(57)【要約】【課題】  可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムにおいて、カムトルクの方向を特定できるようにする。【解決手段】  ＶＣＴシステムにおいて、インデックス歯０を含む複数の歯を備えたカムセンサホイール１００を提供する工程と、複数の歯に対応する複数のパルスを提供する工程と、カムトルクの方向を特定するために、複数の歯のうちの一つの歯を用いる工程とを設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムにおいて、カムトルクの方向を特定するための方法であって、
インデックス歯を含む複数の歯を備えたカムセンサホイールを提供する工程と、
複数の歯に対応する複数のパルスを提供する工程と、
カムトルクの方向を特定するために、複数の歯のうちの一つの歯を用いる工程と、
を備えた方法。
【請求項２】
請求項１において、
不感時間を決定するために複数の歯を使用する工程をさらに備えている、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２において、
ＶＣＴをその命令位置に向かって駆動するのに利用できるトルクが存在しない場合にコントローラが不要な値を蓄積するのを止めるように、不感時間の際にコントローラのアップデートを停止させる工程をさらに備えている、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１において、
複数の歯がカムセンサホイールの外周に対称に配置されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１において、
複数の歯がカムセンサホイールの外周に非対称に配置されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１において、
前記一つの歯がインデックス歯である、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１において、
ＶＣＴシステムが、カムトルク駆動（ＣＴＡ）型ＶＣＴシステムである、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１において、
ＶＣＴシステムが、捩じり補助（ＴＡ）型ＶＣＴシステムである、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１において、
ＶＣＴシステムが、オイル圧駆動（ＯＰＡ）型ＶＣＴシステムである、
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１において、
カムセンサホイールが非対称である、
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１において、
カムセンサホイールが対称である、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変カムトルクシステムの分野に関する。より詳細には、本発明は、カムトルクの方向を識別するとともに要求時に制御のアップデートを中断することによって、低いカムトルク周波数においてＶＣＴ（variable camshaft timing：可変カムタイミング）クローズドループ応答を向上させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の性能は、エンジンの種々のシリンダのインテークバルブを駆動するカムシャフトと、エグゾーストバルブを駆動するカムシャフトという２本のカムシャフトを使用することによって改良することが可能である。
【０００３】
典型的には、このようなカムシャフトの一方は、第１のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第１のベルト駆動装置を介してエンジンのクランクシャフトによって駆動され、他方のカムシャフトは、第２のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第２のベルト駆動装置を介して、前記一方のカムシャフトによって駆動される。あるいは、双方のカムシャフトが、単一のクランクシャフトにより駆動されるチェーン駆動装置またはベルト駆動装置により運転される。
【０００４】
２本のカムシャフトを備えたエンジンの性能は、一方のカムシャフト（通常はインテークバルブ駆動用のカムシャフト）の他方のカムシャフトおよびクランクシャフトに対する位置関係を変えることによって、エグゾーストバルブに対するインテークバルブの運転の点からまたはクランクシャフトの位置に対する各バルブの位置の点からエンジンタイミングを変更するために、アイドル運転の質、燃費、低減排気ガスおよび上昇トルクの観点からさらに改良を加えることが可能である。
【０００５】
引用することによってすべて本明細書の中に含まれる以下の米国特許により開示された情報を考慮することは、本発明の背景を探るのに有用である。
米国特許第 5,002,023号は、本発明の分野におけるＶＣＴシステムについて記述している。このシステムの液圧装置は、適切な作動流体要素を備えるとともに逆方向に作用する一対の液圧シリンダを有している。
【０００６】
作動流体要素は、作動流体を一方のシリンダから他方のシリンダにまたはその逆方向に選択的に移送しており、これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの周方向位置をアドバンスさせまたはリタードさせている。制御システムは、一方または他方のシリンダからの作動流体の排出がバルブ内のスプールを中央位置つまり零位置から一方向または他の方向に移動させることによって行われる制御バルブを使用している。
【０００７】
スプールの移動は、スプールの一端に作用する制御液圧Ｐc の増加または減少に応じて、さらにスプリングの一端に作用する液圧と他端に作用する圧縮スプリングによる機械的な押付力との間の関係に応じて、生じる。
【０００８】
米国特許第 5,107,804号は、本発明の分野における他のタイプのＶＣＴシステムについて記述しており、このシステムの液圧装置は、囲繞されたハウジング内にローブを備えたベーンを有している。このベーンは、上述の米国特許第 5,002,023号により開示された逆方向作用のシリンダに取って代わっている。
【０００９】
ベーンは、ハウジング内でローブの一方の側から他方の側にまたはその逆方向に作動流体を移動させることによりハウジングに対してベーンを一方の側から他方の側に振動させる適切な作動流体要素を有しており、ベーンはハウジングに対して振動可能つまり周方向に移動可能に構成されている。
【００１０】
このようなベーンの振動は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位置をアドバンスまたはリタードさせるのに効果的なものである。このＶＣＴシステムの制御システムは、米国特許第 5,002,023号に開示されたものと同一であって、スプールバルブに作用する同種の力に反応する同一タイプのスプールバルブを使用している。
【００１１】
米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号はいずれも、スプールの一端に作用する液圧による力とスプールの他端に作用する機械的な力とを釣り合わせようとする試みによって発生する、上述したタイプのＶＣＴシステムの問題に取り組んでいる。
【００１２】
米国特許第 5,172,659号および米国特許第 5,184,578号の双方に開示された改良制御システムは、スプールの両端に作用する液圧による力を利用している。スプールの一端に作用する液圧による力は、最大液圧Ｐs でエンジンオイルギャラリから直接供給される作動流体に起因している。
【００１３】
スプールの他端に作用する液圧による力は、減圧Ｐc 下でＰＷＭソレノイドからの作動流体に反応して作用する液圧シリンダまたはその他の倍力装置に起因している。スプールの対向端の各々に作用する力が元々同じ作動流体に基づいた液圧であるため、作動流体の圧力または粘性の変化は自己否定的なものであって、スプールの中央位置または零位置には影響を与えない。
【００１４】
米国特許第 5,289,805号は、改良されたＶＣＴ方法を提供している。この方法は、所定の設定値を追跡する挙動を生じさせる液圧ＰＷＭスプール位置制御および進んだ制御アルゴリズムを利用している。
【００１５】
米国特許第 5,361,735号においては、カムシャフトが、非振動の回転のために一端に固定されたベーンを有している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なタイミングベルト駆動のプーリを有している。ベーンは、プーリの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。カムシャフトは、通常の運転中に発生するトルクパルスに反応して変化する傾向がある。
【００１６】
カムシャフトは、エンジン制御ユニットからの信号に反応して制御バルブのバルブ本体内でのスプールの位置を制御することによって、凹部からのエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスしまたはリタードするようになっている。スプールは、好ましくはステッピングモータ型の電気モータによって回転させられるロータリー・リニア運動移動手段によって一定の方向に付勢されている。
【００１７】
米国特許第 5,497,738号は、ＶＣＴシステムの実施態様で利用された最大液圧Ｐs においてエンジンオイルギャラリから直接供給された作動流体に起因してスプールの一端に作用する液圧による力を除去する制御システムについて開示している。
【００１８】
ベントスプールの他端に作用する力は、好ましくは可変力ソレノイド型の電気機械的アクチュエータによるものであり、この力は、種々のエンジンパラメータを監視するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から出力された電気信号に反応してベントスプールに直接作用している。ＥＣＵは、カムシャフト位置およびクランクシャフト位置に対応するセンサ信号を受け取り、この位置情報を利用して相対位相角を計算する。
【００１９】
好ましくは、位相角誤差を補償するクローズドループフィードバックシステムが採用されている。可変力ソレノイドの使用が、緩慢な動的応答性の問題を解決する。このような装置は、スプールバルブの機械的応答性と同程度に速くなるように設計でき、確かに従来の完全液圧差圧制御システムよりもずっと速くなっている。
【００２０】
応答性が速くなることにより、増加したクローズドループゲインを使用することができ、これにより、構成要素の許容誤差および運転環境に対してシステムがそれほど敏感でないようにすることが可能である。
【００２１】
米国特許第 5,657,725号は、駆動のためにエンジンオイル圧を利用する制御システムを示している。このシステムは、ベーンが一端に固定されたカムシャフトを有しており、ベーンはカムシャフトとともに回転可能でカムシャフトに対して振動しないようになっている。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトとともに振動するハウジングを有している。
【００２２】
ベーンは、ハウジングの対向凹部内に受け入れられた対向ローブを有している。ベーンおよびハウジングが相対的に振動でき、これにより、カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して変化するように、凹部はローブよりも周方向長さが長くなっている。カムシャフトは、通常の運転中に受けるエンジンオイル圧および（または）カムシャフトトルクパルスに反応して方向を変える。
【００２３】
エンジン運転状態を示すエンジン制御ユニットからの信号に反応してスプールバルブ本体内のスプールの位置を制御することによって、カムシャフトは、凹部からリターンラインを通るエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスまたはリタードすることができる。
【００２４】
スプールは、エンジン制御ユニットからの信号に反応してその対向端に作用する液圧による力を制御することによって、選択的に配置される。ベーンは、回転中にカムシャフトが受ける一方向の摩擦トルクに対して反作用の力を作用させるように、最も端の位置に付勢されている。
【００２５】
米国特許第 6,247,434号は、エンジンオイルによって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。このシステム内には、カムシャフトに同期して回転するようにハブがカムシャフトに固定されている。また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００２６】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働する。ドリブンベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの内面と協働する。ロック装置は、油圧に反応して、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。また制御装置が、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００２７】
米国特許第 6,250,265号は、内燃機関のためのアクチュエータロック機構を備えた可変バルブタイミングシステムを示している。この可変バルブタイミングシステムは、ベーンが固定されたカムシャフトを有しており、ベーンは、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動しないようになっている。
【００２８】
ベーンは、周方向に延びかつ半径方向外方に延びる複数のローブを有している。ベーンは、各ローブに対応する複数の凹部を有する環状ハウジングによって囲繞されており、各ローブは、対応する各凹部に受け入れられている。ハウジングがカムシャフトおよびベーンとともに回転しているときにベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動を許容するように、各凹部は、ローブの周方向長さよりも長い周方向長さを有している。
【００２９】
ベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動は、ローブの対向側の各凹部内の加圧エンジンオイルによって励起されている。好ましくは、凹部内の油圧は、運転中のカムシャフトの回転時に、カムシャフトのトルクパルスから一部引き出されている。環状ロックプレートは、カムシャフトおよび環状ハウジングと同芯に配置されている。
【００３０】
また、環状ロックプレートは、ロックプレートが環状ハウジングと係合してベーンに対する周方向の動きを防止する第１の位置と、ベーンに対する環状ハウジングの周方向の動きを許容する第２の位置との間で、カムシャフトの長手方向の中心軸に沿って環状ハウジングに対して移動可能になっている。ロックプレートは、第１の位置に向かってスプリングにより付勢されるとともに、エンジンオイル圧により、第１の位置から離れて第２の位置に向かって押圧される。
【００３１】
ロックプレートは、エンジンオイル圧がスプリングの付勢力に打ち勝つほど十分に高いときに、これは環状ハウジングおよびベーンの相対位置を変化させるように要求される唯一のときであるが、カムシャフトを挿通する流路によって第２の位置にさらされる。ロックプレートの移動は、クローズドループ制御システムまたはオープンループ制御システムを介して、エンジン電子制御ユニットにより制御されている。
【００３２】
米国特許第 6,263,846号は、ベーン型可変カムシャフトタイミングシステムのための制御バルブを示している。この制御バルブは、カムシャフトおよびこれに固定されてカムシャフトとともに回転するハブを有する内燃機関を含んでいる。また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、ハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００３３】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向内方に配置されており、ハブとともに協働する。ドリブンベーンは、ハウジングと協働するようにハブ内において半径方向外方に配置されている。
【００３４】
また、ドリブンベーンは、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバを周方向に交互に限定するように、ドライブベーンと周方向に交互に配置されている。ハブに対するハウジングの振動を制御するための構成は、電子エンジン制御ユニットと、電子エンジン制御ユニットに反応してアドバンスチャンバに対するエンジンオイル圧を調整するアドバンス制御バルブとを有している。
【００３５】
電子エンジン制御ユニットに反応するリタード制御バルブは、リタードチャンバに対してエンジンオイル圧を調整する。アドバンス通路は、アドバンス制御バルブおよびアドバンスチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。リタード通路は、リタード制御バルブおよびリタードチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。
【００３６】
米国特許第 6,311,655号は、ベーン取付けのロックピストン装置を有する多数位置可変カムタイミングシステムを示している。カムシャフトおよび可変カムシャフトタイミングシステムを有する内燃機関において、ロータはカムシャフトに固定されるとともに、カムシャフトに対して回転可能で振動しないように構成されている。
【００３７】
ハウジングは、ロータを囲繞するとともに、ロータおよびカムシャフトの双方に対して回転可能になっており、さらに、最リタード位置および最アドバンス位置間においてロータおよびカムシャフトの双方に対して振動可能になっている。
【００３８】
ロック装置は、ロータまたはハウジングのいずれか一方の内部に設けられるとともに、最リタード位置、最アドバンス位置およびこれらの間の位置において、ロータまたはハウジングのいずれか他方に係脱可能に係合しており、ロータおよびハウジング間の相対運動を防止している。
【００３９】
ロック装置は、ロータをハウジングに固定するために、キーとその逆側に設けられたセレーションとを備えたロックピストンを有している。制御装置は、ハウジングに対するロータの振動を制御する。
【００４０】
米国特許第 6,374,787号は、エンジンオイル圧によって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。ハブがカムシャフトに同期して回転するようにカムシャフトに固定されている。ハウジングは、ハブを囲繞しており、ハブおよびカムシャフトとともに回転するとともに、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動するようになっている。
【００４１】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働している。ドリブンベーンは、ハブ内において半径方向に配置されており、ハウジングの内面と協働している。油圧に反応するロック装置は、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。制御装置は、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００４２】
米国特許第 6,477,999号は、非振動の回転のために、その一端にベーンが固定されたカムシャフトを示している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なスプロケットを有している。ベーンは、スプロケットの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。
【００４３】
凹部は、ベーンおよびスプロケットが互いに振動するのを許容するように、ローブよりも大きな周方向長さを有している。カムシャフトの位相は、通常の運転中に受けるパルスに反応して変化する傾向がある。
【００４４】
カムシャフトの位相は、制御バルブのバルブ本体内におけるスプールの位置を制御して、凹部からの加圧作動流体（好ましくはエンジンオイル）の流れを選択的に阻止しまたは許容することにより、アドバンスまたはリタード方向という一定の方向にのみ変化するように許容されている。
【００４５】
スプロケットは、カムシャフトの回転軸から離れて該回転軸に平行に延びる貫通通路を有している。ピンは、通路内にスライド可能に設けられており、ピンの自由端が通路を越えて突出する位置までスプリングによって弾性的に付勢されている。ベーンは、ポケットを有するプレートを備えており、該ポケットは所定のスプロケットの通路と整列している。
【００４６】
ポケットは作動流体を受け入れており、流体圧が通常の運転レベルにあるとき、ポケット内には、ピンの自由端がポケットに入らないようにするのに十分な圧力がある。その一方、液圧レベルが低いときには、ピンの自由端がポケット内に入り、カムシャフトおよびスプロケットと所定の向きに係合する。
【００４７】
カムトルク駆動（ＣＴＡ： Cam Torque Actuated）の可変カムタイミング（ＶＣＴ： Variable Cam Timing）システムは、その命令方向には常時移動しない。ＶＣＴをアドバンスさせるには、カムトルクが正のときに（つまり、カムトルクがカム回転方向と同方向であるときに）リタードチャンバ内のエンジンオイルが押し出されてアドバンスチャンバに流入するように、ＶＣＴコントローラがスプールバルブの移動を制御して一方向流路を開放させる。
【００４８】
カムトルクが負のときには（つまり、カムトルクがカム回転方向と逆方向であるときには）、オイルの流れはその方向を変えず、ＶＣＴは液圧的にロックされる。ＶＣＴをリタードさせるには、ＶＣＴコントローラがスプールバルブを逆方向に移動させて、負のカムトルクが作用する。
【００４９】
米国特許第 5,107,805号は、このようなＶＣＴシステムの一例を示している。結果として生じるＶＣＴの動きは、ＶＣＴシステムに関連した位置が段階的に増加するため、階段状のものである。言い換えれば、カム１回転の範囲内において、ＶＣＴ位相器は、カムトルクが正規の方向のときにのみ移動して、残りのカム回転中には停止する。
【００５０】
一般に、ＶＣＴクローズドループ制御システムのためのコンピュータプログラム製品の提供に適した方法は、ＶＣＴ命令位置（設定値）と測定ＶＣＴ位置（位相）との間の定常状態オフセットを排除するための積分器を含んでいる。コンピュータプログラム製品の提供に適した方法はまた、設定値フィルタを含んでいる。設定値フィルタは、設定値の急激な変化を平滑化するのに用いられている。
【００５１】
設定値の緩やかな変化はまた、フィルタ処理された設定値と測定された位相（誤差零）との変化の差を緩やかなものにする。制御出力が誤差零に直接関係しているので、設定値フィルタを使用することの総体的な効果は、オーバシュートの少ないクローズドループ制御ＶＣＴシステムまたは滑らかな制御出力のクローズドループ制御ＶＣＴシステムである。
【００５２】
カムトルク駆動のＶＣＴシステムに固有の不感時間と組み合わされた積分作用は、クローズドループ制御システムの安定性を低減させる。不感時間とは、ＶＣＴシステムを命令位置に向かって駆動するのに利用できる正規の方向または所望の方向においてカムトルクが存在していない場合における二つのトルクパルス間の時間のことである。
【００５３】
エンジンスピードが遅いほど、カムシャフトのローブ数が少ないほど、この不感時間は長く続く。その一方、一般に、ＶＣＴコントローラは、ＶＣＴを移動させるのに利用可能な一定の連続したトルクが存在していることを前提としている。ＶＣＴコントローラは、誤差零に基づいて制御力を計算している。米国特許第 5,497,738号を参照のこと。なお、当該米国特許は、引用することによって本明細書に含まれている。
【００５４】
積分器は、カムトルクが望ましくないまたは誤った方向にあって、位相器が移動しないまたは移動できない不感時間においても、誤差零（E0）を蓄積し続ける。このことは、停止することのない積分作用に帰着することになって、コントローラに対し、クローズドループシステムが必要とするよりも多くの制御作用を命令させることになる。
【００５５】
その結果、クローズドループ制御システムの安定性を減少させる。安定性の低下は、カムが多数のローブを有していてエンジン速度が高い場合に、全体のコントロールゲインを減少させることによって補償することが可能である。
【００５６】
しかしながら、ゲインの減少のみでは、カムシャフトがわずかな数のローブしか有していない、たとえばカム１回転につき３個未満のローブしか有していない場合には、不十分である。というのは、カム１回転につき一つまたは二つだけのローブしかない場合には、不感時間が長くなりすぎるからである。
【００５７】
さらに、設定値フィルタの影響は、エンジン低速域においても弱められる。設定値がステップ変化する場合に、ＶＣＴは、駆動トルクの欠如により、ほとんどのカム回転数域で停止するが、フィルタ処理された設定値は、依然として増え続けて蓄積される。
【００５８】
トルクが正規の方向になるまでＶＣＴが待機してから移動し始めるとき、誤差零はすでに非常に大きいか、あるいは非常に大きな値まで蓄積される。大きな誤差零は、大きな制御信号を生成するが、これは過剰なオーバシュートを生じさせ得る。
【００５９】
したがって、カムトルクの方向および不感時間を特定し、不感時間のように利用可能なトルクがないときに、制御アップデートを中止するための方法およびシステムを構築することは望ましいことである。
【特許文献１】米国特許第5,002,023号明細書
【特許文献２】米国特許第5,107,804号明細書
【特許文献３】米国特許第5,172,659号明細書
【特許文献４】米国特許第5,184,578号明細書
【特許文献５】米国特許第5,289,805号明細書
【特許文献６】米国特許第5,361,735号明細書
【特許文献７】米国特許第5,497,738号明細書
【特許文献８】米国特許第5,657,725号明細書
【特許文献９】米国特許第6,247,434号明細書
【特許文献１０】米国特許第 6,250,265号明細書
【特許文献１１】米国特許第 6,263,846号明細書
【特許文献１２】米国特許第 6,311,655号明細書
【特許文献１３】米国特許第 6,374,787号明細書
【特許文献１４】米国特許第 6,477,999号明細書
【特許文献１５】米国特許第 5,107,805号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００６０】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムにおいて、カムトルクの方向を特定できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００６１】
請求項１の発明は、可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムにおいて、カムトルクの方向を特定するための方法であって、インデックス歯を含む複数の歯を備えたカムセンサホイールを提供する工程と、複数の歯に対応する複数のパルスを提供する工程と、カムトルクの方向を特定するために、複数の歯のうちの一つの歯を用いる工程とを備えている。
【００６２】
請求項２の発明では、請求項１において、不感時間を決定するために複数の歯を使用する工程をさらに備えている。
【００６３】
請求項３の発明では、請求項２において、ＶＣＴをその命令位置に向かって駆動するのに利用できるトルクが存在しない場合にコントローラが不要な値を蓄積するのを止めるように、不感時間の際にコントローラのアップデートを停止させる工程をさらに備えている。
【００６４】
請求項４の発明では、請求項１において、複数の歯がカムセンサホイールの外周に対称に配置されている。
【００６５】
請求項５の発明では、請求項１において、複数の歯がカムセンサホイールの外周に非対称に配置されている。
【００６６】
請求項６の発明では、請求項１において、前記一つの歯がインデックス歯である。
【００６７】
請求項７の発明では、請求項１において、ＶＣＴシステムが、カムトルク駆動（ＣＴＡ）型ＶＣＴシステムである。
【００６８】
請求項８の発明では、請求項１において、ＶＣＴシステムが、捩じり補助（ＴＡ）型ＶＣＴシステムである。
【００６９】
請求項９の発明では、請求項１において、ＶＣＴシステムが、オイル圧駆動（ＯＰＡ）型ＶＣＴシステムである。
【００７０】
請求項１０の発明では、請求項１において、カムセンサホイールが非対称である。
【００７１】
請求項１１の発明では、請求項１において、カムセンサホイールが対称である。
【００７２】
本発明によれば、ＶＣＴシステムにおいて、カムトルクが方向を変えた時期を示すように設けられたインデックス歯を含む複数の歯を有するカムシャフトセンサホイール（カム歯ホイール）が提供されている。
【００７３】
ＶＣＴシステムにおいて、不感時間を決定するように設けられたインデックス歯を含む複数の歯を有するカムシャフトセンサホイール（カム歯ホイール）が提供されている。また、カム歯ホイール上の余分な歯を用いてカムトルクの方向を特定するための方法が提供されている。
【００７４】
ＶＣＴシステムにおいて、ＶＣＴをその命令位置に向かって駆動するのに利用できるトルクが存在していないときに制御アップデートを中止させることによって、クローズドループ制御下でＶＣＴオーバシュートを減少させるための方法が提供されている。そして、当該方法を採用するコンピュータプログラム製品も提供されている。
【００７５】
ＶＣＴシステムにおいて、カムトルクの方向を特定するための方法が提供されている。当該方法は、その周上に形成されたインデックス歯を含む複数の歯を有するカムセンサホイールを提供する工程と、複数の歯に対応する一連のパルスを提供する工程と、カムトルクの方向を特定するために複数の歯のうちの一つの歯を用いる工程とを備えている。
【００７６】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【発明の効果】
【００７７】
本発明によれば、カムセンサホイールの複数の歯のうちの一つの歯をカムトルクの方向を特定するために用いるようにしたので、カムトルクの方向を特定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７８】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１は、単一ローブのカムシャフトの上に設けられた９（８＋１）枚の歯を有するセンサホイール（歯ホイール）１００を示している。同図から分かるように、ホイール１００は、同所性を有する８枚の歯と１枚のインデックス歯とを有している。
【００７９】
インデックス歯は、カム歯センサ（カムセンサ）が検出するように設けられており、カム歯センサは、他のすべての歯についても検出する。図示しないコントローラが、検出された歯の情報を記録して処理するように用いられている。
【００８０】
歯ホイール上のすべての歯は均等にまたは対称に配置されているということが注目される。あるいは、歯は、非対称に配置されていてもよい。歯ホイール１００は、カムシャフト１０２上に据え付けられてカムシャフト１０２に強固に固定されており、これにより、カムシャフト１０２とともに回転するようになっている。
【００８１】
カムシャフト１０２は、少なくとも一つのカムローブ１０４を有している。カムローブ１０４は、スプリングリテーナ１０６に関連して回転しており、スプリングリテーナ１０６の面に押付力を及ぼしている。
【００８２】
バルブステム１１０の周囲に配設されたバルブスプリング１０８によりスプリングリテーナ１０６に作用する抗力が、カムローブ１０４による押付力と実質的に釣り合っている。また、バルブガイド１１２が、既知の方法でバルブの移動を制限している。回転する歯ホイール１００に関して位置が固定されたカムセンサ（ピックアップセンサ）１１４が、ホイール１００上の歯の位置を検出するように設けられている。
【００８３】
＜カムトルクの方向を特定するためのインデックス歯の使用＞
インデックス歯は、カムトルクがその方向を変えた時期を示すために設けられている。カムトルク値およびその方向は、カム角度位置が異なると変化する。理想的には、カムシャフトにフリクショントルクが作用していないのであれば、各カムローブ１０４がバルブスプリング１０８を圧縮する際にシリンダバルブ１１０が開放させられるとき、カムシャフトは負のトルクを受ける。
【００８４】
圧縮されたバルブスプリング１０８が弾性エネルギを解放する際においてシリンダバルブの閉塞時には、カムシャフト１０２は正のトルクを受ける。カムトルクの零値通過ポイントは、カムローブ１０４の先端がスプリングリテーナ１０６の面のような被駆動部分と接触する角度位置において発生する。
【００８５】
インデックス歯は、ホイール１００上において、均等配置の歯と異なる位置に配置されている。インデックス歯により発生するインデックスパルスは、均等歯による一定のパルス分布パターンに乱れを生じさせる。次に、ＶＣＴコントローラは、歯ホイール上の個々の歯を特定することができる。なお、上述したように、その他のパルス分布（図示せず）は、一定ではない。
【００８６】
カムローブ先端が被駆動部分と接触するときに歯がピックアップセンサと整列するように歯ホイールが据え付けられている場合、ＶＣＴコントローラはトルク零通過の瞬間を感知している。与えられた歯ホイールの据付けに対して、各歯およびピックアップセンサの整列が一定のカムトルク方向と関連しているので、ＶＣＴコントローラはまた、トルクの方向を感知している。図１に示すように、単一ローブのカムシャフト上に設けられた８枚の歯において、歯０がトルク零通過を表している。
【００８７】
図２は、図１のカムセンサ１１４により生成されるカムトルクおよびパルスを示している。歯０は、正のトルクの開始および負のトルクの終了を示している。歯２は、正のトルクの終了を示している。
【００８８】
実際上の平均カムトルクは、摩擦のために常時負である。このため、歯ホイールの据付けにおいては、歯０はトルク零通過点と正確には整列していないが、大抵の場合、ＶＣＴ制御の目的のためには十分に接近している。歯ホイール１００およびセンサ１１４間の配列を変えることによって、他の歯がトルク零通過を表すことになる。
【００８９】
たとえば、カムローブ１０４の先端が被駆動部分と接触するときに、もし歯Ｎがカムセンサと整列するのであれば、歯Ｎの検出がトルク零通過を示すことになる。ＶＣＴコントローラは、トルクの方向をも感知することができる。
【００９０】
同様に、ＶＣＴコントローラは、インデックス歯が用いられかつ各歯およびカムトルク方向間の関係が知られている限りにおいて、他の任意のカムシャフトおよび歯ホイール構成におけるトルクの方向を特定することができる。
【００９１】
可変「パルス幅」は、カムセンサ１１４で検出された連続する二つの歯パルス間の時間差として定義される。以下の論理は、ＶＣＴコントローラがインデックス歯を検出するのを許容している。
【００９２】
If  0.25 * last Pulse Width（最後のパルス幅） < current Pulse Width （現在のパルス幅）< 0.75 * last Pulse Width（最後のパルス幅）
Then the current tooth is the index tooth.（現在の歯がインデックス歯である）
【００９３】
少数値０．２５および０．７５が、パルス列の他のパラメータに関連したパルス幅に基づいて選択されるということが注目される。さらに、センサの感度もまた少数値を決定する要因である。当然のことながら、他の歯に関連したインデックス歯の配置が、少数値を決定する主要な要因である。
【００９４】
＜利用可能な駆動トルクがない場合の制御アップデートの中止＞
図３は、米国特許第 5,497,738号に記述されたＶＣＴクローズドループ制御システムのブロック構成図である。ここには、従来のフィードバックループ１０が示されている。フィードバックループ１０の制御目的は、スプールバルブを零位置におくことである。
【００９５】
言い換えれば、その目的は、スプール１４が零位置で静止した状態でＶＣＴ機構が設定値１２で与えられる位相角におかれるように、位相器（図示せず）の二つの流体保持チャンバ間で流体が流れないようにすることである。
【００９６】
このようにして、ＶＣＴ機構は、正規の位相位置におかれ、位相変化速度がゼロになる。ＶＣＴ機構の動的状態を利用する制御コンピュータプログラム製品が上記状態を達成するように用いられている。
【００９７】
ＶＣＴクローズドループ制御機構は、カムシャフト位相変化θ０１６を測定して、これを所望の設定値１２と比較することによって、実現されている。ＶＣＴ機構は、位相器が設定値１２によって決定される位置を獲得するように、調整されている。制御法則１８は、設定値１２を位相変化θ０１６と比較する。
【００９８】
その比較結果は、スプール１４を位置決めするためにソレノイド２０に対して命令信号を出力する際の基準として用いられている。このようなスプール１４の位置決めは、位相誤差（設定値１２と位相変化２０との差）がゼロでないときに発生する。
【００９９】
スプール１４は、位相誤差が負（リタード）であれば第１の方向（たとえば右方向）に向かって移動し、位相誤差が正（アドバンス）であれば第２の方向（たとえば左方向）に向かって移動する。
【０１００】
現行の位相測定構造によるリタードが大きな値を生じ、アドバンスが小さな値を生じるということが注目される。位相誤差がゼロのとき、スプールバルブ内で流体が流れないようにスプール１４が零位置で保持されるように、ＶＣＴ位相は設定値１２と等しくなる。
【０１０１】
ＶＣＴシステム内においてカムシャフトおよびクランクシャフトの測定パルスは、図示しないカムシャフトおよびクランクシャフトのパルスホイール２２，２４によって生成される。カムシャフトおよびクランクシャフトが回転すると、ホイール２２，２４が各シャフトとともに回転する。
【０１０２】
ホイール２２，２４は、センサによって生成される測定パルスに応じ、センサにより検出されて測定される。測定パルスは、カムシャフトおよびクランクシャフト測定パルスセンサ２２ａ，２４ａによって検出される。検出されたパルスは、位相測定装置２６によって用いられる。次に、測定位相差が決定される。
【０１０３】
カムシャフトおよびクランクシャフト間の位相は、連続するクランク−カムパルスからの時間を全回転時間で割って３６０°を乗じたもので定義される。測定パルスは、θ０１６で表される。この位相は、所望のスプール位置に到達するために、制御法則１８に供給される。
【０１０４】
クローズドループ１０における制御法則は、米国特許第 5,184,578号に記述されており、当該米国特許は引用することによって本明細書中に含まれる。制御法則のより詳細な記述は、設定値フィルタ３０とともに、図４に示されている。測定された位相１６は、最初、比例積分（ＰＩ）処理が行われるブロック１８ａにおいて制御法則１８の作用を受ける。ＰＩ処理は、二つのサブ処理の累計である。
【０１０５】
最初のサブ処理は増幅を含み、第２のサブ処理は積分を含んでいる。測定された位相は、さらに、ブロック１８ｂにおいて位相補償の作用を受ける。ブロック１８ｂにおいては、制御信号がアクチュエータ（ここでは可変力ソレノイド）を駆動するように出力されるまでに、制御システム全体の安定性を向上させるように制御信号が調整されている。
【０１０６】
図４には、図３のＶＣＴクローズドループ制御システムの一部が、設定値フィルタ３０とともに示されている。設定値フィルタ３０は、設定値１２と制御法則１８との間に配置されている。さらに、制御法則１８は、図３の制御法則をディジタル的に実施するために、詳細に示されている。
【０１０７】
さらに、図４は、ディジタル制御における制御法則（図３のブロック１８）の詳細な実施形態を提供している。同図中の符号は、以下のように定義される。
Z：次の制御工程
Zsetf：第１次設定値のためのパラメータ
Kp：比例制御ゲイン
Ki：積分制御ゲイン
Ts：連続する二つの制御ステップ間の時間間隔
Zlead：位相補償器のリードパラメータ
Zlag：位相補償器のラグパラメータ
【０１０８】
本発明における中止制御とは、ａ）トルクが正規の方向ではなく、ｂ）位相器がＶＣＴ設定値の近傍領域の外側に位置しているときに、ＰＩコントローラ内で積分処理を停止させるとともにフィルタ処理の設定値を停止させるということを意味している。
【０１０９】
図５は、回路の流れを示している。図５においては、図４と同様に、測定された位相１６は、最初、比例積分（ＰＩ）処理が行われるブロック１８ａにおいて制御法則１８の作用を受ける。ＰＩ処理は、二つのサブ処理の累計である。最初のサブ処理は増幅を含み、第２のサブ処理は積分を含んでいる。測定された位相は、さらに、ブロック１８ｂにおいて位相補償の作用を受ける。
【０１１０】
ブロック１８ｂにおいては、制御信号がアクチュエータ（ここでは可変力ソレノイド）を駆動するように出力されるまでに、制御システム全体の安定性を向上させるように制御信号が調整されている。さらに、設定値フィルタ３０およびフィルタ処理の設定値１３の結果の影響を受ける設定値１２が提供されている。
【０１１１】
本発明においては、上述した要素に加えて、停止ブロック２００が設けられている。ブロック２０２は、現在の積分制御ゲインＫiを格納することによって、一時的な可変のtempＫiに初期化するとともに、Ｚsetfを格納することによって、第１次の設定値のためのパラメータを一時的な可変のtempＺsetfに初期化する。
【０１１２】
ブロック２０４においては、制御アップデートの中止が要求されているかについての決定がなされる。このような決定の一例は、以下のとおりである。もし以下の二つの条件が合致すれば、すなわち、「１）測定された位相１６がフィルタ処理の設定値１２の所定領域の外側に位置しており、２）ＶＣＴがリタードしている」ＡＮＤ「カム歯カウンタが正のトルクを示している」、ＯＲ「ＶＣＴがアドバンスしている」ＡＮＤ「カム歯カウンタが負のトルクを示している」という条件が満たされれば、積分器を停止させ、設定値フィルタを停止させる。
【０１１３】
言い換えれば、上記条件が合致すれば、ブロック２０６に示すように、Ｋiはゼロにセットされ、Ｚsetfは１にセットされる。ブロック２０６の作用は、設定値フィルタを非フィルタ処理するとともに、ブロック１８ａにおける蓄積係数をゼロにする。
【０１１４】
このようにして、ＶＣＴシステムコントローラは、ＶＣＴ位相器を命令位置に向かって移動させるのに利用できるトルクが存在していない場合に、誤差信号を過度に蓄積しなくなり、フィルタ処理の設定値が変化しなくなる。このことは、カムカウンタ２０１に規則正しく蓄積されることによって示すことができる。
【０１１５】
しかしながら、もしシステムのアップデートを中止しないように決定されれば、ＫiおよびＺsetfの値は、ブロック２０７において、一時的な可変のtempＫi およびtempＺsetfから戻される。
【０１１６】
中止が発生してもしなくても、ＫiおよびＺsetfの必要な情報を伝達するライン２０８が、その内部で実行される機能を修正するためにそれぞれブロック１８ａおよび３０に送出される。
【０１１７】
図１に示されたカムシャフトおよび歯ホイール構成のための上記論理の実行は、コンピュータの擬似コードにおいて以下のように示される。
Ｚsetf およびＫi を用いて現在の制御出力を計算するためにコンピュータプログラム製品の実行に適した方法において
tempＺsetf = Ｚsetf   // temporarily store the value of Ｚsetf
（Ｚsetfの値を一時的に格納）
tempＫi = Ｋi         // temporarily store the value of Ｋi
（Ｋiの値を一時的に格納）
// Conditions for pausing control updating
（制御アップデート中止のための条件）
If (abs(e0)) > threshold) AND 
(((filteredSetPoint < setPoint) AND (camCounter <=2)) OR
((filteredSetPoint > setPoint) AND (camCounter >=2)))
Ｚsetf = 1        // freezing set point filter
（設定値フィルタを停止）
tempＫi = 0       // freezing integrator
（積分器を停止）
Else
Ｚsetf = tempＺsetf  // resume set point filter operation
（設定値フィルタ運転を再開）
Ｋi = tempＫi       //  resume integrator operation
（積分器運転を再開）
End
…
【０１１８】
ここで
tempＺsetf: a temporary storage variable to keep Ｚsetf
(Ｚsetfを保持するための一時的な格納変数)
tempＫi: a temporary storage variable to keep Ｋi
(Ｋiを保持するための一時的な格納変数)
abs: math operation of absolute value
（絶対値を求める数学的処理）
threshold: a value to specify the range of a neighborhood, e.g., three crank degrees
（近傍領域、たとえばクランク角３度の範囲を特定するための値（閾値））
setPoint: ＶＣＴ commanded position
（ＶＣＴ命令位置）
filteredSetPoint: the modified value of setPoint after it passes set point filter
（設定値フィルタ通過後のSetPointの修正値）
e0: error zero
（誤差ゼロ）
camCounter: a variable to count the cam tooth, its value is defined in FIG.2
（カム歯をカウントするための変数であって、その値は図２に定義されている）
【０１１９】
閾値は、たとえば３°のように適切に定められた任意の値でよい。
“IF”の条件の説明は以下のとおりである。
abs(e0) > threshold
測定された位相が、フィルタ処理の設定値の近傍領域の外側に位置している。
【０１２０】
filteredSetPoint < setPoint
もしより大きな位相値がよりリタードされた位置を表しているのであれば、ＶＣＴがリタードするように命令される。
【０１２１】
filteredSetPoint > setPoint
もしより小さな位相値がよりアドバンスされた位置を表しているのであれば、ＶＣＴがアドバンスするように命令される。
【０１２２】
camCounter <=2
カムトルクが正である。この条件は、トルクが正であるということを示唆する限りにおいて、歯数とトルクの方向との間の連関に基づいて異なる形式で表すようにしてもよい。
【０１２３】
camCounter >=2
カムトルクが負である。この条件は、トルクが負であるということを示唆する限りにおいて、歯数とトルクの方向との間の連関に基づいて異なる形式で表すようにしてもよい。
【０１２４】
図６Ａは、単一ローブのカムシャフトのＶＣＴアプリケーションにおいて、コンピュータプログラム製品に組み込まれるのに適した元の制御方法の試験結果を示している。同図から分かるように、第４秒の辺りにおいて大きなオーバシュートが見られる。
【０１２５】
図６Ｂは、本発明による制御方法が組み込まれたものの試験結果を示している。同図から分かるように、この場合には、オーバシュートが全く見られず、コンピュータプログラム製品に導入されるのに適した改良方法である。
【０１２６】
本発明の一実施例は、たとえば図１および図５に示された装置のような車両コンピュータシステムとともに使用されるプログラム製品として組み込まれている。プログラム製品のプログラムは、実施例の機能（図５に関連して以下に述べる方法を含むとともに種々の信号担持媒体に含まれ得る）を限定している。
【０１２７】
信号担持媒体は、以下のものを含むが、これらには限定されない。ｉ）ＰＲＯＭ，ＥＰＲＯＭなどのような回路内のプログラム可能な装置に格納された情報。ii)書込み不能の記憶媒体に格納された情報（例：ＣＤ−ＲＯＭドライブによって読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭのような、コンピュータ内のリードオンリーメモリー装置）。iii)書込み可能な記憶媒体（例：ディスクドライブ内のフロッピーディスクまたはハードディスク）に格納された変更可能な情報。iv)ワイヤレス通信または自動車の車両コントローラを含むコンピュータネットワークまたはテレフォンネットワークのような情報伝達手段を介してコンピュータに伝達された情報。
【０１２８】
いくつかの実施例は、インターネットまたはその他のネットワークからダウンロードされた情報を含んでいる。このような信号担持媒体は、本発明の機能を指示しかつコンピュータにより読出し可能な指令を有しているとき、本発明の実施例を表している。
【０１２９】
一般に、本発明の実施例を実施するように実行されるルーチンは、オペレーティングシステムの一部として実行されようが、あるいは、特定のアプリケーション、コンポーネント、プログラム、モジュール、オブジェクトまたは一連の指令として実行されようが、ここでは、「プログラム」と呼称される。
【０１３０】
コンピュータプログラムは、一般に、機械が読出し可能なフォーマットに翻訳されて実行可能な指令となる多数の指令から構成されている。プログラムは、プログラムに局所的に存在するかあるいはメモリまたは記憶装置に見出される変数およびデータ構造から構成されている。
【０１３１】
また、ここで記述された種々のプログラムは、それらが本発明の特定の実施例で実施されるアプリケーションに基づいて特定される。なお、特定のプログラム用語は単に便宜上用いられており、したがって、本発明が、このような用語によって特定されまたは意味される特定のアプリケーションにのみ限定されないということが理解されるべきである。
【０１３２】
以下の事項は、本発明に関連する用語および概念である。
上記流体が作動流体であるということが注目されるべきである。作動流体は、ベーン位相器内でベーンを移動させる流体のことである。典型的には、作動流体はエンジンオイルを含んでいるが、これとは別個の作動流体である。
【０１３３】
本発明のＶＣＴシステムは、カムトルク駆動（ＣＴＡ）ＶＣＴシステムである。ＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンバルブを開閉させる力によって生じるカムシャフト内のトルク逆転現象を使用している。
【０１３４】
ＣＴＡシステム内の制御バルブは、アドバンスチャンバからリタードチャンバへの流体の流れを許容しており、これにより、ベーンの移動を許容しまたは流体の流れを停止させて、ベーンのためにオイル導入口を有しているが、位相器を移動させるのにエンジンオイル圧を使用してはいない。ベーンは、チャンバ内に収容されるとともに、作動流体が作用する半径方向の部材である。ベーン位相器は、チャンバ内で移動するベーンによって駆動される位相器である。
【０１３５】
エンジンには、一つまたはそれ以上のカムシャフトがある。カムシャフトは、ベルト、チェーン、ギヤまたは他のカムシャフトにより駆動される。カムシャフト上には、バルブを押圧するローブが設けられている。
【０１３６】
多数本のカムシャフトを有するエンジンにおいては、大抵の場合、エグゾーストバルブ用に１本のシャフトが設けられ、インテークバルブ用に一本のシャフトが設けられている。Ｖ型エンジンは、通常、各バンクに１本ずつ２本のカムシャフトを有しているか、または各バンクにインテークバルブ用およびエグゾーストバルブ用の４本のカムシャフトを有している。
【０１３７】
チャンバは、ベーンが回転する空間領域として定義されている。チャンバは、クランクシャフトに対してバルブを先に開放させるアドバンスチャンバと、クランクシャフトに対してバルブを後で開放させるリタードチャンバとに分割されている。チェックバルブは、ただ一つの方向のみの流体の流れを許容するバルブとして定義されている。
【０１３８】
クローズドループは、一つの特性を他の特性に反応させて変化させるとともに、その変化が正しくなされたかどうかチェックして、所望の結果が得られるように作用を調整する制御システムとして定義されている。たとえば、ＥＣＵからの命令に反応して位相器位置を変化させるバルブを移動させ、実際の位相器位置をチェックして、バルブを再度正規の位置に移動させる。
【０１３９】
制御バルブは、位相器への流体の流れを制御するバルブである。制御バルブは、ＣＴＡシステムの位相器の内部に設けられている。制御バルブは、油圧またはソレノイドによって駆動される。クランクシャフトは、ピストンからの動力により、トランスミッションおよびカムシャフトを駆動する。
【０１４０】
スプールバルブは、スプール型の制御バルブとして定義されている。典型的には、スプールは穴内に配置されて、一方の通路を他方の通路に連絡している。スプールは、大抵の場合、位相器のロータの中心軸に配置されている。
【０１４１】
差圧制御システム（ＤＰＣＳ： differential pressure control system)は、スプールの各端部への作動流体圧を使用して、スプールバルブを移動させるシステムである。スプールの一端は他端よりも大きくなっており、一端に作用する流体は通常は油圧制御のＰＷＭバルブによって制御され、全供給圧はスプールの他端に供給されており、これにより、差圧が生じている。バルブ制御ユニット（ＶＣＵ： valve control unit)は、ＶＣＴシステムを制御するための制御回路である。典型的には、ＶＣＵは、ＥＣＵからの命令に反応して作動する。
【０１４２】
ドリブンシャフトは、ＶＣＴ内において動力を受ける任意のシャフトであり、大抵の場合、カムシャフトである。ドライブシャフトは、ＶＣＴ内において動力を供給する任意のシャフトであり、大抵の場合はクランクシャフトであるが、一方のカムシャフトに対する他方の駆動カムシャフトの場合もある。
【０１４３】
ＥＣＵは、車載コンピュータであるエンジン制御ユニットである。エンジンオイルは、エンジンを潤滑するのに使用されるオイルであり、制御バルブを介して位相器を駆動するのに油圧を作用させている。
【０１４４】
ハウジングは、チャンバを備えた位相器の外側部分として定義されている。ハウジングの外側部分は、タイミングベルト用のプーリ、タイミングチェーン用のスプロケットまたはタイミングギヤ用のギヤである。作動流体は、ブレーキオイルやパワーステアリングオイルと同様に、液圧シリンダに使用される任意のオイルである。
【０１４５】
作動流体は、必ずしもエンジンオイルと同じでなくてもよい。ロックピンは、位相器を所定位置にロックするように配置されている。ロックピンは、エンジン始動時や停止時のように、油圧が低すぎて位相器を保持できない場合に通常用いられる。
【０１４６】
ＯＰＡ型のＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンオイル圧をベーンの一方の側または他方の側に作用させる一般的な位相器を使用している。
【０１４７】
オープンループは、作用を確認するフィードバックを行うことなく、一つの特性を他方の特性に反応して変化させる（たとえば、ＥＣＵからの命令信号に反応してバルブを移動させる）制御システム内で用いられている。
【０１４８】
位相は、カムシャフトおよびクランクシャフト間（または、位相器が他方のカムによって駆動される場合にはカムシャフト間）の相対的角度位置として定義されている。位相器は、カムに据え付けられる全体の部分として定義されている。
【０１４９】
位相器は、典型的には、ロータおよびハウジング、さらにはスプールバルブおよびチェックバルブから構成されている。ピストン位相器は、内燃機関のシリンダ内のピストンによって駆動される位相器である。ロータは、カムシャフトに装着された、位相器の内側部分である。
【０１５０】
ＰＷＭは、電圧または流体圧のオン・オフパルスのタイミングを変化させることによって、変化する力または圧力を提供している。ソレノイドは、機械的アームを移動させるのにコイル内を流れる電流を使用する電気式アクチュエータである。可変力ソレノイド（ＶＦＳ： variable force solenoid）は、通常は供給電流のＰＷＭによってその駆動力が変化し得るソレノイドである。ＶＦＳは、オン・オフソレノイドに対向している。
【０１５１】
スプロケットは、エンジンタイミングチェーンのようなチェーンとともに使用される部材である。タイミングとは、ピストンが或る限定位置（通常は上死点（ＴＤＣ））に達する時間と他の事象が起こる時間との間の関係として定義される。
【０１５２】
たとえば、ＶＣＴまたはＶＶＴシステムにおいては、タイミングは通常、バルブが開くまたは閉じるときに関係している。点火タイミングは、点火プラグが点火するときに関係している。
【０１５３】
トーション・アシスト（ＴＡ）位相器またはトルク・アシスト位相器は、ＯＰＡ位相器の変形例であって、オイル供給ラインにチェックバルブを付加しており（つまり、単一のチェックバルブの実施態様）、または各チャンバへの供給ラインにチェックバルブを付加している（つまり、二つのチェックバルブの実施態様）。
【０１５４】
チェックバルブは、トルク逆転による油圧パルスが油圧システム内に伝搬するのを阻止するとともに、ベーンがトルク逆転により後退するのを停止させる。ＴＡシステムにおいては、前方へのトルク効果によるベーンの動きが許容されている。このため、トーション・アシストという表現が用いられている。ベーンの動きのグラフは、階段状である。
【０１５５】
ＶＣＴシステムは、位相器、制御バルブ、制御バルブアクチュエータおよび制御回路を有している。可変カムタイミング（ＶＣＴ）は、エンジンのインテークバルブおよび（または）エグゾーストバルブを駆動する一つまたはそれ以上のカムシャフト間の角度関係（位相）を制御しまたは変化させるための方法であって物ではない。角度関係はまた、クランクシャフトがピストンに連結されているところのカムおよびクランクシャフト間の位相関係を含んでいる。
【０１５６】
可変バルブタイミング（ＶＶＴ： variable valve timing）は、バルブタイミングを変化させる任意の方法である。ＶＶＴはＶＣＴに関連している。ＶＶＴは、カムの形状を変えることによって、あるいは、カムに対するカムローブの関係、カムまたはバルブに対するバルブアクチュエータの関係を変えることによって、達成される。
【０１５７】
またＶＶＴは、電気式または液圧式アクチュエータを使用してバルブを個々に制御することによって、達成される。言い換えれば、すべてのＶＣＴはＶＶＴであるが、ＶＶＴがすべてＶＣＴであるというわけではない。
【０１５８】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【０１５９】
したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】単一ローブのカムシャフトの上に設けられた９（８＋１）枚の歯を有するセンサホイールを示している。
【図２】本発明におけるカムトルクと歯ホイールパルスとの間の配置を示している。
【図３】クローズドループ制御を有する従来のＶＣＴシステムを示している。
【図４】従来のＶＣＴ制御法則を示している。
【図５】本発明による制御アップデートの中止を含むＶＣＴ制御法則を示している。
【図６Ａ】改良されていない制御方法の作用を示している。
【図６Ｂ】改良された制御方法の作用を示している。
【符号の説明】
【０１６１】
０：（インデックス）歯
１，２，…：  歯
１００：（カム）センサホイール
１０２：  カムシャフト
１１４：  カムセンサ
【図１】
2005030388.tif 000003
【図２】
2005030388.tif 000004
【図３】
2005030388.tif 000005
【図４】
2005030388.tif 000006
【図５】
2005030388.tif 000007
【図６Ａ】
2005030388.tif 000008
【図６Ｂ】
2005030388.tif 000009