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特表2022-507572３気筒、４気筒または６気筒エンジン用のリバーシブルターゲット
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-18
(54)【発明の名称】３気筒、４気筒または６気筒エンジン用のリバーシブルターゲット
(51)【国際特許分類】
F01L 1/46 20060101AFI20220111BHJP
F02D 35/00 20060101ALI20220111BHJP
F02D 39/02 20060101ALI20220111BHJP
【ＦＩ】
F01L1/46 B
F02D35/00 362D
F02D39/02
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021526637
(86)(22)【出願日】2019-11-15
(85)【翻訳文提出日】2021-07-09
(86)【国際出願番号】 EP2019081460
(87)【国際公開番号】W WO2020099625
(87)【国際公開日】2020-05-22
(31)【優先権主張番号】1871563
(32)【優先日】2018-11-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519031896
【氏名又は名称】ヴィテスコ テクノロジーズ ゲー・エム・ベー・ハー
【氏名又は名称原語表記】Ｖｉｔｅｓｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ １２，９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100135633
【弁理士】
【氏名又は名称】二宮 浩康
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ファビアン ジョゼフ
(72)【発明者】
【氏名】ステファーヌ エロワ
【テーマコード（参考）】
3G016
【Ｆターム（参考）】
3G016AA12
3G016BA25
3G016CA07
3G016CA34
3G016GA01
(57)【要約】
本発明は、カムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するカムシャフト歯車（１）であって、互いに反対側にある２つの主面を有する円形体と、円形体の外周に分配された少なくとも６つの歯とを備え、各歯が、歯車の回転方向に応じて、２つの縁部を有し、一方の縁部が上昇縁部に対応し、他方の縁部が下降縁部に対応し、歯車が回転非対称性を有する、カムシャフト歯車において、
歯車の同じ主面（１１Ａ）および同じ回転方向を考慮して、歯車が、
それぞれ９０°間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部（１４）と、
それぞれ６０°間隔で配置された同じ第２の下降または上昇タイプの６つの縁部（１５）と、
を有するように、６つの歯が成形されていることを特徴とする、カムシャフト歯車に関する。
歯車の同じ主面（１１Ａ）および同じ回転方向を考慮して、歯車が、
それぞれ９０°間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部（１４）と、
それぞれ６０°間隔で配置された同じ第２の下降または上昇タイプの６つの縁部（１５）と、
を有するように、６つの歯が成形されていることを特徴とする、カムシャフト歯車に関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
カムシャフト位置センサ（２）用のターゲットを形成するカムシャフト歯車（１）であって、互いに反対側にある２つの主面（１１Ａ，１１Ｂ）を有する円形体（１０）と、前記円形体の外周に分配された少なくとも６つの歯（１２）とを備え、各歯が、前記歯車の回転方向に応じて、２つの縁部（１３）を有し、一方の縁部が上昇縁部に対応し、他方の縁部が下降縁部に対応し、前記歯車が回転非対称性を有する、カムシャフト歯車（１）において、前記歯車の同じ主面および同じ回転方向を考慮して、前記歯車（１）が、
それぞれ９０°間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部（１４）と、
それぞれ６０°間隔で配置された同じ第２の下降または上昇タイプの６つの縁部（１５）と、
を有するように、前記６つの歯（１２）が成形されていることを特徴とする、カムシャフト歯車（１）。
【請求項2】
互いに反対側にある前記２つの主面の一方にマーキング要素を備える、請求項１記載のカムシャフト歯車（１）。
【請求項3】
前記歯車の外周に、少なくとも３５°の角度にわたって縁部を欠いた少なくとも２つのゾーン（１７）を備え、前記２つのゾーンが１８０°間隔で配置されている、請求項１または２記載の歯車（１）。
【請求項4】
前記歯車の外周に、９０°間隔で配置された前記４つの縁部のうちの１つを欠きかつ６０°間隔で配置された前記６つの縁部のうちの１つを欠いた４つのゾーン（１７）を備え、前記４つのゾーンが９０°間隔で配置されている、請求項３記載の歯車（１）。
【請求項5】
２つの歯（１２）が、６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）のうちの１つを有し、また、９０°間隔で配置された前記４つの縁部と同じタイプであるが、それらとは異なる縁部（１６，１６’）をそれぞれ有し、前記異なる縁部が、第１の未割当て縁部（１６）および第２の未割当て縁部（１６’）とそれぞれ呼ばれ、９０°間隔で配置された前記４つの縁部（１４）のうちの１つと、６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）のうちの１つとの間の最小角度差をＡで示し、
６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）のうちの１つと、前記第１の未割当て縁部（１６）との間の最小角度差をＢで示し、
６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）のうちの１つと、前記第２の未割当て縁部（１６）との間の最小角度差をＣで示す
場合に、前記歯車の前記歯の前記縁部の角度位置が［０，Ａ，６０，９０＋Ａ，１２０，１８０－Ｃ，１８０，１８０＋Ａ，２４０，２７０＋Ａ，３００，３６０－Ｂ］となる、
請求項１から４までのいずれか１項記載の歯車（１）。
【請求項6】
各歯（１２）が、前記歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、前記歯車の低レベルに対応し、前記歯車は、前記歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部の存在を推測できるタイプのカムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するように適合されており、前記最小角度差Ａが、前記歯車の高レベルに対応し、以下の関係式
【数1】
【請求項7】
前記角度差ＢおよびＣが、前記歯車の低レベルに対応し、以下の関係式【数2】
【数3】
【請求項8】
各歯（１２）が、前記歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、前記歯車の低レベルに対応し、前記歯車は、前記歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部の存在を推測できるタイプのカムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するように適合されており、前記最小角度差Ａが、前記歯車の低レベルに対応し、以下の関係式【数4】
【請求項9】
前記角度差ＢおよびＣが、前記歯車の高レベルに対応し、以下の関係式【数5】
【数6】
【請求項10】
内燃機関（Ｍ）であって、３つ、４つまたは６つの気筒と、カムシャフトと、前記カムシャフトに確実に固定して取り付けられた、請求項１から９までのいずれか１項記載の歯車（１）とを備え、各歯（１２）が、前記歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、前記歯車の低レベルに対応し、前記内燃機関（Ｍ）が、前記歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部を検出できる前記カムシャフト用の位置センサ（２）をさらに備え、前記センサが、一方のタイプの縁部について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能を有し、前記歯車（１）が、主面（１１Ａ，１１Ｂ）が前記カムシャフト位置センサ（２）に向けられるように前記カムシャフトに取り付けられており、
前記エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）が、前記センサの前記検出性能がより高いタイプの縁部となり、
前記エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された前記４つの縁部（１４）が、前記センサの前記検出性能がより高いタイプの縁部となる
ように、前記位置センサに向けられる前記主面が選択される、内燃機関（Ｍ）。
【請求項11】
内燃機関（Ｍ）であって、カムシャフトと、請求項１から９までのいずれか１項記載の歯車と、前記歯車の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部を検出できるタイプのカムシャフト位置センサ（２）とを備え、前記センサが、一方のタイプの縁部について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能を有する、内燃機関（Ｍ）を組み立てるための方法であって、前記歯車の主面（１１Ａ，１１Ｂ）が前記カムシャフト位置センサに向けられるように、前記歯車（１）を前記カムシャフトに取り付けることを含み、
前記エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された前記６つの縁部（１５）が、前記センサの前記検出性能が最良となるタイプになるように、前記位置センサに向けられる前記主面が選択され、
前記エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された前記４つの縁部（１４）が、前記センサの前記検出性能が最良となるタイプになるように、前記位置センサに向けられる前記主面が反対側の面となる、組み立てるための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、３気筒、４気筒または６気筒エンジンに適した、カムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するカムシャフト歯車に関する。歯車は、歯車の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯車の歯の上昇または下降縁部のタイプを検出できるタイプの位置センサとの併用に特に適している。
【背景技術】
【0002】
内燃機関の運転サイクルでは、燃料噴射、スパークプラグの制御、タイミング構成要素の管理など各種動作の同期を可能にするために、クランクシャフトの位置を正確に知る必要がある。これにより、燃焼効率を最適化し、燃料の消費や有害物質の排出を抑制することができる。
【0003】
このために、クランクシャフトは従来から、センサによって歯が検出される歯車を備える。歯車は典型的に、歯を欠いた基準部分（間隙としても知られる）を除いて、その外周に均等に分配された一連の歯を備える。センサの前を通過する歯を検出し、間隙以降に通過した歯の数をカウントすることにより、３６０°の回転にわたるクランクシャフトの位置を知ることができる。
【0004】
ここで、１エンジンサイクルがクランクシャフトの完全な２回転に相当するため、クランクシャフトの位置は、クランクシャフト歯車のみに基づいてエンジンの位置を決定するには不十分である。
【0005】
したがって、この情報は、クランクシャフトによって回転させられるカムシャフトの角度位置に関する情報と組み合わされ、カムシャフトも、対応するセンサによって歯が検出される歯車を備える。
【0006】
１エンジンサイクルは、クランクシャフトの２回の３６０°回転に相当するが、カムシャフトの１回だけの３６０°回転に相当する。このため、カムシャフト歯車は、クランクシャフトの位置に関する情報と照合することによってエンジンサイクルの状態を正確に推測することを可能にする回転非対称性を有する。
【0007】
それゆえ、エンジンを始動するたびに、カムシャフト歯車の状態の検出と組み合わせて、クランクシャフトの間隙が検出されると、エンジンが同期される。
【0008】
図１を参照すると、可変バルブタイミング（ＶＶＴ；variable valve timing）を有するエンジンの場合、燃料消費および排出物質を抑制するために、吸気カムシャフトおよび／または排気カムシャフトの角度位置をクランクシャフトに対してオフセットさせて、気筒内で排ガスを再循環させるように規定することができる。
【0009】
図１では、ｘ軸がクランクシャフトの角度位置（クランクシャフトの回転角度がカムシャフトの対応する回転の２倍に相当する）を度で示し、ｙ軸が吸気弁または排気弁の動きをミリメートルで示している。実線は、デフォルトで吸気カムシャフトおよび排気カムシャフトによってそれぞれ制御される吸気弁（曲線Ａ）および排気弁（曲線Ｂ）の動きを示し、破線は、吸気弁の開弁位相と排気弁の開弁位相との間の重複範囲を可能にする、カムシャフトの角度位置（吸気弁については曲線Ａ’、排気弁については曲線Ｂ’）のオフセットを示している。
【0010】
カムシャフト歯車の設計では、この潜在的なオフセットに左右されずにクランクシャフト歯車からの情報を用いて良好な同期を可能にするために、この潜在的なオフセットを考慮することが重要である。
【0011】
可変バルブタイミングの同期および制御性能を向上させるために、各気筒に固有の基準を形成する歯をカムシャフト歯車に配置することが知られている。例えば、４気筒エンジンのカムシャフト歯車は、それぞれ９０°間隔で配置された４つの縁部を有することができ、センサを横断する各縁部は、対応する各気筒内のピストンの同じ位置に対応する。
【0012】
ここで、同じ製造者でも、その機種における各種車両について気筒数が異なる複数のエンジンを使用する。このため、管理するカムシャフト歯車の種類が多くなり、これら歯車の製造コストが高くなる。
【0013】
加えて、カムシャフト位置センサには２つのタイプがあり、対応する歯車にも２つのタイプがあることに留意するべきである。
【0014】
第１のタイプは、ディファレンシャルセンサと呼ばれ、（歯車の歯に対応する）最初の高レベルまたは（２つの歯の間の間隙に対応する）最初の低レベルを必ずしも検出することができない。センサの初期化レベルに応じて、センサは、その状態を変化させる最初の縁部が見られるときにだけ、レベルを検出することができる。
【0015】
この場合、使用されるターゲットは、検出される関連する縁部の数と少なくとも同じ数の歯を含むように潜在的に多数の歯を含み、歯は全て、上昇または下降縁部を各歯において常に検出可能にするために、縮小された同じサイズを有する（ターゲットはピンターゲットとも呼ばれる）（採用される縁部は、センサの初期化レベルを残すものとなる）。この場合、センサに接続されたコンピュータは、歯ごとに（常に同じ上昇または下降タイプの）単一の縁部を検出する。歯の数および間隔により、３気筒または４気筒のエンジンに固有の歯車を作ることができる。
【0016】
米国特許出願公開第２０１４／３６０２５４号明細書には、ディファレンシャルセンサと併せて使用するのに適したカムシャフト歯車であって、その外周の０°、６０°、９０°、１２０°、１８０°、２４０°、２７０°および３００°の位置にそれぞれ少なくとも１つの歯を備えるカムシャフト歯車が開示されている。各歯は、センサによって検出可能な縁部を備える。
【0017】
これにより、４気筒エンジン（各気筒に対応する情報が０°、９０°、１８０°および２７０°の歯によって提供されるため）と、３気筒および６気筒のエンジン（情報が０°ＣＡＭ、６０°ＣＡＭ、１２０°ＣＡＭ、１８０°ＣＡＭ、２４０°ＣＡＭおよび３００°ＣＡＭの歯によって提供されるため）とに同時に適合する単一の歯車を得ることができる。
【0018】
第２のタイプのセンサは、「Ｔｒｕｅ Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ」の頭文字をとってＴＰＯ型センサと呼ばれ、歯車が初期化されると直ちに歯車の高レベルまたは低レベルを検出するのに適しており、これにより縁部の横断を推測することができる。これらのセンサは、一方のタイプの縁部（一般的に下降縁部）の検出精度が高いが、他方のタイプの縁部の検出精度が低い。
【0019】
このタイプのセンサに使用されるターゲットは一般に、ディファレンシャルセンサに使用されるターゲットよりも少ない歯を含む。これは、歯車の高レベルと低レベルが、センサによって検出できるように十分長い必要があるためである。加えて、上昇縁部と下降縁部をセンサによって検出することができる。一方、歯は、長さが可変であり、ディファレンシャルセンサ用のターゲットの歯よりも一般的に長い。これらのターゲットは、「レベルターゲット」とも呼ばれる。
【0020】
上述した明細書は、ＴＰＯ型センサとの併用には適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0021】
上記に鑑み、本発明の目的の１つは、３気筒、４気筒または６気筒のエンジンに適合して歯車の高レベルまたは低レベルを検出できる、ＴＰＯ型センサと併用可能なカムシャフト歯車を提案することである。
【0022】
本発明の目的の１つは、また、３気筒、４気筒または６気筒のエンジンのいずれの場合でも同等に良好な同期性能を得ることができる歯車を提案することである。
【0023】
本発明の別の目的は、可変バルブタイミングエンジンに適合するカムシャフト歯車を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【0024】
この点に関して、本発明の一主題は、カムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するカムシャフト歯車であって、互いに反対側にある２つの主面を有する円形体と、円形体の外周に分配された少なくとも６つの歯とを備え、各歯が、歯車の回転方向に応じて、２つの縁部を有し、一方の縁部が上昇縁部に対応し、他方の縁部が下降縁部に対応し、歯車が回転非対称性を有する、カムシャフト歯車において、
歯車の同じ主面および同じ回転方向を考慮して、歯車が、
それぞれ９０°間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部と、
それぞれ６０°間隔で配置された同じ第２の下降または上昇タイプの６つの縁部と、
を有するように、６つの歯が成形されていることを特徴とする、カムシャフト歯車である。
歯車の同じ主面および同じ回転方向を考慮して、歯車が、
それぞれ９０°間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部と、
それぞれ６０°間隔で配置された同じ第２の下降または上昇タイプの６つの縁部と、
を有するように、６つの歯が成形されていることを特徴とする、カムシャフト歯車である。
【0025】
有利には、任意ではあるが、歯車は、互いに反対側にある２つの主面の一方にマーキング要素を備える。
【0026】
有利には、任意ではあるが、歯車は、歯車の外周に、少なくとも３５°の角度にわたって縁部を欠いた少なくとも２つのゾーンを備え、２つのゾーンが１８０°間隔で配置されている。例えば、歯車は、歯車の外周に、９０°間隔で配置された４つの縁部のうちの１つを欠きかつ６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つを欠いた４つのゾーンを備えてもよく、４つのゾーンが９０°間隔で配置されている。
【0027】
一実施形態では、歯車は、２つの歯が、６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つを有し、また、９０°間隔で配置された４つの縁部と同じタイプであるが、それらとは異なる縁部をそれぞれ有し、異なる縁部が、第１の未割当て縁部および第２の未割当て縁部とそれぞれ呼ばれ、
９０°間隔で配置された４つの縁部のうちの１つと、６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つとの間の最小角度差をＡで示し、
６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つと、第１の未割当て縁部との間の最小角度差をＢで示し、
６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つと、第２の未割当て縁部との間の最小角度差をＣで示す
場合に、歯車の歯の縁部の角度位置が［０，Ａ，６０，９０＋Ａ，１２０，１８０－Ｃ，１８０，１８０＋Ａ，２４０，２７０＋Ａ，３００，３６０－Ｂ］となる。
９０°間隔で配置された４つの縁部のうちの１つと、６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つとの間の最小角度差をＡで示し、
６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つと、第１の未割当て縁部との間の最小角度差をＢで示し、
６０°間隔で配置された６つの縁部のうちの１つと、第２の未割当て縁部との間の最小角度差をＣで示す
場合に、歯車の歯の縁部の角度位置が［０，Ａ，６０，９０＋Ａ，１２０，１８０－Ｃ，１８０，１８０＋Ａ，２４０，２７０＋Ａ，３００，３６０－Ｂ］となる。
【0028】
各歯が、歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、歯車の低レベルに対応し、歯車は、歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部の存在を推測できるタイプのカムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するように適合されており、１つの事例では、最小角度差Ａが、歯車の高レベルに対応し、以下の関係式
によって定義され、式中、Ｒが、円形体に対する歯の高さを含む歯車の半径であり、ｒが、円形体の半径であり、Ｌｈｉｇｈが、２つの縁部の間の高レベルをセンサによって検出可能とする歯の縁部の間の最小距離であり、Ｌｌｏｗが、これらの縁部の間の低レベルをセンサによって検出可能とする間隙を画定する連続する２つの歯の縁部の間の最小距離である。
【数1】
【0029】
この場合、角度差ＢおよびＣが、歯車の低レベルに対応し、以下の関係式
および
によって定義され、ＣとＢとが異なる値を示す。
【数2】
【数3】
【0030】
各歯が、歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、歯車の低レベルに対応し、歯車は、歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部の存在を推測できるタイプのカムシャフト位置センサ用のターゲットを形成するように適合されており、別の事例では、最小角度差Ａが、歯車の低レベルに対応し、以下の関係式によって定義される。
【数4】
【0031】
式中、Ｒが、円形体に対する歯の高さを含む歯車の半径であり、ｒが、円形体の半径であり、Ｌｈｉｇｈが、２つの縁部の間の高レベルをセンサによって検出可能とする歯の縁部の間の最小距離であり、Ｌｌｏｗが、これらの縁部の間の低レベルをセンサによって検出可能とする間隙を画定する連続する２つの歯の縁部の間の最小距離である。
【0032】
この場合、角度差ＢおよびＣが、歯車の高レベルに対応し、以下の関係式
および
によって定義され、ＣとＢとが異なる値を示す。
【数5】
【数6】
【0033】
本発明の別の主題は、内燃機関であって、３つ、４つまたは６つの気筒と、カムシャフトと、カムシャフトに確実に固定して取り付けられた、上記の説明による歯車とを備え、各歯が、歯車の高レベルに対応し、２つの歯の間の各間隙が、歯車の低レベルに対応し、内燃機関が、歯の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部を検出できるカムシャフト位置センサをさらに備え、センサが、一方のタイプの縁部について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能を有し、
歯車が、主面がカムシャフト位置センサに向けられるようにカムシャフトに取り付けられており、
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部が、センサの検出性能がより高いタイプの縁部となり、
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部が、センサの検出性能がより高いタイプの縁部となる
ように、位置センサに向けられる主面が選択される、内燃機関である。
歯車が、主面がカムシャフト位置センサに向けられるようにカムシャフトに取り付けられており、
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部が、センサの検出性能がより高いタイプの縁部となり、
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部が、センサの検出性能がより高いタイプの縁部となる
ように、位置センサに向けられる主面が選択される、内燃機関である。
【0034】
本発明の別の主題は、内燃機関であって、カムシャフトと、上記の説明による歯車と、歯車の高レベルまたは低レベルを検出してレベルの変化から歯縁部を検出できるタイプのカムシャフト位置センサとを備え、センサが、一方のタイプの縁部について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能を有する、内燃機関を組み立てるための方法であって、
歯車の主面がカムシャフト位置センサに向けられるように、歯車をカムシャフトに取り付けることを含み、
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部が、センサの検出性能が最良となるタイプになるように、位置センサに向けられる主面が選択され、
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部が、センサの検出性能が最良となるタイプになるように、位置センサに向けられる主面が反対側の面となる、組み立てるための方法である。
歯車の主面がカムシャフト位置センサに向けられるように、歯車をカムシャフトに取り付けることを含み、
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部が、センサの検出性能が最良となるタイプになるように、位置センサに向けられる主面が選択され、
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部が、センサの検出性能が最良となるタイプになるように、位置センサに向けられる主面が反対側の面となる、組み立てるための方法である。
【0035】
本発明による歯車は、６０°間隔で規則的に配置された６つの縁部を備えるので、６気筒エンジンに適合する。このため、歯車は、これら６つの縁部の中に１２０°間隔で規則的に配置された３つの縁部を備えるので、３気筒エンジンにも適合する。最後に、９０°間隔で規則的に配置された４つの縁部を備えるため、４気筒エンジンに適合する。
【0036】
加えて、６０°間隔で配置された縁部は全て同じタイプ、例えば上昇縁部であり、９０°間隔で配置された縁部は全て同じタイプ、例えば下降縁部であることから、カムシャフト位置センサが、ある特定のタイプの縁部の検出に優れている場合でも、歯車が、３タイプのエンジンについて同等に良好な同期性能を示すことができる。これは、センサによって検出される縁部（エンジンのタイプに応じて６０°または９０°間隔で配置された縁部）が、センサによって最良に検出されるタイプの縁部に対応するように、歯車をセンサに対して配置できるからである。
【0037】
縁部のタイプが制限されているため、歯の数が限られる（６本）利点があり、ターゲットサイズが小さくなるという利点がある（各歯または歯の間の凹みには、センサによって正しく検出される最小サイズが必要である）。
【0038】
それゆえ、３気筒エンジン、４気筒エンジンおよび６気筒エンジンのために異なるターゲットを設計および製造する必要がない。
【0039】
加えて、歯を欠いた、少なくとも３５°の角度範囲の２つの対称部分が存在することにより、可変バルブタイミングエンジンのカムシャフトの位相がずれた場合でも、ＶＶＴ制御に使用される縁部がクランクシャフト歯車の間隙ゾーンに位置しないことを確実にすることができる。具体的に、本発明による歯車は、カムシャフトがオフセットした場合でも、クランクシャフト歯車の間隙が歯を欠いた部分と常に一致するように、歯を欠いた部分をクランクシャフト歯車の間隙に対して配置することにより、可変バルブタイミングエンジンに使用することができる。エンジン位置がクランクシャフトの縁部の分析に基づく場合、間隙ゾーンがより不正確になる。
【0040】
本発明の他の特徴、詳細および利点は、以下の詳細な説明を読み、添付の図面を分析することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】すでに説明したように、吸気弁および排気弁の、それらが関連付けられるカムシャフトの角度位置に応じた動きを示す図である。
【図2a】本発明の一実施形態によるカムシャフト歯車の一例の面を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態によるカムシャフト歯車を備える４気筒エンジンの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下の説明の全てにおいて、カムシャフト歯車について度で測定される角度またはその角度位置に関連する角度を「°ＣＡＭ」で示し、クランクシャフト歯車について度で測定される角度またはその角度位置に関連する角度を「°ＣＲＫ」で示す。１°ＣＡＭの回転は、２°ＣＲＫの回転に相当する。
【0043】
【0044】
歯車１は、概ねディスク状であり、すなわち、互いに反対側にある２つの主面１１Ａおよび１１Ｂを有する円形体１０を備え、これらの面は円形であり、歯車は、円形体１０の周縁に複数の歯１２を備える。各歯は、２つの縁部１３によって画定され、２つの縁部は、実質的に半径方向に延び、歯車１がセンサ２の前を通過する際に上昇縁部および下降縁部を続けて形成する。
【0045】
縁部が上昇縁部を構成するか、下降縁部を構成するかは、歯車が見られる側、すなわち見られる主面と、歯車の回転方向とに依存する。
【0046】
図２ａおよび図２ｂでは、一方の側および反対の側から見た、すなわち、主面１１Ａおよび１１Ｂの一方および他方を考慮してそれぞれ見た、本発明の一実施形態による歯車１の例が示されており、矢印がまた、歯縁部を上昇または下降縁部として定義することを可能にする歯車の回転方向を示している。
【0047】
歯車１は、歯に対応する高レベルと、連続する２つの歯の間の間隙に対応する低レベルとを交互に有する。
【0048】
歯車は、内燃機関のカムシャフトと共に回転すべく、拘束されるように取り付けられることを意図している。カムシャフトに取り付けるために、歯車には、円形の中央貫通穴を設けることができる。
【0049】
歯車１は、ＴＰＯ（Ｔｒｕｅ Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ）型センサ２、すなわちレベルセンサ、すなわち、歯車の高レベルおよび低レベルを検出してレベルの変化から歯の上昇または下降縁部を検出することが常に可能になっているセンサとの併用に適している。
【0050】
例えば、センサ２は、歯車の高レベルまたは低レベルを検出するのに適した（例えば、ホール効果セル式、磁気抵抗セル式などの）検出セルと、歯車の高レベルまたは低レベルの変化から縁部を検出するのに適した一体型コンピュータとを備えることができる。
【0051】
そのようなセンサは多くの場合、一方のタイプの縁部（多くの場合には下降縁部）について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能レベル（すなわち、典型的には縁部検出精度）を有する。レベルセンサの一例は、下降縁部の検出精度０．５°ＣＡＭおよび上昇縁部の検出精度１°ＣＡＭを有することができる。
【0052】
歯車１は有利には、歯を欠いた間隙によって離間して配置された少なくとも６つの歯、例えば丁度６つの歯１２を備える。
【0053】
クランクシャフト歯車から得られたデータと併せて使用できるように、カムシャフト歯車１は有利には、歯車の半分の歯の輪郭が他の半分の歯の輪郭と異なるような回転非対称性を有する。それゆえ、センサによって検出された歯を識別し、クランクシャフトの角度位置データと併せて、識別結果からエンジンサイクルの状態を推測することができる。
【0054】
加えて、歯車１は、３気筒エンジン、４気筒エンジンおよび６気筒エンジンに使用できるようになっており、３タイプのエンジンについて等しく良好な同期性能を示す。
【0055】
このために、歯車１の６つの歯は、歯車の同じ回転方向について、歯車の同じ側から見ると、すなわち、同じ主面１１Ａまたは１１Ｂを考慮して見ると、歯車１が、
９０°ＣＡＭ間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部１４と、
６０°ＣＡＭ間隔で配置された同じ第２の対応する下降または上昇タイプの６つの縁部１５と、
を有するように成形される。
９０°ＣＡＭ間隔で配置された同じ第１の上昇または下降タイプの４つの縁部１４と、
６０°ＣＡＭ間隔で配置された同じ第２の対応する下降または上昇タイプの６つの縁部１５と、
を有するように成形される。
【0056】
９０°ＣＡＭ間隔で配置された縁部１４は、４気筒エンジンにおける可変バルブタイミング（ＶＶＴ）の制御を容易にするために、このタイプのエンジンのそれぞれの気筒に関連付けられる基準を形成し、６０°ＣＡＭ間隔で配置された縁部１５は、６気筒エンジンのそれぞれの気筒に関連付けられる基準を形成する。加えて、これらの６０°ＣＡＭ間隔で配置された縁部は、３気筒エンジンのそれぞれの気筒に関連付けられる基準を形成する１２０°ＣＡＭ間隔で配置された３つの縁部を構成する。
【0057】
加えて、６０°ＣＡＭ間隔で配置された縁部１５が、９０°ＣＡＭ間隔で配置された縁部１４と同じタイプではないことで、４気筒エンジンと３気筒エンジンまたは６気筒エンジンについて、同じ同期性能を得ることができる。
【0058】
具体的には、エンジンの位置センサ２が、ある特定のタイプの縁部、例えば下降縁部の検出性能に優れている場合、センサによって最良に検出されるタイプの縁部が、当該エンジンタイプの気筒の基準を形成する縁部に対応するように、一方の主面１１または他方をセンサに面して配置することにより、ターゲットを配置することができる。
【0059】
言い換えれば、ターゲットは、３気筒または６気筒のエンジンでは一方の方向（例えば、図２ｂおよび図３ｂの面１１Ｂ）に取り付けられ、センサの構成が同じであると仮定すると、４気筒エンジンでは他方の方向（例えば、図２ａおよび図３ａの面１１Ａ）に取り付けられる。
【0060】
【0061】
図２ａでは、９０°ＣＡＭ間隔で配置された４つの縁部１４が上昇縁部となる。歯車を裏返すことにより、図２ｂでは、６０°ＣＡＭ間隔で配置された６つの縁部１５が同様に上昇縁部となる。それゆえ、歯車はリバーシブルである。
【0062】
具体的には、位置センサ２が下降縁部の検出性能に優れている場合、４気筒エンジンについては、（９０°ＣＡＭ間隔で配置された４つの縁部１４が下降縁部となるため）図２ｂに示す主面１１Ｂが位置センサ２に面するようにターゲットが配置され、３気筒または６気筒のエンジンについては、（１２０°ＣＡＭ間隔で配置された６つの縁部１５が下降縁部となるため）図２ａに示す主面１１１が位置センサ２に面するようにターゲットが配置される。
【0063】
エンジンの気筒数に応じてセンサに面して配置されるべき面の識別を容易にするために、面１１Ａおよび１１Ｂの少なくとも一方にポカヨケ、すなわち、エンジンの気筒数に関連して面を識別することを可能にするマーキングを配置することができる（これは、ＴＰＯ型センサによって最良に検出される縁部のタイプと同様に、回転方向が依然として同じであるためである）。
【0064】
一実施形態では、歯車１は歯を６つだけ有する。この場合、各歯の一方の縁部が、６０°間隔で配置された縁部１５の１つを形成し、６つの歯のうち４つの歯の反対側の縁部が、９０°間隔で配置された縁部１４の１つを形成する。
【0065】
第１の未割当て縁部１６および第２の未割当て縁部１６’を形成する未割当ての２つの歯縁部があり、これらの縁部は、これらの縁部の一部も、６０°間隔で配置された縁部の一部も形成しない、９０°間隔で配置された４つの縁部と同じタイプ（上昇または下降縁部）である。有利には、これらの２つの未割当て縁部の角度位置は、以下でより詳細に説明するように、歯車の同期性能を最適化するようになっている。
【0066】
縁部のタイプを反転させることにより、縁部の同じ配置について、２つの歯車形状が存在することに留意されたい。それゆえ、図２ａでは、９０°間隔で配置された縁部１４が上昇縁部である例が示され、図３ａでは、９０°間隔で配置された縁部１４が下降縁部である例が示されている。一方で、縁部の間の角度間隙は全て同一である。
【0067】
９０°間隔で配置された縁部の１つと６０°間隔で配置された縁部の１つとの間の最小角度差がＡで示されている。縁部の各配置について２つの形状が存在することを考慮すると、Ａは、
歯車の最小の歯が歯車の高レベルに対応する場合に、同歯の縁部の間の角度差に対応することができ、同歯の互いに反対側にある２つの縁部が、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つを構成する（図２ａ参照）、または
連続する２つの歯の間の最小の間隙が歯車の低レベルに対応する場合に、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つをそれぞれ構成する歯縁部によって規定される同間隙を画定する縁部の間の角度差（図３ａ参照）に対応することができる。
歯車の最小の歯が歯車の高レベルに対応する場合に、同歯の縁部の間の角度差に対応することができ、同歯の互いに反対側にある２つの縁部が、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つを構成する（図２ａ参照）、または
連続する２つの歯の間の最小の間隙が歯車の低レベルに対応する場合に、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つをそれぞれ構成する歯縁部によって規定される同間隙を画定する縁部の間の角度差（図３ａ参照）に対応することができる。
【0068】
その上、Ｂは、第１の未割当て縁部１６と６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部との間の最小角度差を示す。Ｂは、この未割当て縁部１６の角度位置を反映する。
【0069】
Ｃも、第２の未割当て縁部１６’と６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部との間の最小角度差を示す。Ｃは、この第２の未割当て縁部１６’の角度位置を反映する。
【0070】
Ａと同じように、角度差ＢおよびＣは、それらが歯車の高レベルに対応するか、低レベルに対応するかに応じて、２つの異なる角度差、すなわち、
それらが歯車の低レベルに対応する場合（図２ａ参照）には、それぞれの未割当て縁部と６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部との間に形成される、２つの歯の間の間隙の角度差、および
それらが歯車の高レベルに対応する場合（図３ａ参照）には、それぞれの未割当て縁部および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部を有する歯の縁部の間の角度差
に対応することができる。
それらが歯車の低レベルに対応する場合（図２ａ参照）には、それぞれの未割当て縁部と６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部との間に形成される、２つの歯の間の間隙の角度差、および
それらが歯車の高レベルに対応する場合（図３ａ参照）には、それぞれの未割当て縁部および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部を有する歯の縁部の間の角度差
に対応することができる。
【0071】
Ａが歯車の高レベルに対応する場合、ＢおよびＣは両方とも歯車の低レベルに対応し、逆の場合も同様である。
【0072】
上述したＡ，Ｂ，およびＣの表記を用いると、９０°ＣＡＭ間隔で配置された第１のタイプの４つの縁部および６０°ＣＡＭ間隔で配置された他のタイプの６つの縁部を得ることができる歯の縁部の角度位置は、次の規則［０，Ａ，６０，９０＋Ａ，１２０，１８０－Ｃ，１８０，１８０＋Ａ，２４０，２７０＋Ａ，３００，３６０－Ｂ（単位：°ＣＡＭ）］に従う。
【0073】
Ａ，Ｂ，およびＣは厳密な正の値であり、センサの検出性能によって制限される。
【0074】
具体的に、センサは、歯車の高レベルがＬｈｉｇｈと示される閾値よりも長いときだけ、この高レベルを検出することができる。したがって、Ｌｈｉｇｈは、歯の縁部の間の高レベルをセンサによって検出可能とする歯の縁部の間の最小距離である。
【0075】
その上、センサは、歯車の低レベルがＬｌｏｗと示される閾値よりも長いときだけ、この低レベルを検出することができる。したがって、Ｌｌｏｗは、連続する２つの歯の縁部の間の低レベルをセンサによって検出可能とする間隙を画定する、これらの縁部の間の最小距離である。
【0076】
近似的に、歯の縁部の高点同士を結ぶ線分の長さをＬｈｉｇｈとみなし、間隙の縁部の基点同士を結ぶ線分の長さをＬｌｏｗとみなす。これらの線分は、円形体に対して実質的に接線方向であるともみなされる。
【0077】
したがって、Ａが高レベルに対応する場合、Ａは以下の関係式に従う必要がある。
【0078】
【0079】
３０－Ａは、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つをそれぞれ有する歯の縁部によって画定された、連続する２つの歯の間の最小の間隙を規定する縁部の間の角度間隙に対応する。この間隙は、低レベルの検出、ひいてはそれを画定する縁部の検出を可能にするのに十分である必要がある。
【0080】
この場合、ＢおよびＣは、低レベルに対応し、より正確には、第１または第２の未割当て縁部および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部をそれぞれ有する２つの歯の間の間隙の角度的な開きに対応する。ＢおよびＣは、以下の関係式に従う必要がある。
【数8】
【0081】
６０－Ｂは、第１の未割当て縁部１６を有する歯によってカバーされる角度に対応する。
【数9】
【0082】
６０－Ｃは、第２の未割当て縁部１６’を有する歯によってカバーされる角度に対応する。
【0083】
加えて、歯車が回転非対称性を有する、すなわち、歯車の半分の歯の輪郭が他の半分の輪郭と異なることを確実にするために、ＢとＣは異なる値を有する必要がある。好ましくは、ＢとＣの値の差は、５°ＣＡＭ以上の公差、例えば１０°ＣＡＭに等しい公差を含み、この公差は、センサの検出性能に関連付けられ、ターゲットの機械的配置と製造公差を区別することを可能にする。
【0084】
【0085】
３０－Ａは、９０°間隔で配置された縁部の１つおよび６０°間隔で配置された縁部の１つを有する最小の歯によってカバーされる角度に対応する。
【0086】
ＢおよびＣは、高レベルに対応し、特に、対応する各未割当て縁部および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部を有する歯によってカバーされる角度に対応する。ＢおよびＣは、以下の関係式を確認する必要がある。
【数11】
【0087】
６０－Ｂは、第１の未割当て縁部および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部をそれぞれ有する連続する２つの歯の間の間隙の縁部の間の角度差に対応する。
【数12】
【0088】
６０－Ｃは、第２の未割当て縁部１６’および６０°間隔で配置された縁部のうち最も近い縁部をそれぞれ有する連続する２つの歯の間の間隙の縁部の間の角度差に対応する。
【0089】
加えて、この構成でも、ＢおよびＣの値は、歯車の回転非対称性を確保するために異なる必要があり、有利には、少なくとも５°ＣＡＭの公差、例えば１０°ＣＡＭの公差によって異なり、ターゲットの機械的配置と製造公差を区別することを可能にする。
【0090】
可変バルブタイミング（ＶＶＴ）エンジンに歯車１を適合させるために、歯車は、有利には、円形体１０の外周に、少なくとも３５°ＣＡＭ、例えば（クランクシャフトの７５°ＣＲＫに相当する）少なくとも３７．５°ＣＡＭの角度にわたって縁部を欠いた、１８０°ＣＡＭの間隔で配置された少なくとも２つのゾーン１７を備えることができる。この１８０°ＣＡＭの間隔は、２つのゾーン１７の中央角度位置の間でカウントされる。しかし、これら２つのゾーンは、必ずしも同じ大きさではない。
【0091】
具体的に、カムシャフトへの歯車の取り付けに際して、縁部を欠いた各部分は、対応するセンサによるクランクシャフト歯車の間隙の検出と同時に、それが検出される角度位置に配置される。
【0092】
図４は、（歯を欠いた）２つの間隙ゾーンＧを有するクランクシャフト歯車の歯（上段－ＣＲＫ）と、カムシャフト歯車の歯（下段－ＣＡＭ、矢印の下の各指示数字が、クランクシャフトの回転角度値を°ＣＲＫで表し、°ＣＡＭで表すカムシャフトの回転角度値が、指示値の半分に等しい）とを比較している。したがって、カムシャフト歯車は、クランクシャフトの少なくとも１つの間隙ゾーンＧが、カムシャフト歯車の縁部を欠いた部分に対応するように配置される。
【0093】
この部分の大きさが３５°ＣＡＭ以上であることにより、吸気弁または排気弁を開弁する角度ゾーンを変更するためにカムシャフトの角度オフセットを行う場合でも、クランクシャフトの間隙の検出と同時にセンサ２によって検出される歯車１のゾーンが、常に縁部を欠くことができる。それゆえ、クランクシャフトの間隙の存在と同時に縁部が検出されることに関連して、基準が不正確になるリスクが回避される。
【0094】
１８０°ＣＡＭ間隔で配置された２つの部分が存在するのは、カムシャフトの１回転がクランクシャフトの２回転に相当し、したがって、クランクシャフトの間隙が歯車の１８０°ＣＡＭ間隔で配置された２つの部分に相当するためである。
【0095】
クランクシャフト歯車が１８０°ＣＲＫ間隔で配置された２つの間隙ゾーンを有する場合、カムシャフト歯車は、有利には、少なくとも３５°ＣＡＭの角度にわたって、９０°間隔で配置された縁部１４も、６０°間隔で配置された縁部１５も有していない、４つのゾーンを有し、前記ゾーンは９０°ＣＡＭ間隔で配置され、これらの４つのゾーンは、有利には、上述した縁部を完全に欠いた２つのゾーンを含む。
【0096】
図４では、この例では下降縁部である６０°ＣＡＭ間隔で配置された６つの縁部１５と、上昇縁部である９０°ＣＡＭ間隔で配置された４つの縁部１４とも特定されている。
【0097】
図５を参照すると、上述した説明による歯車を備える内燃機関の例が模式的に示されている。
【0098】
エンジンＭは、３つ、４つまたは６つの気筒８２を備え、気筒内では、対応するピストン８０が、クランクシャフト９によって駆動されるコネクティングロッド８４によって摺動する。クランクシャフト９はまた、タイミングベルト９０によって、少なくとも１つのカムシャフト９１を回転させ、カムシャフト９１の回転により、吸気弁および排気弁９２が連続的に開閉される。
【0099】
エンジンは、可変バルブタイミングを有することができ、カムシャフトを角度的にオフセットしてクランクシャフトの同一位置に対して弁の開弁時間を変更するための手段（図示せず）を備える。最大オフセット角度は、２５°ＣＡＭ（または５０°ＣＲＫ）のオーダーである。
【0100】
クランクシャフト９は、典型的には１つまたは２つの歯が欠落した１つまたは２つの間隙ゾーンを除いて、その外周に沿って均等に分配された一連の歯、典型的には３６個または６０個の歯を備える歯車９３を有する。
【0101】
クランクシャフト角度位置センサ９４が、歯車９３に面して配置され、歯車の各歯の通過を検出するのに適している。
【0102】
上述した説明による歯車１が、カムシャフト９１または各カムシャフトに取り付けられる。ＴＰＯ型センサまたはレベルセンサ２が、歯車の前に配置され、歯車のレベルを検出してレベルの変化から上昇または下降縁部を推測するのに適している。
【0103】
上述したように、センサ２は、一方のタイプの縁部について、他方のタイプの縁部よりも高い検出性能を有することができる。
【0104】
リバーシブル歯車は、エンジンの組み立てに際して、その主面の一方を以下のようにセンサ２に向けることにより、カムシャフトに有利に配置される：
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部を、センサ２の性能がより高いものとなるタイプの縁部に対応させる。
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部を、センサ２の性能がより高いものとなるタイプの縁部に対応させる。
エンジンが３気筒または６気筒である場合、６０°間隔で配置された６つの縁部を、センサ２の性能がより高いものとなるタイプの縁部に対応させる。
エンジンが４気筒である場合、９０°間隔で配置された４つの縁部を、センサ２の性能がより高いものとなるタイプの縁部に対応させる。
【0105】
エンジンは、クランクシャフトおよびカムシャフトの角度位置センサから検出信号を受信して検出信号からエンジンサイクルの状態を常に推測するのに適した中央処理装置９５も備える。
【0106】
図４を参照して上述したように、エンジンが可変バルブタイミング式である場合、カムシャフト歯車は、エンジンの組み立てに際して、クランクシャフト歯車の歯を欠いた基準空間がクランクシャフト角度位置センサ９４に面しているエンジンサイクルの範囲が、カムシャフト歯車の歯を欠いた少なくとも３０°ＣＡＭの部分がカムシャフト角度位置センサ２に面しているエンジンサイクルの範囲に含まれるように、有利に配置される。
【図1】
【図2a】
【図2b】
【図3a】
【図3b】
【図4】
【図5】
【国際調査報告】