特開 2022-12429 弁開閉時期制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022012429

(43)【公開日】2022-01-17

(54)【発明の名称】弁開閉時期制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 13/02 20060101AFI20220107BHJP

   F01L 1/356 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

F02D13/02 H

F01L1/356 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020114251

(22)【出願日】2020-07-01

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】粕谷 友紀

(72)【発明者】

【氏名】中井 敬野

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】鴨山 剛之

(72)【発明者】

【氏名】弘田 徹

【テーマコード（参考）】

3G018

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G018BA09

3G018CA13

3G018DA20

3G018DA34

3G018EA21

3G018EA31

3G018EA32

3G018FA01

3G018FA07

3G018FA16

3G018GA03

3G018GA11

3G092AA11

3G092CA01

3G092DA01

3G092DA09

3G092DG08

3G092EA03

3G092EA04

3G092EC09

3G092FA09

3G092FA31

3G092GA01

3G092GA10

3G092HF19Z

3G092HF20Z

(57)【要約】

【課題】内燃機関がクランキングを開始するまでに、相対回転位相をクランキングに適した目標位相に確実に変位させることが可能な弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】駆動側回転体Ａと、従動側回転体Ｂと、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定する電動アクチュエータＭと、電動アクチュエータＭの駆動を制御する制御部１０ａと、相対回転位相を記憶する記憶部１０ｂと、備え、記憶部１０ｂは、内燃機関Ｅが停止したとき、次回に内燃機関Ｅが始動する次回始動時の相対回転位相となる目標位相を記憶し、制御部１０ａは、次回始動時において内燃機関の制御装置５０が起動を完了するまでに、記憶部１０ｂに記憶された目標位相に基づいて相対回転位相を目標位相に到達させる変位を開始させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
前記回転軸芯と同軸芯で前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、
前記相対回転位相を記憶する記憶部と、備え、
前記記憶部は、前記内燃機関が停止したとき、次回に前記内燃機関が始動する次回始動時の前記相対回転位相となる目標位相を記憶し、
前記制御部は、前記次回始動時において前記内燃機関の制御装置が起動を完了するまでに、前記記憶部に記憶された前記目標位相に基づいて前記相対回転位相を前記目標位相に到達させる変位を開始させる弁開閉時期制御装置。

【請求項2】

前記記憶部は、前記内燃機関が停止したときに前記内燃機関の前記制御装置から出力される記憶命令に基づいて前記目標位相を記憶する請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動アクチュエータの駆動力により駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定する弁開閉時期制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、回転軸芯と同軸芯で内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、を備えた弁開閉時期制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電動式の弁開閉時期制御装置は、油圧式の弁開閉時期制御装置に比べて位相制御の応答性が早く、エンジン始動時におけるクランキングに適した相対回転位相に設定する上で、有効である。

【0003】

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、内燃機関が停止したとき、停止判定手段が停止状態にあると判定し、電動アクチュエータの入力トルクを制御することにより、最遅角位相又は最進角位相に相対回転位相を設定している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－１６００６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、内燃機関が停止したときには、カムトルクにより相対回転位相が変位する。このため、次回に内燃機関が始動する次回始動時には、始動に適した目標位相となるように、内燃機関の制御装置からの位相命令に基づいて電動アクチュエータを制御して相対回転位相に変位させることとなる。

【0006】

この内燃機関の制御装置は、アイドリングストップでは起動したままであるが、イグニションスイッチがオフとなった場合には起動が停止される。このため、次回始動時に内燃機関の制御装置からの位相命令を受信するまで、電動アクチュエータは相対回転位相を変位させることをしない。つまり、従来の弁開閉時期制御装置では、次回始動時にイグニションスイッチがオンとなり暫くしてから内燃機関の制御装置の起動が完了し、弁開閉時期制御装置が内燃機関の制御装置から位相命令を受信した後、電動アクチュエータが相対回転位相の変位を開始することとなる。その結果、イグニションスイッチがオンとなって内燃機関がクランキングを開始するまでに、クランキングに適した目標位相に変位させることができないおそれがあった。

【0007】

そこで、内燃機関がクランキングを開始するまでに、相対回転位相をクランキングに適した目標位相に確実に変位させることが可能な弁開閉時期制御装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、回転軸芯を中心に内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記回転軸芯と同軸芯で前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を設定する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、前記相対回転位相を記憶する記憶部と、備え、前記記憶部は、前記内燃機関が停止したとき、次回に前記内燃機関が始動する次回始動時の前記相対回転位相となる目標位相を記憶し、前記制御部は、前記次回始動時において前記内燃機関の制御装置が起動を完了するまでに、前記記憶部に記憶された前記目標位相に基づいて前記相対回転位相を前記目標位相に到達させる変位を開始させる点にある。

【0009】

本構成に係る弁開閉時期制御装置は、電動アクチュエータの駆動を制御する制御部と、相対回転位相を記憶する記憶部と、を備えている。この弁開閉時期制御装置の制御部は、内燃機関の制御装置と異なり、制御対象が少ないため、イグニションスイッチがオンとなってからの起動に要する時間が短い。

【0010】

そこで、本構成における記憶部は、内燃機関が停止したときに次回始動時の目標位相を記憶し、制御部は、次回始動時において内燃機関の制御装置が起動を完了するまでに、記憶部に記憶された目標位相に基づいて電動アクチュエータを制御し、相対回転位相を目標位相に到達させる変位を開始させる。つまり、速やかに起動する弁開閉時期制御装置の制御部が、内燃機関の制御装置から出力される位相命令を待つことなく、記憶部に記憶された目標位相を用いて電動アクチュエータを制御し、相対回転位相の変位を開始させる。その結果、イグニションスイッチがオンとなって内燃機関がクランキングを開始するまでに、相対回転位相をクランキングに適した目標位相に変位させることができる。

【0011】

このように、内燃機関がクランキングを開始するまでに、相対回転位相をクランキングに適した目標位相に確実に変位させることが可能な弁開閉時期制御装置を提供できた。

【0012】

他の特徴構成は、前記記憶部は、前記内燃機関が停止したときに前記内燃機関の前記制御装置から出力される記憶命令に基づいて前記目標位相を記憶する点にある。

【0013】

本構成では、内燃機関が停止したときに記憶部が記憶する次回始動時の目標位相は、内燃機関の制御装置からの出力される記憶命令に基づいている。つまり、記憶部は、目標位相を常時記憶する必要がなく、内燃機関の制御装置から記憶命令が出力されたときのみ目標位相を記憶するので、記憶容量を増加させることなく、相対回転位相をクランキングに適した目標位相に確実に変位させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】弁開閉時期制御装置の断面図及びブロック図である。

【図2】エンジン始動時のタイムチャートを示す図である。

【図3】弁開閉時期制御装置の制御フローを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明に係る弁開閉時期制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、弁開閉時期制御装置の一例として、エンジンＥの吸気側に設けられた弁開閉時期制御装置１００として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0016】

図１に示すように、内燃機関としてのエンジンＥのクランクシャフト１と回転軸芯Ｘを中心に同期回転する駆動側回転体Ａと、駆動側回転体Ａの径方向内側に配置され、回転軸芯Ｘを中心にして弁開閉用の吸気カムシャフト２（カムシャフトの一例）と一体回転する従動側回転体Ｂと、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定する電動モータで構成される位相制御モータＭ（電動アクチュエータの一例）と、電動ＶＶＴの制御ユニット１０と、を備えて弁開閉時期制御装置１００が構成されている。以下、電動式の弁開閉時期制御装置１００として「電動ＶＶＴ」と称する場合がある。

【0017】

エンジンＥは、シリンダブロックに形成された複数のシリンダ３にピストン４を収容し、そのピストン４をコネクティングロッド５によりクランクシャフト１に連結した４サイクル型に構成されている。このエンジンＥのクランクシャフト１の出力スプロケット１Ｓと、駆動側回転体Ａの駆動スプロケット１１Ｓとに亘ってタイミングチェーン６（タイミングベルト等でも良い）が巻回されている。これにより、エンジンＥのクランクシャフト１の回転が駆動側回転体Ａに伝達される。エンジンＥの駆動は、制御装置としての上位ＥＣＵ５０（エンジンコントロールユニット、内燃機関の制御装置の一例）により制御される。上位ＥＣＵ５０は、各種処理を実行するＣＰＵやメモリを中核としたソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの協働により構成されている。

【0018】

これによりエンジンＥの駆動時には弁開閉時期制御装置１００の全体が回転軸芯Ｘを中心に回転する。また、位相制御モータＭの駆動力により後述する位相調節機構Ｃを作動させ駆動側回転体Ａに対して従動側回転体Ｂを回転方向と同方向又は逆方向に相対変位可能となる。この変位により駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を設定し、吸気カムシャフト２のカム部２Ａによる吸気バルブ２Ｂの開閉時期（開閉タイミング）の制御が実現する。

【0019】

尚、従動側回転体Ｂが駆動側回転体Ａの回転方向と同方向に変位する作動を進角作動と称し、この進角作動により吸気圧縮比が増大する。また、従動側回転体Ｂが駆動側回転体Ａと逆方向に変位する作動を遅角作動と称し、この遅角作動により吸気圧縮比が低減する。

【0020】

〔弁開閉時期制御装置〕
駆動側回転体Ａは、回転軸芯Ｘを中心とする筒状の本体部Ａａと、本体部Ａａと同期回転するオルダム継手Ｃｘおよび入力ギヤ３０とを備えている。本体部Ａａは、外周に駆動スプロケット１１Ｓが形成されたアウタケース１１と、フロントプレート１２と、を複数の締結ボルト１３で締結して構成されている。アウタケース１１は、底部に開口を有する有底筒状型である。駆動側回転体Ａの一部を構成するオルダム継手Ｃｘおよび入力ギヤ３０は、後述する位相調節機構Ｃとしても機能する。オルダム継手Ｃｘを介して入力ギヤ３０は本体部Ａａに連結されている。

【0021】

アウタケース１１の内部空間に中間部材２０（従動側回転体Ｂの一例）と、ハイポサイクロイド型のギヤ減速機構を有した位相調節機構Ｃとが収容されている。また、位相調節機構Ｃは、位相変化を駆動側回転体Ａおよび従動側回転体Ｂに反映するオルダム継手Ｃｘを備えており、このオルダム継手Ｃｘは回転軸芯Ｘ方向において中間部材２０とフロントプレート１２との間に配置されている。フロントプレート１２のうちオルダム継手Ｃｘと対向する面には、回転軸芯Ｘ方向に僅かな隙間となる潤滑凹部１２ａが形成されている。

【0022】

従動側回転体Ｂを構成する中間部材２０は、回転軸芯Ｘに直交する姿勢で吸気カムシャフト２に連結される支持壁部２１と、回転軸芯Ｘを中心とする筒状で吸気カムシャフト２から離間する方向に突出する筒状壁部２２とが一体形成されている。

【0023】

この中間部材２０は、筒状壁部２２の外面がアウタケース１１の内面に接触する状態で相対回転自在に挿入されており、支持壁部２１の中央の貫通孔に挿通する連結ボルト２３により吸気カムシャフト２の端部に固定されている。中間部材２０の支持壁部２１のうち、吸気カムシャフト２に当接する面の一部には偏芯部材２６の内部にオイルを案内する開口部２１ａが形成されている。

【0024】

位相制御モータＭは、その出力軸Ｍａを回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置するように支持フレーム７によりエンジンＥに支持されている。位相制御モータＭの出力軸Ｍａには回転軸芯Ｘに対して直交する姿勢の一対の係合ピン８が形成されている。

【0025】

位相調節機構Ｃは、位相制御モータＭの駆動力により駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相を変更するように複数の部材で構成されている。この位相調節機構Ｃは、中間部材２０と、中間部材２０の筒状壁部２２の内周面に形成される出力ギヤ２５と、偏芯部材２６と、板ばね２７と、第１軸受２８と、第２軸受２９と、固定リング３１と、オルダム継手Ｃｘと、入力ギヤ３０と、を備えている。

【0026】

中間部材２０の筒状壁部２２の内周のうち、回転軸芯Ｘに沿う方向で内側（支持壁部２１に隣接する位置）に回転軸芯Ｘを中心とする支持面２２Ｓが形成され、支持面２２Ｓより回転軸芯Ｘに沿う方向で外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に回転軸芯Ｘを中心とする出力ギヤ２５が一体的に形成されている。

【0027】

偏芯部材２６は筒状であり、この偏芯部材２６は、回転軸芯Ｘに沿う方向での内側（吸気カムシャフト２に近い側）に従動側回転体Ｂ（中間部材２０）の径方向内側を支持する第一部分２６Ａと、回転軸芯Ｘに沿う方向での外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に駆動側回転体Ａ（入力ギヤ３０）の径方向内側を支持する第二部分２６Ｂと、を有している。第二部分２６Ｂには、回転軸芯Ｘに平行となる姿勢で且つ回転軸芯Ｘに対して所定の偏芯量Ｄｙで偏芯する偏芯軸芯Ｙを中心とする外周面である偏芯支持面２６Ｅが形成されている。この偏芯支持面２６Ｅの外周に形成した凹部２６Ｆに板ばね２７が嵌め込まれている。また、第一部分２６Ａには、この板ばね２７の径方向の外面よりも更に径方向外側に突出させた突出部２６Ｓが形成されている。この突出部２６Ｓの外周面には回転軸芯Ｘを中心とする円周支持面２６Ｓａが形成されている。

【0028】

偏芯部材２６の内周には、位相制御モータＭの一対の係合ピン８の各々が係合可能な一対の係合溝２６Ｔが回転軸芯Ｘと平行姿勢で形成されている。更に、偏芯部材２６の回転軸芯Ｘに沿う方向で内側（支持壁部２１の側）の端部には径方向外側に突出した環状の突起２６ａが形成されている。この突起２６ａは、回転軸芯Ｘに沿う方向で従動側回転体Ｂの支持壁部２１と第１軸受２８との間に挟まれており、偏芯部材２６の抜け止め機能を有している。

【0029】

この位相調節機構Ｃでは、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの歯数が、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの歯数より１歯だけ少なく設定されている。そして、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛合する。板ばね２７は、入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部を出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛み合わせるように、入力ギヤ３０に付勢力を作用させる。この板ばね２７の付勢力により、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との噛み合い部におけるバックラッシュを無くすことができる。

【0030】

固定リング３１はＣ字状の環状部材であり、偏芯部材２６の偏芯支持面２６Ｅよりも回転軸芯Ｘ方向の外側（吸気カムシャフト２より遠い側）に嵌合状態で固定されることにより第２軸受２９の抜け止めが行われる。

【0031】

オルダム継手Ｃｘは、板状の継手部材で構成されており、一対の外部係合アーム（不図示）をアウタケース１１に係合させ、一対の内部係合アーム（不図示）を入力ギヤ３０に係合させている。オルダム継手Ｃｘはアウタケース１１に対して外部係合アームが突出する第１方向に変位可能となり、このオルダム継手Ｃｘに対して内部係合アームの形成方向に沿う第２方向に入力ギヤ３０が変位自在となっている。

【0032】

オイルポンプＰから供給される潤滑油は、吸気カムシャフト２の潤滑油路１５から、中間部材２０の支持壁部２１の開口部２１ａを介して偏芯部材２６の内部空間に供給される。このように供給された潤滑油は、遠心力により偏芯部材２６の突起２６ａと従動側回転体Ｂの支持壁部２１との隙間から第１軸受２８に供給され第１軸受２８を円滑に作動させる。これと同時に、偏芯部材２６の内部空間の潤滑油は遠心力によりオルダム継手Ｃｘに供給されると共に、第２軸受２９に供給され、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａと入力ギヤ３０の外歯部３０Ａとの間に供給される。そして、このオルダム継手Ｃｘに供給された潤滑油は、オルダム継手Ｃｘとアウタケース１１との間の隙間から外部に排出される。

【0033】

上記構成により、吸気カムシャフト２の端部に中間部材２０の支持壁部２１が連結ボルト２３により連結されており、吸気カムシャフト２と中間部材２０とが一体回転する。偏芯部材２６は第１軸受２８により中間部材２０に対して回転軸芯Ｘを中心に相対回転自在に支持されている。この偏芯部材２６の偏芯支持面２６Ｅに対し第２軸受２９を介して入力ギヤ３０が支持され、板ばね２７の付勢力により入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの一部が出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの一部に噛み合っている。また、オルダム継手Ｃｘの外方側にフロントプレート１２が配置されるため、オルダム継手Ｃｘはフロントプレート１２の内面に接触する状態で回転軸芯Ｘに対して直交する方向に移動可能となる。さらに、位相制御モータＭの出力軸Ｍａに形成された一対の係合ピン８が、偏芯部材２６の係合溝２６Ｔに係合している。

【0034】

位相制御モータＭは、制御ユニット１０によって制御される。エンジンＥにはクランクシャフト１と吸気カムシャフト２の回転速度（単位時間あたりの回転数）と、各々の回転位相とを検知可能なセンサ（不図示）を備えており、これらのセンサの検知信号を上位ＥＣＵ５０に入力するように構成されている。上位ＥＣＵ５０から相対回転位相を維持する位相指令を受けた制御ユニット１０は、エンジンＥの駆動時において位相制御モータＭを吸気カムシャフト２の回転速度と等しい速度で駆動することで相対回転位相を維持する。これに対して、上位ＥＣＵ５０から相対回転位相を変位させる位相指令を受けた制御ユニット１０は、位相制御モータＭの回転速度を吸気カムシャフト２の回転速度より低減することにより進角作動が行われ、これとは逆に回転速度が増大することにより遅角作動が行われる。

【0035】

位相制御モータＭがアウタケース１１と等速（吸気カムシャフト２と等速）で回転する場合には、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａに対する入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの噛み合い位置が変化しないため、駆動側回転体Ａに対する従動側回転体Ｂの相対回転位相は維持される。

【0036】

これに対してアウタケース１１の回転速度より高速又は低速で位相制御モータＭの出力軸Ｍａを駆動回転することにより、位相調節機構Ｃにおける偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘ周りに公転する。この公転により出力ギヤ２５の内歯部２５Ａに対する入力ギヤ３０の外歯部３０Ａに対する噛み合い位置が出力ギヤ２５の内周に沿って変位し、入力ギヤ３０と出力ギヤ２５との間には回転力が作用する。つまり、出力ギヤ２５には回転軸芯Ｘを中心とする回転力が作用し、入力ギヤ３０には偏芯軸芯Ｙを中心に自転させようとする回転力が作用する。

【0037】

前述したように入力ギヤ３０は、オルダム継手Ｃｘの内部係合アームに係合するためアウタケース１１に対して自転することはなく、駆動側回転体Ａの本体部Ａａの回転力が出力ギヤ２５に作用する。この回転力の作用により出力ギヤ２５と共に中間部材２０が、アウタケース１１に対し回転軸芯Ｘを中心に回転する。その結果、駆動側回転体Ａと従動側回転体Ｂとの相対回転位相が設定され、吸気カムシャフト２による開閉時期の設定が実現される。

【0038】

また、入力ギヤ３０の偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘ周りに公転する際には、入力ギヤ３０の変位に伴い、オルダム継手Ｃｘは、アウタケース１１に対して外部係合アームが突出する方向（第１方向）に変位し、入力ギヤ３０は、内部係合アームが突出する方向（第２方向）へ変位する。

【0039】

前述したように入力ギヤ３０の外歯部３０Ａの歯数が、出力ギヤ２５の内歯部２５Ａの歯数より１歯だけ少なく設定されているため、入力ギヤ３０の偏芯軸芯Ｙが回転軸芯Ｘを中心に１回転だけ公転した場合には、１歯分だけ出力ギヤ２５が回転することになり大きい減速を実現している。

【0040】

〔電動ＶＶＴの制御ユニット〕
制御ユニット１０は、位相制御モータＭの駆動を制御する制御部１０ａと、駆動側回転体Ａに対する従動側回転体Ｂの相対回転位相（以下、単に「相対回転位相」と称する場合がある）を記憶する記憶部１０ｂとを有している。この制御ユニット１０は、エンジンＥの駆動を制御する上位ＥＣＵ５０とケーブル等の有線を介して電気的に接続されている。このため、制御ユニット１０と上位ＥＣＵ５０とは、様々な情報を互いに送受信可能に構成されている。尚、制御ユニット１０と上位ＥＣＵ５０とを、無線通信可能に構成しても良い。制御部１０ａは、各種処理を実行するＣＰＵやメモリを中核としたソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの協働により構成されている。記憶部１０ｂは、ハードディスクや不揮発メモリ等から構成されている。

【0041】

上位ＥＣＵ５０では、吸気カムシャフト２の回転位相等を検知したセンサ情報から得られた現在の相対回転位相（実位相）と、エンジンＥの運転状態に応じて設定される最適な相対回転位相である目標位相と、を制御ユニット１０に送信する。制御部１０ａは、エンジンＥの駆動を制御する上位ＥＣＵ５０からの位相指令を受信して、現在の相対回転位相が目標位相となるように位相制御モータＭの駆動（出力軸Ｍａの回転速度）を制御し、駆動側回転体Ａに対する従動側回転体Ｂの相対回転位相を設定する。

【0042】

本実施形態の記憶部１０ｂは、上位ＥＣＵ５０から位相指令を受けた目標位相を常時記憶することなく、上位ＥＣＵ５０からの記憶命令に基づいて、上位ＥＣＵ５０から出力された目標位相を記憶するように構成されている。記憶部１０ｂは、エンジンＥが停止したとき、次回にエンジンＥが始動する次回始動時の相対回転位相となる目標位相を記憶し、制御部１０ａは、次回始動時において上位ＥＣＵ５０が起動を完了するまでに、記憶部１０ｂに記憶された目標位相に基づいて位相制御モータＭを制御して、相対回転位相を目標位相に到達させる変位を開始させる。

【0043】

以下、本実施形態における制御ユニット１０について、図２～図３を用いて詳述する。

【0044】

図２には、エンジンＥが停止してから次回にエンジンＥを始動するときにおける相対回転位相のタイムチャートが示されている。図２の「実位相」において示す破線は、従来の弁開閉時期制御装置の制御形態であり、図２の「実位相」において示す実線は、本実施形態における弁開閉時期制御装置１００の制御形態である。

【0045】

図２の実位相に示すように、エンジンＥを停止したときの相対回転位相は、カムトルクにより変位する（例えば進角側に変位する）ため、エンジン始動時の目標位相（例えば最遅角位相）と異なる。このため、エンジンＥの始動を開始したとき、相対回転位相（実位相）をクランキングに適した目標位相に変位させる必要がある。図２の実位相における破線に示すように、従来の弁開閉時期制御装置では、エンジンＥを停止してから次回にエンジンＥを始動するとき、イグニションスイッチをオンにすると上位ＥＣＵ５０が起動し、上位ＥＣＵ５０の起動が完了した後に、上位ＥＣＵ５０からの位相指令に基づいて、位相制御モータＭを制御して、相対回転位相の変位を開始する。この場合、セルモータが始動してクランキングを開始するまでに、目標位相に到達できないことがあった。

【0046】

そこで、本実施形態では、図２の実位相における実線に示すように、記憶部１０ｂは、エンジンＥが停止したとき（図３の＃３２、以下同様）、上位ＥＣＵ５０から出力される次回始動時の相対回転位相となる目標位相の記憶命令に基づいて、次回にエンジンＥが始動する次回始動時の相対回転位相となる目標位相を記憶する（＃３３，＃３４）。そして、次回にエンジンＥが始動するとき、制御ユニット１０が起動を完了するタイミングで、制御部１０ａが記憶部１０ｂを参照し、記憶部１０ｂに記憶された目標位相に基づいて位相制御モータＭを制御して、相対回転位相の変位を開始する（＃３７，＃３９）。この制御ユニット１０の起動が完了するタイミングは、上位ＥＣＵ５０の起動が完了するタイミングよりも早い（上位ＥＣＵの起動処理時間よりも電動ＶＶＴの制御ユニット１０の起動処理時間の方が短い）。このため、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１００は、従来の弁開閉時期制御装置に比較して、目標位相に早く到達することが可能となる。その結果、セルモータが始動してクランキングを開始するまでに、相対回転位相（実位相）を目標位相に確実に到達させることができる。

【0047】

図３には、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１００に制御フローが示されている。図２のタイムチャートは、図３の制御フロー順（♯）と対応させている。エンジンＥが駆動しているとき、弁開閉時期制御装置１００の制御部１０ａは、上位ＥＣＵ５０からの位相指令に基づいて、相対回転位相を制御する（♯３１）。そして、イグニションスイッチをオフにしてエンジンＥを停止した場合（♯３２ＹＥＳ）、制御部１０ａは、上位ＥＣＵ５０から出力される次回始動時の相対回転位相となる目標位相の位相指令に基づいて相対回転位相を目標位相に変位させると共に、上位ＥＣＵ５０から出力される目標位相の記憶指令に基づいて、記憶部１０ｂに目標位相を記憶させる（♯３３，♯３４）。そして、電動ＶＶＴの制御ユニット１０の電源がオフとなり、エンジンＥ停止時の処理が完了する（♯３５）。

【0048】

次いで、イグニションスイッチがオンとなってエンジンＥが始動するとき（＃３６）、電動ＶＶＴの制御ユニット１０の電源がオンとなり（＃３７）、制御部１０ａは、上位ＥＣＵ５０からの位相指令があるか否かを判定する（♯３８）。エンジンＥが停止してから次回にエンジンＥが始動する次回始動時のように、上位ＥＣＵ５０からの位相指令がない場合（♯３８ＮＯ）、制御部１０ａが記憶部１０ｂを参照し、記憶部１０ｂに記憶された目標位相に基づいて位相制御モータＭを制御して、相対回転位相を目標位相に到達させる変位を開始して（♯３９）、完了させる。その結果、図２の実位相における破線に示す従来例に比べて、図２の実位相における実線に示す本実施形態は、セルモータが始動してクランキングを開始するまでに、目標位相に確実に到達させることができる。換言すれば、相対回転位相が目標位相に到達してから、セルモータが始動してクランキングが開始する。クランキングが終了した後のように、上位ＥＣＵ５０が起動を完了している場合には（♯３８ＹＥＳ）、制御部１０ａが上位ＥＣＵ５０からの位相指令に基づいて、位相制御モータＭを制御して、相対回転位相の変位を実行する。

【0049】

［その他の実施形態］
（１）記憶部１０ｂは、制御ユニット１０に備える実施形態を示したが、クラウドサーバ等で構成して、制御ユニット１０と無線通信可能に構成しても良い。
（２）記憶部１０ｂは、上位ＥＣＵ５０から位相指令を受けた目標位相を常時記憶することなく、上位ＥＣＵ５０からの記憶命令に基づいて目標位相を記憶する例を示した。これに代えて、記憶部１０ｂは、上位ＥＣＵ５０から位相指令を常時記憶して、常時上書き、又は、所定の記憶容量を超えたら古い情報に上書きするように構成しても良い。この場合、記憶部１０ｂの記憶作動は、上位ＥＣＵ５０からの位相指令を省略することができる。
（３）電動ＶＶＴとしての弁開閉時期制御装置１００は、上述した実施形態に限定されず、電動アクチュエータで相対回転位相を変位させるものであれば、どのような構成であっても良い。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、電動アクチュエータの駆動力により駆動側回転体と従動側回転体との相対回転位相を設定する弁開閉時期制御装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0051】

１ ：クランクシャフト
２ ：吸気カムシャフト（カムシャフト）
１０ ：制御ユニット
１０ａ ：制御部
１０ｂ ：記憶部
５０ ：上位ＥＣＵ（内燃機関の制御装置）
１００ ：弁開閉時期制御装置
Ａ ：駆動側回転体
Ｂ ：従動側回転体
Ｅ ：エンジン（内燃機関）
Ｍ ：位相制御モータ（電動アクチュエータ）
Ｘ ：回転軸芯

【図1】

【図2】

【図3】