(57)【要約】【課題】センサの検出精度を向上させることのできる検出片及び同検出片を備える内燃機関の可変動弁機構を提供する。【解決手段】制御軸１４が軸方向に移動することにより機関バルブのバルブ特性が変更される。制御軸１４の外周面には、制御軸１４の軸方向への移動をシャフトセンサ２８で検出するためのターゲット３０が設けられている。制御軸１４の軸方向におけるターゲット３０の第１面３０ｂ及び第２面３０ｃは、ターゲット３０の中心部に向かって凹んだ曲面形状とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの軸方向への移動をセンサで検出するために前記シャフトの外周面に設けられる検出片であって、
前記シャフトの軸方向における前記検出片の厚さは中心部よりも端部の方が厚くされている
ことを特徴とするセンサ用の検出片。
【請求項２】
前記検出片の前記軸方向における面は、前記中心部に向かって凹んだ曲面形状をなしている
請求項１に記載のセンサ用の検出片。
【請求項３】
制御軸を軸方向に移動させることにより機関バルブのバルブ特性を変更するとともに前記制御軸の軸方向への移動を検出するセンサを備える内燃機関の可変動弁機構において、
請求項１または２に記載のセンサ用の検出片が前記制御軸に設けられている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ用の検出片及び同検出片を備える内燃機関の可変動弁機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているように、内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて変更する可変動弁機構が知られている。この可変動弁機構は、制御軸を軸方向に移動させることによってバルブ特性を変更するようにしている。また、制御軸の外周面に検出片を設け、その検出片をセンサで検出することにより当該制御軸の移動を検出するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１９７７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、制御軸の移動時においてセンサにて検出片を検出するタイミングは極力一定であることが望ましい。しかし、実際には検出片の寸法誤差や同制御軸への取付誤差等により、検出片を検出するタイミングがずれてしまい、センサの検出精度が低下してしまうおそれがある。
【０００５】
なお、こうした検出片の寸法誤差や取付誤差等に起因するセンサの検出精度の低下は、可変動弁機構に設けられる検出片に限らず、上記制御軸と同様に軸方向に移動するシャフトにあって同シャフトの軸方向への移動をセンサで検出するために同シャフトの外周面に設けられる検出片であれば同様に生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、センサの検出精度を向上させることのできる検出片及び同検出片を備える内燃機関の可変動弁機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、シャフトの軸方向への移動をセンサで検出するために前記シャフトの外周面に設けられるセンサ用の検出片であって、前記シャフトの軸方向における前記検出片の厚さは中心部よりも端部の方が厚くされていることをその要旨とする。
【０００８】
検出片にあってセンサにて検出される部位が同検出片の寸法誤差や取付誤差等に起因してセンサから離れてしまうと、センサによる検出片の検出タイミングが本来のタイミングよりも遅れてしまい、センサの検出精度が低下してしまうおそれがある。この点、同構成では、シャフトの軸方向における検出片の厚さは中心部よりも端部の方が厚くされている。従って、検出片の寸法誤差や取付誤差等に起因して、検出片の端部がセンサから離れる方向にずれた状態でシャフトに設けられたとしても、検出片の端部は中心部よりも厚くされているため、同検出片の端部はセンサに近づくことになり、検出片の検出タイミングが本来のタイミングに近づくようになる。従って、センサの検出精度を向上させることができるようになる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサ用の検出片において、前記検出片の前記軸方向における面は、前記中心部に向かって凹んだ曲面形状をなしていることをその要旨とする。
【００１０】
同構成によれば、シャフトの軸方向における検出片の厚さについてこれを中心部よりも端部の方が厚くなるようにすることができる。
請求項３に記載の発明は、制御軸を軸方向に移動させることにより機関バルブのバルブ特性を変更するとともに前記制御軸の軸方向への移動を検出するセンサを備える内燃機関の可変動弁機構において、請求項１または２に記載のセンサ用の検出片が前記制御軸に設けられていることをその要旨とする。
【００１１】
同構成では、可変動弁機構に設けられた制御軸の移動をセンサで検出するようにしており、同センサの検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかるターゲットを具体化した一実施形態にあって、これが適用されるリフト量可変機構の構造を示す模式図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２の矢印Ｂ方向から見たターゲットの平面図。
【図４】制御軸が回転したときの図１のＡ−Ａ断面図。
【図５】図４の矢印Ｂ方向から見たターゲットの取付状態を示す模式図。
【図６】同実施形態の変形例におけるターゲットの平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明にかかるリフト量可変機構の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態では、図示しない内燃機関に対して、その吸気バルブ１０の最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭを連続的に可変とするリフト量可変機構１２が設けられている。なお、吸気バルブの作用角とは、同吸気バルブの開弁期間に相当する値である。
【００１４】
リフト量可変機構１２の詳細な構造は、例えば特開２０１０−１８０８６５号公報に記載されており公知であるので、以下では概略のみを説明する。
このリフト量可変機構１２は、制御軸１４や、制御軸１４を軸方向に駆動するアクチュエータ１６を有している。アクチュエータ１６には、動力源としてのモータや、このモータの回転運動を直進運動に変換して制御軸１４を往復動させる変換機構が設けられている。制御軸１４とアクチュエータ１６の出力軸１６Ａとは締結部材１８を介して連結されている。
【００１５】
制御軸１４には、ローラーアーム２０と、ローラーアーム２０を挟んで両側に位置する一対の揺動カム２２とが設けられている。ローラーアーム２０のローラーには、図示しない吸気カムシャフトのカムが当接されており、その吸気カムシャフトが回転すると、ローラーアーム２０は揺動される。この揺動カム２２は、ローラーアーム２０と共に揺動される。揺動カム２２と吸気バルブ１０との間には、ロッカーアーム２４が配置されている。揺動カム２２は、ロッカーアーム２４に設けられたローラーに当接されている。揺動カム２２が揺動すると、ロッカーアーム２４が揺動して、ロッカーアーム２４が吸気バルブ１０を押圧することにより、吸気バルブ１０が開弁される。
【００１６】
ローラーアーム２０及び揺動カム２２の内周部には、互いに逆方向の螺旋状をなすヘ
リカルスプラインが形成されている。また、ローラーアーム２０及び揺動カム２２の内側には、上記ヘリカルスプラインと噛み合うスライダギヤが配設されている。このスライダギヤは、制御軸１４と共に軸方向に移動する。制御軸１４を軸方向に移動させると、上記ヘリカルスプラインとスライダギヤとの作用により、ローラーアーム２０と揺動カム２２との相対位相が変化する。その結果、吸気カムシャフトの回転に伴う揺動カム２２の揺動範囲が変化することにより、吸気バルブ１０の最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭが同期して変化する。
【００１７】
このようにリフト量可変機構１２では、アクチュエータ１６によって制御軸１４を一方向（例えば図１中の左方向）に移動させることにより、吸気バルブ１０の作用角ＩＮＣＡＭ及び最大リフト量ＶＬをともに連続的に縮小させる。一方、制御軸１４を逆の方向（例えば図１中の右方向）に移動させることにより、吸気バルブ１０の作用角ＩＮＣＡＭ及び最大リフト量ＶＬをともに連続的に拡大させることができる。
【００１８】
アクチュエータ１６には、モータの回転量を検出する回転量センサ２６が設けられている。また、制御軸１４の近傍には、制御軸１４の位置を検出する位置センサとしてのシャフトセンサ２８が設置されている。シャフトセンサ２８は、制御軸１４の外周面に設けられたターゲット３０（検出片）の位置を非接触で検出する。
【００１９】
アクチュエータ１６のモータ、回転量センサ２６、シャフトセンサ２８は、電子制御装置５０に接続されている。また、電子制御装置５０には、クランク角センサ１００によって検出された内燃機関の機関回転速度ＮＥ、エアフロメータ１１０によって検出された内燃機関の吸入空気量ＱＡ、スロットルセンサ１２０によって検出されたスロットル弁の開度（スロットル開度）ＴＡが入力される。
【００２０】
シャフトセンサ２８には、検出素子としてホール素子が内蔵されている。そして、シャフトセンサ２８の下をターゲット３０が移動するときのホール素子の出力波形に対して所定の信号処理を施すことにより、シャフトセンサ２８からは、ターゲット３０が予め定められた特定位置に来たときにエッジ出力が発生される。このシャフトセンサ２８によって、制御軸１４が正常に移動していることが検出される。
【００２１】
一方、回転量センサ２６は、アクチュエータ１６のモータの回転量に比例した連続的な信号を出力する。また、この回転量センサ２６としては、検出対象の相対移動量を検出する相対位置センサが採用されている。
【００２２】
吸気バルブ１０の実際の作用角ＩＮＣＡＭの変化は、制御軸１４の軸方向の位置に比例し、この制御軸１４の軸方向の位置は、アクチュエータ１６のモータの回転量に比例する。そこで、電子制御装置５０は、制御軸１４を可動限界位置にまで移動させたときの回転量センサ２６の出力信号に基づき、予め定められた制御軸１４の基準位置Ｆを学習する。そして、この基準位置Ｆからの制御軸１４の相対移動量を回転量センサ２６の出力信号にて検出し、これにより制御軸１４の位置を検出する。このようにして電子制御装置５０は、制御軸１４の位置や、最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭを認識する。
【００２３】
図２に示すように、ターゲット３０は扇状の金属片（例えば鉄製）であり、制御軸１４の外周面に圧入されている。そして、ターゲット３０においてシャフトセンサ２８に対向する頂面３０ａは、制御軸１４の中心軸ＳＳを中心とする円弧形状をなしている。
【００２４】
また、図３に示すように、ターゲット３０にあって制御軸１４の軸方向における一方の面である第１面３０ｂは、ターゲット３０の中心部に向かって凹んだ曲面形状をなしている。同様に、ターゲット３０にあって制御軸１４の軸方向における他方の面である第２面３０ｃも、ターゲット３０の中心部に向かって凹んだ曲面形状をなしている。第１面３０ｂや第２面３０ｃがこのような曲面形状で形成されていることにより、制御軸１４の軸方向におけるターゲット３０の厚さｔは、同ターゲット３０の中心部よりも端部の方が厚くされている。
【００２５】
次に、上記形状を有したターゲット３０の作用効果を説明する。
図４に示すように、リフト量可変機構１２を構成する部材のがたつきなどにより、制御軸１４が、同制御軸１４の中心軸ＳＳを中心にして例えば矢印Ｒ方向（時計回り方向）に回動すると、ターゲット３０も制御軸１４とともに矢印Ｒ方向に回動する。ここで、ターゲット３０の頂面３０ａは、制御軸１４の中心軸ＳＳを中心とする円弧形状をなしている。そのため、ターゲット３０が回動してその中心軸ＴＳがシャフトセンサ２８に対して矢印Ｒ方向にずれたとしても、頂面３０ａとシャフトセンサ２８との距離Ｄは一定に維持される。従って、制御軸１４が回動したとしても、その回動がシャフトセンサ２８の検出に与える影響は抑えられる。
【００２６】
他方、図５には、中心部から端部にかけて厚さが一定のターゲット３００を制御軸１４に設けたときに、図４に示した状態と同様に制御軸１４が回動し、さらにはターゲット３００がその中心軸ＴＳを中心にしてシャフトセンサ２８から離れる方向に回動された状態で取り付けられている場合の不都合を示す。なお、このようにターゲット３００がその中心軸ＴＳを中心にして回動された状態で取り付けられる状態とは、制御軸１４に対するターゲット３００の取付誤差や、ターゲット３００自体の形状誤差つまり寸法誤差により生じ得る。また、ターゲット３００の設計上の取付状態は、同図５に二点鎖線で示すように、制御軸１４の軸方向における面３００ａが制御軸１４の移動方向に対して直交するように取り付けられた状態とする。
【００２７】
この図５に示す状態では、ターゲット３００が中心軸ＴＳを中心にしてシャフトセンサ２８から離れる方向に回動されている。そのため、制御軸１４が矢印Ｅ方向に移動するときには、シャフトセンサ２８によるターゲット３００の検出タイミングが本来のタイミング、つまり二点鎖線にて示した状態でのターゲット３００の検出タイミングよりも遅れてしまい、シャフトセンサ２８の検出精度が低下してしまうおそれがある。こうした検出タイミングの遅れは、同図５に示す領域Ｍを満たすようにターゲット３００を形成する、つまりターゲット３００において、制御軸１４の軸方向における厚さを中心部よりも端部の方が厚くなるようにすることで抑えることが可能である。
【００２８】
そこで、本実施形態におけるターゲット３０では、制御軸１４の軸方向における厚さは中心部よりも端部の方が厚くされている。従って、ターゲット３０の端部がシャフトセンサ２８から離れる方向にずれた状態で回動して制御軸１４に設けられたとしても、同ターゲット３０の端部は中心部よりも厚くされているため、同端部はシャフトセンサ２８に近づくことになる。その結果、ターゲット３０の検出タイミングが本来のタイミングに近づくようになる。従って、シャフトセンサ２８の検出精度が向上するにようになる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）制御軸１４の軸方向への移動をシャフトセンサ２８で検出するために、シャフトセンサ２８の外周面にセンサ用のターゲット３０を設けるようにしている。そして、制御軸１４の軸方向におけるターゲット３０の厚さは中心部よりも端部の方が厚くされている。より具体的には、制御軸１４の軸方向におけるターゲット３０の面（第１面３０ｂ及び第２面３０ｃ）は、ターゲット３０の中心部に向かって凹んだ曲面形状をなしている。従って、制御軸１４が回動するとともにターゲット３０が回動した状態で取り付けられている場合でのシャフトセンサ２８の検出精度を向上させることができるようになる。
（２）制御軸１４を軸方向に移動させることにより吸気バルブ１０のバルブ特性を変更するとともに制御軸１４の軸方向への移動を検出するシャフトセンサ２８を備える内燃機関のリフト量可変機構１２において、上記ターゲット３０を制御軸１４に設けるようにしている。従って、ターゲット３０を検出するシャフトセンサ２８の検出精度を向上させることができる。
（３）ターゲット３０の頂面３０ａは、制御軸１４の中心軸ＳＳを中心とする円弧形状をなしている。そのため、制御軸１４が回動したとしてもその回動がシャフトセンサ２８の検出に与える影響は抑えられるようになる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・ターゲット３０の第１面３０ｂ及び第２面３０ｃをともに曲面形状としたが、一方の面のみを曲面形状にしてもよい。
・制御軸１４の軸方向におけるターゲット３０の厚さについてこれを中心部よりも端部の方が厚くなるようにするために、第１面３０ｂや第２面３０ｃを曲面で形成するようにしたが、この他の形状にしてもよい。例えば、図６に示すように、中心部から端部に向かって傾斜した平面形状としてもよい。
・ターゲット３０の厚さについてこれを中心部よりも端部の方が厚くなるように連続的に変化させるようにしたが、階段状に変化させるようにしてもよい。
・シャフトセンサ２８はホール素子を備えるセンサであったが、この他の検出素子を備えるものでもよい。例えば、電磁ピックアップコイルやＭＲ（磁気抵抗）素子を備えるセンサでもよい。
・上記実施形態における可変動弁機構は、吸気バルブ１０の最大リフト量ＶＬ及び作用角ＩＮＣＡＭを変更するリフト量可変機構１２であったが、排気バルブに設けられるリフト量可変機構１２であってもよい。また、最大リフト量ＶＬや作用角ＩＮＣＡＭ以外のバルブ特性を変更する可変動弁機構であってもよい。
・上記実施形態では、リフト量可変機構１２の制御軸１４に設けられたターゲット３０に対して本発明を適用した場合について説明したが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。要は、シャフトの軸方向への移動をセンサで検出するために同シャフトの外周面に設けられる検出片であれば、本発明は同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０…吸気バルブ、１２…リフト量可変機構、１４…制御軸、１６…アクチュエータ、１６Ａ…出力軸、１８…締結部材、２０…ローラーアーム、２２…揺動カム、２４…ロッカーアーム、２６…回転量センサ、２８…シャフトセンサ、３０…ターゲット、３０ａ…頂面、３０ｂ…第１面、３０ｃ…第２面、５０…電子制御装置、１００…クランク角センサ、１１０…エアフロメータ、１２０…スロットルセンサ、３００…ターゲット、３００ａ…面。
【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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【図６】
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