(57)【要約】  内燃機関のクランクシャフトとカムシャフト（１２）との間の位相関係を制御可能の変化させるために、カムシャフトセイザー（１４）を有する前記内燃機関において、前記カムシャフト（１２）の角度位置を制御する装置（１０）及び方法を提供する。前記カムシャフトフェイザー（１４）は、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材（２２）を備えたギア減速駆動トレイン（２０）を介して動作するアクチュエータシャフト（１８）を備えた電気モータ（１６）によって駆動することができる。センサー（３０）は、ギア減速駆動トレイン（２０）の静止調整部材（２２）の角度位置に対応する信号を生成することができる。エンジン制御部（４０）は、静止調整部材（２２）の角度位置に対応して生成された信号に基づき、静止調整部材（２２）を回転させる電気モータの動作を介してカムシャフト（１２）の位置を調整することができる。【選択図】図１
2016526642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるため、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材（２２）を備えたギア減速駆動トレイン（２０）を介して動作するアクチュエータシャフト（１８）を備えた電気モータ（１６）によって駆動されるカムシャフトフェイザー（１４）を備えた前記内燃機関において、前記カムシャフト（１２）の角度位置を制御する方法であって、
センサー（３０）により、前記ギア減速駆動トレイン（２０）の前記静止調整部材（２２）の角度位置に対応する信号を生成するステップと、
エンジン制御部（４０）により、前記静止調整部材（２２）の前記角度位置に対応して生成された前記信号に基づき、前記静止調整部材（２２）を回転させる前記電気モータ（１６）の動作を介して前記カムシャフト（１２）の位置を調整するステップとを備える方法。
【請求項２】
前記ギア減速駆動トレイン（２０）はさらに、
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）を組み立てるステップを備え、前記太陽ギア（５２）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ギア減速駆動トレイン（２０）はさらに、
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）を組み立てるステップを備え、前記キャリア（５６）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ギア減速駆動トレイン（２０）はさらに、
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）を組み立てるステップを備え、前記リングギア（５８）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記内燃機関を動作させることなく、前記静止調整部材（２２）の位置を較正するステップ（５００）をさらに備え、このステップは、
前記電気モータ（１６）を第１停止位置に移動するステップ（５０２）と、
前記電気モータ（１６）を第２停止位置に移動するステップ（５０４）と、
前記電気モータの移動範囲を記録するステップ（５０６）と、
位置センサー（３０）の出力を前記第１停止位置及び前記第２停止位置に対応する第１直流電圧値及び第２直流電圧値に設定するステップ（５０８）とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記内燃機関を動作させつつ、前記静止調整部材（２２）の位置を較正するステップ（６００）をさらに備え、このステップは、
静止調整部材（２２）位置センサー（３０）信号を受信するステップ（６０２）と、
カムシャフト位置センサー（３２）信号を受信するステップ（６０４）と、
クランクシャフト位置センサー（３４）信号を受信するステップ（６０６）と、
前記位置が互いに一致しているか否かを判定するステップ（６０８）と、
一致する場合、次のカム位相調整コマンドを待機するステップ（６１０）と、
一致しない場合、前記静止調整部材（２２）位置を再較正し、一致について位置センサー（３０、３２、３４）信号を再チェックするステップ（６１２）とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記静止調整部材（２２）の位置を制御するステップ（４００）をさらに備え、このステップは、
カム位相調整信号に応じて、前記静止調整部材（２２）を移動させるコマンドを出すために位置を判定するステップ（４０２）と、
前記コマンドで指示された位置に前記静止調整部材（２２）を調整するステップ（４０４）と、
静止調整部材（２２）位置センサー（３０）信号を受信するステップ（４０６）と、
前記静止調整部材（２２）が前記コマンドで指示された位置にあるか否かを判定するステップ（４０８）と、
前記コマンドで指示された位置にない場合、前記コマンドで指示された位置への移動を継続するステップ（４１０）と、
前記コマンドで指示された位置にある場合、次のカム位相調整信号を待機するステップ（４１２）とを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフト（１２）との間の位相関係を制御可能に変化させるため、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材（２２）を備えたギア減速駆動トレイン（２０）を介して動作するアクチュエータシャフト（１８）を備えた電気モータ（１６）によって駆動されるカムシャフトフェイザー（１４）を備えた前記内燃機関において、前記カムシャフト（１２）の角度位置を制御する装置（１０）において、
前記ギア減速駆動トレイン（２０）の前記静止調整部材（２２）の角度位置に対応する信号を生成するセンサー（３０）と、
前記静止調整部材（２２）の前記角度位置に対応して生成された前記信号に基づき、前記静止調整部材（２２）を回転させる前記電気モータ（１６）の動作を介して前記カムシャフト（１２）の位置を調整するエンジン制御部（４０）とを備える改良。
【請求項９】
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）をさらに備え、前記太陽ギア（５２）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項８に記載の改良。
【請求項１０】
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）をさらに備え、前記キャリア（５６）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項８に記載の改良。
【請求項１１】
太陽ギア（５２）と、前記太陽ギア（５２）に対して回転可能に係合し、キャリア（５６）によって前記太陽ギア（５２）の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア（５４）と、前記複数の遊星ギア（５４）に対して回転可能に係合し、前記太陽ギア（５２）及び前記キャリア（５６）と同軸の回転軸を有するリングギア（５８）とを有する遊星ギアシステム（５０）をさらに備え、前記リングギア（５８）が前記静止調整部材（２２）を規定する請求項８に記載の改良。
【請求項１２】
前記内燃機関を動作させることなく、前記静止調整部材（２２）の位置を較正する較正プログラム（５００）をさらに備え、このプログラムは、
前記電気モータ（１６）を第１停止位置に移動するステップ（５０２）と、
前記電気モータ（１６）を第２停止位置に移動するステップ（５０４）と、
前記電気モータの移動範囲を記録するステップ（５０６）と、
位置センサー（３０）の出力を前記第１停止位置及び前記第２停止位置に対応する第１直流電圧値及び第２直流電圧値に設定するステップ（５０８）とを含む請求項８に記載の改良。
【請求項１３】
前記内燃機関を動作させつつ、前記静止調整部材（２２）の位置を較正する較正プログラム（６００）をさらに備え、このプログラムは、
静止調整部材（２２）位置センサー（３０）信号を受信するステップ（６０２）と、
カムシャフト位置センサー（３２）信号を受信するステップ（６０４）と、
クランクシャフト位置センサー（３４）信号を受信するステップ（６０６）と、
前記位置が互いに一致しているか否かを判定するステップ（６０８）と、
一致する場合、次のカム位相調整コマンドを待機するステップ（６１０）と、
一致しない場合、前記静止調整部材（２２）位置を再較正し、一致について位置センサー（３０、３２、３４）信号を再チェックするステップ（６１２）とを含む請求項８に記載の改良。
【請求項１４】
前記静止調整部材（２２）の位置を制御する制御プログラム（４００）をさらに備え、この制御プログラムは、
カム位相調整信号に応じて、前記静止調整部材（２２）を移動させるコマンドを出すために位置を判定するステップ（４０２）と、
前記コマンドで指示された位置に前記静止調整部材（２２）を調整するステップ（４０４）と、
静止調整部材（２２）位置センサー（３０）信号を受信するステップ（４０６）と、
前記静止調整部材が前記コマンドで指示された位置にあるか否かを判定するステップ（４０８）と、
前記コマンドで指示された位置にない場合、前記コマンドで指示された位置への移動を継続するステップ（４１０）と、
前記コマンドで指示された位置にある場合、次のカム位相調整信号を待機するステップ（４１２）とを含む請求項８に記載の改良。
【請求項１５】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるため、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材（２２）を備えたギア減速駆動トレイン（２０）を介して動作するアクチュエータシャフト（１８）を備えた電気モータ（１６）によって駆動されるカムシャフトフェイザー（１４）を備えた前記内燃機関において、前記カムシャフト（１２）の角度位置を制御する方法であって、
前記内燃機関を動作させつつ、前記静止調整部材（２２）の位置を制御するステップ（７００）を備え、このステップは、
カム位相調整信号に応じて、前記静止調整部材（２２）をコマンドで指示された位置に移動するステップ（７０２）と、
静止調整部材（２２）位置センサー（３０）信号を受信するステップ（７０４）と、
前記静止調整部材（２２）が前記コマンドで指示された位置にあるか否かを判定するステップ（７０６）と、
前記コマンドで指示された位置にない場合、前記コマンドで指示された位置への移動を継続するステップ（７０８）と、
前記コマンドで指示された位置にある場合、カムシャフト位置センサー（３２）信号及びクランクシャフト位置センサー（３４）信号を受信するステップ（７１０、７１２）と、
前記静止部材位置センサー（３０）信号、前記カムシャフト位置センサー（３２）信号、及びクランクシャフト位置センサー（３４）信号が互いに一致するか否かを判定するステップ（７１４）と、
互いに一致する場合、次のカム位相調整コマンドを待機するステップ（７１６）と、
互いに一致しない場合、前記静止調整部材（２２）位置を再較正し、前記コマンドで指示された位置への前記静止調整部材（２２）の移動を継続するステップ（７１８）とを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気可変カムフェイザーを備えた内燃機関のカムシャフト位置の検知に係り、特にフィードバックループによる電動カムフェイザーのアクチュエータシャフト用位置制御システムと較正方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
カム位相整合システム用電気フェイザーの動作は、太陽ギア又は遊星ギアキャリアが静止し、ギア、ベルト、又はチェーンシステムを介してクランクで駆動されるカムシャフトにより、リングギア及び他の部材が回転するというものである。１つの制御方法として、クランクシャフトに搭載された第１位置センサーと、カムシャフトに搭載された第２位置センサーとを用いる方法がある。カムが回転した後、電気制御部（ＥＣＵ）でカムの角度位置を算出することができ、カムのフェイザー角度を調整するよう静止部材を移動するために信号を送信することができる。例えば、米国特許第５，６８０，８３７号を参照されたい。他の制御システムについては、米国特許第７，６４０，９０７号及び米国特許第７，２４３，６２７号に見出すことができる。
【０００３】
米国公開特許出願第２０１２／００５３８１７号は、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザーを有する内燃機関においてカムシャフトの位置を検知する方法を開示しており、カムシャフトフェイザーは、電気モータによって駆動され、所定のギア減速比を有するギア減速機構と、電気モータの回転位置を判定する回転位置手段とを備える。この方法は、電気モータの回転位置を判定するための回転位置手段を用いることにより、電気モータの回転位置を示す回転位置信号を生成するステップと、回転位置信号及びギア減速機構のギア減速比に基づき、カムシャフトの位置を算出するステップとを備える。回転位置手段は、３つのホール効果センサーを備え、回転子の回転位置を示す回転位置信号を生成するためにモータの固定子における３つの電気巻線の各々の間に１つずつのセンサーが配される。当該公開出願は、この方法を用いることにより、エンジン制御モジュール（ＥＣＭ）への動力供給が依然としてオンである限り、たとえ１分間あたりの回転数（ＲＰＭ）がゼロであったとしても回転子の位置を検知することができると主張している。当該開示はさらに、取り付けたハーモニックギア駆動部に対応する数学方程式によるカムシャフト位置の判定にホール効果センサーを用いることで、カムシャフトの位置判定を行う個別のセンサーの必要性がなくなることも主張している。開示の構成は意図される目的に相応しいこともあろうが、センサー構成の複雑さによってモータのコスト増を招き、組み立ての簡易さ及び／又は組み立てられたモータシステムの初期化に関する問題が生じる可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
内燃機関の初爆に先立ち、ギア減速駆動トレインの静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトの位置を把握することが望ましい。カムフェイザーのギア減速駆動トレインの静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトと相互作用する低コストで簡易なアセンブリにより、ギア減速駆動トレインの静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトの位置を判定可能であることが望ましい。始動（時間及び乗り心地の悪さ）の改良と排ガスの低減を図るためにエンジン及び車両の条件を変化させるべく、エンジンの回転に先立ってカムを新たな位置に移動させることが望ましい。このように静止カムシャフト部材の位置を把握することにより、エンジン初爆に先立ってカムを正確に再配置することができるようになる。
【０００５】
内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザーを有する内燃機関において、カムシャフトの角度位置を制御する装置及び方法を提供する。カムシャフトフェイザーは、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材を備えたギア減速駆動トレインを介して動作するアクチュエータシャフトを有する電気モータによって駆動することができる。センサーは、ギア減速駆動トレインの静止調整部材の角度位置に対応する信号を生成することができる。エンジン制御部は、静止調整部材の角度位置に対応して生成された信号に基づき、静止調整部材を回転させる電気モータの動作を介してカムシャフトの位置を調整することができる。
【０００６】
ある方法により、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザーを有する内燃機関において、カムシャフトの角度位置を制御することができる。カムシャフトフェイザーは、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材を備えたギア減速駆動トレインを介して動作するアクチュエータシャフトを備えた電気モータによって駆動することができる。信号は、センサーにより、ギア減速駆動トレインの静止調整部材の角度位置に対応して生成することができ、カムシャフトの位置は、エンジン制御部により、静止調整部材の角度位置に対応して生成された信号に基づき、静止調整部材を回転させる電気モータの動作を介して調整することができる。
【０００７】
ある方法により、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザーを備えた内燃機関において、カムシャフトの角度位置を制御することができる。カムシャフトフェイザーは、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材を備えたギア減速駆動トレインを介して動作するアクチュエータシャフトを備えた電気モータによって駆動することができる。静止部材の位置は、カム位相調整信号に応じた位置に静止部材を移動させるコマンドを送信し、静止部材の位置をコマンドで指示された位置に調整し、静止部材位置センサー信号を受信し、静止部材がコマンドで指示された位置にあるか否かを判定することにより、内燃機関を動作させつつ制御することができる。この方法によると、コマンドで指示された位置にない場合、コマンドされた位置への移動を継続することができる。この方法によると、コマンドで指示された位置にある場合、カムシャフト位置センサー信号及びクランクシャフト位置センサー信号を受信し、静止部材位置センサー信号、カムシャフト位置センサー信号、及びクランクシャフト位置センサー信号が互いに一致するか否かを判定することができる。互いに一致する場合、この方法では、次のカム位相調整コマンドを待機することができる。また互いに一致しない場合、この方法では、静止部材位置を再較正し、コマンドで指示された位置への静止部材の移動を継続することができる。
【０００８】
当業者は、本発明を実施するための好適な様態についての以下の説明を添付の図面とともに熟読することにより、本発明の他の適用例が明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
添付の図面を参照して本開示の説明を行うが、複数の図面を通じて同様の参照符号は類似の要素を表す。
【００１０】
【図１】図１は、フェイザー位置制御システム及び較正方法において、ギア減速駆動トレインの静止部材に対するアクチュエータ位置ループを備えた電気フェイザーコントローラの概略図である。
【図２】図２は、電気フェイザーのアクチュエータシャフト用位置制御システムの簡易断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、カムシャフト位相位置の調整を行うため、静止部材に接続された電気モータの制御を行う電気制御部に対して、静止部材の位置に対応する信号を生成するセンサーを備えた静止部材を有するギア減速駆動トレインの簡易概略図であり、ここで静止部材は太陽ギアである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、カムシャフト位相位置の調整を行うため、静止部材に接続された電気モータの制御を行う電気制御部に対して、静止部材の位置に対応する信号を生成するセンサーを備えた静止部材を有するギア減速駆動トレインの簡易概略図であり、ここで静止部材は遊星ギアキャリアである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、カムシャフト位置の調整を行うため、静止部材に接続された電気モータの制御を行う電気制御部に対して、静止部材の位置に対応する信号を生成するセンサーを備えた静止部材を有するギア減速駆動トレインの簡易概略図であり、ここで静止部材はリングギアである。
【図４】図４は、静止部材からの位置フィードバック信号により、コマンドで指示された位置にギア減速駆動トレインの静止部材を駆動する簡易制御図である。
【図５】図５は、内燃機関を動作させることなく、ギア減速駆動トレインの静止部材を較正する簡易制御図である。
【図６】図６は、内燃機関を動作させつつ、ギア減速駆動トレインの静止部材を較正する簡易制御図である。
【図７】図７は、内燃機関を動作させつつ静止部材の位置を較正するため、内部制御ループを規定する静止部材からの位置フィードバック信号と外部制御ループを規定するカムシャフトセンサー及びクランクシャフトセンサーからのフィードバック信号とにより、コマンドで指示された位置にギア減速駆動トレインの静止部材を駆動する簡易制御図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
さて図１〜図３Ｃを参照すると、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの間の位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザー１４を備えた内燃機関において、カムシャフト１２の角度位置を制御するための装置及び方法が示されている。カムシャフトフェイザー１４は、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材２２を備えたギア減速駆動トレイン２０を介して動作するアクチュエータシャフト１８を備えた電気モータ１６によって駆動することができる。この方法は、センサー３０により、ギア減速駆動トレイン２０の静止調整部材２２の角度位置に対応する信号を生成するステップと、エンジン制御部４０により、静止調整部材２２の角度位置に対応して生成された信号に基づき、静止調整部材２２を回転させる電気モータ１６の動作を介してカムシャフト１２の位置を調整するステップとを備えることができる。図２に示すとおり、アクチュエータシャフト１８は、電気モータ１６によって駆動することができる。アクチュエータシャフト１８は、アクチュエータシャフト１８の角度位置について信号送信するプリント回路基板（ＰＣＢ）２８と連通することにより、センサー２６と相互作用する磁石２４を備えることができる。
【００１２】
さて図３Ａを参照すると、ギア減速駆動トレイン２０は、太陽ギア５２と、太陽ギア５２に対して回転可能に係合し、キャリア５６により太陽ギア５２の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア５４とを有する遊星ギアシステムのアセンブリすなわち遊星ギアアセンブリ５０を備えることができる。リングギア５８は、複数の遊星ギア５４に対して回転可能に係合することができ、太陽ギア５２及びキャリア５６と同軸の回転軸を備えることができる。本構成において、太陽ギア５２が静止調整部材２２を規定できる。
【００１３】
さて図３Ｂを参照すると、ギア減速駆動トレイン２０は、太陽ギア５２、太陽ギア５２に対して回転可能に係合し、キャリア５６により太陽ギア５２の周囲を同期して回転するよう支持された複数の遊星ギア５４とを有する遊星ギアシステムのアセンブリすなわち遊星ギアアセンブリ５０を備えることができる。リングギア５８は、複数の遊星ギア５４に対して回転可能に係合することができ、太陽ギア５２及びキャリア５６と同軸の回転軸を備えることができる。本構成において、キャリア５６が静止調整部材２２を規定できる。
【００１４】
さて図３Ｃを参照すると、ギア減速駆動トレイン２０は、太陽ギア５２と、太陽ギア５２に対して回転可能に係合し、キャリア５６により太陽ギア５２の周囲を同期して回転するよう支持される複数の遊星ギア５４とを有する遊星ギアシステムのアセンブリすなわち遊星ギアアセンブリ５０を備えることができる。リングギア５８は、複数の遊星ギア５４に対して回転可能に係合することができ、太陽ギア５２及びキャリア５６と同軸の回転軸を備えることができる。本構成において、リングギア５８が静止調整部材２２を規定できる。
【００１５】
さて図４を参照すると、静止調整部材２２の位置の制御４００を行う方法又は制御プログラムは、カム位相調整信号に応じて、静止調整部材２２を移動させるコマンド指示位置の判定４０２を行うステップを備えることができる。静止調整部材２２は、コマンドで指示された位置への調整４０４が可能である。静止調整部材２２の位置センサー３０は、受信４０６を行うことのできる信号を生成する。クエリ―４０８により、静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にあるか否かの判定を行う。静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にない場合、ステップ４１０において、コマンドで指示された位置への移動を継続する。静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にある場合、本方法は最初の段階に戻り、受信対象の次のカム位相調整信号を待機４１２する。
【００１６】
さて図５を参照すると、内燃機関を動作させることなく静止調整部材２２の位置を較正する較正プログラム５００が示されている。較正プログラム５００は、電気モータ１６の第１停止位置への移動５０２を行うステップを備えることができる。そして電気モータ１６の第２停止位置への移動５０４が行われる。電気モータの移動範囲の記録５０６が行われる。そして較正プログラム５００は、位置センサー３０の出力の、第１停止位置及び第２停止位置に対応する第１直流電圧値及び第２直流電圧値への設定５０８を行う。
【００１７】
さて図６を参照すると、内燃機関を動作させつつ静止調整部材２２の位置の較正を行う較正プログラム６００が示されている。較正プログラム６００は、静止調整部材２２に関連の位置センサー３０からの信号の受信６０２を行うステップを備えることができる。カムシャフト位置センサー３２からの信号の受信６０４を行うことができる。クランクシャフト位置センサー３４からの信号の受信６０６も行うことができる。クエリ―６０８により、信号送信された位置が互いに一致するか否かを判定することができる。信号送信された位置が互いに一致する場合、較正プログラムは、次のカム位相調整コマンドの待機６１０を行う。信号送信された位置が互いに一致しない場合、較正プログラムは、静止調整部材２２の位置の再較正及び一致について位置センサー３０、３２、３４からの信号の再チェック６１２を行う。
【００１８】
さて図７を参照すると、内燃機関のクランクシャフトとカムシャフトとの位相関係を制御可能に変化させるカムシャフトフェイザー１４を備えた内燃機関において、カムシャフト１２の角度位置を制御する方法及び制御プログラムが示されている。カムシャフトフェイザー１４は、位相変更調整が所望される際に回転する静止調整部材２２を備えたギア減速駆動トレイン２０を介して動作するアクチュエータシャフト１８を備えた電気モータ１６によって駆動することができる。この方法又は制御プログラムは、内燃機関を動作させつつ静止調整部材２２の位置の制御７００を行うステップを備えることができる。本方法は、カム位相調整信号に応じて、コマンドで指示された位置への静止調整部材２２の移動７０２を行うステップを備えることができる。静止調整部材２２位置センサー３０信号の受信７０４を行う。この制御プログラム又は方法では、静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にあるか否かの判定７０６を行う。静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にない場合、制御プログラム又は方法では、コマンドで指示された位置への静止調整部材２２の移動の継続７０８を行う。静止調整部材２２がコマンドで指示された位置にある場合、制御プログラム又は方法では、カムシャフト位置センサー３２信号及びクランクシャフト位置センサー３４信号の受信７１０及び７１２を行う。制御プログラム又は方法では、静止部材位置センサー３０信号、カムシャフト位置センサー３２信号、及びクランクシャフト位置センサー３４信号が互いに一致するか否かの判定７１４を行う。センサー３０、３２、及び３４からの信号が互いに一致する場合、制御プログラム又は方法では、次のカム位相調整コマンドの待機７１６を行う。センサー３０、３２、及び３４からの信号が互いに一致しない場合、制御プログラム又は方法では、静止調整部材２２位置の再較正及びコマンドで指示された位置への静止調整部材２２の移動の継続７１８を行う。
【００１９】
カム位相整合を行う電気フェイザーの動作は、太陽ギア又は遊星ギアキャリアが静止し、ギア、ベルト、又はチェーンシステムを介してクランクにより駆動されるカムシャフトによりリングギア及び他の部材が回転するというものである。１つの制御方法として、クランクシャフトに搭載された第１位置センサーと、カムシャフトに搭載された第２位置センサーとを用いる方法がある。カムが回転した後、電気制御部（ＥＣＵ）でカムの角度位置を算出することができ、カムのフェイザー角度を調整するよう静止部材を移動するために信号を送信することができる。
【００２０】
出力信号が静止部材の位置に対応するように、ギア減速駆動トレインの静止部材に対して角度位置センサーを搭載することにより、改良が図られる。角度位置センサーは、静止部材上、又は静止部材を移動させるアクチュエータシャフト上に搭載することができる。したがって、内燃機関の初爆に先立って、ギア減速駆動トレインの静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトの位置を把握することができる。ギア減速駆動トレインの静止部材又はカムフェイザーの静止部材のアクチュエータシャフトと相互作用する低コストで簡易なアセンブリにより、ギア減速駆動トレインの静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトの位置を判定することができる。ギア減速トレイン駆動の静止部材又は静止部材のアクチュエータシャフトの現在位置を把握した結果として、始動（時間及び乗り心地の悪さ）の改良と排ガスの低減を図るためにエンジン及び車両の条件を変化させるべく、エンジンの回転に先立ってカムを新たな位置に移動させることができる。従って静止カムシャフト部材の位置について把握することにより、エンジンの初爆に先立ってカムを正確に再配置することができるようになる。
【００２１】
一例として、ホール効果センサーをワームギアモータアクチュエータシャフトの端部から配置することができ、磁石をアクチュエータシャフトの端部に搭載することができるが、これに限定されるものでない。このようにすることで、シャフトの位置制御を行うために、電子制御部（ＥＣＵ）又は比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラに出力を与えることとなるであろう。同分野で既知の他のセンサーを所望に応じて用いることもでき、一例として非接触アナログ位置センサーが挙げられるが、これに限定されるものでない。アクチュエータ位置ループにより設定点変更に応じてアクチュエータを移動させることができ、カム位置センサー及びクランク位置センサーを用いてフェイザー位置を判定することによりカムフェイザー角度を精密に調節することができるようになる。
【００２２】
許容誤差の蓄積により、角度位置センサーはシャフトに対する実際の位置に対しての誤差を僅かにすることができる。較正手順を実施することにより、シャフトの角度位置の正確さを改良することができる。このような較正の１つとして、モータを停止位置まで移動させ、その範囲を記録し、出力を０．５ＶＤＣ〜０．４５ＶＤＣに設定するものが挙げられる。この範囲は、出力が０ＶＤＣ又は５ＶＤＣのいずれかであった場合、エンジンコントローラに誤り信号が送信されるように選択される。
【００２３】
アクチュエータがエンジンに搭載され、エンジンが動作すると、上述の較正に類似の第２較正を実施することができ、このときに限り、カムの位相角度とクランク位置信号を用いてアクチュエータシャフトの位置の較正を行うことができる。これにより、固定部材及び他のギアトレイン部材における不正確さを低減するのに役立つ。
【００２４】
フェイザー位置の制御のため、アクチュエータの位置をコマンドで指示された位置に迅速に調整するフィードフォワードに用いる内部制御ループと、フェイザー位置を精密に調整するため、カム位置センサー及びクランク位置センサーを用いる外部制御ループとが備えられるであろう。これにより、フェイザー応答を改良し、フェイザーを迅速に応答させて正確に位置制御させることができるようになる。
【００２５】
現在最も実際的且つ好適であると考えられる実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は開示の実施形態に限定されるものでなく、添付の請求項の精神及び範囲に含まれる種々の修正及び同等物を網羅するものである。また請求項の範囲は、法律で認められる限りにおいてこのような修正及び同等物のすべてを包囲するよう広義に解釈されるものである。
【図１】
2016526642.tif 000003
【図２】
2016526642.tif 000004
【図３Ａ】
2016526642.tif 000005
【図３Ｂ】
2016526642.tif 000006
【図３Ｃ】
2016526642.tif 000007
【図４】
2016526642.tif 000008
【図５】
2016526642.tif 000009
【図６】
2016526642.tif 000010
【図７】
2016526642.tif 000011
【国際調査報告】
2016526642.tif 000012
2016526642.tif 000013