JP2002030909A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機関停止過程において的確にストッパ機構を保
持動作させつつ、通常の機関運転時にストッパ機構が誤
作動するのを回避することのできる内燃機関のバルブタ
イミング制御装置を提供する。 【解決手段】エンジンの停止過程において、エンジン回
転数がアイドル回転数よりも低い所定値以下に低下する
と、バルブが開弁して進角側油圧室６９内の作動油が連
通路を介して遅角側油圧室７０に流出する。これによ
り、進角側油圧室６９からの流体の流出量が増大して同
進角側油圧室６９内の油圧の低下が緩やかになることは
抑制され、同油圧はストッパ機構５６の保持動作が行わ
れる値まで速やかに低下する。従って、エンジン１１の
停止過程でストッパ機構５６の保持動作を的確に行わせ
ることを意図して、ストッパ機構５６の保持動作が行わ
れる油圧を高い値に設定する必要はなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
タイミング制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載用エンジン等の内燃機関
にあっては、出力の向上やエミッションの改善等を意図
して同機関のバルブタイミングを適宜に変更するバルブ
タイミング可変機構が設けられている。こうしたバルブ
タイミング可変機構では、例えば内燃機関の吸気カムシ
ャフトに連結された可動部材と、可動部材を挟むように
設けられる進角側圧力室及び遅角側圧力室とを備えてい
る。そして、それら圧力室に選択的に作動油を供給して
油圧で可動部材を移動させることにより、同機関のクラ
ンクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を進
角側又は遅角側に変更する。このようにカムシャフトの
相対回転位相を変更することにより、同機関における吸
気バルブのバルブタイミングが変更されるようになる。

【０００３】ところで、内燃機関の始動開始時には、圧
力室から作動油が抜けた状態になっており、機関始動開
始と同時に圧力室に作動油を供給し始めても、可動部材
が油圧により移動可能となるのに所定の時間を要する。
そのため、この間は、吸気バルブのバルブタイミングを
制御することができなくなるとともに、この可動部材に
油圧が働かないことから、吸気バルブの開閉駆動に伴う
反力によってカムシャフトの相対回転位相（バルブタイ
ミング）が最遅角状態となる。従って、内燃機関の始動
性を良好なものとするためには、吸気バルブのバルブタ
イミングが最遅角状態となったとき、機関始動に適した
バルブタイミング（以下、始動タイミングという）が得
られるよう同バルブタイミングの制御範囲を設定する必
要が生じる。なお、この始動タイミングとは、圧縮行程
中に機関始動に適した混合気の圧縮を行うことが可能な
バルブタイミングである。

【０００４】しかし、上記のような要求が満たされるよ
うにバルブタイミングの制御範囲を設定すると、その制
御範囲が狭くなり内燃機関の全運転領域に亘ってバルブ
タイミングを最適に制御することが困難になる。そこ
で、機関始動時のバルブタイミングを最適にしつつ、バ
ルブタイミング制御の制御範囲の縮小を抑制する技術と
して、機関始動時にはカムシャフトの相対回転位相を最
遅角状態よりも所定量だけ進角した状態で固定すること
が提案されている。このようにバルブタイミングを固定
する装置としては、例えば特開平１１−１８２２１４号
公報に記載されたバルブタイミング制御装置が知られて
いる。同公報に記載されたバルブタイミング制御装置
は、吸気カムシャフトの相対回転位相を最遅角状態より
も所定量だけ進角した状態で、進角側と遅角側との両方
について固定するロック機構を備えている。そして、こ
のロック機構によりカムシャフトの相対回転位相が固定
される状態のとき、バルブタイミングが始動タイミング
となるようにバルブタイミング制御の制御範囲が設定さ
れる。

【０００５】上記のような内燃機関ではその性質上、圧
力室に作動油が満たされていない状態、例えば機関始動
開始直後の状態にあって、クランクシャフトが回転する
ときには、吸気カムシャフトに正トルクと逆トルクとが
交互に働くこととなる。そして、機関始動開始時には、
上記逆トルクの働きによりカムシャフトの相対回転位相
が最遅角状態から進角側に変化する。そして、当該相対
回転位相が始動タイミングに対応する位相と重なったと
きにロック機構を作動させることで、同相対回転位相が
機関始動時に始動タイミングに対応する位相で固定され
ることとなる。この状態にあっては、圧力室に作動油が
満たされていなくてもバルブタイミングが始動タイミン
グに維持されるため、内燃機関の始動性を良好なものと
することができる。

【０００６】ただし、ロック機構によるカムシャフトの
相対回転位相の固定は、当該相対回転位相が上記のよう
に変化する際にあって的確に始動タイミングに対応した
位相と重なったときに行わなければならない。こうした
状況での相対回転位相の固定は非常に困難であるため、
上記公報に記載のバルブタイミング制御装置では、進角
側圧力室内の油圧が所定値以下であるとき、カムシャフ
トの相対回転位相を始動タイミングに対応する位相で一
時的に保持するよう動作するストッパ機構を設けてい
る。そのため、機関停止過程や機関始動中など、進角側
圧力室内の油圧が上記所定値以下になるときには、スト
ッパ機構によりカムシャフトの相対回転位相が一時的に
始動タイミングに対応する位相に保持される。こうした
ストッパ機構の保持動作が行われた上で、ロック機構に
よるカムシャフトの相対回転位相の始動タイミングに対
応した位相での固定が行われるため、当該ロック機構に
よる固定を的確に行うことができるようになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ロック
機構による固定を機関始動中でなく内燃機関が停止する
過程で行う場合もあるが、機関停止過程において何らか
の理由により進角側圧力室内の油圧の低下が緩やかなも
のになると、同油圧がストッパ機構の保持動作を行わせ
る値まで低下するのに時間がかかる。

【０００８】この場合、内燃機関の停止完了前であって
ロック機構による固定が行われる前にストッパ機構の保
持動作を行わせるために、ストッパ機構が保持動作する
油圧（上記所定値）を予め高めに設定し、進角側圧力室
内の油圧の低下が緩やかな場合でもストッパ機構の保持
動作が的確に行われるようにすることが考えられる。

【０００９】しかし、ストッパ機構が保持動作する油圧
を高めに設定すると、アイドル運転時など上記油圧が比
較的低くなる通常の機関運転時にもストッパ機構がカム
シャフトの相対回転位相を一時的に保持するよう動作す
るおそれがある。そして、こうしたストッパ機構の誤動
作に伴いカムシャフトの相対回転位相の保持が行われる
と、通常の機関運転時にバルブタイミング制御の制御範
囲が制限されてしまう。

【００１０】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、機関停止過程において的確
にストッパ機構を保持動作させつつ、通常の機関運転時
にストッパ機構が誤作動するのを回避することのできる
内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】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。上記
目的を達成するため、請求項１記載の発明では、進角側
圧力室及び遅角側圧力室内の流体圧に基づき内燃機関の
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相
を変更するバルブタイミング可変機構と、前記カムシャ
フトの相対回転位相を最遅角状態よりも所定量だけ進角
した所定進角状態で固定するロック機構とを備える内燃
機関のバルブタイミング制御装置において、前記進角側
圧力室内の流体圧が所定値以下になるとき、前記カムシ
ャフトの相対回転位相を一時的に前記所定進角状態に保
持するよう動作するストッパ機構と、内燃機関が停止す
る過程で前記進角側圧力室内の流体圧が前記所定値に向
けて低下する際、その流体圧の低下速度を大きくする低
下速度増大手段とを備えた。

【００１２】上記の構成によれば、内燃機関が停止する
過程において、進角側圧力室の流体圧の低下が何らかの
理由により緩やかであっても、この流体圧の低下速度が
低下速度増大手段によって増大されることからストッパ
機構を的確に保持動作させることができる。このため、
上記進角側圧力室の流体圧の低下速度が緩やかなときに
確実にストッパ機構を保持動作させるべく、当該保持動
作の行われる流体圧（上記所定値）を高めに設定する必
要がなくなり、こうした設定に伴い通常の機関運転時に
誤ってストッパ機構の保持動作が行われるのを回避する
ことができる。

【００１３】なお、ストッパ機構による保持動作が行わ
れる流体圧の基準となる上記所定値としては、例えばロ
ック機構によるカムシャフトの相対回転位相の固定が行
われる前にストッパ機構の保持動作が行われる値を採用
することが考えられる。このようにすれば、ストッパ機
構による保持動作が行われた上でロック機構による上記
固定を的確に行うことができる。

【００１４】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、内燃機関が停止する過程で、前記カムシ
ャフトの相対回転位相を前記所定進角状態に維持すべ
く、前記進角側圧力室及び前記遅角側圧力室内の流体圧
を調整する流体圧調整手段を備え、前記低下速度増大手
段は、前記進角側圧力室内からの流体の流出量を増大さ
せるものとした。

【００１５】内燃機関の停止過程で、進角側圧力室及び
遅角側圧力室内の流体圧の調整に基づき、カムシャフト
の相対回転位相が所定進角状態に維持されるときには、
それら圧力室に流体が満たされた状態となる。この状態
にあっては、カムシャフトの回転に伴う反力が同シャフ
トに働いて相対回転位相を変化させようとし、これに伴
い進角側圧力室内の流体が圧縮されて流体圧が低下しに
くくなる。その結果、当該流体圧の低下が緩やかになっ
て、内燃機関の停止過程でストッパ機構の保持動作が行
われなくなるおそれがある。しかし、進角側圧力室内か
らの流体の流出量が増大される上記の構成によれば、上
記のように流体圧の低下が緩やかになるのを抑制して、
内燃機関の停止過程で的確にストッパ機構の保持動作を
行わせることができる。

【００１６】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記カムシャフトの相対回転位相が前記
所定進角状態となるよう進角側に付勢する付勢手段を更
に備えた。

【００１７】カムシャフトには、同シャフトを回転させ
る際の反力がカムシャフトの相対回転位相を遅角側に変
化させる方向に働くこととなり、これにより内燃機関の
停止過程においてカムシャフトの相対回転位相が所定進
角状態に維持されにくくなる。しかし、上記の構成によ
れば、付勢手段の付勢力が上記相対回転位相を進角させ
る方向に働くため、内燃機関の停止過程において上記相
対回転位相を所定進角状態に維持し易くなる。

【００１８】請求項４記載の発明では、請求項２又は３
記載の発明において、前記低下速度増大手段は、前記進
角側圧力室内の流体を前記遅角側圧力室に流出させるも
のとした。

【００１９】内燃機関の停止過程でカムシャフトの相対
回転位相が所定進角状態に維持され、進角側圧力室及び
遅角側圧力室に流体が満たされている状態にあって、カ
ムシャフトの回転に伴う反力に基づき上記相対回転位相
が遅角側に変化しようとすると、進角側圧力室内の流体
が圧縮されて流体圧が低下しにくくなるため、当該流体
圧の低下が緩やかになって内燃機関の停止過程でストッ
パ機構の保持動作が行われなくなるおそれがある。しか
し、上記の構成によれば、内燃機関の停止過程におい
て、進角側圧力室内の流体が前記遅角側圧力室に流出す
るため、進角側圧力室内の流体圧の低下が緩やかになる
のを抑制し、的確にストッパ機構の保持動作を行わせる
ことができる。

【００２０】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、前記低下速度増大手段は、前記進角側圧
力室と前記遅角側圧力室とを連通する連通路と、前記連
通路に設けられて内燃機関の停止過程で開弁するバルブ
とを備えた。

【００２１】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
で連通路のバルブが開弁して進角側圧力室の流体が連通
路を介して遅角側圧力室に流出する。そのため、進角側
圧力室内からの流体の流出量が増大し、流体圧の低下が
緩やかになることは抑制され、的確にストッパ機構の保
持動作が行われるようになる。

【００２２】請求項６記載の発明では、請求項５記載の
発明において、前記バルブは、機関回転数がアイドル回
転数よりも低い所定値以下になったときに開弁するもの
とした。

【００２３】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
において機関回転数がアイドル回転数よりも低くなり上
記所定値以下になると、上記バルブが開弁して進角側圧
力室内の流体が連通路を介して遅角側圧力室に流出し、
進角側圧力室内の流体圧の低下が緩やかになることは抑
制される。こうして、内燃機関の停止過程において進角
側圧力室内の流体圧を的確に低減し、ストッパ機構の保
持動作を的確に行わせることができるようになる。

【００２４】なお、上記バルブとしては、例えばバルブ
タイミング可変機構が機関回転に伴い回転する際に働く
遠心力に基づき開閉するバルブを採用することが考えら
れる。こうしたバルブを採用すれば、簡単な構成で機関
回転数に応じて同バルブの開閉を行うことができるよう
になる。

【００２５】請求項７記載の発明では、請求項６記載の
発明において、前記バルブタイミング可変機構は、前記
カムシャフトに取り付けられて前記進角側圧力室及び前
記遅角側圧力室内の流体圧を受けて前記カムシャフトの
相対回転位相を変化させる方向に移動する可動部材を備
え、前記連通路の前記遅角側圧力室内で開口する開口部
は、前記クランクシャフトの相対回転位相が前記所定進
角状態よりも進角側にしたとき、前記可動部材によって
閉塞されるように位置するものとした。

【００２６】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
において、バルブが開弁して連通路により進角側圧力室
と遅角側圧力室とが連通しているとき、何らかの理由で
吸気カムシャフトの相対回転位相が所定進角状態よりも
進角側に変化すると、可動部材によって連通路の遅角側
圧力室内で開口する開口部が閉塞される。その結果、上
記相対回転位相の進角側への変化に伴い遅角側圧力室内
の流体圧が高まり、可動部材が遅角側に押し戻されて吸
気カムシャフトの相対回転位相も所定進角状態に向けて
遅角側に戻される。このため、内燃機関の停止過程にお
いて、吸気カムシャフトの相対回転位相を所定進角状態
に維持し易くなる。

【００２７】請求項８記載の発明では、請求項２又は３
記載の発明において、前記低下速度増大手段は、前記進
角側圧力室内の流体を前記バルブタイミング可変機構の
外部に流出させるものとした。

【００２８】内燃機関の停止過程でカムシャフトの相対
回転位相が所定進角状態に維持され、進角側圧力室及び
遅角側圧力室に流体が満たされている状態にあって、カ
ムシャフトの回転に伴う反力に基づき上記相対回転位相
が遅角側に変化しようとすると、進角側圧力室内の流体
が圧縮されて流体圧が低下しにくくなるため、当該流体
圧の低下が緩やかになってストッパ機構の保持動作が行
われなくなるおそれがある。しかし、上記の構成によれ
ば、内燃機関の停止過程において、進角側圧力室内の流
体がバルブタイミング可変機構の外部に流出するため、
進角側圧力室内の流体圧の低下が緩やかになるのを抑制
し、的確にストッパ機構の保持動作を行わせることがで
きる。

【００２９】請求項９記載の発明では、請求項８記載の
発明において、前記流体圧調整手段は、前記進角側圧力
室及び遅角側圧力室内に対する流体の給排を制御すべく
弁位置が変更される制御弁と、同制御弁の弁位置を制御
する制御手段とを備え、前記低下速度増大手段は、前記
制御弁を前記進角側圧力室から流体を流出させる弁位置
に制御する前記制御手段を含むものとした。

【００３０】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
で制御弁が進角側圧力室から流体を流出させる弁位置に
制御され、これにより進角側圧力室から流体がバルブタ
イミング可変機構の外部に流出する。そのため、進角側
圧力室内からの流体量が増大し、流体圧の低下が緩やか
になることは抑制され、的確にストッパ機構の保持動作
が行われるようになる。

【００３１】請求項１０記載の発明では、請求項９記載
の発明において、前記低下速度増大手段は、前記進角側
圧力室と前記遅角側圧力室との両方から流体を前記バル
ブタイミング可変機構の外部に流出させる弁位置を有す
る前記制御弁と、当該弁位置に前記制御弁を制御する前
記制御手段とを含むものとした。

【００３２】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
で制御弁が進角側圧力室と遅角側圧力室との両方から流
体を流出させる弁位置に制御され、これにより進角側圧
力室から流体がバルブタイミング可変機構の外部に流出
し、進角側圧力室内の流体圧の低下が緩やかになること
は抑制される。また、このときには遅角側圧力室からも
流体がバルブタイミング可変機構の外部に流出して遅角
側圧力室内の流体圧が低減されるため、同遅角側圧力室
内の流体圧に基づき吸気カムシャフトの相対回転位相が
遅角側に変化して進角側圧力室内の流体が圧縮されるの
を抑制することもできる。こうして内燃機関の停止過程
において、進角側圧力室内の流体圧を速やかに低減する
ことができるようになる。

【００３３】なお、上記制御弁としては、電磁ソレノイ
ドを備える電磁弁を採用することが考えられる。この場
合、電磁ソレノイドに対する電圧印加を制御することで
電磁弁の弁位置が制御されることとなるが、電磁ソレノ
イドの印加電圧が「０」のときの弁位置にて、進角側圧
力室と遅角側圧力室との両方から流体が流出するよう電
磁弁を設定することが好ましい。このようにすれば、電
磁ソレノイドの断線といった異常が電磁弁に生じたとき
でも、進角側圧力室及び遅角側圧力室から流体を流出さ
せることができる。そして、それら圧力室から流体を流
出させることで圧力室内の流体圧が最終的に「０」とな
る。この状態にあっては、付勢手段の付勢力若しくは吸
気カムシャフトを回転させる際の反力に基づき、同吸気
カムシャフトの相対回転位相が所定進角状態に向けて変
化し、ストッパ機構及びロック機構により上記相対回転
位相が所定進角状態で固定される。こうして制御弁に上
記のような異常が発生したとき、吸気カムシャフトの相
対回転位相を所定進角状態で固定して退避運転を行うこ
とができるようになる。

【００３４】請求項１１記載の発明では、請求項９又は
１０記載の発明において、前記制御手段は、機関回転数
がアイドル回転数よりも低い所定値以下になったときに
前記進角側圧力室から流体が流出する弁位置に前記制御
弁を制御するものとした。

【００３５】上記の構成によれば、内燃機関の停止過程
において、機関回転数がアイドル回転数よりも低い所定
値以下になると、制御弁が進角側圧力室から流体を流出
させる弁位置に制御される。これにより、進角側圧力室
内からバルブタイミング可変機構の外部への流体の流出
量が増大し、進角側圧力室内の流体圧の低下が緩やかに
なることは抑制される。こうして、内燃機関の停止過程
において進角側圧力室内の流体圧を的確に低減し、スト
ッパ機構の保持動作を的確に行わせることができるよう
になる。

【００３６】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
自動車用エンジンに適用した第１実施形態を図１〜図９
に従って説明する。

【００３７】図１に示すように、エンジン１１のシリン
ダブロック１１ａには、各気筒毎に合計四つのピストン
１２（図１には一つのみ図示）が往復移動可能に設けら
れている。このピストン１２は、コネクティングロッド
１３を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャ
フト１４に連結されている。そして、ピストン１２の往
復移動は、コネクティングロッド１３によってクランク
シャフト１４の回転へと変換されるようになっている。

【００３８】上記シリンダブロック１１ａの上端に設け
られたシリンダヘッド１５と上記ピストン１２との間に
は燃焼室１６が設けられている。この燃焼室１６にはシ
リンダヘッド１５に設けられた吸気ポート１７及び排気
ポート１８が連通し、吸気ポート１７及び排気ポート１
８には吸気通路３２及び排気通路３３が連通している。
それら吸気ポート１７及び排気ポート１８には、それぞ
れ吸気バルブ１９及び排気バルブ２０が設けられてい
る。

【００３９】また、シリンダヘッド１５には、上記吸気
バルブ１９及び排気バルブ２０を開閉駆動するための吸
気カムシャフト２１及び排気カムシャフト２２が回転可
能に支持されている。これら吸気及び排気カムシャフト
２１，２２には、クランクシャフト１４の回転がギヤ及
びチェーン等を介して伝達される。そして、吸気カムシ
ャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉駆動さ
れて、吸気ポート１７と燃焼室１６とが連通・遮断され
る。また、排気カムシャフト２２が回転すると、排気バ
ルブ２０が開閉駆動されて、排気ポート１８と燃焼室１
６とが連通・遮断される。

【００４０】一方、吸気通路３２の下流端には、吸気ポ
ート１７内に燃料を噴射するための燃料噴射弁３７が設
けられている。この燃料噴射弁３７は、エンジン１１の
吸気行程にて吸気通路３２内の空気が燃焼室１６へ吸入
されるとき、吸気ポート１７内に燃料を噴射して燃料及
び空気からなる混合気を形成する。

【００４１】また、シリンダヘッド１５には、燃焼室１
６内に充填された混合気に対して点火を行うための点火
プラグ３８が設けられている。そして、燃焼室１６内の
混合気に対し点火が行われて混合気が燃焼すると、その
燃焼エネルギーによってピストン１２が往復移動してク
ランクシャフト１４が回転し、エンジン１１が駆動され
る。燃焼室１６内で燃焼した混合気は、エンジン１１の
排気行程中にピストン１２の上昇により排気として排気
通路３３へ送り出される。

【００４２】次に、上記エンジン１１における吸気バル
ブ１９の開閉タイミング（バルブタイミング）を可変と
するバルブタイミング可変機構２４について図２を参照
して説明する。

【００４３】図２に示すように、バルブタイミング可変
機構２４が取り付けられる吸気カムシャフト２１は、そ
のジャーナル２１ａがシリンダヘッド１５の軸受部１５
ａにより回転可能に支持されている。バルブタイミング
可変機構２４は、クランクシャフト１４の回転がチェー
ン等を介して伝達されるギヤ２４ａと、吸気カムシャフ
ト２１の先端面にボルト４２によって固定された回転部
材４１とを備えている。上記ギヤ２４ａは、その中心部
を貫通する吸気カムシャフト２１に対して相対回転可能
となっている。

【００４４】また、ギヤ２４ａの先端面（図中左側面）
には回転部材４１を囲うように設けられたリングカバー
４４が当接し、同リングカバー４４の先端開口部は閉塞
板４５によって塞がれている。そして、ギヤ２４ａ、リ
ングカバー４４、及び閉塞板４５は、ボルト４６によっ
て一体回転可能に固定されている。従って、吸気カムシ
ャフト２１と回転部材４１とは同シャフト２１の軸線Ｌ
を中心に一体回転可能となっており、これらに対し上記
ギヤ２４ａ、リングカバー４４、及び閉塞板４５は軸線
Ｌを中心に相対回転可能となっている。

【００４５】バルブタイミング可変機構２４には、上記
軸受部１５ａや吸気カムシャフト２１等に図示のごとく
形成された進角側油路４７や遅角側油路４８から作動油
が供給される。このように作動油が供給されてバルブタ
イミング可変機構２４が作動すると、クランクシャフト
１４に対する吸気カムシャフト２１の相対回転位相が進
角側又は遅角側に変更され、吸気バルブ１９のバルブタ
イミングが変更されるようになる。

【００４６】上記進角側油路４７及び遅角側油路４８
は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４９に接続さ
れている。また、ＯＣＶ４９には供給通路５０及び排出
通路５１が接続されている。そして、供給通路５０はク
ランクシャフト１４の回転に伴って駆動されるオイルポ
ンプ５２を介してエンジン１１の下部に設けられたオイ
ルパン１１ｃに繋がっており、排出通路５１は直接オイ
ルパン１１ｃに繋がっている。

【００４７】ＯＣＶ４９は、四つの弁部６４を有してコ
イルスプリング６２及び電磁ソレノイド６５により、そ
れぞれ逆の方向に付勢されるスプール６３を備えてい
る。このＯＣＶ４９においては、その電磁ソレノイド６
５に対する電圧印加が電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ
という）９２によってデューティ制御されることに基づ
き、スプール６３の位置（弁位置）が制御される。

【００４８】即ち、ＥＣＵ９２により電磁ソレノイド６
５に対する電圧印加のデューティ比が１００％にされる
と、スプール６３がコイルスプリング６２の付勢力に抗
して一端側（図中左側）に配置される。この状態にあっ
ては、進角側油路４７と供給通路５０とが連通してオイ
ルパン１１ｃ内の作動油がオイルポンプ５２により進角
側油路４７へ送り出されるとともに、遅角側油路４８と
排出通路５１とが連通して遅角側油路４８内の作動油が
オイルパン１１ｃ内へ戻される。

【００４９】また、ＥＣＵ９２により電磁ソレノイド６
５に対する電圧印加のデューティ比が０％にされると、
スプール６３がコイルスプリング６２の付勢力により他
端側（図中右側）に配置される。この状態にあっては、
遅角側油路４８と供給通路５０とが連通してオイルパン
１１ｃ内の作動油がオイルポンプ５２により遅角側油路
４８に送り出されるとともに、進角側油路４７と排出通
路５１とが連通して進角側油路４７内の作動油がオイル
パン１１ｃ内へ戻される。

【００５０】次に、バルブタイミング可変機構２４にお
ける回転部材４１及びリングカバー４４の詳細構造につ
いて図３を参照して説明する。図３に示すように、リン
グカバー４４の内周面４４ａには、吸気カムシャフト２
１（図２）の軸線Ｌへ向かって突出する四つの張出部６
６が、リングカバー４４の周方向について所定間隔毎に
形成されている。この各張出部６６間には、それぞれ溝
部６７がリングカバー４４の周方向について所定間隔毎
に形成されている。また、回転部材４１は、その外周面
から各溝部６７に挿入されるように外側方へ突出する四
つのベーン６８ａ〜６８ｄを備えている。これらベーン
６８ａ〜６８ｄが挿入された各溝部６７内は、同ベーン
６８ａ〜６８ｄにより進角側油圧室６９及び遅角側油圧
室７０に区画されている。これら進角側油圧室６９及び
遅角側油圧室７０は、ベーン６８ａ〜６８ｄを回転部材
４１の周方向両側から挟むように位置している。そし
て、進角側油圧室６９には回転部材４１内を通過するよ
うに形成された上記進角側油路４７が連通し、遅角側油
圧室７０にはギヤ２４ａ内を通過するように形成された
上記遅角側油路４８が連通している。

【００５１】こうしたバルブタイミング可変機構２４に
あって、ＥＣＵ９２によりＯＣＶ４９の電磁ソレノイド
６５に対する電圧印加のデューティ比が１００％にされ
ると、進角側油路４７から進角側油圧室６９へ作動油が
供給されるとともに、遅角側油圧室７０から遅角側油路
４８を介して作動油が排出される。その結果、各ベーン
６８ａ〜６８ｄが矢印Ａ方向へ相対移動することにより
回転部材４１が図中右方向に相対回動し、ギヤ２４ａ
（クランクシャフト１４）に対する吸気カムシャフト２
１の相対回転位相が変更される。因みに同バルブタイミ
ング可変機構２４にあっては、クランクシャフト１４の
回転がチェーン等を介してギヤ２４ａに伝達されると、
このギヤ２４ａ及び吸気カムシャフト２１は共に図中右
方向に回転する。従って、上記矢印Ａ方向についての各
ベーン６８ａ〜６８ｄの相対移動が行われると、吸気カ
ムシャフト２１がクランクシャフト１４に対して進角
し、その結果、吸気バルブ１９のバルブタイミングも進
角するようになる。

【００５２】また、ＥＣＵ９２によりＯＣＶ４９の電磁
ソレノイド６５に対する電圧印加のデューティ比が０％
にされると、遅角側油路４８から遅角側油圧室７０へ作
動油が供給されるとともに、進角側油圧室６９から進角
側油路４７を介して作動油が排出される。その結果、各
ベーン６８ａ〜６８ｄが矢印Ａと逆方向へ相対移動する
ことにより回転部材４１が同中左方向に相対回動し、ギ
ヤ２４ａ（クランクシャフト１４）に対する吸気カムシ
ャフト２１の相対回転位相が上記と逆方向に変更され
る。同バルブタイミング可変機構２４にあっては、この
場合、吸気カムシャフト２１がクランクシャフト１４に
対して遅角し、その結果、吸気バルブ１９のバルブタイ
ミングも遅角するようになる。

【００５３】従って、ＥＣＵ９２により電磁ソレノイド
６５に対する電圧印加のデューティ比を０〜１００％の
間で任意に変更することにより、進角側油圧室６９及び
遅角側油圧室７０に対する作動油の供給・排出が制御さ
れ、これら油圧室６９，７０内の油圧が制御されること
となる。こうして進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７
０内の油圧を制御することにより、吸気バルブ１９のバ
ルブタイミングを変更したり所定の状態に維持したりす
ることが可能になる。

【００５４】しかし、エンジン１１の始動開始時には、
進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０から作動油が抜
けた状態になっているため、それら油圧室６９，７０に
作動油を供給し始めてから実際にバルブタイミングを制
御したり固定したりすることが可能な油圧を確保するの
には所定の時間を要する。そのため、エンジン１１の始
動開始から所定時間が経過するまでは、後述するロック
機構７６により吸気バルブ１９のバルブタイミングをエ
ンジン１１の始動に適したタイミング（以下、始動タイ
ミングという）に固定するようにしている。

【００５５】ここで、吸気バルブ１９のバルブタイミン
グを上記のように固定するための構造、即ちクランクシ
ャフト１４に対する吸気カムシャフト２１の相対回転位
相を固定するための構造について図３、図４、図６、図
７を参照して説明する。

【００５６】図３に示すように、回転部材４１の各ベー
ン６８ａ〜６８ｄのうち、二つのベーン６８ｂ，６８ｄ
にはそれぞれ押出機構５３が軸線Ｌについて線対称とな
るように設けられている。これら押出機構５３は、吸気
カムシャフト２１の相対回転位相を最遅角状態よりも所
定量だけ進角した所定進角状態となるよう進角側への付
勢を行うためのものである。これら押出機構５３は、周
方向に伸縮するコイルスプリング５４により付勢されて
進角側油圧室６９内に突出する押しピン５５を備えてい
る。そして、押しピン５５の先端が進角側油圧室６９の
内側面に当接した状態にあっては、コイルスプリング５
４によって回転部材４１が進角側（図中矢印Ａ側）に付
勢されるようになる。

【００５７】そして、吸気カムシャフト２１の相対回転
位相が上記所定進角状態となったときに吸気バルブ１９
のバルブタイミングが上記始動タイミングとなるよう、
同バルブタイミングの制御範囲が設定される。その結
果、吸気バルブ１９においては、そのバルブタイミング
の制御範囲の遅角側の限界が上記始動タイミングよりも
更に遅角側に設定されることとなる。そのため、吸気バ
ルブ１９のバルブタイミングの制御範囲が広範囲にな
り、エンジン１１の全ての運転領域に亘って吸気バルブ
１９のバルブタイミングを最適に制御することが可能と
なる。

【００５８】また、バルブタイミング可変機構２４（ベ
ーン６８ｃ等）には、バルブタイミングが始動タイミン
グとなる状態で、吸気カムシャフト２１の相対回転位相
を進角側と遅角側との両方について固定するためのロッ
ク機構７６が設けられている。このロック機構７６の詳
細構造を図４に示す。図４は、図３に示されるロック機
構７６を矢印Ｄ−Ｄ方向から見た断面図である。

【００５９】図４に示されるように、ロック機構７６
は、ベーン６８ｃに設けられてコイルスプリング８０に
よりギヤ２４ａに向かって付勢されるロックピン７８
と、ギヤ２４ａに設けられてロックピン７８の先端が挿
入される穴７９とを備えている。上記ロックピン７８及
びコイルスプリング８０は、ベーン６８ｃに形成された
収容孔８１内に配設されている。ロックピン７８の外周
面にはフランジ７８ａが形成され、このフランジ７８ａ
により収容孔８１内においてロックピン７８の先端寄り
の位置に油室８２が区画形成されている。この油室８２
は、通路８３を介して遅角側油圧室７０に連通してお
り、同遅角側油圧室７０から作動油が供給されるように
なっている。一方、ロックピン７８の先端が挿入される
穴７９において、その底部には油室８４が形成されてい
る。油室８４は、通路８５を介して進角側油圧室６９に
連通しており、この進角側油圧室６９から作動油が供給
されるようになっている。

【００６０】こうしたロック機構７６は、進角側油圧室
６９及び遅角側油圧室７０に供給される作動油の圧力、
即ちこれら油圧室６９，７０内の油圧に応じて、吸気カ
ムシャフト２１の相対回転位相の固定及び同固定の解除
を行う。

【００６１】エンジン１１の運転中であって進角側油圧
室６９と遅角側油圧室７０との少なくとも一方に作動油
が供給されているときには、上記油室８２，８４内にお
ける少なくとも一方の油圧によりロックピン７８がコイ
ルスプリング８０の付勢力に抗して穴７９から抜き出さ
れた状態に維持される。このときには、ロック機構７６
による吸気カムシャフト２１の相対回転位相（吸気バル
ブ１９のバルブタイミング）の進角側及び遅角側につい
ての固定が解除された状態に維持される。

【００６２】また、エンジン１１が停止する過程におい
て、クランクシャフト１４の回転速度が徐々に低下する
と、オイルポンプ５２により進角側油圧室６９及び遅角
側油圧室７０に送り出される作動油の量が徐々に低下す
る。こうしたエンジン１１の停止過程にあって、ＥＣＵ
９２は、ＯＣＶ４９を制御することにより、吸気バルブ
１９のバルブタイミングが始動タイミングに維持される
よう進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０内の油圧を
調整する。

【００６３】このとき、吸気カムシャフト２１には吸気
バルブ１９を開閉駆動する際の反力による回転トルクが
同シャフト２１の相対回転位相を遅角側に変化させる方
向に働くこととなる。しかし、吸気カムシャフト２１に
は押出機構５３のコイルスプリング８０による付勢力に
伴う付勢トルクが同シャフト２１の相対回転位相を進角
側に変化させる方向に働く。このように吸気カムシャフ
ト２１に上記回転トルクが働いても、これと反対方向に
付勢トルクが働くため、エンジン１１の停止過程におい
て吸気バルブ１９のバルブタイミングを始動タイミング
に維持し易くなる。

【００６４】そして、クランクシャフトの回転低下に伴
い進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０内における油
圧が低下すると、それに応じてロック機構７６の油室８
２，８４内における油圧も低下するようになる。これら
の油圧がロックピン７８をコイルスプリング８０の付勢
力に抗して収容孔８１に没入させておくことが不可能な
値まで低下すると、ロックピン７８がコイルスプリング
８０の付勢力によって収容孔８１から突出しようとす
る。このとき、バルブタイミングが始動タイミングとな
っており、収容孔８１が穴７９と的確に重なっていれ
ば、ロックピン７８が収容孔８１から突出して穴７９に
挿入され、吸気カムシャフト２１の相対回転位相が進角
側と遅角側との両方について固定される。

【００６５】ただし、上記のようにロックピン７８が突
出しようとするときには、ＯＣＶ４９の制御により吸気
バルブ１９のバルブタイミングを始動タイミングに維持
するとはいえ、上記回転トルク及び付勢トルク等によっ
て吸気カムシャフト２１の相対回転位相（吸気バルブ１
９のバルブタイミング）が微妙に変動している可能性が
高い。こうした相対回転位相の変動中にあって、ロック
ピン７８が突出しようとするときに、ちょうど収容孔８
１が穴７９に的確に重なるようにするのは非常に困難で
あり、収容孔８１と穴７９とが少しでもずれていると、
突出しようとするロックピン７８が穴７９に挿入されな
いことになる。

【００６６】そのため、バルブタイミング可変機構２４
には、上記のようにロックピン７８が突出しようとする
前に、吸気カムシャフト２１の相対回転位相を始動タイ
ミングに対応する位相で一時的に保持するため保持動作
を行うストッパ機構５６が設けられている。このストッ
パ機構５６は、図３に示すようにバルブタイミング可変
機構２４においてベーン６８ａの隣の進角側油圧室６９
に対応する位置に設けられ、進角側油圧室６９内の油圧
に応じて上記保持動作が行われるものである。そして、
こうしたストッパ機構５６の保持動作が行われた上で上
記ロックピン７８を突出させることにより、ロック機構
７６による吸気カムシャフト２１の相対回転位相の固定
を的確に行うことができるようになる。

【００６７】ここで、ストッパ機構５６の構造を図６及
び図７を参照して説明する。図６は、図３のストッパ機
構５６を矢印Ｂ−Ｂ方向から見た断面図である。図６に
示されるように、ストッパ機構５６は、コイルスプリン
グ５７によりギヤ２４ａから進角側油圧室６９内に向か
って付勢されるストッパピン５８を備えている。これら
コイルスプリング５７及びストッパピン５８は、上記ギ
ヤ２４ａに形成されて吸気カムシャフト２１の軸線Ｌ
（図３）と並行に延びる収容孔６０内に配設されてい
る。上記ストッパピン５８には大径部５８ａが形成され
るとともに収容孔６０には小径部６０ａが形成され、こ
の小径部６０ａの内径は上記大径部５８ａの外径よりも
小さい値となっている。

【００６８】そして、進角側油圧室６９内の油圧が所定
値よりも大きいときには、その油圧による力がコイルス
プリング５７の付勢力に抗して働き、ストッパピン５８
が図７に示されるように収容孔６０内に没入する。ま
た、進角側油圧室６９内の油圧が上記所定値以下になる
と、コイルスプリング５７の付勢力によりストッパピン
５８が図６に示されるように収容孔６０から進角側油圧
室６９内に突出する。このときには、ストッパピン５８
の大径部５８ａが収容孔６０の小径部６０ａに引っ掛か
り、ストッパピン５８が過度に進角側油圧室６９内に突
出しないようになっている。

【００６９】ストッパピン５８が進角側油圧室６９内に
突出した状態にあっては、吸気バルブ１９のバルブタイ
ミングが始動タイミングよりも遅角側に変化するような
ベーン６８ａの遅角側への移動がストッパピン５８によ
って規制される。これにより、吸気カムシャフト２１の
相対回転位相が始動タイミングに対応する位相（所定進
角状態）に一時的に保持されるようになる。

【００７０】上記ストッパピン５８の突出というストッ
パ機構５６の保持動作は、進角側油圧室６９内の油圧が
上記所定値以下が否かに応じて行われるが、この所定値
はコイルスプリング５７の付勢力や進角側油圧室６９内
の油圧に対するストッパピン５８の受圧面積等によって
変化する。本実施形態では、上記所定値が例えばエンジ
ン１１の停止過程においてロック機構７６による固定が
行われる前にストッパ機構５６の保持動作が行われる値
となるよう、コイルスプリング５７の付勢力及びストッ
パピン５８の受圧面積等が調整される。このように上記
所定値を設定すれば、エンジン１１の停止過程でストッ
パ機構５６の保持動作が行われた上でのロック機構によ
る固定を的確に行うことが可能になる。

【００７１】次に、エンジン１１が停止する過程におけ
る進角側油圧室６９内の油圧の低下態様について図５の
タイムチャートを参照して説明する。この図５は、エン
ジン１１の停止開始後の時間経過に伴うエンジン回転数
の変化、及び進角側油圧室６９内の油圧の変化を概略的
に示すものである。

【００７２】エンジン１１の停止開始後において、ＥＣ
Ｕ９２は、ＯＣＶ４９の電磁ソレノイド６５に対する電
圧印加をデューティ制御することにより、吸気カムシャ
フト２１の相対回転位相が始動タイミングに対応する位
相に維持されるよう、進角側油圧室６９及び遅角側油圧
室７０内の油圧を制御する。この状態にあっては、エン
ジン回転数がアイドル回転数から図５に実線Ｌ１で示さ
れるように徐々に低下する。それに伴いオイルポンプ５
２の作動油吐出量も徐々に低下し、進角側油圧室６９内
の油圧も上記のような油圧制御が行われる際に徐々に低
下することとなる。このとき、何らかの理由により進角
側油圧室６９内の油圧の低下が図５に破線Ｌ３で示され
るように緩やかになり、同油圧の上記所定値よりも高い
状態が長くなると、ロック機構７６による固定の前にス
トッパ機構５６の保持動作を行わせることが困難にな
る。

【００７３】なお、進角側油圧室６９内の油圧の低下が
緩やかになる一因として、エンジン１１の停止過程では
吸気カムシャフト２１の相対回転位相が始動タイミング
に対応した位相に維持されるよう、進角側油圧室６９及
び遅角側油圧室７０に対する作動油の供給・排出がＯＣ
Ｖ４９によって制御されることがあげられる。即ち、こ
のときには、進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７０内
が作動油によって満たされるため、吸気カムシャフト２
１が上記回転トルク等によって遅角側に変化しようとす
ると、ベーン６８ａも遅角側に移動しようとして進角側
油圧室６９内の作動油が圧縮されて油圧の低下が緩やか
なものになる。こうして進角側油圧室６９内の油圧の低
下が緩やかになることで、エンジン１１の停止過程にお
いてストッパ機構５６による保持動作が行われなくなる
おそれがある。

【００７４】このような不具合を回避するためにストッ
パ機構５６の保持動作の行われる油圧（上記所定値）を
高めに設定することも考えられるが、この場合にはアイ
ドル運転時など通常運転時であっても進角側油圧室６９
内の油圧が比較的低くなるときにストッパ機構５６の保
持動作が誤って行われる可能性がある。そして、こうし
たストッパ機構５６の誤動作に伴い吸気カムシャフト２
１の相対回転位相の保持が行われると、吸気バルブ１９
のバルブタイミングを始動タイミングよりも遅角側に変
化させることができなくなり、バルブタイミング制御の
制御範囲が制限されてしまう。

【００７５】そこで本実施形態では、エンジン１１の停
止過程において、進角側油圧室６９内の油圧が低下する
際に進角側油圧室６９内の作動油が上記のように圧縮さ
れたとき、同作動油を遅角側油圧室７０に流出させて進
角側油圧室６９からの作動油の流出量を増大させる。こ
れにより、進角側油圧室１６内の油圧が低下する際、そ
の低下速度が図５に破線Ｌ３で示される状態から実線Ｌ
２で示される状態へと増大する。その結果、ストッパ機
構５６の保持動作の行われる油圧（上記所定値）を高め
に設定せずとも、エンジン１１の停止過程で的確にスト
ッパ機構５６による保持動作が行われる。

【００７６】そして、上記のように進角側油圧室６９内
の流体を遅角側油圧室７０に流出させるべくバルブタイ
ミング可変機構２４には、進角側油圧室６９と遅角側油
圧室７０とを連通する連通路８７と、同連通路８７に設
けられてエンジン１１の停止過程で開弁するバルブ８８
とが設けられている。

【００７７】ここで、これら連通路８７及びバルブ８８
について図８及び図９を参照して詳しく説明する。この
図８はベーン６８ａの隣に位置する進角側油圧室６９と
遅角側油圧室７０との連通路８７による連通構造を示す
断面図であり、図９は図８に示されるバルブ８８を矢印
Ｃ−Ｃ方向から見た断面図である。なお、上記連通路８
７とバルブ８８とは、ベーン６８ａの隣に位置する進角
側油圧室６９と遅角側油圧室７０との間だけでなく、ベ
ーン６８ｂ〜６８ｄの隣に位置する進角側油圧室６９と
遅角側油圧室７０との間にも設けられている。

【００７８】図８に示されるように、連通路８７はギヤ
２４ａ内を通過して進角側油圧室６９と遅角側油圧室７
０とを連通するように形成されており、この連通路８７
の途中にはバルブ８８が設けられている。このバルブ８
８は、エンジン１１の通常運転時には閉弁した状態にあ
って、進角側油圧室６９と遅角側油圧室７０との間の連
通路８７を介した作動油の行き来が行われないようにす
る。また、バルブ８８は、エンジン１１の停止過程でエ
ンジン回転数が所定値以下になると開弁し、進角側油圧
室６９から遅角側油圧室７０への作動油の流出を許容す
るようになっている。

【００７９】上記連通路８７における進角側油圧室６９
及び遅角側油圧室７０内で開口する開口部８７ａ，８７
ｂは、吸気カムシャフト２１の相対回転位相が始動タイ
ミングに対応する位相であるときに、ベーン６８ａ〜６
８ｄによって閉塞されないように位置している。従っ
て、エンジン１１の停止過程で進角側油圧室６９及び遅
角側油圧室７０内に作動油が満たされ、且つバルブ８８
が開弁した状態にあっては、上述したようにベーン６８
ａ（６８ｂ〜６８ｄ）が遅角側（図中左側）に移動しよ
うとすると、進角側油圧室６９内の作動油が圧縮されて
連通路８７を介して遅角側油圧室７０に流出する。これ
により進角側油圧室６９内からの作動油の流出量が増大
して、進角側油圧室６９内の油圧の低下速度が増大さ
れ、同油圧の低下が緩やかになることは抑制される。

【００８０】また、上記連通路８７における遅角側油圧
室７０内で開口する開口部８７ｂは、吸気カムシャフト
２１の相対回転位相が始動タイミングに対応する位相よ
りも所定量だけ進角側に移動したときに閉塞されるよう
にも位置している。なお、上記所定量としては、進角側
油圧室６９及び遅角側油圧室７０内の油圧制御により、
吸気カムシャフトの相対回転位相を始動タイミングに対
応する位相に維持しようとする際の同相対回転位相の進
角側についての変動量よりも大きい値に設定することが
好ましい。そして、上記のように開口部８７ｂの位置を
設定することで、上記の油圧制御中に同相対回転位相が
何らかの理由で始動タイミングに対応する位相よりも進
角側に変化したとき、ベーン６８ａ（６８ｂ〜６８ｄ）
により開口部８７ｂが閉塞されるようになる。その結
果、ベーン６８ａ（６８ｂ〜６８ｄ）の進角側（図中右
側）への変化に伴い遅角側油圧室７０内の油圧が高ま
り、同ベーン６８ａ（６８ｂ〜６８ｄ）が遅角側に押し
戻されるようになる。このため、エンジン１１の停止過
程において、上記油圧制御による相対回転位相の始動タ
イミングに対応する位相での維持が行い易くなる。

【００８１】一方、バルブ８８は、図９に示されるよう
に、ギヤ２４ａに形成された収容孔８９内に設けられる
弁体９０及びコイルスプリング９１を備えている。この
収容孔８９は、吸気カムシャフト２１の軸線Ｌ（図３）
と直交する方向に延び、連通路８７の一部となってい
る。また、上記弁体９０は、収容孔８９の軸線に沿って
延びる油圧孔９０ａを備えるとともに、コイルスプリン
グ９１の付勢力により上記軸線Ｌ側（図中下側）に向か
って付勢されている。

【００８２】そして、エンジン１１の通常運転時におい
ては、バルブタイミング可変機構２４の上記軸線Ｌを中
心とした回転に伴う遠心力により、弁体９０は、コイル
スプリング９１の付勢力に抗して連通路８７を収容孔８
９内で遮断する位置（閉弁位置）に移動する。なお、弁
体９０に形成された油圧孔９０ａは、上記のような弁体
９０の移動が上記遠心力によってのみ行われ、連通路８
７内の油圧の影響を受けて行われることのないようにす
るためのものである。このようにバルブ８８が閉弁され
た状態にあっては、進角側油圧室６９と遅角側油圧室７
０との間の連通路８７を介した作動油の行き来が行われ
れることはない。

【００８３】また、エンジン１１の停止過程において
は、エンジン回転数の低下に伴い上記遠心力が徐々に小
さくなり、エンジン回転数がアイドル回転数よりも低い
所定値以下に低下すると、弁体９０がコイルスプリング
９１の付勢力により連通路８７を連通状態とする位置
（開弁位置）に移動する。このようにバルブ８８が開弁
された状態にあっては、進角側油圧室６９と遅角側油圧
室７０との間の連通路８７を介した作動油の行き来が油
圧孔９０ａ等によって許容されることとなる。そして、
進角側油圧室６９内の作動油が連通路８７を介して遅角
側油圧室７０に流出し、これにより進角側油圧室６９内
の油圧の低下が緩やかになることが抑制されることは上
述したとおりである。

【００８４】以上詳述した本実施形態によれば、以下に
示す効果が得られるようになる。 （１）エンジン１１の停止過程においては、吸気カムシ
ャフト２１の相対回転位相を始動タイミングに対応する
位相に固定すべく進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７
０内の油圧が制御される。このとき、吸気バルブ１９の
開閉駆動に伴う反力に基づき吸気カムシャフト２１には
遅角側についての回転トルクが働き、これによりベーン
６８ａが遅角側に移動しようとして進角側油圧室６９内
の作動油を圧縮する。しかし、エンジン回転数がアイド
ル回転数よりも低い所定値以下に低下すると、バルブ８
８が開弁して進角側油圧室６９内の作動油が連通路８７
を介して遅角側油圧室７０に流出することが許容され
る。そのため、上記のようにようにベーン６８ａによっ
て進角側油圧室６９内の作動油が圧縮されるときには、
進角側油圧室６９から遅角側油圧室７０に作動油が流出
し、進角側油圧室６９内からの作動油の流出量が増大す
ることとなる。これにより、進角側油圧室６９内の油圧
の低下が緩やかになるのを抑制し、同油圧をストッパ機
構５６の保持動作が行われる値まで速やかに低下させる
ことができるようになる。従って、ストッパ機構５６の
保持動作が行われる油圧を高い値に設定せずとも、エン
ジン１１の停止過程でストッパ機構５６の保持動作を的
確に行わせることが可能になり、上記のような設定に伴
いエンジン１１の通常運転時に誤ってストッパ機構５６
の保持動作が行われるのを回避することができる。

【００８５】（２）ストッパ機構５６の保持動作が行わ
れる進角側油圧室６９内の油圧は、ロック機構７６によ
る固定が行われる前に同保持動作が行われる値に設定さ
れる。そのため、ストッパ機構５６による保持動作が行
われた上でのロック機構７６による固定を的確に行うこ
とができるようになる。

【００８６】（３）吸気カムシャフトの相対回転位相を
上記油圧制御により保持する際、吸気カムシャフト２１
には上記回転トルクが遅角方向に働くため、当該相対回
転位相を保持することが困難になる。しかし、吸気カム
シャフト２１には、押出機構５３の付勢力による付勢ト
ルクが進角方向に働くため、上記相対回転位相を油圧制
御により保持し易くなる。

【００８７】（４）上記バルブ８８は、エンジン回転に
伴いバルブタイミング可変機構２４が回転する際の遠心
力に応じて開閉するものであるため、簡単な構成でエン
ジン回転数に応じてバルブ８８の開閉を行うことができ
る。

【００８８】（５）エンジン１１の停止過程で進角側油
圧室６９と遅角側油圧室７０とが連通路８７を介して連
通しているとき、何らかの理由で吸気カムシャフト２１
の相対回転位相が始動タイミングに対応する位相よりも
所定量だけ進角側に変化すると、連通路８７における遅
角側油圧室７０内に開口する開口部８７ｂがベーン６８
ａ〜６８ｄによって閉塞される。その結果、上記相対回
転位相の進角側への変化に伴い遅角側油圧室７０内の油
圧が高まり、ベーン６８ａ〜６８ｄが進角側に押し戻さ
れて上記相対回転位相も始動タイミングに対応する位相
に向けて遅角側に戻される。このため、エンジン１１の
停止過程において、吸気カムシャフト２１の相対回転位
相を始動タイミングに対応する位相に維持し易くなる。

【００８９】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図１０〜図１３に基づき説明する。この実施形態
は、エンジン１１の停止過程において、第１実施形態の
ように進角側油圧室６９内の作動油を連通路８７を介し
て遅角側油圧室７０に流出させる代わりに、進角側油圧
室６９内の作動油をバルブタイミング可変機構２４の外
部に流出させて当該進角側油圧室６９内の油圧の低下速
度を増大させるようにしたものである。そして、この実
施形態では、上記強制的な油圧の低下速度増大をオイル
コントロールバルブ（ＯＣＶ）及び同バルブを制御する
ＥＣＵ９２によって実現している。

【００９０】図１０は、本実施形態のオイルコントロー
ルバルブ（ＯＣＶ）１０１を示す断面図である。ＯＣＶ
１０１においては、そのハウジング１０２に進角側ポー
ト１０３、遅角側ポート１０４、供給ポート１０５、及
び排出ポート１０６，１０７が形成されている。そし
て、これら各ポート１０３〜１０７には、それぞれ進角
側油路４７、遅角側油路４８、供給通路５０、及び排出
通路５１が接続されている。また、ＯＣＶ１０１は、ハ
ウジング１０２内に設けられて四つの弁部１０８ａ〜１
０８ｄを有するスプール１０９と、同スプール１０９を
互いに逆方向に付勢する電磁ソレノイド１１０及びコイ
ルスプリング１１１とを備えている。

【００９１】上記ＯＣＶ１０１におけるスプール位置
（弁位置）の制御は、第１実施形態と同じくＥＣＵ９２
を通じて電磁ソレノイド１１０に対する電圧印加を制御
することによって行われる。なお、図１１及び図１２に
は、電磁ソレノイド１１０に対する電圧印加のデューテ
ィ比をそれぞれ「０％」及び「１００」％としたときの
スプール１０９の弁位置を示す。こうしてスプール１０
９の弁位置を制御することにより、進角側油圧室６９及
び遅角側油圧室７０に対する作動油の供給・排出が調整
され、それら油圧室６９，油圧室７０内の油圧が制御さ
れる。そして、この油圧制御により吸気カムシャフト２
１の相対回転位相が変更され、吸気バルブ１９のバルブ
タイミングが制御されるようになる。

【００９２】また、上記ＯＣＶ１０１は、電磁ソレノイ
ド１１０に対する印加電圧を「０」としたとき、上記デ
ューティ比を０％にしたときのスプール１０９の弁位置
（図１２）に対し、同スプール１０９がコイルスプリン
グ１１１の付勢力によって図１３に示すように更に図中
右側に移動するよう設定されている。そして、このとき
に進角側油路４７と遅角側油路４８との両方が排出通路
５１と連通するよう、スプール１０９の弁部１０８ａ〜
１０８ｄ、及びハウジング１０２の各ポート１０３〜１
０７の大きさや位置が設定されている。

【００９３】ＥＣＵ９２は、エンジン１１の停止開始後
において、ＯＣＶ１０１の電磁ソレノイド１１０に対す
る電圧印加をデューティ制御することにより、吸気カム
シャフトの相対回転位相が始動タイミングに対応する位
相に維持されるよう、進角側油圧室６９及び遅角側油圧
室７０内の油圧を制御する。その後、エンジン回転数が
アイドル回転数よりも低い所定値以下に低下すると、Ｅ
ＣＵ９２は、電磁ソレノイド１１０に対する印加電圧を
「０」とし、スプール１０９を図１３に示す弁位置に制
御する。

【００９４】このときには、進角側油圧室６９内の作動
油が進角側油路４７、ＯＣＶ１０１、及び排出通路５１
を介してバルブタイミング可変機構２４の外部に流出
し、進角側油圧室６９内の油圧の低下速度が緩やかにな
ることは抑制される。また、遅角側油圧室７０内の作動
油も遅角側油路４８、ＯＣＶ１０１、及び排出通路５１
を介してバルブタイミング可変機構２４の外部に流出
し、遅角側油圧室７０内の油圧も低減されるため、この
油圧に基づき吸気カムシャフト２１の相対回転位相が遅
角側に変化して進角側油圧室６９内の作動油が圧縮され
ることも抑制される。こうして、エンジン１１の停止過
程において、進角側油圧室６９内の油圧は、ストッパ機
構５６の保持動作を行わせることの可能な値まで速やか
に低下するようになる。

【００９５】以上詳述した本実施形態によれば、上記
（２）及び（３）に記載した効果に加え、以下に示す効
果が得られるようになる。 （６）エンジン１１の停止過程において、エンジン回転
数がアイドル回転数よりも低い所定値以下に低下する
と、ＯＣＶ１０１のスプール１０９が図１３に示される
弁位置に制御される。これにより、進角側油圧室６９及
び遅角側油圧室７０内の作動油がバルブタイミング可変
機構２４の外部に流出し、進角側油圧室６９内からの作
動油の流出量が増大する。その結果、エンジン１１の停
止過程において、進角側油圧室６９内の油圧の低下が緩
やかになるのを抑制し、同油圧をストッパ機構５６の保
持動作が行われる値まで速やかに低下させることができ
るようになる。従って、ストッパ機構５６の保持動作が
行われる油圧を高い値に設定せずとも、エンジン１１の
停止過程でストッパ機構５６の保持動作を的確に行わせ
ることが可能になり、上記のような設定に伴いエンジン
１１の通常運転時に誤ってストッパ機構５６の保持動作
が行われるのを回避することができる。

【００９６】（７）電磁ソレノイド１１０の断線といっ
た異常がＯＣＶ１０１に生じ、当該電磁ソレノイド１１
０に対する印加電圧が「０」になったときにも、スプー
ル１０９が図１３に示される弁位置に移動され、進角側
油圧室６９及び遅角側油圧室７０内の作動油がバルブタ
イミング可変機構２４の外部に流出する。そのため、例
えばエンジン１１の通常運転時に上記のような異常が発
生したときには、進角側油圧室６９及び遅角側油圧室７
０内から作動油が流出し、これら油圧室６９，７０内の
油圧が最終的には「０」となる。この状態にあっては、
押出機構５３の付勢力若しくは吸気バルブ１９の開閉駆
動に伴う反力に基づき、吸気カムシャフト２１の相対回
転位相が始動タイミングに対応する位相に向けて変化す
る。そして、ストッパ機構５６及びロック機構７６によ
り、上記相対回転位相が始動タイミングに対応する位相
で固定される。こうして、ＯＣＶ１０１に上記のような
異常が発生したときには、吸気カムシャフト２１の相対
回転位相を始動タイミングに対応する位相に固定して退
避運転を行うことができるようになる。

【００９７】なお、上記各実施形態は、例えば以下のよ
うに変更することもできる。 ・第２実施形態において、電磁ソレノイド１１０の印加
電圧が「０」になったときに進角側油圧室６９及び遅角
側油圧室７０内の作動油が外部に流出するようＯＣＶ１
０１を設定したが、本発明はこれに限定されない。例え
ば、電磁ソレノイド１１０に対する電圧印加のデューテ
ィ比を所定の値としたとき、進角側油圧室６９及び遅角
側油圧室７０内の作動油が外部に流出するようＯＣＶ１
０１を設定してもよい。

【００９８】・第２実施形態において、進角側油圧室６
９と遅角側油圧室７０との両方から作動油を流出させる
弁位置をＯＣＶ１０１に設定したが、これに代えて遅角
側油圧室７０内の作動油を保持しつつ進角側油圧室６９
内から作動油を流出させる弁位置をＯＣＶ１０１に設定
してもよい。この場合、エンジン１１の停止過程におい
て、ＯＣＶ１０１を上記弁位置に移動させることで、進
角側油圧室６９内の油圧が強制的に低減されることとな
る。

【００９９】・第２実施形態において、エンジンの停止
過程において、エンジン回転数がアイドル回転数よりも
低い所定値以下になったとき、ＯＣＶ１０１の電磁ソレ
ノイド１１０に対する印加電圧を「０」にしたが、本発
明はこれに限定されない。例えば、エンジン回転数に関
係するパラメータ、例えば供給通路５０においてオイル
ポンプ５２の下流に位置する部分での油圧を検出し、こ
の油圧が上記所定値に対応する値以下になったときに電
磁ソレノイド１１０に対する印加電圧を「０」にしても
よい。

【０１００】・第１実施形態において、各ベーン６８ａ
〜６８ｄに対応して連通路８７及びバルブ８８を複数設
けたが、必ずしもこのように複数の連通路８７及びバル
ブ８８を設ける必要はない。

【０１０１】・第１実施形態において、連通路８７の開
口部８７ｂを吸気カムシャフト２１の相対回転位相が始
動タイミングに対応する位相から所定量だけ進角したと
き、ベーン６８ａ〜６８ｄで閉塞されるように位置させ
たが、必ずしもこのように位置させる必要はない。

【０１０２】・第１実施形態において、バルブ８８を遠
心力によって開弁するものとしたが、これに代えて例え
ば供給通路５０においてオイルポンプ５２の下流に位置
する部分の油圧に基づき開弁するバルブを採用してもよ
い。この場合、エンジン回転数がアイドル回転数よりも
低い所定値に対応した値になったとき、上記バルブが開
弁するよう同バルブを設定することが好ましい。

【０１０３】・上記各実施形態において、バルブタイミ
ング可変機構２４に押出機構５３を設けるようにした
が、この押出機構５３を必ずしも設ける必要はない。・
第１実施形態の連通路８７及びバルブ８８と第２実施形
態のＯＣＶ１０１との両方をバルブタイミング制御装置
に採用してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のバルブタイミング制御装置が適
用されるエンジン全体を示す略図。

【図２】同バルブタイミング制御装置におけるバルブタ
イミング可変機構への作動油の供給構造を示す断面図。

【図３】同バルブタイミング可変機構の内部構造を示す
断面図。

【図４】図３に示されるロック機構を矢印Ｄ−Ｄ方向か
ら見た断面図。

【図５】エンジン停止開始からの時間経過に伴うエンジ
ン回転数の推移、及び進角側油圧室内の油圧の推移を示
すグラフ。

【図６】図３に示されるストッパ機構を矢印Ｂ−Ｂ方向
から見た断面図。

【図７】同ストッパ機構の収容孔への没入状態を示す断
面図。

【図８】進角側油圧室と遅角側油圧室との連通構造を示
す断面図。

【図９】図８に示されるバルブを矢印Ａ−Ａ方向から見
た断面図。

【図１０】第２実施形態のオイルコントロールバルブ
（ＯＣＶ）を示す断面図。

【図１１】同ＯＣＶの動作態様を示す断面図。

【図１２】同ＯＣＶの動作態様を示す断面図。

【図１３】同ＯＣＶの動作態様を示す断面図。

【符号の説明】

１１…エンジン、１９…吸気バルブ、２０…排気バル
ブ、２１…吸気カムシャフト、２２…排気カムシャフ
ト、２４…バルブタイミング可変機構、４１…回転部
材、４７…進角側油圧室、４８…遅角側油圧室、４９…
オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、５３…押出機
構、５４…コイルスプリング、５５…押しピン、５６…
ストッパ機構、５７…コイルスプリング、５８…ストッ
パピン、５８ａ…大径部、６０…収容孔、６０ａ…小径
部、６２…コイルスプリング、６３…スプール、６４…
弁部、６５…電磁ソレノイド、６８ａ〜６８ｄ…ベー
ン、６９…進角側油圧室、７０…遅角側油圧室、７６…
ロック機構、７８…ロックピン、７９…穴、８０…コイ
ルスプリング、８１…収容孔、８２…油室、８３…通
路、８４…油室、８５…通路、８７…連通路、８８…バ
ルブ、８７ａ，８７ｂ…開口部、８９…収容孔、９０…
弁体、９１…コイルスプリング、９２…電子制御ユニッ
ト（ＥＣＵ）、９０ａ…油圧孔、１０１…オイルコント
ロールバルブ（ＯＣＶ）、１０２…ハウジング、１０３
…進角側ポート、１０４…遅角側ポート、１０５…供給
ポート、１０６…排出ポート、１０７…排出ポート、１
０８ａ〜１０８ｄ…弁部、１０９…スプール、１１０…
電磁ソレノイド、１１１…コイルスプリング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G018 AA06 AB02 AB07 AB17 BA33 BA36 CA02 DA24 DA51 DA60 DA63 DA70 DA72 DA73 DA74 DA77 DA83 DA85 EA12 EA21 EA33 FA07 GA02 GA11

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】進角側圧力室及び遅角側圧力室内の流体圧
   に基づき内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャ
   フトの相対回転位相を変更するバルブタイミング可変機
   構と、前記カムシャフトの相対回転位相を最遅角状態よ
   りも所定量だけ進角した所定進角状態で固定するロック
   機構とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置に
   おいて、 前記進角側圧力室内の流体圧が所定値以下になるとき、
   前記カムシャフトの相対回転位相を一時的に前記所定進
   角状態に保持するよう動作するストッパ機構と、 内燃機関が停止する過程で前記進角側圧力室内の流体圧
   が前記所定値に向けて低下する際、その流体圧の低下速
   度を大きくする低下速度増大手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング
   制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置において、 内燃機関が停止する過程で、前記カムシャフトの相対回
   転位相を前記所定進角状態に維持すべく、前記進角側圧
   力室及び前記遅角側圧力室内の流体圧を調整する流体圧
   調整手段を備え、 前記低下速度増大手段は、前記進角側圧力室内からの流
   体の流出量を増大させる内燃機関のバルブタイミング制
   御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置において、 前記カムシャフトの相対回転位相が前記所定進角状態と
   なるよう進角側に付勢する付勢手段を更に備えることを
   特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 【請求項４】前記低下速度増大手段は、前記進角側圧力
   室内の流体を前記遅角側圧力室に流出させるものである
   請求項２又は３記載の内燃機関のバルブタイミング制御
   装置。
5. 【請求項５】前記低下速度増大手段は、前記進角側圧力
   室と前記遅角側圧力室とを連通する連通路と、前記連通
   路に設けられて内燃機関の停止過程で開弁するバルブと
   を備えている請求項４記載の内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置。
6. 【請求項６】前記バルブは、機関回転数がアイドル回転
   数よりも低い所定値以下になったときに開弁する請求項
   ５記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 【請求項７】前記バルブタイミング可変機構は、前記カ
   ムシャフトに取り付けられて前記進角側圧力室及び前記
   遅角側圧力室内の流体圧を受けて前記カムシャフトの相
   対回転位相を変化させる方向に移動する可動部材を備
   え、 前記連通路の前記遅角側圧力室内で開口する開口部は、
   前記カムシャフトの相対回転位相が前記所定進角状態よ
   りも進角側に変化したとき、前記可動部材によって閉塞
   されるように位置する請求項５又は６記載の内燃機関の
   バルブタイミング制御装置。
8. 【請求項８】前記低下速度増大手段は、前記進角側圧力
   室内の流体を前記バルブタイミング可変機構の外部に流
   出させるものである請求項２又は３記載の内燃機関のバ
   ルブタイミング制御装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の内燃機関のバルブタイミン
   グ制御装置において、 前記流体圧調整手段は、前記進角側圧力室及び遅角側圧
   力室内に対する流体の給排を制御すべく弁位置が変更さ
   れる制御弁と、同制御弁の弁位置を制御する制御手段と
   を備え、 前記低下速度増大手段は、前記制御弁を前記進角側圧力
   室から流体を流出させる弁位置に制御する前記制御手段
   を含む内燃機関のバルブタイミング制御装置。
10. 【請求項１０】前記低下速度増大手段は、前記進角側圧
    力室と前記遅角側圧力室との両方から流体を前記バルブ
    タイミング可変機構の外部に流出させる弁位置を有する
    前記制御弁と、当該弁位置に前記制御弁を制御する前記
    制御手段とを含む請求項９記載の内燃機関のバルブタイ
    ミング制御装置。
11. 【請求項１１】前記制御手段は、機関回転数がアイドル
    回転数よりも低い所定値以下になったときに前記進角側
    圧力室から流体を流出させる弁位置に前記制御弁を制御
    する請求項９又は１０記載の内燃機関のバルブタイミン
    グ制御装置。