專(zhuān)利名稱(chēng)：基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為對(duì)控制對(duì)象物的角度進(jìn)行控制時(shí)的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)角度的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，例如在形成為利用凸輪軸驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)的配氣裝置中，已知有形成為能夠變更這些氣門(mén)的升程特性的可變配氣機(jī)構(gòu)。作為一個(gè)例子，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的配氣機(jī)構(gòu)中，具備通過(guò)凸輪軸的驅(qū)動(dòng)凸輪而工作的從動(dòng)構(gòu)件、與它聯(lián)動(dòng)地?fù)u動(dòng)并開(kāi)閉進(jìn)氣門(mén)的搖動(dòng)構(gòu)件、以及通過(guò)控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)變更這兩個(gè)構(gòu)件的相對(duì)位置關(guān)系的機(jī)構(gòu)。在所述控制軸上經(jīng)由蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝有電動(dòng)馬達(dá)，由此控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所述從動(dòng)構(gòu)件和搖 動(dòng)構(gòu)件的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，該搖動(dòng)構(gòu)件的搖動(dòng)范圍發(fā)生變化，從而進(jìn)氣門(mén)的升程量、其升程正時(shí)被變更。電動(dòng)馬達(dá)接受來(lái)自控制器的指令并工作，由此帶來(lái)的控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度通過(guò)角度傳感器檢測(cè)，并反饋給控制器。另外，為了將所述控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度限制在規(guī)定范圍，在固定于該控制軸上的蝸輪的動(dòng)作軌跡上配設(shè)止動(dòng)件。止動(dòng)件通過(guò)使橡膠等的彈性體介于圓筒狀的抵接構(gòu)件和支持它的軸構(gòu)件之間而形成，蝸輪抵接時(shí)由于彈性體的變形抵接構(gòu)件位移。由此，蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的條和齒的咬入被緩和，之后蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也平穩(wěn)地工作?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-209711號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
但是，在上述現(xiàn)有例的可變配氣機(jī)構(gòu)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)的升程特性根據(jù)控制軸的角度而決定，因此控制軸的控制精度是非常重要的。因此，為了正確檢測(cè)作為控制軸的角度控制的基準(zhǔn)的狀態(tài)，考慮以蝸輪抵接止動(dòng)件時(shí)作為基準(zhǔn)角度。但是，由于現(xiàn)有例的止動(dòng)件使用橡膠等彈性體，因此蝸輪抵接時(shí)抵接部位移，應(yīng)當(dāng)成為基準(zhǔn)的角度發(fā)生變動(dòng)。即，由于蝸輪與止動(dòng)件的抵接狀態(tài)不穩(wěn)定，因此基準(zhǔn)角度的檢測(cè)誤差不得不變大。鑒于相關(guān)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供與現(xiàn)有為止同樣地緩和蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的咬入，同時(shí)能夠精度良好地檢測(cè)控制軸的角度的控制中的基準(zhǔn)角度的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置。解決問(wèn)題的手段
根據(jù)本發(fā)明的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置具備:為了控制控制對(duì)象物的角度而與其連接的控制軸；使所述控制軸繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在該控制軸上的蝸輪；與所述蝸輪嚙合的蝸桿；用于使所述蝸桿旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)馬達(dá)；控制所述電動(dòng)馬達(dá)的控制器；為了限制所述控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可動(dòng)范圍而配置在所述蝸輪的動(dòng)作軌跡上的止動(dòng)件；以及能夠檢測(cè)所述控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器。并且，所述止動(dòng)件具有在所述蝸輪的動(dòng)作方向上能夠彈性變形的彈簧構(gòu)件，所述控制器驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)以使所述蝸輪向所述止動(dòng)件行進(jìn)，并將該驅(qū)動(dòng)中由所述角度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化率從規(guī)定的閾值以上變?yōu)椴蛔阍撻撝档臅r(shí)間點(diǎn)下的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度存儲(chǔ)為基準(zhǔn)角度。在所述的構(gòu)成中，通過(guò)控制器進(jìn)行電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使控制軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由此控制對(duì)象物的角度被控制。并且，在檢測(cè)作為該控制的基準(zhǔn)的控制軸的角度時(shí)，控制器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)以使蝸輪朝向止動(dòng)件，并監(jiān)視該驅(qū)動(dòng)中由角度傳感器檢測(cè)的控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度及其變化率。蝸輪抵接止動(dòng)件時(shí)，與即將抵接之前相比轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低，因此如果將由角度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化率變?yōu)榈陀陂撝禃r(shí)的時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度作為基準(zhǔn)角度存儲(chǔ)，則能夠?qū)⑽佪喌纸又箘?dòng)件時(shí)的控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度作為基準(zhǔn)角度進(jìn)行檢測(cè)。又，即使由于控制系統(tǒng)的故障等電動(dòng)馬達(dá)超速而蝸輪撞擊止動(dòng)件，由此引起的沖擊也被彈簧構(gòu)件吸收，因此蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的條和齒的咬入被緩和，之后也能確保蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)地動(dòng)作。即，通過(guò)所述的構(gòu)成，能夠在防止由于蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的咬入引起的動(dòng)作不良的發(fā)生的同時(shí)，精度良好地檢測(cè)控制軸的基準(zhǔn)角度。優(yōu)選的是，所述止動(dòng)件上也可以具有:與所述蝸輪抵接并能夠向其動(dòng)作方向移動(dòng)的抵接部；以及在該抵接部被所述彈簧構(gòu)件向所述蝸輪側(cè)施力的狀態(tài)下，限制該抵接部向所述蝸輪側(cè)的移動(dòng)的限制部。如此，在蝸輪與止動(dòng)件的抵接部抵接的瞬間，至此被限制部阻止的彈簧構(gòu)件的施力迅速地施加給蝸輪，強(qiáng)烈阻止其移動(dòng)。因此，由與止動(dòng)件的抵接引起的蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的降低變得顯著，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化率的閾值判定的精度提高。換言之，即使彈簧構(gòu)件的彈簧常數(shù)不太高，也能夠穩(wěn)固地降低蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，基于此，能夠精度良好地檢測(cè)基準(zhǔn)角度。因此，電動(dòng)馬達(dá)超速時(shí)蝸輪撞擊止動(dòng)件時(shí)的沖擊易于被彈簧構(gòu)件吸收，有利于緩和蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的咬入。這種情況下優(yōu)選的是，在所述止動(dòng)件上還具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)通過(guò)所述限制部限制所述抵接部的移動(dòng)的位置，如此，則能夠容易地調(diào)節(jié)決定控制軸的基準(zhǔn)角度的止動(dòng)件的抵接部的位置。又，優(yōu)選的是將所述控制器設(shè)置為具有:為了控制控制對(duì)象物的角度而驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)的通?？刂颇Ｊ?；以及為了檢測(cè)所述基準(zhǔn)角度而驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)的基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式，在所述基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式中所述電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力小于所述通?？刂颇Ｊ街械乃鲭妱?dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力。如此，則由于檢測(cè)基準(zhǔn)角度時(shí)的電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力變小，由此蝸輪抵接止動(dòng)件時(shí)的控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的降低也變顯著。因此，能夠進(jìn)一步提高控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化率的閾值判定的精度。所涉及的構(gòu)成的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置作為一個(gè)例子優(yōu)選在上述的現(xiàn)有例(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)那樣的發(fā)動(dòng)機(jī)的可變配氣機(jī)構(gòu)中使用。在這種情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)的升程特性根據(jù)控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而變化，尤其像空轉(zhuǎn)時(shí)那樣氣門(mén)升程較小時(shí)，為了維持發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒穩(wěn)定性(空轉(zhuǎn)穩(wěn)定性)要求非常高精度的控制。因此，如本發(fā)明那樣能夠精度良好地檢測(cè)作為控制軸的控制的基準(zhǔn)的角度的意義是很大的。

在這種情況下，優(yōu)選的是在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行所述基準(zhǔn)角度的檢測(cè)。在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下，油在配氣系統(tǒng)的各部循環(huán)，與停止?fàn)顟B(tài)相比機(jī)械摩擦阻力變小，因此控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)也容易穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行該基準(zhǔn)角度的檢測(cè)。發(fā)明的效果
以上，根據(jù)上述說(shuō)明所述的本發(fā)明的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，在止動(dòng)件上設(shè)置彈簧構(gòu)件，吸收超速時(shí)的蝸輪的碰撞引起的沖擊，能夠防止蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的咬入引起的動(dòng)作不良的發(fā)生。另一方面，在檢測(cè)控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)控制中的基準(zhǔn)角度時(shí)，蝸輪抵接止動(dòng)件，轉(zhuǎn)動(dòng)速度降低，基于旋轉(zhuǎn)角度的變化率變?yōu)榈陀谝?guī)定的閾值的情況，可以進(jìn)行精度良好的檢測(cè)。


圖1是搭載了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)的摩托車(chē)的右視 圖2是放大上述發(fā)動(dòng)機(jī)并將一部分截面化的右視 圖3是放大示出上述發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣系統(tǒng)的剖視 圖4是示出進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置的構(gòu)造的立體 圖5是上述配氣裝置的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的主要部件立體 圖6是從另一角度觀察上述搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)時(shí)的主要部件立體 圖7是控制軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和止動(dòng)件的放大 圖8是說(shuō)明圖3所示的配氣裝置的通常時(shí)的動(dòng)作的 圖9是稍低升程時(shí) 的與圖8相當(dāng)?shù)? 圖10是控制軸的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的框 圖11是基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式的控制的流程 圖12是基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式中的控制軸的角度和變化率等的圖表；
圖13是能夠調(diào)節(jié)止動(dòng)件的預(yù)載(preload)的其他實(shí)施形態(tài)的、與圖7相當(dāng)?shù)膱D。
具體實(shí)施例方式以下，參照

將根據(jù)本發(fā)明的將基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的可變配氣裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施形態(tài)。圖1是搭載了根據(jù)實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)E的摩托車(chē)I的右視圖。另外，在以下的實(shí)施形態(tài)中使用的方向的概念以從在摩托車(chē)I上騎乘的駕駛員R觀察的方向?yàn)榛鶞?zhǔn)。如圖1所示，摩托車(chē)I具備作為轉(zhuǎn)向輪的前輪2和作為驅(qū)動(dòng)輪的后輪3。前輪2旋轉(zhuǎn)自如地支持于分別在大致上下方向上延伸的左右一對(duì)前叉4的下端部上，另一方面，前叉4的上部經(jīng)由上和下的一對(duì)的支架支持在轉(zhuǎn)向軸(未圖示)上。上支架上安裝有向左右延伸的桿型的把手5，轉(zhuǎn)向軸以?xún)?nèi)插于車(chē)身側(cè)的頭管6的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)自如地被支持。并且，把手5的左右兩端部上分別配設(shè)有手柄(右側(cè)是加速器手柄5a)，駕駛員R通過(guò)握著該手柄來(lái)操作把手5，使所述一對(duì)前叉4和前輪2 —體地繞著轉(zhuǎn)向軸搖動(dòng)，能夠使前輪2向希望的方向轉(zhuǎn)向。又，駕駛員R能夠通過(guò)手腕的扭轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)用右手握著的加速器手柄5a，從而調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出。構(gòu)成車(chē)身的骨架的左右一對(duì)主框架7從所述頭管6向后方延伸設(shè)置，樞接框架8從該主框架7的后部向下方延伸設(shè)置。搖臂10的前端部軸支持于設(shè)置在該樞接框架8上的樞軸9上，后輪3旋轉(zhuǎn)自如地支持在該搖臂10的后端部。
燃料箱12設(shè)置在主框架7的上方，騎乘用的座椅13設(shè)置在燃料箱的后方。又，發(fā)動(dòng)機(jī)E搭載在左右的主框架7間的下方。發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出經(jīng)由未圖示的驅(qū)動(dòng)鏈條傳遞至后輪3。另外，在圖中的例子中，從前輪2的上方到發(fā)動(dòng)機(jī)E的側(cè)方設(shè)置有整流罩19。駕駛員R跨坐在座椅13上，握著把手5的左右手柄，將腳放在設(shè)置于發(fā)動(dòng)機(jī)E的后部近旁的踏板14上行駛。-發(fā)動(dòng)機(jī)-
圖2是將圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)E放大并將一部分截面化的右視圖。作為一例，發(fā)動(dòng)機(jī)E為并列雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖2所示，具備缸蓋20、缸蓋罩21、缸體22以及曲軸箱23。在缸蓋20的后部，對(duì)每個(gè)汽缸設(shè)置進(jìn)氣道20A，并向斜后方開(kāi)口。另一方面，在缸蓋20的前部對(duì)每個(gè)汽缸設(shè)置排氣道20B，并向前方開(kāi)口。另外，發(fā)動(dòng)機(jī)E是所謂的雙置頂凸輪軸式(D0HC式)發(fā)動(dòng)機(jī)，在缸蓋20 (詳細(xì)將在后面敘述)的上部，進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A (參照?qǐng)D3)的驅(qū)動(dòng)凸輪軸24和排氣側(cè)的配氣裝置50B的驅(qū)動(dòng)凸輪軸25在車(chē) 身的前后方向并列設(shè)置，且分別沿著兩個(gè)汽缸在車(chē)寬方向延伸。并且，缸蓋罩21以覆蓋它們上方的方式被覆蓋，并固定在缸蓋20上。另一方面，在缸蓋20的下部連接有缸體22，并分別形成有容納活塞(未圖示)的兩個(gè)汽缸。在該缸體22的下部連接有曲軸箱23，并容納在車(chē)寬方向延伸的曲軸26。在這些缸蓋20、缸蓋罩21、缸體22和曲軸箱23的右壁部上形成有鏈條通道(chain tunnel) 27，并容納有將曲軸26的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞至驅(qū)動(dòng)凸輪軸24、25的鏈條式的旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)28。此夕卜，在曲軸箱23的下部安裝有油底殼29，在曲軸箱23的前部配設(shè)有濾油器30。旋轉(zhuǎn)傳遞機(jī)構(gòu)28具備進(jìn)氣凸輪鏈輪31、排氣凸輪鏈輪32、曲軸鏈輪33以及正時(shí)鏈條34。詳細(xì)地說(shuō)，進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪軸24、25的右側(cè)的端部向鏈條通道27內(nèi)突出，在該端部設(shè)置有進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的凸輪鏈輪31、32。同樣地，曲軸26的右側(cè)的端部也向鏈條通道27內(nèi)突出，在該端部設(shè)置有曲軸鏈輪33。并且，在進(jìn)氣凸輪鏈輪31、排氣凸輪鏈輪32和曲軸鏈輪33上卷繞有正時(shí)鏈條34，曲軸鏈輪33旋轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣凸輪鏈輪31和排氣凸輪鏈輪32聯(lián)動(dòng)地旋轉(zhuǎn)。進(jìn)氣凸輪鏈輪31和排氣凸輪鏈輪32的直徑相同，是曲軸鏈輪33的直徑的兩倍，因此驅(qū)動(dòng)凸輪軸24、25以曲軸26的1/2的周期旋轉(zhuǎn)。又，在鏈條通道27內(nèi)設(shè)置有可動(dòng)鏈條引導(dǎo)件35和固定鏈條引導(dǎo)件36。固定鏈條引導(dǎo)件36在正時(shí)鏈條34的前側(cè)向上下方向延伸設(shè)置，并從曲軸鏈輪33的前方附近位置延伸到排氣凸輪鏈輪32的下方附近。該固定鏈條引導(dǎo)件36通過(guò)沿長(zhǎng)度方向在后部形成的槽(未圖示)，從前方支持正時(shí)鏈條34。可動(dòng)鏈條引導(dǎo)件35在正時(shí)鏈條34的后側(cè)向上下方向延伸設(shè)置，其下端部在曲軸鏈輪33的上方附近樞軸支持在曲軸箱23的右壁部，其上端部位于進(jìn)氣凸輪鏈輪31的下方附近。可動(dòng)鏈條引導(dǎo)件35通過(guò)設(shè)置于缸蓋20的后壁部的油壓式張緊器37，其上部被向前方施力，從而從后方支持正時(shí)鏈條34并對(duì)該正時(shí)鏈條34賦予適度的張力。此外，在曲軸26的右側(cè)部分上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)齒輪38，與變速器42的輸入軸40上設(shè)置的被驅(qū)動(dòng)齒輪43嚙合。S卩，曲軸箱23的后部是變速器室39，在其內(nèi)部與變速器42的曲軸26大致平行地容納有輸入軸40和輸出軸(未圖示)。這兩個(gè)軸上安裝有能相互連接的多個(gè)齒輪41，通過(guò)改變連接的齒輪的組合改變來(lái)變更輸出輸入旋轉(zhuǎn)的變速比，即變速器42的變速級(jí)別被變更。此外,在圖的例子中，發(fā)動(dòng)機(jī)E具備次擺線轉(zhuǎn)子(trochoid rotor)式的油泵44。油泵44具備與設(shè)置在變速器42的輸入軸40上的泵驅(qū)動(dòng)齒輪45嚙合的泵從動(dòng)齒輪46，隨著曲軸26的旋轉(zhuǎn)油泵44被驅(qū)動(dòng)。-配氣系統(tǒng)-
圖3是示出發(fā)動(dòng)機(jī)E的配氣系統(tǒng)的構(gòu)造的剖視圖，與圖2相反，右側(cè)為摩托車(chē)I的后方。又，圖4是省略了殼體的一部分并示出進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A的立體圖，紙面向里的斜右側(cè)是摩托車(chē)I的后方。如圖3所示，缸蓋20上相對(duì)于汽缸C (用虛線示出上部)內(nèi)的燃燒室52設(shè)置有開(kāi)閉進(jìn)氣道20A的進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A、同樣開(kāi)閉排氣道20B的排氣門(mén)機(jī)構(gòu)51B、以及使他們工作的進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的各個(gè)配氣裝置50A、50B。發(fā)動(dòng)機(jī)E的兩個(gè)汽缸C在車(chē)寬方向并列，因此在圖3中，燃燒室52在紙面里方向并列。本實(shí)施形態(tài)中，在進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)，配氣裝置50A、50B以及氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A、51B為大致同樣的結(jié)構(gòu)，因此在下面以進(jìn)氣側(cè)為代表進(jìn)行說(shuō)明。首先，說(shuō)明進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A，其為公知的構(gòu)造，作為提升閥的氣門(mén)主體53具有開(kāi)閉進(jìn)氣道20A的法蘭部53a、從該法蘭部53a向上方延伸貫通缸蓋20的上壁部的氣門(mén)桿部53b。所述氣門(mén)桿部53b的上半部在形成于缸蓋20的上壁部的截面圓形的配設(shè)孔內(nèi)沿其中心線向上方延伸，上端部位于與缸蓋20的上壁部的上表面大致相同的高度。氣門(mén)桿部53b的上端部形成槽，該槽中夾著的銷(xiāo)56上安裝有彈簧保持器55，位于配設(shè)孔的上端附近。另一方面，配設(shè)孔的底部上配設(shè)有彈簧座54，該彈簧座54和彈簧保持器55之間介入安裝有氣門(mén)彈簧57。 在該例子中，氣門(mén)彈簧57是壓縮螺旋彈簧，彈簧座54和彈簧保持器55之間產(chǎn)生施力。由此，經(jīng)由彈簧保持器55氣門(mén)主體53被向上方施力，其法蘭部53a按壓面向燃燒室52的進(jìn)氣道開(kāi)口的周緣部(氣門(mén)座)。即，在進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)5IA中，氣門(mén)主體53通常通過(guò)氣門(mén)彈簧57向上方施力，使進(jìn)氣道20A關(guān)閉。又，氣門(mén)主體53的氣門(mén)桿部53b上安裝有向下方開(kāi)口的有底圓筒狀挺柱58，以覆蓋彈簧保持器55、銷(xiāo)56和氣門(mén)彈簧57的上半部。挺柱58的上底部從配設(shè)孔向上方突出，其上表面滑動(dòng)接觸配氣裝置50A的后述的搖動(dòng)構(gòu)件61。隨著搖動(dòng)構(gòu)件61的搖動(dòng)挺柱58向下方壓動(dòng)時(shí)，氣門(mén)主體53被按下(升程)、其法蘭部53a從氣門(mén)座離開(kāi)以開(kāi)放進(jìn)氣道20A。如此，使進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A動(dòng)作的進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A具備:與如上述的發(fā)動(dòng)機(jī)E的曲軸26的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)凸輪軸24 ；以及與設(shè)置在其上的驅(qū)動(dòng)凸輪24a滑動(dòng)接觸，將與其輪廓對(duì)應(yīng)的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，并如上所述那樣通過(guò)搖動(dòng)構(gòu)件61來(lái)壓動(dòng)進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)5IA的挺柱58的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48。如圖4所示，驅(qū)動(dòng)凸輪軸24向車(chē)寬方向(圖的左右方向)延伸，橫跨圖4中未示出的兩個(gè)汽缸C而設(shè)置，其兩端部和中央部的三個(gè)部位的軸頸24b分別在配氣裝置50A的殼體100的豎壁部121 123中旋轉(zhuǎn)自由地支持。即，作為一個(gè)例子，本實(shí)施形態(tài)中，形成為將進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A單元化并可裝卸地緊固在缸蓋20上的構(gòu)造，在該單元的殼體100的主體構(gòu)件120 (用虛線示出)上分別在長(zhǎng)度方向的兩端部和大致中央部設(shè)置有豎壁部121 123。并且，關(guān)于圖4的右端的豎壁部123和凸輪蓋133，如圖7所示，在三個(gè)豎壁部121 123的上端部分別形成向上方開(kāi)口的半圓形狀的下軸承凹部(僅示出符號(hào)123a)，分別與凸輪蓋131 133的上軸承凹部131a 133a連接，并形成支持驅(qū)動(dòng)凸輪軸24的軸頸24b的軸頸支承部。并且，在被三個(gè)部位的軸頸24b軸支承的驅(qū)動(dòng)凸輪軸24上，在相鄰的軸頸24b之間設(shè)置有各兩個(gè)、總計(jì)四個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪24a，分別使搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48動(dòng)作。S卩，在本實(shí)施形態(tài)中，每個(gè)汽缸C的進(jìn)氣道20A在中途分叉并向燃燒室52在兩個(gè)部位開(kāi)口，對(duì)每個(gè)汽缸C設(shè)置兩組進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A以分別開(kāi)閉該各開(kāi)口端。并且，為了分別使該各組的進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A動(dòng)作，針對(duì)每個(gè)汽缸C與所述驅(qū)動(dòng)凸輪軸24的四個(gè)驅(qū)動(dòng)凸輪24a對(duì)應(yīng)地設(shè)置兩個(gè)、即共計(jì)四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48。-搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)_
更詳細(xì)地說(shuō)，所述四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48被與驅(qū)動(dòng)凸輪軸24的下方分離地平行延伸的支持軸60支持。該支持軸60如下所述繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，用于變更控制氣門(mén)升程特性，因此以下稱(chēng)為控制軸60。如圖4所示，在控制軸60上分別搖動(dòng)自如地支持有四個(gè)搖動(dòng)構(gòu)件61，通過(guò)其搖動(dòng)壓動(dòng)進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A (參照?qǐng)D3)的挺柱58。又，在搖動(dòng)構(gòu)件61上通過(guò)連接銷(xiāo)62連接有從動(dòng)構(gòu)件64，其被驅(qū)動(dòng)凸輪24a壓動(dòng)時(shí)，與搖動(dòng)構(gòu)件61形成一體繞著控制軸60搖動(dòng)。然后，通過(guò)與從動(dòng)構(gòu)件64 —體地繞著控制軸60搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件61,挺柱58被壓動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A的氣門(mén)主體53往復(fù)動(dòng)作。即，通過(guò)一體地繞著控制軸60搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64，與驅(qū)動(dòng)凸輪24a的輪廓相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作傳遞至進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A。此外，在本實(shí)施形態(tài)中，改變?nèi)缟鲜瞿菢右惑w搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64的相互的位置關(guān)系，能夠使驅(qū)動(dòng)凸輪24a的動(dòng)作的一部分不傳遞至進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A (空轉(zhuǎn))。即，如下所述，通過(guò)控制軸60的 轉(zhuǎn)動(dòng)而從動(dòng)構(gòu)件64靠近搖動(dòng)構(gòu)件61時(shí)，與此相應(yīng)的程度的、從驅(qū)動(dòng)凸輪24a傳遞至進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A的動(dòng)作變小，氣門(mén)主體53的升程變低。更具體地說(shuō)，從動(dòng)構(gòu)件64相對(duì)于所述搖動(dòng)構(gòu)件61的在連接銷(xiāo)62周?chē)奈恢?，即兩者間的夾角能夠連續(xù)地變更。如上述所述，搖動(dòng)構(gòu)件61繞著控制軸60自如轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面，從動(dòng)構(gòu)件64的繞著該搖動(dòng)構(gòu)件61的連接銷(xiāo)62的轉(zhuǎn)動(dòng)被埋設(shè)在控制軸60中的滾軸65限制，因此，如果使控制軸60繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)并變更滾軸65的位置，則搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64的相互的位置關(guān)系發(fā)生變化。另外，在圖4中附加符號(hào)140表示的是，用于調(diào)節(jié)由于四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的尺寸、組裝誤差引起的氣門(mén)升程的偏差時(shí)的圓棒狀的治具，如果該調(diào)節(jié)結(jié)束則被卸下。治具140在四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48并列的方向上延伸地、即與驅(qū)動(dòng)凸輪軸24、控制軸60平行地安裝在配氣裝置50A的殼體100內(nèi)，并與四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的各個(gè)搖動(dòng)構(gòu)件61抵接，重現(xiàn)它們與挺柱58抵接的狀態(tài)。在該例子中，殼體100被分割為與缸蓋20上重合的床構(gòu)件110、以及從上方組裝在床構(gòu)件110上的主體構(gòu)件120，該主體構(gòu)件120的三個(gè)豎壁部121 123與床構(gòu)件110的三個(gè)臺(tái)座部112 113接合。并且，在豎壁部121 123和臺(tái)座部112 113之間，形成有用于定位治具140并將其保持的治具插入孔。以下也參照?qǐng)D5、圖6對(duì)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的構(gòu)成進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。圖5是圖3、4示出的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的主要部件立體圖，圖6是從另一角度觀察搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的主要部件立體圖。首先，搖動(dòng)構(gòu)件61具有轉(zhuǎn)動(dòng)自如地外嵌在控制軸60上的圓環(huán)部61a、以及從其下部向半徑方向外方(圖5中為橫向)突出的爪狀的搖動(dòng)凸輪部61b。該搖動(dòng)凸輪部61b伴隨搖動(dòng)構(gòu)件61的搖動(dòng)而如上述那樣地壓動(dòng)挺柱58，因此，如圖3所示在驅(qū)動(dòng)凸輪軸24的軸心方向觀察時(shí)為大致扇形，在其下緣上形成有與挺柱58的上表面滑動(dòng)接觸的滑動(dòng)面。該滑動(dòng)面和圓環(huán)部61a的軸心之間的間隔從靠近該圓環(huán)部61a的搖動(dòng)凸輪部61b的基端側(cè)向其梢端側(cè)慢慢變大。另一方面，在圓環(huán)部61a的上部形成有在圓周方向上較長(zhǎng)的長(zhǎng)圓形狀的切口部61e，同時(shí)設(shè)置有向其半徑方向外方突出的一對(duì)銷(xiāo)支持部61c、61d，以從該切口部61e的兩側(cè)與圓環(huán)部61a的軸心方向?qū)χ?。在這些銷(xiāo)支持部61c、61d的貫通孔中插通有連接銷(xiāo)62，由此從動(dòng)構(gòu)件64轉(zhuǎn)動(dòng)自如地被支持。從動(dòng)構(gòu)件64具有:所述連接銷(xiāo)62插通的圓環(huán)狀的支持部64a、從其上部向半徑方向外方(在圖5中大致向上)突出的爪狀的從動(dòng)部64b、以及相反地從支持部64a的下部向半徑方向外方突出的桿部64c。并且，從動(dòng)部64b的上表面(滑動(dòng)面)與驅(qū)動(dòng)凸輪24a的外周面滑動(dòng)接觸，另一方面，桿部64c自由嵌入地配置在搖動(dòng)構(gòu)件61的切口部61e的切口空間中，并與埋設(shè)在控制軸60中的滾軸65抵接。S卩，雖然在圖中未示出詳細(xì)，但在控制軸60上與四個(gè)搖動(dòng)構(gòu)件61的配設(shè)位置相對(duì)應(yīng)地在四個(gè)部位分別形成有凹陷部60a，在其內(nèi)部與所述從動(dòng)構(gòu)件64的桿部64c抵接地容納滾軸65。如圖3所示，滾軸65從控制軸60的軸心向從動(dòng)構(gòu)件64附近偏心，并通過(guò)在控制軸60的軸心方向上貫通控制軸60的內(nèi)部的棒構(gòu)件63旋轉(zhuǎn)自如地支持。滾軸65如前所述與從動(dòng)構(gòu)件64的桿部64c抵接，從而限制該從動(dòng)構(gòu)件64的繞著連接銷(xiāo)62的轉(zhuǎn)動(dòng)。即，從動(dòng)構(gòu)件64繞著連接銷(xiāo)62轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支持于搖動(dòng)構(gòu)件61的同時(shí)，與以偏心狀態(tài)埋設(shè)在控制軸60中的 滾軸65抵接，由此抵抗從驅(qū)動(dòng)凸輪24a接受的力并被支持。因此，從動(dòng)構(gòu)件64由驅(qū)動(dòng)凸輪24a壓動(dòng)時(shí)，該從動(dòng)構(gòu)件64和搖動(dòng)構(gòu)件61形成一體地繞著控制軸60搖動(dòng)。另外，控制軸60上外嵌有扭力螺旋彈簧70，其一端部70a卷繞在連接銷(xiāo)62上，另一方面，另一端部70b向與一端部70a相反的方向延伸出，并鎖定在配氣裝置殼體100的鎖定部上。該扭力螺旋彈簧70經(jīng)由連接銷(xiāo)62，對(duì)搖動(dòng)構(gòu)件61施力以使其繞著控制軸60向著驅(qū)動(dòng)凸輪軸24轉(zhuǎn)動(dòng)，由此從動(dòng)構(gòu)件64的滑動(dòng)面按壓驅(qū)動(dòng)凸輪24a的外周面。在涉及的構(gòu)成中，由于控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)滾軸65的位置發(fā)生變化，與從動(dòng)構(gòu)件64的桿部64c的抵接位置發(fā)生變化時(shí)，在控制軸60的周?chē)?，從?dòng)構(gòu)件64的轉(zhuǎn)動(dòng)被滾軸65限制的位置發(fā)生變化，另一方面，搖動(dòng)構(gòu)件61不依賴(lài)控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)，而其位置不發(fā)生變化。因此，通過(guò)驅(qū)動(dòng)凸輪24a壓動(dòng)并一體搖動(dòng)的搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64之間的夾角被變更。-控制軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)-
如上所述，為了使控制軸60轉(zhuǎn)動(dòng)，并改變搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48中的搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64的相對(duì)位置關(guān)系，除所述圖4之外，也如圖7所示，在控制軸60上經(jīng)由蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)72安裝有電動(dòng)馬達(dá)73。在圖4中在右端示出，在控制軸60上安裝有扇形的蝸輪74以使其繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，且與被電動(dòng)馬達(dá)73旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的蝸桿75嚙合。即，在該例子中，蝸桿75為大致圓筒狀，在它的筒軸的方向的一端(圖7的右端)開(kāi)口的同時(shí)，在該開(kāi)口中電動(dòng)馬達(dá)73的輸出軸被插入且通過(guò)花鍵結(jié)合安裝。另一方面，在蝸桿75的筒軸方向的另一端(圖7的左端)上形成有與所述一端側(cè)相比外徑較小的小徑部，以?xún)?nèi)嵌合狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支持在形成于缸蓋20上的環(huán)狀的嵌合部上。并且，在蝸桿75的外周形成有螺旋條，與蝸輪74的外周的齒輪嚙合，蝸桿75通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)73而旋轉(zhuǎn)時(shí)，沿著其螺旋條外周的齒輪移動(dòng)而蝸輪74轉(zhuǎn)動(dòng)。另一方面，即使由于外力蝸輪74轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿75也不旋轉(zhuǎn)，推力負(fù)荷作用于其軸心方向，但是它被蝸桿75的小形部嵌合的所述嵌合部和電動(dòng)馬達(dá)73的殼體擋住。如圖7中放大所示，蝸輪74具有外嵌于控制軸60并固定的圓環(huán)部74a、以及在該圓環(huán)部74a的外周的規(guī)定角度范圍中沿徑方向外方延伸地設(shè)置為扇狀的齒輪部74b。又,腕部74c、74d從與齒輪部74b不同的兩個(gè)部位分別向圓環(huán)部74a的徑方向外方突出，在直至這些腕部74c、74d分別與止動(dòng)件80抵接為止的范圍內(nèi)，允許蝸輪74的轉(zhuǎn)動(dòng)。即，止動(dòng)件80具備:位于所述蝸輪74的動(dòng)作軌跡上地配設(shè)在配氣裝置殼體100的豎壁部123上的止動(dòng)件主體構(gòu)件81、通過(guò)螺栓82組裝在止動(dòng)件主體構(gòu)件81上的大致L字形的折曲片83、以及包圍該螺栓82的軸部且?jiàn)A在所述止動(dòng)件主體構(gòu)件81和折曲片83之間地保持著的扭力螺旋彈黃84。所述止動(dòng)件主體構(gòu)件81具有:與配氣裝置殼體100的豎壁部123重合并由螺栓85緊固的矩形平板狀的基部81a、形成在其長(zhǎng)度方向的一端部(圖7的右端部)的D字截面的突出部81b、形成在另一端部(圖7的左端部)的矩形截面的突出部81c、以及與其突出端面平行地在與所述基部81a相反的一側(cè)大致水平地延伸的平板狀的延伸部81d。所述D字截面的突出部81b在蝸輪74以圖中的逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與腕部74c抵接，雖然圖示省略，但是安裝有橡膠等的減震器(damper )。又，所述L字形的折曲片83離開(kāi)豎壁部123 —側(cè)并與其對(duì)峙地組合在如上述那樣大致水平地延伸的延伸部81d上，固定在其上下方向的中間部上的螺母(未圖示)與貫通所述延伸部81d的螺栓82的軸部螺紋結(jié)`合。該L字形折曲片83的下板部延伸至止動(dòng)件主體構(gòu)件81的延伸部81d的下方，從下方抵接扭力螺旋彈簧84的外周的同時(shí)，抵接其一方的端部。另一方面，在所述L字形的折曲片83的上部突出設(shè)置有與其下板部向相同方向突出的鎖定片，扭力螺旋彈簧84的另一方的端部鎖定于其上。即，扭力螺旋彈簧84通過(guò)折曲片83預(yù)先壓縮以使其兩端部朝內(nèi)關(guān)閉。此外，在比與所述折曲片83的下板部的抵接部位靠近梢端的側(cè)，扭力螺旋彈簧84的一方的端部折曲成L字形，形成在蝸輪74以圖7的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與腕部74d抵接的抵接部84a。換言之，扭力螺旋彈簧84對(duì)作為其一方的端部的抵接部84a朝下側(cè)(蝸輪74側(cè))施力，如此在下側(cè)被施力的狀態(tài)下，抵接部84a被折曲片83的下板部按壓，向下側(cè)的移動(dòng)被限制。即，在本實(shí)施形態(tài)的止動(dòng)件80中，L字形的折曲片83作為通過(guò)其下板部限制扭力螺旋彈簧84的抵接部84a向蝸輪74側(cè)的移動(dòng)的限制部起作用。并且，蝸輪74的腕部74d從下方抵接該抵接部84a并向上方按壓時(shí)，扭力螺旋彈簧84向內(nèi)彈性變形，該抵接部84a向上方移動(dòng)。由此，抵接部84a從折曲片83的下板部離開(kāi)的瞬間，至此被折曲片83的下板部阻擋的扭力螺旋彈簧84的施力迅速地施加給蝸輪74的腕部74d，強(qiáng)烈阻止向其上方的移動(dòng)。
另外，也可以是如果松開(kāi)將止動(dòng)件主體構(gòu)件81的基部81a緊固在配氣裝置殼體100上的螺栓85，則整個(gè)止動(dòng)件80繞著螺栓85的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。如此，由于扭力螺旋彈簧84的抵接部84a的位置在上下方向上發(fā)生變化，因此能夠調(diào)節(jié)與蝸輪74的腕部74d抵接的抵接部84a的向下方的移動(dòng)被折曲片83的下板部限制的位置。即，在止動(dòng)件80上也可以設(shè)置能夠容易地進(jìn)行這樣的位置調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在所涉及的構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，電動(dòng)馬達(dá)73接受來(lái)自后述的控制器90(也參照?qǐng)D10)的指令而被驅(qū)動(dòng)。由此，蝸桿75旋轉(zhuǎn)，蝸輪74和控制軸60被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如上述那樣，在搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48中，搖動(dòng)構(gòu)件61與從動(dòng)構(gòu)件64的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，搖動(dòng)構(gòu)件61相對(duì)于驅(qū)動(dòng)凸輪24a的動(dòng)作的搖動(dòng)范圍發(fā)生變化，進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)51A中的氣門(mén)主體53的升程量及其正時(shí)被變更。作為一例，圖8中示出圖3所示的配氣裝置50A的通常時(shí)的動(dòng)作。如圖8的左端所示，在從動(dòng)構(gòu)件64接觸驅(qū)動(dòng)凸輪24a的基圓部的升程量零(升程O(píng))的時(shí)間點(diǎn)，搖動(dòng)構(gòu)件61的搖動(dòng)凸輪部61b中的基端側(cè)的滑動(dòng)面與挺柱58的上表面滑動(dòng)接觸，不將其壓下。然后，如向著圖8的右側(cè)依次示出那樣，驅(qū)動(dòng)凸輪24a沿圖中逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，由此由該驅(qū)動(dòng)凸輪24a壓下從動(dòng)構(gòu)件64。該從動(dòng)構(gòu)件64通過(guò)連接銷(xiāo)62結(jié)合在搖動(dòng)構(gòu)件61上的同時(shí)，桿部64c抵接滾軸65，抵抗來(lái)自驅(qū)動(dòng)凸輪24a的力并被支持，因此從動(dòng)構(gòu)件64的相對(duì)搖動(dòng)構(gòu)件61靠近的繞著連接銷(xiāo)62的轉(zhuǎn)動(dòng)被限制。由此，從動(dòng)構(gòu)件64的桿部64c在滾軸65的周?chē)瑒?dòng)的同時(shí)，搖動(dòng)構(gòu)件61的圓環(huán)部61a在控制軸60的外周滑動(dòng)，從而兩者一體地繞著控制軸60沿圖中逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。挺柱58被該搖動(dòng)構(gòu)件61的搖動(dòng)凸輪部61b壓下,該圖中未不出，但是氣門(mén)主體53向下方進(jìn)入(升程)以開(kāi)放進(jìn)氣道20A。接著，圖9中示出與所述圖8相比改變?yōu)榈蜕烫匦缘呐錃庋b置50A的動(dòng)作?？刂戚S60沿圖9中的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與此相伴滾軸65相對(duì)地向上方移動(dòng)，從動(dòng)構(gòu)件64的桿部64c相對(duì)于該滾軸65的抵接位置發(fā)生變化。由此，在圖9的例子中，變?yōu)閺膭?dòng)構(gòu)件64靠近搖動(dòng)構(gòu)件61，因此變·為來(lái)自驅(qū)動(dòng)凸輪24a的動(dòng)作的一部分不被傳遞，根據(jù)搖動(dòng)構(gòu)件61的挺柱58的壓下量變小。由此，即使在圖9的右端所示的升程最大的時(shí)間點(diǎn)，氣門(mén)升程也相對(duì)變低。-控制軸的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)-
如前所述，經(jīng)由控制軸60，使作為控制對(duì)象物的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48的滾軸65轉(zhuǎn)動(dòng)，并變更由進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A引起的氣門(mén)的升程特性、即變更發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣門(mén)的升程特性的控制通過(guò)控制器90進(jìn)行。另外，如上所述的進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的配氣裝置50A、50B為大致相同的構(gòu)造，控制系統(tǒng)的硬件也是大致相同構(gòu)造。以下對(duì)進(jìn)氣側(cè)進(jìn)行說(shuō)明。如圖10所示，控制器90上連接有檢測(cè)電動(dòng)摩托車(chē)I的加速器手柄5a的操作量的加速器開(kāi)度傳感器91、伴隨發(fā)動(dòng)機(jī)E的曲軸26的旋轉(zhuǎn)輸出脈沖信號(hào)(曲軸信號(hào))的曲軸傳感器92、以及同樣地伴隨驅(qū)動(dòng)凸輪軸24的旋轉(zhuǎn)而輸出脈沖信號(hào)(凸輪信號(hào))的凸輪傳感器93，同時(shí)，也連接有伴隨控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)而檢測(cè)脈沖信號(hào)(控制角信號(hào))的角度傳感器94。并且，控制器90在通?？刂颇Ｊ较?，由曲軸信號(hào)和凸輪信號(hào)計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加速器開(kāi)度參照控制軸角度映射圖(MAP圖)，來(lái)計(jì)算與控制軸60的角度的目標(biāo)值相當(dāng)?shù)慕嵌戎噶睢？刂戚S角度映射圖(MAP圖)作為一個(gè)例子如圖10的下側(cè)所示，通過(guò)加速器開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將發(fā)動(dòng)機(jī)E的運(yùn)行區(qū)域分割成多個(gè)區(qū)域，針對(duì)每個(gè)區(qū)域預(yù)先通過(guò)實(shí)驗(yàn)等設(shè)定控制軸60的角度的目標(biāo)值的三維映射圖(MAP圖)。并且，根據(jù)從該控制軸角度映射圖(MAP圖)讀入的角度指令(控制軸60的角度的目標(biāo)值)、以及由所述控制角信號(hào)求出的與控制軸60的角度的偏差，例如按照PID(Proportion Integration Differentiation:比例積分微分)控制那樣的規(guī)定的控制規(guī)則決定對(duì)電動(dòng)馬達(dá)73的輸出占空比(duty ratio)，將與該占空比對(duì)應(yīng)的PWM (Pulse WidthModulation:脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)輸出至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路95。當(dāng)接受了 PWM信號(hào)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路95向電動(dòng)馬達(dá)73供給電力時(shí)，由此電動(dòng)馬達(dá)73被驅(qū)動(dòng)而控制軸60轉(zhuǎn)動(dòng)，由此如上所述，在搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48中搖動(dòng)構(gòu)件61和從動(dòng)構(gòu)件64的相對(duì)位置關(guān)系發(fā)生變化，發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣門(mén)(氣門(mén)主體53)的升程特性被改變。如此，基于駕駛員R的加速操作或發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣充填效率，而進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)輸出控制。如此由于根據(jù)駕駛員R的操作而控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出，因此前述的控制軸60的角度的控制非常重要，控制器90在上述的通?？刂颇Ｊ较?，具有用于檢測(cè)作為基準(zhǔn)的控制軸60的角度(基準(zhǔn)角度Θ0)的基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式。作為控制軸60的角度控制的基準(zhǔn)，使用在利用止動(dòng)件80使蝸輪74的腕部74d與止動(dòng)件80的抵接部84a抵接時(shí)由角度傳感器94檢測(cè)的角度。即，在所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式下，控制器90在發(fā)動(dòng)機(jī)E的空轉(zhuǎn)等規(guī)定的運(yùn)行狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)73以使蝸輪74的腕部74d向?qū)?yīng)的止動(dòng)件80的抵接部84a行進(jìn)(在圖7中為沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng))，以由角度傳感器94檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的變化率ω從規(guī)定的閾值ω 以上變?yōu)椴蛔阍撻撝郸豂的時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ為基準(zhǔn)角度Θ0存儲(chǔ)。以下參照?qǐng)D11的流程圖具體地說(shuō)明基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式下的控制的步驟。首先，在啟動(dòng)后的步驟SI中，控制器90至少輸入加速器開(kāi)度信號(hào)、曲軸信號(hào)、凸輪信號(hào)、以及控制角信號(hào)，接著在步驟S2中，進(jìn)行是否是基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式的判別。作為一個(gè)例子，如果加速器開(kāi)度大致為零且基于曲軸信號(hào)和凸輪信號(hào)計(jì)算的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為不足規(guī)定值，且規(guī)定的基準(zhǔn)角度檢測(cè)條件成立，則判別為是基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式即“是”并進(jìn)入步驟S3。另一方面，如果任一條件均不成立(“否”)，雖然省略了詳細(xì)說(shuō)明，但是，如前所述進(jìn)入基于加速器開(kāi)度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的通?？刂颇Ｊ?。在步驟S3中，控制器90驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)73以朝向低升程側(cè)，即蝸輪74的腕部74d朝向?qū)?yīng)的止動(dòng)件80的抵接部84a，在該驅(qū)動(dòng)中以規(guī)定的采樣間隔輸入控制角信號(hào)，監(jiān)視控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ和其變化率ω。此時(shí)，例如將PWM信號(hào)的占空比設(shè)置得較低，以使電動(dòng)馬達(dá)73的驅(qū)動(dòng)力與通?？刂颇Ｊ较啾茸冃?。然后，控制器90監(jiān)視的控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ和其變化率ω作為一個(gè)例子如圖12的圖表所示。即，直至蝸輪74的腕部74d與止動(dòng)件80的扭力螺旋彈簧84的抵接部84a抵接為止(時(shí)刻t0 tl)，控制軸60的旋轉(zhuǎn)速度ω大致一定，旋轉(zhuǎn)角度Θ與時(shí)間的經(jīng)過(guò)大致成比例地變化，當(dāng)腕部74d與抵接部84a抵接時(shí)(時(shí)刻tl),至此被折曲片83的下板部擋住的扭力螺旋彈簧84的施力迅速施加給腕部74d。由此，如前所述，在腕部74d與抵接部84a抵接的瞬間，蝸輪74的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、即角度傳感器94檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的變化率ω顯著降低，比預(yù)先設(shè)定的閾值ω I更低(時(shí)刻t2)。由此控制器90判定為轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的變化率ω不足閾值ω I (步驟S4中為“是”)，在將電動(dòng)馬達(dá)73的驅(qū)動(dòng)力縮小至規(guī)定的最小值為止的同時(shí)，將該時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ存儲(chǔ)為基準(zhǔn)角度Θ0 (步驟S5)。然后使電動(dòng)馬達(dá)73逆旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，并完成基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式(“結(jié)束”)。以上，如所說(shuō)明的，在根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50Α中，安裝有能夠正確地檢測(cè)使作為可變機(jī)構(gòu)的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48動(dòng)作的控制軸60的基準(zhǔn)角度的裝置，由此能夠高精度地進(jìn)行進(jìn)氣門(mén)的升程特性的控制。即，能夠根據(jù)駕駛員R的操作與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出對(duì)應(yīng)地正確控制。又，即使如空轉(zhuǎn)那樣氣門(mén)升程較小時(shí)，也能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)E的燃燒穩(wěn)定性(空轉(zhuǎn)穩(wěn)定性)。S卩，在基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式下，用較小的力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)73，使與控制軸60 —起轉(zhuǎn)動(dòng)的蝸輪74的腕部74d抵接于止動(dòng)件80的抵接部84a，此時(shí)由角度傳感器94檢測(cè)的控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的變化率ω降低，由此能夠高精度地檢測(cè)控制軸60位于基準(zhǔn)角度。而且，在本實(shí)施形態(tài)中，在止動(dòng)件80中預(yù)先壓縮扭力螺旋彈簧84，即使不怎么升高彈簧常數(shù)，在蝸輪74的腕部74d與抵接部84a抵接的瞬間，也能夠迅速地將扭力螺旋彈簧84的施力加載至蝸輪74的腕部74d，并顯著降低其轉(zhuǎn)動(dòng)角度Θ的變化率ω。這個(gè)情況也會(huì)大大有助于基準(zhǔn)角度的檢測(cè)精度的提高。又，所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式在發(fā)動(dòng)機(jī)E的運(yùn)行狀態(tài)中，在油在配氣裝置50Α的各部中循環(huán)，從而機(jī)械摩擦阻力變小的狀態(tài)下執(zhí)行，因此控制軸60的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)也穩(wěn)定，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行其基準(zhǔn)角度的檢測(cè)。此外，通常動(dòng)作模式下，即使由于控制系統(tǒng)的故障等電動(dòng)馬達(dá)73超速，而蝸輪74的腕部74d撞擊止動(dòng)件80的抵接部84a，該撞擊也被扭力螺旋彈簧84的彈性變形吸收，因此，蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)72中的螺旋條和齒輪的咬入緩和，能夠防止在控制軸60的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中發(fā)生動(dòng)作不良。 尤其是在本實(shí)施形態(tài)的止動(dòng)件80中，如前所述，預(yù)先壓縮扭力螺旋彈簧84，由此即使不怎么升高其彈簧常數(shù)也可以，容易吸收蝸輪74的腕部74d撞擊止動(dòng)件80的抵接部84a時(shí)的沖擊。因此，對(duì)緩和蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)72中的咬入是更加有利的。此外，對(duì)于所述止動(dòng)件80，由于決定控制軸60的基準(zhǔn)角度的抵接部84a的位置能夠調(diào)節(jié)，因此使用例如圖4所示的治具140調(diào)節(jié)四個(gè)搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48中的升程偏差時(shí)，能夠設(shè)定為止動(dòng)件80的抵接部84a與蝸輪74的腕部74d抵接。如此，由于控制軸60的角度控制中的基準(zhǔn)角度、和搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48中搖動(dòng)構(gòu)件61以及從動(dòng)構(gòu)件64處于規(guī)定的相對(duì)位置關(guān)系時(shí)正確地一致，因此對(duì)提高控制性有利。-其他實(shí)施形態(tài)-
上述的實(shí)施形態(tài)的說(shuō)明不過(guò)是例示而已，本發(fā)明并不限制其應(yīng)用物或其用途。根據(jù)本發(fā)明的配氣裝置在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠變更、追加或刪除實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成。例如，本實(shí)施形態(tài)中，作為止動(dòng)件80的彈簧構(gòu)件使用了扭力螺旋彈簧84，但是不限于此，也可以使用壓縮螺旋彈簧或拉伸螺旋彈簧等。作為一個(gè)例子在圖13中示出的止動(dòng)件180中，將L字形的支架181螺絲固定在凸輪蓋133上，從其床部向下方使壓縮螺旋彈簧182垂下。在壓縮螺旋彈簧182的上端和下端分別配設(shè)具有中心孔的圓盤(pán)狀的墊片183、184，在下墊片184的下表面設(shè)置有從靠近外周的部位向下方膨出，并與蝸輪74的腕部74d抵接的抵接部184a。又，所述下墊片184的下表面焊接有與其中心孔同心狀配置的螺母185。在該螺母185中擰入支持下墊片184的中心螺栓186的軸部。中心螺栓186的軸部插通于L字形支架181的床部的螺絲孔，通過(guò)抓住其上端的頭部轉(zhuǎn)動(dòng)中心螺栓186，能夠使下墊片184上下位移。如此調(diào)節(jié)與蝸輪74的腕部74d抵接的抵接部184a的位置。另一方面，在壓縮螺旋彈簧182的上端抵接的上墊片183上，在其上表面中的靠近外周的部位上從上方貫通L字形支架181的床部的三只調(diào)節(jié)螺栓187的下端分別抵接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)這些調(diào)節(jié)螺栓187，上墊片183上下位移，能夠調(diào)節(jié)在與下墊片184之間壓縮的壓縮螺旋彈簧182的預(yù)壓縮量。此外，在上述圖7、圖13所示的實(shí)施形態(tài)中，使蝸輪74以該各圖的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，使其腕部74d抵接止動(dòng)件80、180，并檢測(cè)基準(zhǔn)角度，但是不限于此，也可以使蝸輪74以各圖的逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，在其腕部74d與止動(dòng)件80、180抵接時(shí)檢測(cè)基準(zhǔn)角度。在這種情況下，在止動(dòng)件80、180中的與所述腕部74d的抵接部位上設(shè)置彈簧構(gòu)件、限制部等即可。又，在本實(shí)施形態(tài)中，在發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣側(cè)和排氣側(cè)的兩方的配氣裝置50A、50B中具備升程特性可變的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48，但是例如也可以?xún)H在進(jìn)氣側(cè)的配氣裝置50A中具備可變機(jī)構(gòu)。又，關(guān)于排氣側(cè)的配氣裝置50B，也可以使氣門(mén)的相位可變。此外，在本實(shí)施形態(tài)中，將基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置應(yīng)用于與發(fā)動(dòng)機(jī)E的配氣裝置50A、50B的搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)48連接的控制軸60的角度控制，但是不限于此，除此之外，例如也可以應(yīng)用于將發(fā)動(dòng)機(jī)E的輸出傳遞給車(chē)輪的CVT (Continuously Variable Transmission:無(wú)機(jī)變速器)的帶輪的動(dòng)作控制等。工業(yè)應(yīng)用性
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置具有能夠在防止驅(qū)動(dòng)控制軸的蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的咬入引起 的動(dòng)作不良的發(fā)生的同時(shí)，精度良好地檢測(cè)控制的基準(zhǔn)角度的效果，例如廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣系統(tǒng)的可變機(jī)構(gòu)等是有益的。符號(hào)說(shuō)明 E 發(fā)動(dòng)機(jī)；
48 搖動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)(控制對(duì)象物);
50A，50B配氣裝置(可變配氣機(jī)構(gòu))；
5IA 進(jìn)氣門(mén)機(jī)構(gòu)；
5IB 排氣門(mén)機(jī)構(gòu)；
53 氣門(mén)主體(進(jìn)氣門(mén))；
72蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；
73電動(dòng)馬達(dá)；
74蝸輪；
75蝸桿；
80 止動(dòng)件；
83折曲片(限制部)；
84扭力螺旋彈簧(彈簧構(gòu)件)；
84a 抵接部；90控制器；
94角度傳感器；
180止動(dòng)件；
182壓縮螺旋彈簧(彈簧構(gòu)件)；
184下墊片；
184a抵接部；
185螺母(限制部)。
權(quán)利要求
1.一種基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，具備: 為了控制控制對(duì)象物的角度而與其連接的控制軸； 使所述控制軸繞其軸心轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在該控制軸上的蝸輪； 與所述蝸輪嚙合的蝸桿； 用于使所述蝸桿旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)馬達(dá)； 控制所述電動(dòng)馬達(dá)的控制器； 為了限制所述控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)可動(dòng)范圍而配置在所述蝸輪的動(dòng)作軌跡上的止動(dòng)件；以及 能夠檢測(cè)所述控制軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器， 所述止動(dòng)件具有能夠在所述蝸輪的動(dòng)作方向上彈性變形的彈簧構(gòu)件， 所述控制器驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)以使所述蝸輪向所述止動(dòng)件行進(jìn)，并將該驅(qū)動(dòng)中由所述角度傳感器檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化率從規(guī)定的閾值以上變?yōu)椴蛔阍撻撝档臅r(shí)間點(diǎn)下的所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度存儲(chǔ)為基準(zhǔn)角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述止動(dòng)件還具有:與所述蝸輪抵接并能夠向其動(dòng)作方向移動(dòng)的抵接部；以及在該抵接部被所述彈簧構(gòu)件向所述蝸輪側(cè)施力的狀態(tài)下，限制該抵接部向所述蝸輪側(cè)的移動(dòng)的限制部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述止動(dòng)件還具有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)通過(guò)所述限制部限制所述抵接部的移動(dòng)的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器具有:為了控制控制對(duì)象物的角度而驅(qū)動(dòng)所述·電動(dòng)馬達(dá)的通?？刂颇Ｊ?；以及為了檢測(cè)所述基準(zhǔn)角度而驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)的基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式； 所述控制器控制所述電動(dòng)馬達(dá)，以使所述基準(zhǔn)角度檢測(cè)模式中的所述電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力小于所述通?？刂颇Ｊ街械乃鲭妱?dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置為用于發(fā)動(dòng)機(jī)的可變配氣機(jī)構(gòu)的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置， 所述控制軸為根據(jù)其轉(zhuǎn)動(dòng)角度而改變所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門(mén)或排氣門(mén)的升程特性的控制軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基準(zhǔn)角度檢測(cè)裝置，其特征在于，所述控制器為了在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)下檢測(cè)所述基準(zhǔn)角度而驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)馬達(dá)。
全文摘要
具備與控制對(duì)象物(作為一個(gè)例子為發(fā)動(dòng)機(jī)E的可變配氣機(jī)構(gòu))連接的控制軸(60)、經(jīng)由蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(72)使該控制軸(60)轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)馬達(dá)(73)、配置在蝸輪(74)的動(dòng)作軌跡上的止動(dòng)件(80)、能夠檢測(cè)控制軸(60)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的角度傳感器(94)、以及控制器(90)。止動(dòng)件(80)具有能夠在蝸輪(74)的動(dòng)作方向上彈性變形的彈簧構(gòu)件(例如扭轉(zhuǎn)卷簧(84))。控制器(90)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)(73)以使蝸輪(74)向止動(dòng)件(80)行進(jìn)，并將由角度傳感器(94)檢測(cè)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ的變化率ω變?yōu)椴蛔阋?guī)定的閾值ω1的時(shí)間點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度存儲(chǔ)為基準(zhǔn)角度θ0。如此，能夠精度良好地檢測(cè)控制軸的角度的控制中的基準(zhǔn)角度。
文檔編號(hào)F01L13/00GK103249921SQ20118006067
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者佐藤榮治, 市聰顯 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社