(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えた駆動装置において、
上記減速機は、
内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、
この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、
この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、
上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機であり、
かつ、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、
上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、
上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離量が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定する判定手段と、を有し、
上記被駆動部が、上記駆動部により駆動される制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構であり、
かつ、機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定するとともに、この目標圧縮比に基づいて上記駆動部を駆動制御する制御部を有し、
上記制御部は、上記ラチェッティングの発生時に、相対的に高圧縮比を示す検出値に基づいて、上記目標圧縮比を設定する駆動装置。
【請求項２】
駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えた駆動装置において、
上記減速機は、
内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、
この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、
この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、
上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機であり、
かつ、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、
上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、
上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離量が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定する判定手段と、を有し、
上記被駆動部が、上記駆動部により駆動される制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構であり、
かつ、機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定するとともに、この目標圧縮比に基づいて上記駆動部を駆動制御する制御部を有し、
上記制御部は、上記ラチェッティングの発生時に、上記入力軸回転検出部と出力軸回転検出部のうち、一方の検出値を用いて上記駆動部を駆動制御するとともに、他方の検出値が上記一方の検出値よりも相対的に高圧縮比を示す場合、両検出値のずれ量に応じて、上記一方の検出値を低圧縮比方向に補正する駆動装置。
【請求項３】
駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えた駆動装置において、
上記減速機は、
内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、
この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、
この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、
上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機であり、
かつ、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、
上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、
上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離量が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定する判定手段と、
内燃機関の吸気弁もしくは排気弁の作動特性を変更可能な可変動弁機構と、
を有し、
上記被駆動部が、上記駆動部により駆動される制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構であり、
かつ、機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定するとともに、この目標圧縮比に基づいて上記駆動部を駆動制御する制御部を有し、
上記制御部は、高圧縮比側にずれるラチェッティングの発生時に、ピストンと吸気弁もしくは排気弁との最接近距離が大きくなるように、上記可変動弁機構の作動特性の目標値を補正する駆動装置。
【請求項４】
駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えた駆動装置において、
上記減速機は、
内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、
この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、
この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、
上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機であり、
かつ、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、
上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、
上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離量が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定する判定手段と、を有し、
上記被駆動部が、上記駆動部により駆動される制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構であり、
かつ、機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定するとともに、この目標圧縮比に基づいて上記駆動部を駆動制御する制御部を有し、
上記制御部は、高圧縮比側にずれるラチェッティングの発生時であって、かつ、上記乖離量が第３所定値以上の場合、エンジン回転速度を所定回転速度以下に制限する駆動装置。
【請求項５】
駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えた駆動装置において、
上記減速機は、
内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、
この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、
この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、
上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機であり、
かつ、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、
上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、
上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離量が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定する判定手段と、を有し、
上記被駆動部が、上記駆動部により駆動される制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構であり、
かつ、機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定するとともに、この目標圧縮比に基づいて上記駆動部を駆動制御する制御部を有し、
上記制御部は、低圧縮比側へずれるラチェッティングの発生時に、上記目標圧縮比を低下側に補正する駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波動歯車式の減速機を有する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、モータ等の駆動部により可変圧縮比機構等の被駆動部を駆動する駆動装置では、駆動部の小型化・低出力化や制御性の向上を図るために、大きな減速比が得られる波動歯車式の減速機が用いられる。【０００３】
この減速機は、内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備えており、波動発生器の１回転に対し、内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１６９１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような波動歯車式の減速機は、小型，軽量で大きな減速比が得られる反面、許容負荷トルクを超える過大トルクが作用したような場合に、減速機の内歯と外歯との噛み合い位置がずれる、いわゆるラチェッティングが発生するおそれがある。従って、例えばモータ等の駆動部を駆動制御するために、この駆動部に接続する入力軸の回転位置を検出する構成となっていると、上記のラチェッティングが発生しても検知することができず、検出値と実際の駆動位置（実圧縮比）とが異なる、という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、波動歯車式の減速機におけるラチェッティングの発生を正確に判定・検知することができる新規な駆動装置を提供することを目的としている。【０００７】
すなわち本発明に係る駆動装置は、駆動部と、この駆動部により駆動される被駆動部と、の間に介装されて、上記駆動部に接続する入力軸の回転を、上記被駆動部に接続する出力軸へ減速して伝達する減速機を備えている。この減速機は、内周に内歯が形成された剛体の剛歯車と、この剛歯車の内側に同軸上に配置された波動発生器と、この波動発生器と剛歯車との間に同軸上に配置され、上記波動発生器によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所で上記内歯に噛み合う外歯が外周に形成された柔歯車と、を備え、上記波動発生器が１回転すると、上記内歯と外歯の歯数差の分だけ剛歯車と柔歯車とが相対的に回転する波動歯車式の減速機である。【０００８】
そして本発明は、上記減速機の入力軸の回転位置を検出する入力軸回転検出部と、上記減速機の出力軸の回転位置を検出する出力軸回転検出部と、を備え、上記入力軸回転検出部の検出値と上記出力軸回転検出部の検出値との乖離が所定値以上の場合に、上記内歯と外歯との噛み合い位置がずれるラチェッティングが発生したと判定するように構成した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、入力軸回転検出部の検出値と出力軸回転検出部の検出値とを用いて、ラチェッティングの発生を正確に判定・検知することができる。従って、ラチェッティングの発生により生じる制御性の低下等の不具合に正確に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る被駆動部としての可変圧縮比機構を簡略的に示す構成図。
【図２】可変圧縮比機構の制御軸と駆動モータとの連結構造を示す断面対応図。
【図３】上記実施例の波動歯車式の減速機を示す説明図。
【図４】上記減速機のラチェッティング判定処理を含めた制御処理の流れを示すフローチャート。
【図５】出力軸回転検出センサの検出精度の３つの例（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示実施例により本発明を説明する。図１は、駆動装置の被駆動部としての可変圧縮比機構１を示している。なお、この可変圧縮比機構１は特開２０１１−１６９１５２号公報等にも記載されているように公知であるため、ここでは簡単な説明にとどめる。
【００１２】
この可変圧縮比機構１は、アッパリンク３と、クランクシャフト４のクランクピン４Ａに回転可能に取り付けられたロアリンク５と、を有している。アッパリンク３は、その上端がピストンピン２Ａを介してシリンダブロックのシリンダ内を昇降するピストン２に回転可能に取り付けられている。ロアリンク５には、アッパリンク３の下端がリンク連結ピン６を介して回転可能に連結されるとともに、制御リンク７の上端部が制御ピン８を介して回転可能に連結されている。
【００１３】
そして、図１及び図２に示すように、駆動部としての駆動モータ１５（図２参照）により連結機構１０を介して制御軸１１の回転位置を変更して、制御リンク７の下端部の位置を変更することで、ロアリンク５の姿勢が変化し、機関圧縮比が連続的に変化する。この制御リンク７の下端部と駆動モータ１５とを連結する連結機構１０は、制御軸１１及び補助制御軸１２と、両者１１，１２を連結する連結リンク１３と、を有している。
【００１４】
制御軸１１は、クランクシャフト４と平行に機関内部を気筒列方向に延びており、シリンダブロックなどの機関本体側に回転可能に支持される第１ジャーナル部１１Ａと、各気筒の制御リンク７の下端部が回転可能に取り付けられる複数の制御偏心軸部１１Ｄと、を有している。この制御偏心軸部１１Ｄは、第１ジャーナル部１１Ａに対して所定量偏心した位置に設けられている。また、第１ジャーナル部１１Ａから径方向に延びる第１アーム部１１Ｃの先端と連結リンク１３の一端とが第１連結ピン１１Ｂにより回転可能に連結されている。
【００１５】
補助制御軸１２は、ハウジング１４（図２参照）に回転可能に支持される第２ジャーナル部１２Ａと、この第２ジャーナル部１２Ａから径方向に延びる第２アーム部１２Ｃと、を有し、この第２アーム部１２Ｃの先端と連結リンク１３の他端とが第２連結ピン１２Ｂにより回転可能に連結されている。この補助制御軸１２に、後述の減速機２０を介して駆動部としての駆動モータ１５が接続されている。この駆動モータ１５は、各種制御処理を記憶及び実行する機能を有する制御部１９によって駆動・制御される。
【００１６】
このような複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構１によれば、機関運転状態に応じて機関圧縮比を適正化することで燃費や出力向上を図れることに加え、ピストンとクランクシャフトとを一本のリンクで連結した単リンク機構に比して、ピストンストローク特性そのものを例えば単振動に近い特性に適正化することができる。また、単リンク機構に比して、クランクスローに対するピストンストロークを長くとることができ、機関全高の短縮化や高圧縮比化を図ることができる。更に、アッパリンク３の傾きを適正化することで、ピストン２やシリンダに作用するスラスト荷重を低減・適正化し、ピストンやシリンダの軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、図示の例では、制御リンク７をロアリンク５に連結しているために、制御リンク７に接続する連結機構１０や駆動モータ１５を、比較的スペースに余裕のあるクランクシャフト４の斜め下方領域に配置することができ、機関搭載性が良い。但し、制御リンク７をアッパリンク３に連結する構成とすることも可能である。また、駆動部としては駆動モータ１５に限らず、例えば油圧制御弁を用いた油圧アクチュエータであっても良い。
【００１８】
図２及び図３を参照して、駆動モータ１５のモータ回転軸１６と連結機構１０の補助制御軸１２との間には、波動歯車式の減速機２０が介装されている。なお、この実施例では、駆動モータ１５の回転軸１６が減速機２０の入力軸と一体化されており、補助制御軸１２が減速機２０の出力軸と一体化されているが、これらを別個の軸として構成しても良い。
【００１９】
減速機２０は補助制御軸１２とともにハウジング１４内に収容配置されており、このハウジング１４に駆動モータ１５が取り付けられている。ハウジング１４は、オイルパン側壁１７に機関外側より横付けに固定されている。なお、オイルパン側壁１７には、連結リンク１３が挿通するための適宜なスリット１７Ａが形成されている。
【００２０】
波動歯車式の減速機２０は、図３にも示すように、内周に内歯２２が形成された剛体の剛歯車２１と、この剛歯車２１の内側に同軸上に配置された波動発生器２３と、この波動発生器２３と剛歯車２１との間に同軸上に配置され、波動発生器２３によって楕円形状に弾性変形して、この楕円形状の長軸方向の二箇所２６で内歯２２に噛み合う外歯２５が外周に形成された柔歯車２４と、により大略構成されている。
【００２１】
波動発生器２３は、楕円形状を呈しており、その中央部で駆動モータ１５の回転軸１６に固定され、この回転軸１６と一体的に回転する。柔歯車２４は、波動発生器２３の楕円形状に応じて径方向に撓み変形可能な可撓性を有する金属材料により形成されている。なお、柔歯車２４の内周側には、ボールベアリング（図示省略）が設けられており、波動発生器２３に対して相対回転可能である。
【００２２】
そして、内歯２２と外歯２５には２歯分の歯数差が与えられており、波動発生器２３が１回転すると、この歯数差の分、剛歯車２１と柔歯車２４とが相対的に回転するようになっている。
【００２３】
この実施例の減速機２０は、剛歯車２１から出力を取り出すように、補助剛歯車２７を用いたリング型の構成が採用されている。この補助剛歯車２７は、剛歯車２１と軸方向に隣接して配置され、ハウジング１４に固定されている。この補助剛歯車２７の内側にも内歯が形成されているが、この内歯は柔歯車２４の外歯２５と同じ歯数に設定されている。つまり、この補助剛歯車２７が一種のギヤカップリングとして機能して、波動発生器２３が１回転すると、剛歯車２１が歯数差の分だけ回転するように構成されている。
【００２４】
なお、減速機２０の構造は上記実施例のものに限られず、剛歯車２１をハウジング１４に固定し、カップ状の柔歯車２４から出力を取り出すカップ型の構成としても良い。
【００２５】
このような波動歯車減速機２０は、部品点数が少なく小型・軽量でありながら、非常に大きな減速比が得られるとともに、バックラッシを必要としないために、噛み合い効率が高く、制御性や信頼性に優れている。その反面、このような波動歯車式の減速機２０を用いた場合、許容負荷トルクを超える過大トルクが作用したような場合に、減速機２０の内歯２２と外歯２５との噛み合い位置がずれる、いわゆるラチェッティング現象が発生するおそれがある。従って、例えば駆動モータ１５を駆動制御するために、この駆動モータ１５の回転軸１６（減速機の入力軸）の回転位置のみを検出する構成となっていると、上記のラチェッティングが発生してもこれを検知することができず、検出値と、実際の回転位置に対応する実圧縮比と、がずれる、という問題があった。
【００２６】
このように実圧縮比が検出値からずれた場合、以下のような問題が生じる。例えば、実圧縮比が検出値よりも低圧縮比側にずれた場合には、燃費・出力の悪化、排温上昇による排気部品の耐久性低下、触媒の劣化等の不具合を生じるおそれがある。また、実圧縮比が検出値よりも高圧縮比側にずれた場合には、吸気弁・排気弁とピストンとが接近し過ぎたり、ノッキングを生じるおそれがある。
【００２７】
更に、ストッパにより機械的に規制される最高圧縮比や最低圧縮比の近傍で制御する場合、センサ検出値が目標圧縮比に到達する前に、制御軸１１の回転位置が最高圧縮比や最低圧縮比のストッパ位置に到達し、目標圧縮比に制御できずに制御エラーが発生するおそれがある。
【００２８】
また、ラチェッティングを検知できない状態で、ラチェッティングによる噛み合い位置のずれが所定量以上発生した場合、内歯２２や外歯２５の先端が磨耗して、ラチェッティング発生トルクが低下し、大トルクが作用した時に急激かつ大きい圧縮比ずれが発生し、上記問題が悪化するおそれがある。
【００２９】
さらに、歯先の磨耗粉が減速機２０の歯面やボールベアリングの部分に噛み込み、フリクションが増大して、応答性の悪化等を招くおそれがある。
【００３０】
そこで本実施例では、以下に説明するように、ラチェッティングの発生を正確に判定・検知し、上記の不具合を解消している。具体的には、減速機２０の入力軸であるモータ回転軸１６の回転位置を検出する入力軸回転検出センサ３１と、減速機２０の出力軸である第２制御軸１１の回転位置を検出する出力軸回転検出センサ３２と、を設け、両センサ３１，３２の検出値に基づいて、ラチェッティングの発生を判定・検知している。
【００３１】
図４は、このようなラチェッティング判定処理を含む制御の流れを示すフローチャートである。このルーチンは上記の制御部１９によって記憶されるとともに所定期間毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。
【００３２】
ステップＳ１１では、入力軸回転検出センサ３１により検知される実圧縮比に対応する第１検出値ε１を読み込む。ステップＳ１２では、出力軸回転検出センサ３２により検知される実圧縮比に対応する第２検出値ε２を読み込む。ステップＳ１３では、第１検出値ε１と第２検出値ε２との差の絶対値｜ε１−ε２｜である乖離量Δεを算出する。
【００３３】
ステップＳ１４では、この乖離量Δεが、内歯２２と外歯２５との噛み合い位置の１歯分のずれに相当する第１所定値Ｇ１以上であるかを判定する。乖離量Δεが第１所定値Ｇ１以上であればステップＳ１５へ進み、乖離量Δεが第１所定値Ｇ１未満であれば、ラチェッティングが発生していないと判断して本ルーチンを終了する。
【００３４】
ステップＳ１５では、上記噛み合い位置の１歯分のずれを検出可能な高検出精度領域であるか否かを判定する。この判定は、例えば第１検出値ε１や第２検出値ε２を用いて行われる。高検出精度領域であれば、ステップＳ１６をスキップしてステップＳ１７へ進み、ラチェッティングが発生していると判定・検知する。
【００３５】
一方、高検出精度領域でなければステップＳ１６へ進み、乖離量Δεが、内歯２２と外歯２５との噛み合い位置の複数歯（例えば、２歯）分のずれに相当する第２所定値Ｇ２以上であるか否かを判定する。この第２所定値Ｇ２は第１所定値Ｇ１よりも大きな値に設定される。乖離量Δεが第２所定値Ｇ２以上であれば上記のステップＳ１７へ進んでラチェッティングが発生していると判定する。一方、乖離量Δεが第２所定値Ｇ２未満であれば、ラチェッティングが発生していないと判断して、本ルーチンを終了する。
【００３６】
ラチェッティングが発生していると判定された場合には、ステップＳ１７からステップＳ１８へ進み、第１検出値εと第２検出値ε２のうち、高圧縮比側の値を示す検出値εｈを、駆動モータ１５の駆動制御等に用いる検出値として選択する。制御部１９は、この選択された検出値εｈに基づいて目標圧縮比を設定し、駆動モータ１５を駆動制御することとなる。
【００３７】
このステップＳ１８の処理に代えて、ステップＳ１８Ａ〜Ｓ１８Ｃの処理を行うようにしても良い。ステップＳ１８Ａ〜Ｓ１８Ｃでは、予め設定された一方の検出値（この例では、制御精度の高い出力軸側の第２検出値ε２）を駆動モータ１５の駆動制御等に用いる検出値として選択している。具体的には、ステップＳ１８Ａでは、制御に使用しない入力軸側の第１検出値ε１が制御に使用する出力軸側の第２検出値ε２よりも相対的に高圧縮比側の値であるか否かを判定する。第１検出値ε１が第２検出値ε２よりも高圧縮比側の値でない、つまり低圧縮比側の値である場合には、ステップＳ１８Ｂをスキップして後述のステップＳ１８Ｃへ進む。
【００３８】
第１検出値ε１が第２検出値ε２よりも高圧縮比側の値である場合には、ステップＳ１８Ｂへ進み、制御に使用しない第１検出値ε１（より詳しくは、両者の乖離量Δε）に基づいて、制御に使用する第２検出値ε２を低圧縮比方向に補正して、ステップＳ１８Ｃへ進む。ステップＳ１８Ｃでは、制御精度の高い出力軸側の第２検出値ε２に基づいて圧縮比制御を行う。つまり、制御部１９は、第２検出値ε２に基づいて目標圧縮比を設定し、駆動モータ１５を駆動制御することとなる。
【００３９】
ステップＳ１９では、エンジン回転速度や要求負荷等の機関運転条件又は目標圧縮比の設定を、減速機２０の負荷が低減する方向に補正・変更する。
【００４０】
ステップＳ２０では、ラチェッティングの方向、つまり噛み合い位置のずれ方向が高圧縮比側であるか否かを判定する。
【００４１】
ラチェッティングの方向が高圧縮比側である場合には、ステップＳ２１へ進み、可変動弁機構１８（図２参照）が適用された吸気弁又は排気弁とピストン２との最接近距離が大きくなる方向に、可変動弁機構１８による吸・排気弁の作動特性の目標値を変更する。なお、可変動弁機構１８としては、吸・排気弁の開時期及び閉時期を同時に連続的に変化させるバルブタイミング機構（ＶＴＣ）や、吸・排気弁の作動角とバルブリフト量とを同時に連続的に変化させるリフト・作動角可変機構（ＶＥＬ）などの公知のものを用いることができる。
【００４２】
続くステップＳ２２では、乖離量Δεが第３所定値Ｇ３以上であるか否かを判定する。乖離量Δεが第３所定値Ｇ３未満であれば本ルーチンを終了する。乖離量Δεが第３所定値Ｇ３以上であれば、ステップＳ２３へ進み、エンジン回転速度を所定回転速度以下に制限する。
【００４３】
上記のステップＳ２０において、ラチェッティングの方向が高圧縮比側ではない、つまり低圧縮比側であると判定された場合、ステップＳ２４へ進み、乖離量Δεが第４所定値Ｇ４以下であるか否かを判定する。この第４所定値Ｇ４は、簡素化のために上記の第３所定値Ｇ３と同じ値を用いても良く、あるいは適合により個別に異なる値に設定しても良い。乖離量Δεが第４所定値Ｇ４未満であれば、本ルーチンを終了する。乖離量Δεが第４所定値Ｇ４以上であれば、ステップＳ２５へ進み、目標圧縮比を低下側へ補正する。
【００４４】
このような本実施例の特徴的な構成及び作用効果について、以下に列記する。
【００４５】
［１］駆動部としての駆動モータ１５と、この駆動モータ１５により駆動される被駆動部としての可変圧縮比機構１との間に減速機２０を介装し、この減速機２０により、駆動モータ１５の回転軸（減速機入力軸）を減速して可変圧縮比機構１側の第２制御軸１１（減速機出力軸）へ伝達する。
【００４６】
この減速機２０は、同軸上に配置された剛歯車２１，柔歯車２４及び波動発生器２３を備え、波動発生器２３の１回転に対し、剛歯車２１の内歯２２と柔歯車２４の外歯２５の歯数差の分だけ剛歯車２１と柔歯車２４とが相対的に回転する、いわゆる波動歯車式の減速機である。
【００４７】
そして本実施例では、減速機２０の入力軸（モータ回転軸１６）の回転位置を検出する入力軸回転検出部としての入力軸回転検出センサ３１と、減速機２０の出力軸（補助制御１２）の回転位置を検出する出力軸回転検出部としての出力軸回転検出センサ３２と、を設け、両者の検出値の乖離量Δεが所定値以上の場合に、内歯２２と外歯２５との噛み合い位置がずれるラチェッティングの発生を判定・検知している。
【００４８】
このように本実施例では、減速機２０の入力軸と出力軸との回転位置をそれぞれ個別に検出することで、両者の乖離量Δεからラチェッティングの発生を精度良く判定・検知することができる。従って、ラチェッティングの発生による圧縮比制御の制御精度の低下や運転性の低下を有効に抑制・回避することが可能となる。
【００４９】
［２］出力軸回転検出センサ３２には、所定の高検出精度領域で、減速機２０の内歯２２と外歯２５との噛み合い位置の所定歯数、例えば１歯分のずれを検出可能な精度を備えるものが用いられる。例えば、歯数が３２０歯、減速比１６０の場合には、所定の高検出精度領域で、１歯分のずれに相当する約１度のずれを検出可能な絶対角センサが用いられる。
【００５０】
これによって、例えば図５（Ａ）に例示するように、高検出精度領域α１では、１歯分のラチェッティングの発生を検知することが可能となるとともに（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１７）、全領域で高精度な検出精度が不要となるために、例えば検出角度幅が増大すると一部の角度域で検出精度が悪化するような小型・低コストなセンサが利用可能となり、センサの小型化，低コスト化を図ることができる。
【００５１】
［３］図５（Ａ）にも例示するように、高検出精度領域α１では、検出値の乖離量Δεが、内歯と外歯の１歯以上のずれに相当する第１所定値Ｇ１以上である場合に、ラチェッティングが発生していると判定することができる（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１７）。１歯分のラチェッティングであっても不正噛み合い状態となると減速機２０のフリクションが増大して圧縮比の可変応答性が悪化し、例えば高圧縮比状態で加速された場合にノッキングを発生するおそれがあるが、このように１歯分のずれをも検知可能とすることで、このようなノッキングの発生を抑制もしくは回避することができる。
【００５２】
［４］一方、高検出精度領域α１以外の領域α２，α３では、検出値の乖離量Δεが、所定歯数より多いずれ、例えば複数歯以上のずれに相当する第２所定値Ｇ２以上である場合に、ラチェッティングが発生していると判定する（ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７）。これによって、検出精度が低い領域であっても、複数歯以上のラチェッティングを精度良く判定することができる。
【００５３】
［５］ラチェッティングの発生時には、減速機２０の負荷トルクを低減している（ステップＳ１９）。このように減速機２０の負荷トルクを低減することで、ラチェッティングが連続して発生する事態を抑制・回避することができる。
【００５４】
［６］本実施例では被駆動部として可変圧縮比機構１を例示している。このような可変圧縮比機構１は、その駆動部である駆動モータ１５に燃焼荷重や慣性荷重が燃焼間隔毎に繰り返し作用するために、大きな減速比が得られる波動歯車式の減速機２０を用いることが極めて有効である。この駆動モータ１５は制御部１９により制御される。つまり制御部１９は、エンジン回転速度や要求負荷等の機関運転条件に基づいて目標圧縮比を設定し、この目標圧縮比に基づいて駆動モータ１５を駆動制御する。
【００５５】
［７］図５は、出力軸回転検出センサ３２の検出精度（検出可能な最小の角度）を示しており、低い値の方が検出精度が高いものとなっている。図５（Ａ）に示すセンサの例では、所定の中間圧縮比の領域α１でのみ、減速機の内歯と外歯の１歯のずれを検出可能な精度を備えている。つまり、１歯のずれを検出可能な高検出精度領域を中間圧縮比α１に設定し、この領域α１では、１歯のずれに相当する第１所定値Ｇ１よりも低い値まで検出可能な精度を備えている。この場合、最大負荷トルクが作用する中間圧縮比の条件のときに、１歯のずれに相当するラチェッティングを確実に検出することができる。
【００５６】
［８］図５（Ｂ）に示すセンサの例では、最低圧縮比を含む低圧縮比の領域β１でのみ、１歯のずれを検出可能な精度を備えている。この低圧縮比の領域β１では、筒内圧のアシストを受けて駆動モータ１５が高い回転速度でストッパに衝突するおそれがあることから、１歯のずれに相当するラチェッティングを検出可能とすることで、上記の衝突を抑制もしくは回避することができる。
【００５７】
［９］図５（Ｃ）に示すセンサの例では、最高圧縮比を含む高圧縮比の領域γ１でのみ、１歯のずれを検出可能な精度を備えている。高圧縮比の領域では、駆動モータ１５により高圧縮比方向に駆動されてストッパに衝突した場合に、減速機負荷トルクが増大することから、１歯のずれに相当するラチェッティングを検出可能とすることで、このような減速機負荷トルクの増大を抑制・回避することができる。
【００５８】
［１０］あるいは、上述したような中間圧縮比の領域と、最低圧縮比を含む低圧縮比の領域と、最高圧縮比を含む高圧縮比の領域と、のうちの２つ以上の領域で、１歯のずれを検出可能な精度を備える構成としても良い。
【００５９】
［１１］ラチェッティングの発生時であって、かつ、乖離量Δεが第４所定値Ｇ４以上である場合には、上記目標圧縮比を低下側に補正している（ステップＳ１７，Ｓ２４，Ｓ２５）。これによって、入力軸側の第１検出値ε１が出力軸側の第２検出値ε２よりも小さい場合には、ラチェッティングによる実圧縮比の異常上昇の可能性があるため、目標圧縮比を低下させることで、バルブとピストンとが過剰に接近することを回避することができる。また、入力軸側の第１検出値ε１が出力軸側の第２検出値ε２よりも大きい場合には、ラチェッティングによる実圧縮比の異常低下の可能性があるため、目標圧縮比を低下させることで、減速機２０に作用する負荷トルクを低減して、更なるラチェッティングの発生を抑制・回避することができる。
【００６０】
［１２］ラチェッティングの発生時には、入力軸側の第１検出値ε１と出力軸側の第２検出値ε２のうち、相対的に高圧縮比を示す検出値εｈに基づいて、目標圧縮比を設定する（ステップＳ１８）。このように、２つの検出値に乖離が有る場合、いずれの検出値がであるかを判定できないため、高圧縮比側の検出値εｈを用いて目標圧縮比を設定することで、過剰な高圧縮比化を確実に抑制して、バルブとピストンとが接近し過ぎることを抑制・回避することができる。
【００６１】
［１３］あるいは、ラチェッティングの発生時には、２つの検出値のうちで、いずれか一方の検出値を用いて駆動モータ１５を駆動制御するようにしても良い。例えば、ステップＳ１８Ｃでは、精度の高い出力軸側の第２検出値ε２を用いて制御を行うようにしている。この場合、制御に使用しない他方の第１検出値ε１が第２検出値ε２よりも相対的に高圧縮比を示す場合には、両検出値の乖離量Δεに応じて、制御に使用する第２検出値ε２を低圧縮比方向に補正する（ステップＳ１８Ａ，Ｓ１８Ｂ）。
【００６２】
つまり、モータ制御に使用する第２検出値ε２が制御に使用しない他方の第１検出値ε１よりも低圧縮比側の値を示す場合には、バルブとピストンとの過剰な接近を回避するために、安全側である高圧縮比の値を示す第１検出値ε１が正しいと仮定し、両者の乖離量Δεに応じて、モータ制御に使用する第２検出値ε２を低圧縮比側に補正する。これによって、過剰な高圧縮比化によるバルブとピストンとの過剰な接近を回避しつつ、モータ制御に使用するセンサとして高精度な出力軸回転検出センサ３２を引き続き使用することが可能となり、高精度な圧縮比制御を維持できる。
【００６３】
［１４］ラチェッティング方向が高圧縮比側である場合には、ピストンと吸気弁もしくは排気弁との最接近距離が大きくなるように、可変動弁機構１８の作動特性の目標値を補正する（ステップＳ２１）。これよって、ラチェッティングによる高圧縮比化によってバルブとピストンとの最接近距離が過度に小さくなることを確実に回避することができる。
【００６４】
［１５］また、ラチェッティング方向が高圧縮比側であり、かつ、乖離量Δεが第３所定値Ｇ３以上の場合には、エンジン回転速度を所定回転以下に制限する（ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２３）。このように、エンジン回転速度を制限することで、慣性力によって高圧縮比方向への変動を抑制し、過剰な高圧縮比化を確実に抑制することができる。
【００６５】
［１６］
また、図示していないが、出力軸回転検出部としての出力軸回転検出センサ３２を制御軸１１側に配置し、入力軸回転検出部としての入力軸回転検出センサ３１を、補助制御軸１２から駆動モータ１５の間に配置する構成としても良い。
【００６６】
この場合、連結リンク１３等の連結機構１０による圧縮比−減速比特性によって、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、高検出精度領域を任意の圧縮比領域に設定することが可能となる。つまり、センサ自体の検出精度が高い高検出精度領域を、ラチェッティングを検知したい圧縮比域に設定し、検出精度が相対的に低下する領域を、その他の圧縮比域で使用することが可能となる。
【００６７】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では被駆動部として可変圧縮比機構を用いた場合について説明しているが、可変動弁機構等の他の被駆動部を用いた駆動装置に本発明を適用することも可能である。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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