rotate it toward the bent portion 15c, the engaging pin 11 is radially outwardly perpendicular to the tip 15d of the tip groove 15a (in the direction of the arrow in FIG. 7). The movement is surely restricted by hitting the outer peripheral edge of the tip 15d. For this reason, even if the various disturbances occur in the relative rotation direction such as the alternating torque, the vortex disk 13 is not inadvertently changed in relative rotation. That is, since the holding force at the starting rotational phase position with respect to the vortex disk 13 is improved, the engine is always stable and good startability can be obtained.

しかも、機関始動後には、電磁コイル20への通電量を大きくしてブレーキ力を高め、渦ディスク13を速やかに回転させるため、バルブタイミングの最遅角側への制御、さらに最進角側への制御応答性の低下を防止できる。   In addition, after the engine is started, the energization amount to the electromagnetic coil 20 is increased to increase the braking force and the vortex disk 13 is rotated rapidly, so that the valve timing is controlled to the most retarded angle side and further to the most advanced angle side. It is possible to prevent a decrease in control responsiveness.

なお、図10中の破線P、Qで示す特性は、本実施形態のような、渦巻き溝15の先端溝部15a側を屈曲形成せずに、渦巻き溝15全体が一定の曲率で形成された場合の渦ディスク回転角θと渦巻き溝ピッチRとの関係(P)と渦ディスク回転角θとカムシャフト1との回転位相差(Q)を示すものである。   The characteristics indicated by the broken lines P and Q in FIG. 10 are obtained when the entire spiral groove 15 is formed with a constant curvature without bending the tip groove portion 15a side of the spiral groove 15 as in this embodiment. The relationship (P) between the vortex disk rotation angle θ and the spiral groove pitch R, and the rotation phase difference (Q) between the vortex disk rotation angle θ and the camshaft 1 are shown.

そして、前記A領域とB領域との間の中間点の位相角は、前記角度検出センサ27及びコントローラ24によって正確に検出することができる。   The phase angle at the intermediate point between the A area and the B area can be accurately detected by the angle detection sensor 27 and the controller 24.

すなわち、前記角度検出センサ27から出力されるパルス信号は、図11A〜Cに示すようになっており、前記機関始動初期のイニシャル位置では、図11Aに示すように、第1ターゲット突起25のパルス信号Sと第2ターゲット突起26のパルス信号Dは20°の等間隔位置で発信されている。   That is, the pulse signal output from the angle detection sensor 27 is as shown in FIGS. 11A to 11C. At the initial position at the initial stage of engine start, as shown in FIG. 11A, the pulse of the first target protrusion 25 is obtained. The signal S and the pulse signal D of the second target protrusion 26 are transmitted at equal intervals of 20 °.

次に、前記機関始動からアイドリング運転に移行すると、前述した電磁コイル20への通電による渦ディスク13にブレーキ力が作用して、前記中間位置b、b’点になると、第1ターゲット突起25と第2ターゲット突起26とが所定の角度だけ離間し、第1ターゲット突起25の位置1、2、3、4から第2ターゲット突起26が20°の離間位置からさらに50.5°の位置1’、2’、3’、4’にそれぞれ離間し、つまり全体で70.5°角度位置に離間する。   Next, when shifting from the engine start to the idling operation, a braking force is applied to the vortex disk 13 by energizing the electromagnetic coil 20, and when the intermediate positions b and b 'are reached, the first target protrusion 25 and The second target protrusion 26 is separated from the second target protrusion 26 by a predetermined angle, and the position 1 ′ of the second target protrusion 26 is further 50.5 ° from the position 20 ° apart from the position 1, 2, 3, 4 of the first target protrusion 25 2 ′, 3 ′, and 4 ′, that is, 70.5 ° angular positions as a whole.

さらに、機関が通常運転から高回転に移行した場合には、渦ディスク13へのブレーキ力の作用が継続されて最進角位置c、c’点になると、第1ターゲット突起25と第2ターゲット突起26がさらに離間して、両者25,26の全体で約251°の角度位置に離間する。   Further, when the engine shifts from normal operation to high rotation, when the action of the braking force on the vortex disk 13 continues and reaches the most advanced angle positions c and c ′, the first target protrusion 25 and the second target The protrusion 26 is further separated, and the both 25 and 26 are separated to an angular position of about 251 °.

したがって、この相対角度変化をコントローラ24に出力することによって後述する検出方法によってカムシャフト1とタイミングスプロケット2の進角−最遅角−最進角の相対回転角度を検出することができる。   Therefore, by outputting this relative angle change to the controller 24, the relative rotation angle of the camshaft 1 and the timing sprocket 2 can be detected by the detection method described later.

以下、図12、図13のフローチャート図によって、前記各ターゲット突起25,26を介して角度検出センサ27から出力されたパルス信号に基づいて前記コントローラ24による相対角度検出方法を説明する。   Hereinafter, the relative angle detection method by the controller 24 will be described based on the pulse signals output from the angle detection sensor 27 through the target protrusions 25 and 26 with reference to the flowcharts of FIGS.

まず、図12のステップ1では、前記角度検出センサ27から第1ターゲット突起25に基づいて得られたタイミングスプロケット2(クランクシャフト)の回転数から機関回転数N(rpm)を読み込む。   First, in step 1 of FIG. 12, the engine speed N (rpm) is read from the rotation speed of the timing sprocket 2 (crankshaft) obtained from the angle detection sensor 27 based on the first target protrusion 25.

ステップ2では、角度検出センサ27から出力された第1,第2ターゲット突起25,26のパルス幅を比較して、幅長さの大きい方を前記S信号(基準パルス信号)、小さい方をD信号とそれぞれ認識する。   In step 2, the pulse widths of the first and second target protrusions 25 and 26 output from the angle detection sensor 27 are compared, and the larger one is the S signal (reference pulse signal) and the smaller one is the D signal. Recognize each as a signal.

ステップ3では、前記S信号とD信号の立ち上がり時間差Δtを検出し、ステップ4において、前記Δtから位相差θ1を以下の式によって求める。   In step 3, the rise time difference Δt between the S signal and the D signal is detected, and in step 4, the phase difference θ1 is obtained from the Δt by the following equation.

θ=Δt/(N/60)×360×2(°CA)
ステップ5では、前記初期設定値の位相角20°(クランク角40°)から前述した変化量を算出することによって、タイミングスプロケット2とカムシャフト1との回転位相の変換角を、θ=θ1−20°の式から求める。
θ = Δt / (N / 60) × 360 × 2 (° CA)
In step 5, the amount of change described above is calculated from the phase angle 20 ° (crank angle 40 °) of the initial setting value, so that the rotational angle conversion angle between the timing sprocket 2 and the camshaft 1 is θ = θ1−. Obtained from the equation of 20 °.

このように、本実施形態では、前記第1ターゲット突起25と第2ターゲット突起26との相対的な回転位置によって、渦ディスク13の回転角θ、つまりタイミングスプロケット2とカムシャフト1との相対回転変換角θを検出することができる。   Thus, in the present embodiment, the rotation angle θ of the vortex disk 13, that is, the relative rotation between the timing sprocket 2 and the camshaft 1, depending on the relative rotation position between the first target protrusion 25 and the second target protrusion 26. The conversion angle θ can be detected.

次に、前記A領域とB領域の判定方法及び制御切り換え方法を、図13に基づいて説明する。   Next, a method for determining the A region and the B region and a control switching method will be described with reference to FIG.

ステップ11では、現在の前記渦ディスク13の回転角θを検出し、ステップ12では、前記現在の回転角θがθtよりも大きい(等しい)か否かを判別する。ここで、θtは、渦巻き溝15の偏曲部15cである図10のb、b’点の位相角であって、本実施形態ではカム角で50.5°に設定してある。   In step 11, the current rotation angle θ of the vortex disk 13 is detected, and in step 12, it is determined whether or not the current rotation angle θ is larger (equal) than θt. Here, θt is a phase angle at points b and b ′ in FIG. 10 which is the bent portion 15c of the spiral groove 15, and in this embodiment, the cam angle is set to 50.5 °.

このステップ12において、回転角(変換角)θが、例えばb,b’点の位相角θtと等しいと判別した場合は、前記中間位置(最遅角位置)になっていると判断できる。また、回転角θが位相角θtよりも大きいと判別した場合は、b,b’点の位置よりもc点側(進角側)に位置していると判断できる。   If it is determined in step 12 that the rotation angle (conversion angle) θ is equal to, for example, the phase angle θt at points b and b ′, it can be determined that the intermediate position (most retarded angle position) has been reached. When it is determined that the rotation angle θ is larger than the phase angle θt, it can be determined that the rotation angle θ is located on the c point side (advance angle side) with respect to the positions of the b and b ′ points.

前記θが位相角θtと等しいあるいは大きいと判断した後は、ステップ13に進む。このステップ13では、現在の機関運転状態に応じて遅角側に制御するか進角側に制御するかを判断する。   After determining that θ is equal to or larger than the phase angle θt, the process proceeds to step 13. In step 13, it is determined whether to control to the retard side or the advance side according to the current engine operating state.

ここで、θを例えば遅角側に移行させたい場合には、ステップ14に移行する。このステップ14では、電磁コイル20への通電量を減少させる処理を行い、これによって、前記トーションスプリング16のばね力によって渦ディスク13を遅角側(b点方向)へ回転させる。   Here, when it is desired to shift θ to the retard side, for example, the routine proceeds to step 14. In this step 14, a process of reducing the amount of current supplied to the electromagnetic coil 20 is performed, whereby the vortex disk 13 is rotated to the retard side (point b direction) by the spring force of the torsion spring 16.

また、ステップ13においてθを進角側に移行させたい場合には、ステップ15に移行する。このステップ15では、電磁コイル20への通電量を増加する処理を行う。これによって、渦ディスク13にブレーキ力が作用して進角側に回転する。   If it is desired to shift θ to the advance side in step 13, the process proceeds to step 15. In step 15, a process for increasing the amount of current supplied to the electromagnetic coil 20 is performed. As a result, a braking force acts on the vortex disk 13 and rotates to the advance side.

一方、前記ステップ12において中間位置(最遅角位置)になっているか、あるいはこの中間位置よりも小さいと判別した場合は、ステップ16に移行し、ここで、現在の機関運転状態に応じて遅角側に制御するか進角側に制御するかを判断する。   On the other hand, if it is determined in step 12 that the intermediate position (most retarded angle position) is reached or smaller than this intermediate position, the routine proceeds to step 16, where it is delayed according to the current engine operating state. It is determined whether to control to the angle side or to the advance side.

つまり、渦ディスク13が、前記中間位置(最遅角位置)になっているかあるいはa点側に位置しているので、例えばa点側から中間位置側に移行させたい場合はステップ17に移行する。   That is, since the vortex disk 13 is at the intermediate position (most retarded position) or at the a point side, for example, when it is desired to move from the a point side to the intermediate position side, the process proceeds to step 17. .

このステップ17において電磁コイル20への通電量を増加させる処理を行う。これによって、渦ディスク13にブレーキ力が作用して最遅角側(中間位置)へ回転し、また、さらにかかる最遅角位置を超えて進角側に回転する。   In this step 17, a process for increasing the energization amount to the electromagnetic coil 20 is performed. As a result, a braking force acts on the vortex disk 13 to rotate to the most retarded angle side (intermediate position), and further to the advance angle side beyond the most retarded angle position.

また、前記ステップ16において、中間位置になっているので、ここからa点側へ移行させたい場合には、ステップ18に移行し、ここでは電磁コイル20への通電両を減少させる処理を行う。これによって、トーションスプリング16のばね力によって渦ディスク13を進角側(a点方向)へ回転させる。   Further, in step 16, since the intermediate position is reached, when it is desired to move from this point to the point a, the flow moves to step 18, where a process of reducing both energization to the electromagnetic coil 20 is performed. As a result, the vortex disk 13 is rotated toward the advance side (point a direction) by the spring force of the torsion spring 16.

以上のように、本実施形態によれば、カムシャフト1の回転位相角度ではなく、渦ディスク13の回転位相角度を直接的に検出し、この検出パルスD信号と基準パルスS信号とによって、タイミングスプロケット2とカムシャフト1との位相角度差を検出するため、該検出される検出値の範囲を拡大することが可能になる。この結果、全体の回転角度の中間回転角度(最遅角)の検出も可能になり、位相角の検出精度を向上させることが可能になる。   As described above, according to this embodiment, not the rotational phase angle of the camshaft 1 but the rotational phase angle of the vortex disk 13 is directly detected, and the timing is determined based on the detection pulse D signal and the reference pulse S signal. Since the phase angle difference between the sprocket 2 and the camshaft 1 is detected, the detected value range can be expanded. As a result, it is possible to detect an intermediate rotation angle (most retarded angle) of the entire rotation angle, and to improve the detection accuracy of the phase angle.

したがって、この検出結果によって電磁コイル20へ通電して遅角側あるいは進角側に制御するのか、あるいは電磁コイル20への通電量を減少させて遅角側に制御するのか進角側に制御するのかを判断することが可能になる。   Therefore, depending on the detection result, the electromagnetic coil 20 is energized and controlled to the retard side or the advance side, or the energization amount to the electromagnetic coil 20 is decreased and controlled to the retard side or the advance side is controlled. It becomes possible to judge whether.

なお、前記中間位置(最遅角側の位置)から渦ディスク13にブレーキ力を作用させて進角側に回転すると、図11Cに示すように、前記第1ターゲット突起25に対して第2ターゲット突起26が追い越してしまい、両者25,26の相対位置では、位相差を検出することができなくなるので、この場合は、前記第1ターゲット突起25を基準として前記カム角センサによるカム角信号と比較してタイミングスプロケット2とカムシャフト1との相対回転位相差を検出する。   When the brake force is applied to the vortex disk 13 from the intermediate position (most retarded position) and the vortex disk 13 is rotated to the advance side, the second target is moved with respect to the first target protrusion 25 as shown in FIG. 11C. Since the projection 26 has overtaken and the phase difference cannot be detected at the relative position between the two 25 and 26, in this case, the first target projection 25 is used as a reference and compared with the cam angle signal from the cam angle sensor. Thus, the relative rotational phase difference between the timing sprocket 2 and the camshaft 1 is detected.

また、本実施形態では、位相変更機構3としてヒステリシスブレーキ17を用いていることから、電磁コイル20への通電量によって渦ディスク13に対して非常に高いブレーキ力を得ることができる。このため、前述のように、機関始動後から通常制御を開始する際に通電量を多くすることにより、始動後から通常制御開始時の位相変更の応答性の悪化を簡単かつ効果的に防止することができる。   In the present embodiment, since the hysteresis brake 17 is used as the phase change mechanism 3, a very high braking force can be obtained for the vortex disk 13 by the amount of current supplied to the electromagnetic coil 20. For this reason, as described above, by increasing the energization amount when starting normal control after starting the engine, it is possible to easily and effectively prevent the deterioration of the responsiveness of phase change when starting normal control after starting. be able to.

さらに、前記渦巻き溝13の変化率が小さくなっている先端溝部15a以外は、所望の形状によって形成することができるため、機関始動後の制御に影響が与えられることがなく、所望の制御を確保できる。   Further, since the spiral groove 13 can be formed in a desired shape except for the tip groove portion 15a where the change rate of the spiral groove 13 is small, the control after the engine is started is not affected, and the desired control is ensured. it can.

なお、このバルブタイミング制御装置によるクランクシャフトとカムシャフト1の相対回転位相は、前記最遅角や最進角の位相ばかりでなく、機関運転状態に応じて電磁コイル20への通電量を変化によるヒステリシスブレーキ17の制動力の制御によって任意の回転位相に変更し、例えば、トーションスプリング16のばね力とヒステリシスブレーキ17の制動力とのバランスによってその位相をカム角約50.5°のほぼ中間位置に保持することもできる。   Note that the relative rotational phase of the crankshaft and the camshaft 1 by this valve timing control device depends not only on the phase of the most retarded angle or the most advanced angle, but also on the amount of current supplied to the electromagnetic coil 20 in accordance with the engine operating state. By changing the braking force of the hysteresis brake 17, the rotation phase is changed to an arbitrary rotational phase. For example, the phase is changed to a substantially intermediate position with a cam angle of about 50.5 ° by the balance between the spring force of the torsion spring 16 and the braking force of the hysteresis brake 17. Can also be held.

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、前記位相変更機構として、前記渦ディスク13が一方向の回転力を所定のギア比で出力する複数のギアから構成された、いわゆるハーモニックドライブ機構によって構成したものであってもよく、この場合、ハーモニックドライブ機構の作動出力側に、センサによってパルス信号を発生させる少なくとも一つのターゲット突起を有する構成としてもよい。   The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. As the phase change mechanism, the vortex disk 13 includes a plurality of gears that output a rotational force in one direction at a predetermined gear ratio. It may be configured by a harmonic drive mechanism, and in this case, at least one target protrusion for generating a pulse signal by a sensor may be provided on the operation output side of the harmonic drive mechanism.

また、前記駆動回転体に駆動力を伝達するものは、スプロケット以外にゴム製のタイミングベルトによって駆動されるタイミングプーリや、ギアとギアの噛み合いによって駆動されるものなどであってもよい。   In addition to the sprocket, the one that transmits the driving force to the drive rotator may be a timing pulley that is driven by a rubber timing belt, or one that is driven by meshing of a gear and a gear.

さらに、位相変更機構を電磁ブレーキに代えてヘリカルギア形式のものなどに適用することも可能である。   Furthermore, the phase changing mechanism can be applied to a helical gear type instead of the electromagnetic brake.

また、位相変更機構の渦ディスクを一方向へ回転付勢する付勢手段としては前記トーションスプリングに限らず、カムシャフトからの交番トルクの正負のトルク差を動力源として始動回転位相に戻るように渦巻き溝の収束率を設定してもよい。   Further, the biasing means for rotating and biasing the vortex disk of the phase changing mechanism in one direction is not limited to the torsion spring, and the positive and negative torque difference of the alternating torque from the camshaft is used as a power source to return to the starting rotation phase. You may set the convergence rate of a spiral groove.

前記径方向ガイドは、前記係合部をガイドできればよく、前記径方向ガイド孔の他にガイド溝やガイド突起であってもよい。   The radial guide only needs to be able to guide the engaging portion, and may be a guide groove or a guide projection in addition to the radial guide hole.

渦巻き状ガイドは、有底溝に限らず、中間回転体を貫通する孔状のものや突起状のものであってもよい。   The spiral guide is not limited to the bottomed groove, and may be a hole or a protrusion that penetrates the intermediate rotating body.

また、前記可動部材の形状はどのような形をしていてもよく、例えばリンク先端部の摺動面にローラやボールを設けたものであってもよい。   The shape of the movable member may be any shape, for example, a roller or a ball provided on the sliding surface of the link tip.

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
(イ)前記請求項2に記載の位相角検出装置において、前記中間回転体は、位相の最大進角位置から中間位置を経て最大遅角位置までの範囲で前記カムの回転位置を制御するための渦巻き溝を有する渦ディスクによって構成され、
前記カムシャフトに結合されて、前記渦巻き溝に沿って移動しつつ前記クランクシャフトの回転駆動力を前記カムシャフトに伝達するスプロケットの径方向に移動するフォロア部を設け、
前記渦ディスクの回転方向を制御することによって前記フォロア部を径方向に移動制御することを特徴とする位相角検出装置。
(ロ)(イ)の位相角検出装置において、前記渦ディスクの外面に、センサによってパルス信号を発生させる少なくとも1つのターゲット突起を設けたことを特徴とする位相角検出装置。
(ハ)前記請求項2における位相角検出装置において、前記中間回転体は、一方向の回転力を所定のギア比で出力する複数のギアから構成されたハーモニックドライブ機構であることを特徴とするカム位相角検出装置。
(ニ)(ハ)の位相角検出装置において、前記ハーモニックドライブ機構の作動出力側に、センサによってパルス信号を発生させる少なくとも1つのターゲット突起を設けたことを特徴とする位相角検出装置。
(ホ)請求項2の位相角検出装置において、前記中間回転体の回動角度に対応する検出パルス信号と前記クランクシャフトの角度に対応する基準パルス信号とは、少なくともパルス幅が相違し、1つのセンサで前記中間回転体のパルス信号と、前記基準パルス信号とを検出することを特徴とする位相角検出装置。
(ヘ)(ホ)の位相角検出装置において、前記検出されたパルス信号のパルス幅の相違から前記検出パルス信号と前記基準パルス信号とを特定し、該特定された前記基準パルス信号に対する前記検出パルス信号の遅れを演算することを特徴とする位相角検出装置。
The technical ideas other than the invention described in the claims, as grasped from the embodiment, will be described below.
(A) In the phase angle detecting device according to claim 2, the intermediate rotating body controls the rotational position of the cam in a range from the maximum phase advance position to the maximum retard position through the intermediate position. Constituted by a vortex disk having spiral grooves of
A follower portion that is coupled to the camshaft and moves in the radial direction of a sprocket that transmits the rotational driving force of the crankshaft to the camshaft while moving along the spiral groove,
A phase angle detection device that controls movement of the follower portion in a radial direction by controlling a rotation direction of the vortex disk.
(B) The phase angle detection device according to (a), wherein at least one target projection for generating a pulse signal by a sensor is provided on the outer surface of the vortex disk.
(C) In the phase angle detection device according to claim 2, the intermediate rotating body is a harmonic drive mechanism including a plurality of gears that output a rotational force in one direction at a predetermined gear ratio. Cam phase angle detector.
(D) The phase angle detection device according to (c), wherein at least one target protrusion for generating a pulse signal by a sensor is provided on the operation output side of the harmonic drive mechanism.
(E) In the phase angle detection device according to claim 2, the detection pulse signal corresponding to the rotation angle of the intermediate rotating body and the reference pulse signal corresponding to the angle of the crankshaft are at least different in pulse width. A phase angle detection device that detects a pulse signal of the intermediate rotating body and the reference pulse signal with two sensors.
(F) In the phase angle detection device of (e), the detection pulse signal and the reference pulse signal are specified from a difference in pulse width of the detected pulse signal, and the detection with respect to the specified reference pulse signal is performed. A phase angle detection device for calculating a delay of a pulse signal.

本発明に係る位相角検出装置が適用された内燃機関のバルブタイミング制御装置の実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a valve timing control device for an internal combustion engine to which a phase angle detection device according to the present invention is applied. 本実施形態のバルブタイミング制御装置を分解して一方向からみた斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled the valve timing control apparatus of this embodiment, and was seen from one direction. 本実施形態のバルブタイミング制御装置を分解して他方向からみた斜視図である。It is the perspective view which decomposed | disassembled the valve timing control apparatus of this embodiment, and was seen from the other direction. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本実施形態の第1、第2ターゲット突起を示す図1のB矢視図である。It is a B arrow line view of Drawing 1 showing the 1st and 2nd target projection of this embodiment. 本実施形態における第1、第2ターゲット突起と渦巻き溝の状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state of the 1st, 2nd target protrusion and spiral groove in this embodiment. 本実施形態の始動時における回転位相制御時の作動状態を示す図1のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 1 which shows the operation state at the time of the rotation phase control at the time of starting of this embodiment. 本実施形態の最遅角位相制御時の作動状態を示す図1のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 1 which shows the operation state at the time of the most retarded angle phase control of this embodiment. 本実施形態の最進角位相制御時の作動状態を示す図1のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 1 which shows the operation state at the time of the most advanced angle phase control of this embodiment. 本実施形態における渦ディスクの回転角と相対回転位相の変換角などの関係における制御マージンを示す特性図である。It is a characteristic view showing a control margin in the relationship between the rotation angle of the vortex disk and the conversion angle of the relative rotation phase in the present embodiment. Aは機関始動時における第1、第2ターゲット突起のパルス信号を示し、Bは最遅角制御時におけるパルス信号を示し、Cは最進角制御時におけるパルス信号を示している。A shows the pulse signals of the first and second target protrusions at the time of engine start, B shows the pulse signal at the time of the most retarded angle control, and C shows the pulse signal at the time of the most advanced angle control. 本実施形態のコントローラによる位相検出方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the phase detection method by the controller of this embodiment. 本実施形態のコントローラによる制御フローチャート図である。It is a control flowchart figure by the controller of this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1…カムシャフト
2…タイミングスプロケット(駆動回転体)
3…位相変更機構
4…従動軸部材(従動回転体)
7…径方向窓孔(径方向ガイド)
11…係合ピン(係合部)
13…渦ディスク(中間回転体)
15…渦巻き溝(渦巻き状ガイド)
15a…先端溝部
15b…一般部位
15c…偏曲部(偏曲点)
16…トーションスプリング(付勢手段)
17…ヒステリシスブレーキ
24…コントローラ(出力部)
25…第1ターゲット突起
26…第2ターゲット突起
27…角度検出センサ(検出部)
1 ... Camshaft 2 ... Timing sprocket (drive rotor)
3 ... Phase change mechanism 4 ... Driven shaft member (driven rotor)
7. Radial window hole (radial guide)
11 ... engaging pin (engaging part)
13 ... Vortex disk (intermediate rotating body)
15 ... spiral groove (spiral guide)
15a ... Tip groove 15b ... General part 15c ... Bending part (bending point)
16 ... Torsion spring (biasing means)
17 ... Hysteresis brake 24 ... Controller (output unit)
25 ... 1st target protrusion 26 ... 2nd target protrusion 27 ... Angle detection sensor (detection part)

Claims (3)

駆動される従動部材の動作角度を変更する中間回転体と、
前記従動部材の変更された動作角度に対応して前記中間回転体から出力されたパルス信号を検出する検出部と、
前記検出されたパルス信号と、予め設定された基準パルスとから位相差信号を検出して出力する出力部と、を備え、
前記位相差信号に基づいて前記従動部材の全体の動作角度における所定の中間角度位置を検出することを特徴とする位相角検出装置。
An intermediate rotating body for changing the operating angle of the driven member to be driven;
A detection unit for detecting a pulse signal output from the intermediate rotating body corresponding to the changed operating angle of the driven member;
An output unit that detects and outputs a phase difference signal from the detected pulse signal and a preset reference pulse; and
A phase angle detection device that detects a predetermined intermediate angle position in the entire operating angle of the driven member based on the phase difference signal.
機関のクランクシャフトによって同期して回転駆動される駆動回転体と、
機関弁を開閉作動させるカムを有するカムシャフトに結合された従動回転体と、
前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相角度を、中間回転体の回動角度によって変更する位相変更機構と、
前記中間回転体の回動角度に対応して出力されたパルス信号を検出する検出部と、
該検出部によって検出されたパルス信号と前記駆動回転体の回転角度に対応する基準パルスとによって位相差信号を検出して出力する出力部と、を備え、
前記位相差信号に基づいて前記従動部材の全体の回動位相角度における所定の中間角度位置を検出することを特徴とする位相角検出装置。
A drive rotor that is driven to rotate synchronously by the crankshaft of the engine;
A driven rotor coupled to a camshaft having a cam for opening and closing the engine valve;
A phase change mechanism that changes a relative rotation phase angle between the drive rotator and the driven rotator according to a rotation angle of the intermediate rotator;
A detection unit for detecting a pulse signal output corresponding to the rotation angle of the intermediate rotating body;
An output unit that detects and outputs a phase difference signal based on a pulse signal detected by the detection unit and a reference pulse corresponding to a rotation angle of the driving rotating body;
A phase angle detection device that detects a predetermined intermediate angle position in the entire rotation phase angle of the driven member based on the phase difference signal.
機関または車両の運転状態に応じて、機関弁の開閉時期を制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記機関弁を作動させるカムシャフトに設けられたカムの回転位相角を中間回転体の回動角度を可変にすることによって変更する位相変更機構と、
前記中間回転体の回動角度とクランクシャフトによって同期回転駆動される駆動回転体の回転角度とを検出して、前記中間回転体と駆動回転体の回転位相差を検出する検出機構と、を備え、
該検出機構から出力された位相差信号に基づいて、前記従動部材の全体の回動位相角度における前記機関弁の開閉タイミングの遅角制御領域と進角制御領域との中間点を検出することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
A valve timing control device for an internal combustion engine that controls the opening and closing timing of an engine valve according to the operating state of the engine or vehicle,
A phase change mechanism that changes the rotation phase angle of the cam provided on the camshaft that operates the engine valve by making the rotation angle of the intermediate rotating body variable;
A detection mechanism that detects a rotation phase difference between the intermediate rotator and the drive rotator by detecting a rotation angle of the intermediate rotator and a rotation angle of the drive rotator that is synchronously driven by a crankshaft. ,
Detecting an intermediate point between the retard control region and the advance control region of the opening / closing timing of the engine valve in the entire rotational phase angle of the driven member based on the phase difference signal output from the detection mechanism. An internal combustion engine valve timing control device.
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