JP2007297935A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交番トルクを利用したカムトルク駆動機構と、油圧を利用した圧力駆動機構の両方の良好な作動応答性を確保し得る制御装置を提供する。
【解決手段】スプロケット１とベーン部材３とを、機関低回時の交番トルクを駆動源としたカムトルク駆動機構４と、高回転時にはオイルポンプの吐出圧を駆動源とした圧力駆動機構５とによって正逆回転させて、前記両者の相対回転位相を変換させる。カムトルク駆動機構に有し、第１進角、遅角油室１８ａ、１９ａ間の作動油の流れを制御する第１流路切換弁２６と、圧力駆動機構に有し、第２進角、遅角油室１８ｂ、１９ｂに対する作動油を制御する第２流路切換弁３４とを備え、前記各流路切換弁をそれぞれ別個に設けて、カムトルク駆動機構と圧力駆動機構の作動をそれぞれ独立に制御して、作動応答性を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の機関弁である吸気弁や排気弁の開閉時期を運転状態に応じて可変にするバルブタイミング制御装置（ＶＴＣ）に関し、とりわけ、機関の低回転域における交番トルクと、高回転時における高い吐出油圧とを利用して全回転域において位相変更機構を駆動できる可変バルブタイミング制御装置の改良に関する。

従来のバルブタイミング制御装置としては、ベーンタイプのものを前提として、該ベーン部材を、交番トルクの脈動を駆動源として回転駆動させるカムトルク駆動機構（ＣＴＡ）と、オイルポンプの吐出圧を駆動源として回転駆動させる圧力駆動機構（ＯＰＡ）とを用いた以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

すなわち、このバルブタイミング制御装置は、前後開口端がフロントカバーとリアカバーで閉塞された筒状ハウジングの内部に、交番トルクによる脈動を駆動源として一方向へ駆動されるＣＴＡベーンと、オイルポンプの吐出圧によって他方向へ駆動される複数のＯＰＡベーンとを備えたベーン部材が回転自在に設けられており、該ベーン部材の中央部が、例えば排気側カムシャフトの端部に結合されている。

また、前記各ベーンと前記ハウジングの内周面に一体に設けられた複数のシューとの間には、進角油室と遅角油室とが隔成されていると共に、ベーン部材の内部には、オイルポンプから圧送されたオイルを、前記各油室に選択的に給排するソレノイド型の制御弁が摺動自在に設けられている。

前記ＣＴＡベーンは、機関始動時や低回転時などのオイルポンプの吐出圧が低い場合に、前記制御弁を含めたカムトルク駆動機構により一方向へ回転駆動される一方、前記ＯＰＡベーンは、機関高回転時などのようにポンプ吐出圧が高くなった場合に、前記圧力駆動機構によって他方向へ回転駆動されるようになっている。

そして、機関運転状態に応じて交番トルクと前記進角側と遅角側の各油室に選択的に給排された作動油圧とによって、ベーン部材を正逆回転させることによりタイミングプーリとカムシャフトとの相対回転位相を変化させて、排気弁の開閉時期を可変にするようになっている。
特開２００５−１４７１５３（図５参照）

前記従来のバルブタイミング制御装置にあっては、前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構とは、前記一つの制御弁の作動によって進角室と遅角室内の油圧が制御されるようになっており、前記圧力駆動機構は、前記相対回転位相を進角側へ変更するときには進角室に圧力オイルを供給すると同時に、遅角室内のオイルを外部に排出しているが、相対回転位相を遅角側に変更するときには、前記進角室と遅角室の両方の室のオイルを外部に排出するようになっている。

一方、前記カムトルク駆動機構は、機関が高回転域になるとカムシャフトに作用する前記交番トルクの入力周波数が小さくなって該交番トルクによる脈動が殆ど減少してしまうことから、かかる機関高回転域では、殆ど機能しなくなる。

このように、カムトルク駆動機構は機関高回転域では、十分に機能しなくなると共に、前記圧力駆動機構も遅角側への位相変更をする際には、単に両油室から作動液を排出するだけであるから作動応答性が悪化してしまう、といった技術的課題を招来している。

本発明は、前記従来のバルブタイミング制御装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１記載の発明は、クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク駆動機構と、前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力駆動機構と、前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構とに有し、前記各作動室に対する作動液の流れを制御する作動液制御部と、を備えていることを特徴としている。

この発明によれば、前記圧力駆動機構は、作動液制御部によって、進角側と遅角側のいずれに制御する場合でも、作動液を一方の圧力作動室だけではなく、両方の圧力作動室内に選択的かつ積極的に供給することができるため、駆動回転体と従動回転体との相対回転位相の変更作動応答性の向上が図れる。

請求項２に記載の発明は、基本構成は請求項１の発明と同様であるが作動液制御部をさらに具体化し、前記カムトルク駆動機構を制御する第１作動液制御部と、前記圧力駆動機構を制御する第２作動液制御部と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、特に第１作動液制御部と第２作動液制御部とを別々に設けたことから、該各作動液制御部を任意の位置に別個に配置することができるので、レイアウトの自由度が向上して機関への搭載性が良好になる。

請求項３に記載の発明も、基本構成は請求項１の発明と同様であるが、特に、作動液制御部は、前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構との各作動液をそれぞれ別々に制御可能になっている。

この発明によれば、作動液制御部によってカムトルク駆動機構と圧力駆動機構の各作動液をそれぞれ別々に制御することができるため、カムトルク駆動機構と圧力駆動機構の細かな制御ができる。

この結果、駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を精度良く制御することが可能になる。

請求項４に記載の発明は、カムトルク駆動機構と圧力駆動機構の各作動液制御部をカムトルク制御弁と圧力制御弁とし、これらカムトルク制御弁と圧力制御弁とをコントローラによってそれぞれ別々に制御するようにした。

この発明によれば、請求項３に記載の発明と同じく作動液制御部によってカムトルク制御弁と圧力制御弁とをそれぞれ別々に制御することができるため、カムトルク制御弁と圧力制御弁の細かな制御ができる。

この結果、駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を精度良く制御することが可能になる。

以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の各実施形態を図面に基づいて詳述する。本実施形態では装置を排気弁側に適用したものを示している。

図１及び図２は本発明の第１の実施形態を示し、機関のクランクシャフトによってタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、該タイミングスプロケット１に対して相対回転可能に設けられた排気側のカムシャフト２と、該カムシャフト２の端部に固定されてタイミングスプロケット１内に回転自在に収容された従動回転体であるベーン部材３と、該ベーン部材３を、前記カムシャフト２に発生する交番トルクによって一方向へ回転作動させるカムトルク駆動機構４（ＣＴＡ）及び油圧によって他方向へ回転作動させる圧力駆動機構５（ＯＰＡ）と、を備えている。

前記タイミングスプロケット１は、前記ベーン部材３を回転自在に収容したハウジング６と、該ハウジング６の前端開口を閉塞するフロントカバー７と、ハウジング６の後端開口を閉塞するリアカバー８とから構成され、これらハウジング６及びフロントカバー７，リアカバー８は、４本の小径ボルト９によってカムシャフト軸方向から一体的に共締め固定されている。

前記ハウジング６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、後端側の外周に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部６ａが一体に設けられていると共に、内周面の周方向の約１８０°位置に２つの隔壁であるシュー１０、１０が内方に向かって突設されている。また、このハウジング６は、前記両シュー１０、１０間の両方の円弧部６ｂ、６ｃの肉厚が異なっており、図中上側の円弧部６ｂの肉厚Ｗが下側の円弧部６ｃの肉厚Ｗ１よりも大きく設定されている。

前記各シュー１０は、横断面ほぼ台形状を呈し、それぞれハウジング６の軸方向に沿って設けられて、その軸方向の両端縁がハウジング６の両端縁と同一面になっていると共に、ほぼ中央位置に前記各ボルト９の軸部が挿通する４つのボルト挿通孔１０ａが軸方向へ貫通形成されている。また、各シュー１０は、それぞれの内端面が前記ベーン部材３の後述するベーンロータの外形に沿って円弧状に形成されていると共に、各内端面の円周方向のほぼ中央位置に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材１１と該シール部材１１を内方へ押圧する図外の板ばねが嵌合保持されている。

前記フロントカバー７は、中央が外方に膨出した円盤状に形成されて、中央に比較的大径な支持孔７ａが穿設されていると共に、外周部に前記ハウジング６の各ボルト挿通孔６ｄに対応する位置に４つのボルト孔７ｂが穿設されている。

前記リアカバー８は、円盤プレート状に形成され、ほぼ中央に大径な軸受孔８ａが軸方向に貫通形成されている。また、リアカバー８の外周部に前記各ボルト９の先端雄ねじが螺着する４つの雌ねじ孔８ｂが形成されている。

前記排気側カムシャフト２は、機関のシリンダヘッドの上端部にカム軸受及び軸受ブラケット１２によって回転自在に支持され、外周面所定位置に、図外の複数の吸気弁を、バルブリフターを介して開作動させるカムが一体に設けられている。

前記ベーン部材３は、焼結合金材で一体に形成され、中央にボルト挿通孔１４ａを有する円環状のベーンロータ１４と、該ベーンロータ１４の外周面の周方向のほぼ１８０°位置に一体に設けられた側面がそれぞれほぼ扇状の２つの第１、第２ベーン１５、１６とを備えている。また、ベーン部材３は、前記ベーンロータ１４のボルト挿通孔１４ａに軸方向から挿通したカムボルト１３によってカムシャフト２の前端部に軸方向から固定されている。

前記ベーンロータ１４は、その軸方向の長さがハウジング６の軸方向の長さとほぼ同一に設定されて、前後端面がフロントカバー７とリアカバー８の対向内面に摺接自在に支持されていると共に、前端部の中央に有する円環状の嵌合溝１４ｂがカムシャフト２の一端部に嵌合保持されている。

前記第１，第２ベーン１５、１６は、径方向の長さがそれぞれ異なり、図１中の上側の第1ベーン１５（カムリフト駆動機構４側）の径方向の長さＬが前記ハウジング６の肉厚円弧部６ｂに対応して短く形成され、下側の第２ベーン１６（圧力駆動機構５側）の径方向の長さＬ１が前記薄肉円弧部６ｃに対応して長く形成されている。

また、前記第２ベーン１６は、その円周方向の幅長さが第１ベーン１５のそれよりも大きく形成されて、この第２ベーン部材１６の内部軸方向に後述するロック機構の一部が設けられている。

また、各ベーン１５、１６は、各シュー１０間に配置されていると共に、各外面の軸方向に細長い保持溝が形成されて、この各保持溝内に前記ハウジング６の内周面に摺接するコ字形のシール部材１７及び該シール部材１７をハウジング６の内周面方向に押圧する板ばね１７ａが夫々嵌着保持されている。さらに、この各ベーン１５、１６の両側と各シュー１０の両側面との間に、それぞれ２つの第１，第２進角油室１８ａ、１８ｂと第１、第２遅角油室１９ａ、１９ｂがそれぞれ隔成されている。この第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａがカムトルク作動室であり、また第２進角油室１８ｂと第２遅角油室１９ｂが圧力作動室になっている。

したがって、前記第１ベーン１５と各シュー１０，１０との間に隔成された第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａは、その各容積が、第２ベーン１６と各シュー１０，１０との間に隔成された第２進角油室１８ｂと第２遅角油室１９ｂの各容積よりも小さく設定されている。

前記カムトルク駆動機構４は、前記第１ベーン１５と第１進角油室１８ａ及び第１遅角油室１９ａの各構成要素の他に、各油室１８ａ、１９ａ間に油圧を選択的に置換流動させる第１油圧回路２０とから構成されている。

前記圧力駆動機構５は、前記第２ベーン１６と第２進角油室１８ｂ及び第２遅角油室１９ｂの構成要素の他に、前記各油室１８ｂ、１９ｂに機関への潤滑油供給用のオイルポンプ２２からの油圧を選択的に給排する第２油圧回路２１とから構成されている。

前記第１油圧回路２０は、前記第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａとを連通する連通路２３と、該連通路２３をバイパスし、２つの第１、第２チェック弁２４ａ、２４ｂを有するバイパス通路２５と、連通路２３を第１進角油室１８ａ側と第１遅角油室１９ａに適宜切り換える第１作動液制御部（カムトルク制御弁）であるソレノイド型の第１流路切換弁２６とを備えている。

また、前記連通路２３は、第１流路切換弁２６を介して前記オイルポンプ２２の吐出通路に接続されたメインオイルギャラリー２７から分岐した補充通路２８に接続されており、この補充通路２８には、メインオイルギャラリー２７から連通路２３方向へのみ作動液である作動油の流れを許容する逆止弁２９が設けられている。この補充通路２７は、前記第１進角、遅角油室１８ａ、１９ａ内の作動液がリークして減少した場合に、オイルポンプ２２から補充するためのものである。なお、前記補充通路２８と逆止弁２９とによって補充機構が構成されている。

前記連通路２３は、前記第１流路切換弁２６の切り換え作動によって、第１進角油室１８ａ内の作動油を第１遅角油室１９ａに流入させるか、第１遅角油室１９ａ内の作動油を第１進角油室１８ａ内に流入させるようになっている。

また、この連通路２３は、図２に示すように、前記ハウジング６側の一端部側では、前記フロントカバー７の支持孔７ａ内に挿通配置された円柱状の通路構成部３０内に平行に形成された２本の通路部２３ａ、２３ｂが、第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａに連通している。つまり、通路構成部３０の内部及び外周面に形成され油孔やグルーブ溝及びフロントカバー７内に形成された傾斜状油孔、並びに通路構成部３０の先端側に形成された油導入室やベーンロータ１４内に形成された油孔を介して第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａに連通している。

なお、前記通路構成部３０の外周には、前記支持孔７ａとの間をシールする３つのシールリング３１が嵌着固定されている。

前記第１流路切換弁２６は、３ポート３位置型であって、後述する図外のコントローラから出力された制御電流によって内部のスプール弁体が各ポートを切り換え制御して前記各油室１８ａ、１９ａ間を連通するようになっている。また、スプール弁体が、前記補充通路２８と作動油が供給される側のいずれかの油室１８ａ、１９ａとを連通させ、あるいは両油室１８ａ、１９ａに連通させて、各油室１８ａ、１９ａからリークした分の作動油を補充通路２８から補給するようになっている。

前記第２油圧通路２１は、前記メインオイルギャラリー２７と前記第２進角油室１８ｂ、第２遅角油室１９ｂとを、圧力制御弁であるソレノイド型の第２流路切換弁３４を介して選択的に連通させる進角側、遅角側給排通路３２，３３と、前記第２流路切換弁３４に接続されて、各油室１８ｂ、１９ｂから選択的に排出された作動油をオイルパン３５内に排出させるドレン通路３６とを備えている。

前記進角側、遅角側給排通路３２，３３は、その一端部側がカムシャフト２の内部軸方向に形成された各給排孔３２ａ、３３ａを介して第２進角油室１８ｂと第２遅角油室１９ｂにそれぞれ連通している。

前記第２流路切換弁３４は、４ポート３位置型であって、同じくコントローラからの制御電流によってスプール弁体が各ポートを開閉制御して、前記メインオイルギャラリー２７と進角、遅角側給排通路３２，３３及びドレン通路３６とを適宜連通するようになっている。

つまり、機関の運転状態に応じて、前記スプール弁体が最大一方向あるいは最大他方向へ摺動して、前記メインオイルギャラリー２７と進角側給排通路３２を連通すると同時に、遅角側給排通路３３とドレン通路３６とを連通するか、メインオイルギャラリー２７と遅角側給排通路３３とを連通すると同時に、進角側給排通路３２とドレン通路３６とを連通するようになっている。

また、この第２流路切換弁３４は、中回転域などの所定の機関運転時に、両給排通路３２，３３を遮断して各給排通路３２，３３内に作動液を保持した状態に制御してベーン部材３の自由回転を規制するようになっている。さらに、機関停止時には、遅角側給排通路３３とドレン通路３６を連通すると共に、進角側給排通路３２を遮断するようになっている。

前記コントローラは、機関回転数を検出する図外のクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ及びスロットルバルブスイッチ、水温センサなどの各種のセンサ類からの信号によって現在の運転状態を検出すると共に、クランク角及びカム角センサからの信号によってタイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位置を検出している。

また、ベーン部材３とハウジング６との間には、このハウジング６に対してベーン部材３の回転を拘束し、あるいは拘束を解除する位相固定機構であるロック機構が設けられている。

このロック機構は、図１及び図２に示すように、前記幅長さの大きな１つの第２ベーン１６とリアカバー８との間に設けられ、前記第２ベーン１６の内部のカムシャフト２軸方向に沿って形成された摺動用穴３７と、該摺動用穴３７の内部に摺動自在に設けられた有蓋円筒状のロックピン３８と、前記リアカバー８に形成された固定孔内に固定された横断面カップ状の係合穴構成部３９に設けられて、前記ロックピン３８のテーパ状先端部が係脱する係合穴３９ａと、前記摺動用穴３７の底面側に固定されたスプリングリテーナ４０に保持されて、ロックピン３８を係合穴３９ａ方向へ付勢するばね部材４１とから構成されている。

そして、前記ロックピン３８は、前記ベーン部材３が最進角側に回転した位置で先端部３８ａが前記ばね部材４１のばね力によって係合穴３８ａに係合してタイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転をロックするようになっている。一方、前記係合穴３９ａ内とロックピン３８の段差部と摺動用穴３７との間には、油孔４２ａ、４２ｂを介して前記第２進角油室１８ｂと第２遅角油室１９ｂ内の油圧が供給され、この油圧によって前記ロックピン３８後退して係合穴３９ａ内に対する係合が解除されるようになっている。

以下、本実施形態の作用を説明する。まず、機関停止時には、コントローラから各流路切換弁２６，３４に対する制御電流の供給が停止されて、第１流路切換弁２６のスプール弁体がスプリングのばね力によって連通路２３を介して第１遅角油室１９ａから第１進角油室１８ａへの作動油の流入を許容する制御を行う。

一方、第２流路切換弁３４は、スプリングのばね力によって一方向へ付勢されたスプール弁体によって遅角側給排通路３３とドレン通路３６とを連通させ、進角側給排通路３２を遮断する。このため、第２遅角油室１９ｂ内の作動油が排出されて低圧になると共に、第２進角油室１８ｂには油圧が供給されない。

このため、ベーン部材３は、機関停止直前におけるカムシャフト２に、バルブスプリングのばね反力に起因して発生する捩りエネルギー、つまり正逆の交番トルクの特に正トルクによって、図１の反時計方向に回転する。このとき、第１遅角油室１９ａ内の作動油は、図１の一点鎖線に示すように、連通路２３を介して第１進角油室１８ａに流入する。これによって、ベーン部材３は、最大幅のベーン１６が一方側シュー１０の第２遅角油室１９ｂ側の側面に当接した状態になり、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相が進角側に速やかに変更される。

また、同時に、図１に示すように、ロックピン３８の先端部３８ａが係合穴３９ａ内に係合して前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２との自由な相対回転を規制して相対回転位相を進角側に固定する。

次に、機関を始動してアイドリング運転時などの極低回転域になった場合は、機関停止の場合と同じように、コントローラから出力された制御信号によって第１流路切換弁２６が作動して、連通路２３及びチェック弁２４ａを介して第１遅角油室１９ａから第１進角油室１８ａへの作動油の流れを許容した状態とする。このとき、カムシャフト２に発生した前述の正の交番トルクによってベーン部材３が、図１中の反時計方向の回転位置に維持される。

また、同時に第２流路切換弁３４にも通電されて、第２遅角油室１９ｂとドレン通路３６が連通され、第２進角油室１８ｂとメインオイルギャラリー２７が連通される。したがって、第２遅角油室１９ｂ内が低圧になる一方、オイルポンプ２２から吐出された作動油が第２進角油室１８ｂに供給されるが、この時点では前記吐出圧が十分に高くなっていないことから、ベーン部材３は、主として前記交番トルクを駆動源として、つまりカムトルク駆動機構４によって進角側の回転位置に維持される。

したがって、タイミングスプロケット１とカムシャフト２とは、ベーン部材３を介して最大進角位置を維持する。これにより、排気弁の開時期が早くなって吸気弁とのバルブオーバラップが小さくなることから、燃焼が良好になって機関の始動性が良好になると共に、アイドリング回転が安定する。

また、この極低回転時では、前記オイルポンプ２２の吐出圧が小さく、係合穴３９ａなどに供給される作動油圧も小さいことから、ロックピン３８は、係合穴３８ａから抜け出さずに係合ロック状態を維持している。

このため、機関始動時にカムシャフト２に発生した前記正負の交番トルクに起因したベーン部材３の揺動振動（ばたつき）を防止できる。

その後、車両が走行を開始して例えば所定の中回転域から高回転域に移行すると、コントローラからの制御信号によって第１流路切換弁２６のスプール弁体が連通路２３を切り換えて第１進角油室１８ａから第１遅角油室１９ａへの作動油の流入を許容させる一方、第２流路切換弁３４が進角側給排通路３２を介して第２進角油室１８ｂとドレン通路３６を連通させると共に、遅角側給排通路３３を介して第２遅角油室１９ｂとメインオイルギャラリー２７を連通させる。

このため、第２進角油室１８ｂが低圧になる一方、第２遅角油室１９ｂにオイルポンプ２２からの高吐出圧の作動油が供給されて内部が高圧になる。

このため、ロックピン３８は、第２遅角油室１９ｂ内の作動油圧の速やかな上昇によってばね部材４１のばね力に抗して後退移動して係合穴３９ａとの係合が解除され、ベーン部材３の自由な回転が確保される。

したがって、ベーン部材３は、第２遅角油室１９ｂ内の高圧化により、図１の時計方向へ最大に回転し、タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相を最遅角側に変換する。つまり、この時点では前記カムシャフト２に発生する交番トルクが小さくなることから、ベーン部材３は、オイルポンプ２２の高い吐出圧によって遅角側へ最大に回転する。

これによって、排気弁の閉じ時期が遅くなって吸気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、吸気の吸入効率が向上する。これによって、機関の出力を向上させることが可能になる。

なお、かかるベーン部材３の反時計方向の回転に伴い、第１進角油室１８ａ内の作動油が連通路２３及びチェック弁２４ｂを介して第１遅角油室１９ａに置換流動する。したがって、前記ベーン部材３の回転抵抗が発生することがなくなり、速やかな回転作用が得られる。

さらに、前記低回転域から高回転域までの間の所定の回転域では、前記コントローラからの制御信号によって第２流路切換弁３４に制御信号が出力されて、スプール弁体によって進角、遅角側の両方の給排通路３２，３３を遮断する。これによって、ベーン部材３を、任意の回転位置に停止させて所定の相対回転位相に保持する。

以上のように、本実施形態では、機関運転状態に応じて排気弁の開閉時期を変化させることによって機関性能を十分に発揮させることができることは勿論のこと、前記圧力駆動機構５は、第２流路切換弁３４によって、進角側と遅角側のいずれに制御する場合でも、作動液を一方の圧力作動室だけではなく、両方の圧力作動室１８ｂ、１９ｂ内に選択的かつ積極的に供給することができるため、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相の変更作動応答性の向上が図れる。

しかも、各流路切換弁２６，３４によってカムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５の各作動液をそれぞれ別々に制御することができるため、前記カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５の細かな制御ができる。この結果、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相を精度良く制御することが可能になる。

また、第１流路切換弁２６と第２流路切換弁３４とを別々に設けたことから、該各流路切換弁２６，３４をシリンダヘッドなどの任意の位置に別個に配置することができるので、レイアウトの自由度が向上して機関への搭載性が良好になる。

また、この実施形態では、前記第１ベーン１５の径方向の長さを第２ベーン１６のそれよりも短くして、第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａの容積を小さくしたため、前述のような機関始動時から低回転域のポンプ低圧時において作動液によるベーン部材３の正逆の回転作動応答性が良好になる。

つまり、第１ベーン１５の径方向の長さが短く形成されていることから、該ベーン１５の慣性質量が小さくなるとと共に、第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａの容積が小さくなるので、第１遅角油室１９ａから第１進角油室１８ａへの作動液の置換流動性が良好になる。このため、機関アイドリング運転や低回転時には、カムトルク駆動機構４によるベーン部材３の進角側への回転作動応答性が向上する。

一方、第２ベーン１６の径方向の長さは十分に大きく設定されていることから、第２遅角油室１９ｂ内での作動液の受圧面積が拡大されていることから、前記機関中回転から高回転域におけるオイルポンプ２２からのポンプ高吐出圧を効率良く受けることができ、これによって、ベーン部材３の相対回転応答性が向上する。

したがって、ポンプ低圧時と高圧時のいずれの場合においてもタイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相変更の応答性を向上させることが可能になる。

また、前記機関停止時や極低回転域では、ロック機構によってベーン部材３の自由な回転を確実に規制することから、始動時におけるベーン部材３のばたつきや異音の発生を防止できる。

本実施形態では、ハウジング６の外径をそのままにして、円弧部６ｂの肉厚を大きくする一方、第１ベーン１５の径方向の長さを短くするだけであるから、装置の大型化が抑制できると共に、装置大きな構造変更が必要なくなり、製造コストの高騰を抑制できる。

また、前記第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａとの間の作動油の置換流動時には、前記補充通路２８から逆止弁２９を通流したオイルポンプ２２からの作動油が各油室１８ａ、１９ａ内にそれぞれ供給されることから、各油室１８ａ、１９ａ内から外部にリークした分の作動油を補償することができる。これによって、各油室１８ａ、１９ａの内部への空気の混入を防止でき、この点でもベーン部材３の回転作動応答性の低下を防止できる。

また、前記逆止弁２９を設けることによって、機関停止時になどにおける補充通路２８内での作動油の逆流が防止できるので、機関始動時のカムトルク駆動機構４の作動応答性の低下が防止できる。

前記ベーンロータ１４及び第１ベーン１５の軸方向の両側面と該両側面と対向するフロントカバー７とリアカバー８の内面との間のクリアランスを可及的に小さくすることによって、各油室１８ａ、１９ａからの作動油のリークを十分に防止することが可能になる。この結果、カムトルク駆動機構４によるベーン部材３の回転作動応答性が良好になる。なお、前記両側面と対向面との間にシール機構を設けて、シール性能を高めることも可能である。

さらに、第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａの作動油を相対的に置換流動させるようにしているため、交番トルクによるベーン部材３の正逆回転方向の作動応答性が向上する。

しかも、この実施形態では、カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５の両方を同時に駆動させているため、タイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相変更の応答性が向上する。

また、この実施形態では、オイルポンプ２２を機関潤滑油の供給用のものを使用しているため、特別なオイルポンプを設ける必要がないので、この点でもコストの高騰を抑制できると共に、機関中高回転域では、ポンプ吐出量が多くなるので、進角側への作動応答性が向上する。

また、この実施形態では、機関停止時には、カムシャフト２に作用する交番トルクによってベーン部材３が最遅角側に回転して戻ることから、機関再始動が良好になる。

各流路切換弁２６，３４の他の制御例として、第１流路切換弁２６により第１進角油室１８ａと第１遅角油室１９ａとを常に連通状態に固定しておき、第２流路切換弁３４のみを作動制御すれば、該第２流路切換弁３４のみで前記相対回転位相を変更することが可能になる。

逆に前記第２流路切換弁３４によって第２進角油室１８ｂと第２遅角油室１９ｂとの両方をドレン通路３６に連通させる制御を固定しておけば、第１流路切換弁２６のみによって相対回転位相を変更制御することも可能になる。

図３は本発明の第２の実施形態を示し、第１流路切換弁２６と第２流路切換弁３４とを軸方向から一つにまとめて構成したもので、各流路切換弁２６，３４の制御作用や他の構成は前記第１の実施形態と同様である。

したがって、第１の実施形態と同様な作用効果が得られると共に、両流路切換弁２４，３６を一つに合わせたことから、各油圧回路２０，２１の配管構造などが簡素化される。

図４は第３の実施形態を示し、現在の機関運転状態に応じて前記コントローラよって、前記カムトルク駆動機構４の制御モードと圧力駆動機構５の制御モードを通常モードとするか、あるいは異ったモードに制御可能としたものである。

すなわち、第１流路切換弁２６の制御モードは、基本的に前記第１の実施形態のものと同様であって、例えば機関の前記停止直前や極低回転時などには、スプール弁体を最大左方向へ作動させ、第１遅角油室１９ａ内の作動油を第１進角油室１８ａ側に流入させてベーン部材３を図中反時計方向へ回転させて相対回転位相を最遅角側に制御するのに対して、例えば第２流路切換弁３４側では、オイルポンプ２２の作動油を第２遅角油室１９ｂ内に流入させてベーン部材３を逆に時計方向へ回転させる力を付与するようになっている。

コントローラによるこれらの具体的な制御を図５のフローチャート図に基づいて説明すると、まず、ステップ１では、現在の機関回転数と潤滑油温または冷却水温を読み込む。

ステップ２では、前記クランク角及びカム角センサからなどからの信号に基づいて、カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５の同時作動時における互いの応答速度を推定し、ステップ３で通常制御が可能か否かを判断する。

ここで、通常制御が可能であると判断した場合は、そのまま処理を終えるが、通常制御が不可能であると判断した場合は、ステップ４に移行する。

このステップ４では、カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５が単独作動時の応答速度を推定し、ステップ５では、この応答速度がカムトルク駆動機構４側の方が圧力駆動機構５よりも大きいか否かを判断する。

ここで、交番トルクが増加してカムトルク駆動機構４の方が大きいと判断した場合は、ステップ６に移行する。このステップ６では、第２流路切換弁３４を通常とは逆方向へ制御する。つまり、ベーン部材３を、前記カムトルク駆動機構４により回転させる方向とは逆方向に力を作用させるために、スプール弁体を作動させて作動液を第２遅角油室１９ｂ側に供給するように制御する。

これによって、カムトルク駆動機構４の作動によるベーン部材３の回転方向の力に対して圧力駆動機構５による抵抗力が作用して、ベーン部材３の急激な回転を抑制する。

一方、前記ステップ５において、カムトルク駆動機構４の応答速度が圧力駆動機構５よりも小さいと判断した場合、つまり交番トルクによるベーン部材３の回転方向の力が小さいと判断した場合は、ステップ７で、第１流路切換弁２６を通常とは逆方向へ制御してベーン部材３の急激な回転を抑制する。

つまり、前述の機関低回転時などでは、カムシャフト２に作用する前記交番トルクによる脈動が大きくなることから、カムトルク駆動機構４の作動速度が速くなりベーン部材３を反時計方向へ急激に回転させてしまうことがあるが、これに対して第２流路切換弁３４によって逆方向へ相対回転位相を変更するような力を作用させることによって、カムトルク駆動機構４の作動に対する抵抗となって、急激な相対回転が抑制できるのである。

このように、機関の運転変化に応じてベーン部材３の急激な正逆回転を抑制することができることから、例えば機関低回転時におけるタイミングスプロケット１とカムシャフト２との相対回転位相を緩慢に制御することが可能になる。

図６は第４の実施形態を示し、第１流路切換弁２６の構造を変更して、スプール弁体による作動油の切り換えを多様化したものである。

すなわち、第１流路切換弁２６は、スプール弁体の移動位置制御によって第１進角油室１８ａから第１遅角油室１９ａへの作動油の流れを許容する状態と、第１遅角油室１９ａから第１進角油室１８ａへの流れを許容する状態と、該両方の油室１８ａ、１９ａ間の置換流動を遮断する状態と、該両方の油室１８ａ、１９ａ間の置換流動を許容する状態となるようにそれぞれ制御可能になっている。

また、前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相をフィードバック制御する際には、前記第１流路切換弁２６によって前記両方の油室１８ａ、１９ａ間の作動油の置換流動を許容する状態に固定して、第２流路切換弁３４のみによってフィードバック制御を行うようになっている。

したがって、この実施形態によれば、第１流路切換弁２６により両油室１８ａ、１９ａ間の自由な置換流動を許容することによって第２流路切換弁３４のみで前記相対回転位相を制御することが可能になる。

また、前記フィードバック制御は、微小な相対回転位相のずれに対して行われるため、第１流路切換弁２６と第２流路切換弁３４が完全に同期作動しなければ実現が困難になるが、前述のように、第２流路切換弁３４のみで位相を制御できるのでフィードバック制御が容易になる。

図７は第５の実施形態を示し、今度は第２流路切換弁３４の構造を変更して、スプール弁体による作動油の切り換えを多様化したものである。

すなわち、第２流路切換弁３４は、スプール弁体の移動位置制御によって第２進角油室１８ｂにオイルポンプ２２から作動油を供給し、第２遅角油室１９ｂの作動油をドレン通路３６からオイルパン３５内に戻す状態と、第２遅角油室１９ｂにオイルポンプ２２から作動油を供給し、第２進角油室１８ｂの作動油をオイルパン３５に戻す状態と、両方の油室１８ｂ、１９ｂの作動油の流れ遮断する状態と、両方の油室１８ｂ、１９ｂ内の作動油をオイルパン３５内に戻す状態とを切り換え制御するようになっている。

また、前記タイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相をフィードバック制御する際には、前記第２流路切換弁３４によって前記両方の油室１８ｂ、１９ｂ内の作動油をオイルパン３５に戻す状態に固定して、第１流路切換弁２６のみによってフィードバック制御を行うようになっている。

前述したように、前記フィードバック制御は、微小な相対回転位相のずれに対して行われるため、第１流路切換弁２４と第２流路切換弁３６が完全に同期作動しなければ実現が困難になるが、前述のように、第１流路切換弁２６のみで位相を制御できるのでフィードバック制御が容易になる。

図８は前記第４及び第５の実施形態におけるフィードバック制御を行う際の制御フローチャートを示している。

まず、ステップ１１では、現在のタイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相が目標値に対して設定レンジ以内にあるか否かを判断し、設定レンジから外れていると判断した場合は、処理は戻るが、設定レンジ以内にあると判断した場合は、ステップ１２に移行する。

このステップ１２では、現在の機関回転数を読み込むと共に、潤滑油温または冷却水温を読み込んで機関本体の温度を検出する。

ステップ１３では、カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５の駆動力を推定し、ステップ１４に移行する。

このステップ１４では、前記カムトルク駆動機構４の駆動力が圧力駆動機構５の駆動力のよりも大きいか否かを判断する。ここで、カムトルク駆動機構４の駆動力の方が大きいと判断した場合は、ステップ１５において第２流路切換弁３４の制御を停止して、第１流路切換弁２６の制御のみで前記相対回転位相を変更する。

一方、ステップ１４で、圧力駆動機構５の駆動力の方が大きいと判断した場合は、第１流路切換弁２６の制御を停止して、第２流路切換弁３４の制御のみで前記相対回転位相を変更する。

このように、カムトルク駆動機構４と圧力駆動機構５との駆動力の大きさに応じて、該各駆動機構４，５単独の制御とすることから、相対回転位相のフィードバック制御が容易になる。

図９は第６の実施形態を示し、前記第１流路切換弁２６と第２流路切換弁３４のいずれか一方が故障した際の制御フローであって、ステップ２１では前記クランク角センサやカム角センサから現在のタイミングスプロケット１とカムシャフト２の相対回転位相角度を検出する。

ステップ２２では、前記相対回転位相角度の情報に基づいてバルブタイミング制御装置が故障しているか否か、具体的には前記第１流路切換弁２６と第２流路切換弁３４が故障しているか否かを判断する。ここで、故障していないと判断した場合は、処理を終了するが、一方の流路切換弁が故障していると判断した場合は、ステップ２３に進む。

このステップ２３は、前記故障していない側の流路切換弁２６、３４もコントローラによる制御を停止する処理を行うが、この場合、故障していない流路切換弁の制御を停止する前に、前記相対回転位相が機関の始動可能な状態に戻ったことをコントローラが確認した後に停止制御を行う。この始動可能な状態に戻らせる手段としては、例えば前述したカムシャフト２に作用する交番トルクなどによって行われる。

その後、ステップ２４においては、装置が故障していることを車両のインスツルメントパネルなどに設けられた警告灯を点灯させて運転者に認識させる。

したがって、この実施形態によれば、流路切換弁２４、３４のいずれか一方が故障した場合には、故障していない流路切換弁の制御も機関の始動可能な相対回転位相に戻った状態で中止するため、機関の再始動性に支障がなくなり、良好な始動性が得られる。

図１０及び図１１は第７の実施形態を示し、カムトルク駆動機構４などの構造を変更したものである。

すなわち、前記カムシャフト２は、先端部に大径なフランジ部２ａが一体に設けられ、このフランジ部２ａの円周方向の等間隔３カ所に雌ねじ孔２ｂが形成されていると共に、前端面中央に円柱状の保持溝２ｃが形成されている。

また、前記ベーン部材３は、ベーンロータ１４の軸心に円柱状の保持孔１４ａが貫通形成されていると共に、前記フランジ部２ａの各雌ねじ孔２ｂと対応する位置に３つのボルト孔１４ｂがそれぞれ貫通形成されている。また、前記各ボルト孔１４ｂの円周方向の間には、前記各チェック弁２４ａ、２４ｂや逆止弁２９が収容保持される３つの収容穴１４ｂがそれぞれ形成されている。

したがって、前記ベーン部材３は、前記フロントカバー７側から前記各ボルト孔１４ｂ及び各雌ねじ孔２ｂに挿通螺着された３本のボルト５０によってカムシャフト２に軸方向から固定されている。

前記カムトルク駆動機構４の第１流路切換弁２６は、前記ベーンロータ１４の保持孔１４ａ内に収容固定された有底円筒状のバルブボディ４２と、該バルブボディ４２内に摺動自在に設けられたスプール弁体４３と、該スプール弁体４３を摺動させるソレノイド４４とから主として構成されている。

前記バルブボディ４２は、底部側の先端部に前記保持溝２ｃに嵌合される小径部４２ａを有していると共に、円筒状外周壁には、前記補充通路２８と適宜連通する連通路２３と各通路部２３ａ、２３ｂに開口した３つのポートが形成されており、該各ポートの内外開口端にグルーブ溝４５ａ、４５ｂ、４５ｃが形成されている。

前記スプール弁体４３は、その摺動位置に応じて前記連通路２３に対して各通路部２３ａ、２３ｂを前記各ポートを介して切り換える２つのランド部４３ａ、４３ｂを有していると共に、先端面と前記バルブボディ４２の小径部４２ｂの底面との間に弾装されたスプリング４６によってソレノイド４４方向に付勢されている。

前記ソレノイド４４は、ボディ内に前記コントローラから制御信号が供給される電磁コイルや固定コア、可動コアなどが収容されていると共に、前記可動コアに設けられて前記スプール弁体４３をスプリング４６のばね力に抗して図１１中、右方向へ押圧するプッシュロッド４４ａとを備えている。

この実施形態によれば、機関運転状態に応じてコントローラから前記ソレノイド４４に通電されると、スプール弁体４３がスプリング４６のばね力に抗して右方向へ最大に移動して、連通路２３と一方の通路部２３ａとを連通させる。これにより、一方側の油室から他方側へ前記チェック弁２４ａ、２４ｂを介して作動油の流動が許容される（図中実線矢印参照）。

一方、前記ソレノイド４４への通電が遮断されると、連通路２３と他方の通路部２３ｂを連通させて、他方側の油室から一方側の油室側へ作動油の流動が許容される（図中破線矢印参照）。

また、ソレノイド４４への出力電流量によっては、スプール弁体４３を中間移動位置に保持して、前記両油室１８ａ、１９ａ間を作動油の自由な置換流動を許容する。

したがって、この実施形態によれば、前記第１流路切換弁２６の作動によって前記各実施形態と同様な作用効果が得られることは勿論のこと、該第１流路切換弁２６のスプール弁体４３などをベーンロータ１４の内部に収容保持したことから、作動油の外部への漏れを十分に抑制することができる。特に、カムトルク駆動機構４は圧力駆動機構５よりも作動油の漏れによる作動に対する影響が大きくなることから、かかる漏れの抑制化によって作動性に対する影響を防止できる。

しかも、第１流路切換弁２６の一部やチェック弁２４ａ、２４ｂや逆止弁２９などを、ベーンロータ１４の内部に収容することによって、装置全体のコンパクト化と重量の軽量化が図れる。

また、前記各チェック弁２４ａ、２４や逆止弁２９及び各ボルト５０を、ベーンロータ１４の内部に円周方向へバランス良く配置したことから、ベーン部材３の全体の重量バランスが良好になり、回転時の慣性力や構造的な強度も有利になることから常時安定した回転が得られる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、排気弁以外に吸気弁側にも適用可能であり、また、流路切換弁２６，３４の構造や油圧回路などもさらに変更することが可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１）前記第１作動液制御部と第２作動液制御部は、それぞれ異なる制御モードを行うように形成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、前記第１，第２作動液制御部によって制御カムトルク駆動機構と圧力駆動機構がそれぞれ異なる制御を行うことによって、駆動回転体と従動回転体の相対回転位相の高精度かつ高応答性の制御を行うことができる。

請求項（２）前記第１作動液制御部と第２作動液制御部は、前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構に対する作動力を異ならしめ、かつ、それぞれが前記相対回転位相を逆方向に変更させる制御モードを実行することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、第１作動液制御部と第２作動液制御部のそれぞれが逆方向に相対回転位相を変更するように制御モードを実行すると、カムトルク駆動機構と圧力駆動機構の作動力の小さい側が作動力の大きい側に対して抵抗となり、相対回転位相の作動速度が急激とならずに安定かつ円滑な作動性が得られる。この結果、機関の運転状況に応じて相対回転位相の作動応答性を調整することが可能になる。

請求項（３）前記制御モードは、機関の低回転時に前記カムトルク駆動機構側の作動力が前記圧力駆動機構の作動力より大きく、かつ、前記第１作動液制御部が第２作動液制御部に対して逆方向に前記相対回転位相を変更するように制御することを特徴とする請求項（２）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明では、機関低回転時には、カムシャフトに作用する正負の交番トルクによる脈動が大きいことから、カムトルク駆動機構の作動応答性が速すぎてしまうことがあるが、これに対して第２作動液制御部が逆方向へ相対回転位相を変更するような力が作用することから、カムトルク駆動機構の作動に対する抵抗となる。

したがって、機関低回転時の相対回転位相変更の急激な作動速度の上昇を抑制することが可能になる。

請求項（４）前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相を、最進角位置と最遅角位置の間の任意の位置の保持する際に、前記第１作動液制御部と第２作動液制御部の作動が停止されて作動液の流れを遮断することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、駆動回転体と従動回転体の相対回転位相が最進角位置と最遅角位置の間の任意の位置で保持しようとする際に、前述の交番トルクを受けて前後にばたつくように入力されるが、第１作動液制御部と第２作動液制御部によって相対回転位相を変更するための作動液の流れを両方ともに遮断していることから、前記相対回転位相の任意の位置での保持性が向上する。

請求項（５）前記第１作動液制御部は、作動液が一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容する状態と、他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容する状態と、両方のカムトルク作動室間の両方への流れを遮断する状態と、両方のカムトルク作動室間の両方への流れを許容する状態とをそれぞれ切り換え制御するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、第１作動液制御部は、一方のカムトルク作動室と他方のカムトルク作動室との間の両方の流れを許容する状態に制御可能となるため、この第１作動液制御部を、この制御状態に固定しておいて、第２作動液制御部のみで相対回転位相を制御することが可能になる。

請求項（６）前記第２作動液制御部は、前記一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出する状態と、他方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出する状態と、両方の圧力作動室内の作動液の流れを遮断する状態と、両方の圧力作動室内の作動液を低圧側に連通させる状態とをそれぞれ切り換え制御するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

第２作動液制御部は、両方の圧力作動室内の作動液を低圧側に連通する状態に制御可能になるため、この第２作動液制御部を、この制御状態に固定しておき、第１作動液制御部のみで位相を制御することが可能になる。

請求項（７）前記駆動回転体と従動回転体との相対回転位相をフィードバック制御する際には、前記第１作動液制御部を、両方のカムトルク作動室間の両方向の流れを許容する状態に固定し、前記第２作動室作動液制御部のみでフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項（５）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

フィードバック制御は、相対回転位相の微小なずれに対して行われるため、第１作動液制御部と第２作動液制御部が完全に同期しなければ実現することが困難になるが、この発明では、前記第２作動液制御部のみによってフィードバック制御を行うことができる。この結果、フィードバック制御を容易に行うことができる。

請求項（８）前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相をフィードバック制御する際には、前記第２作動液制御部を、前記両方の圧力作動室内の作動液を低圧側に連通する状態に固定し、前記第１作動液制御部のみでフィードバック制御を行うことを特徴とする請求項（６）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

フィードバック制御は相対回転位相の微小なずれに対して行われるため、第１作動液制御部と第２作動液制御部が完全に同期しなければ実現することが困難になってしまうが、この発明によれば、前記第１作動液制御部のみでフィードバック制御を行うことができるため、フィードバック制御を容易に行うことができる。

請求項（９）前記第１作動液制御部と第２作動液制御部への通電が遮断されている際には、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相が機関の始動可能な位相に戻るように構成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、機関停止時やクランキング時などに、例えば交番トルクやフリクション、ばね力などによって機関の始動可能な相対回転位相に戻るため、機関の再始動が良好になる。

請求項（１０）前記第１作動液制御部と第２作動液制御部のうち、一方が故障した際に、他方への通電も遮断状態とし、前記第１作動液制御部と第２作動液制御部の両方の制御を中止することを特徴とする請求項（９）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、故障した場合に機関の始動可能な相対回転位相に戻った状態で制御を中止するため、機関の再始動が良好になる。

請求項（１１）前記第１作動液制御部と第２作動液制御部のうち、一方が故障した場合は、故障したことを知らせる警告装置を設けたことを特徴とする請求項（１０）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

車両の運転者はいずれかの作動液制御部の故障した状態を警告装置によって認識できる。

請求項（１２）前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更制御する際に、前記第１作動液制御部よりも第２作動液制御部を先に作動させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

前記相対回転位相を変更する際に、前記圧力駆動機構は、一方の圧力作動室内の作動液が外部に排出されてしまうため、再度、一方の圧力作動室に作動液を供給して相対回転位相を変更しようとする場合には、早めに作動液を供給した方が良い。また、カムトルク駆動機構は、基本的には閉回路状態になることから作動液の漏れがない限り作動液が不足してしまうことがない。

したがって、前記早めの供給によって、圧力駆動機構とカムトルク駆動機構の両方を速やかに作動させることができる。

請求項（１３）前記圧力駆動機構への作動液の供給源を、機関によって駆動されるポンプによって構成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

カムトルク駆動機構は、前記交番トルクを利用することから、この入力周波数の大きな機関の低回転時に有利に作用するが、入力周波数が小さくなる高回転時には作動応答性が悪化するおそれがある。逆に圧力駆動機構は、機関の低回転時には、ポンプの回転数が低くポンプ吐出量が少ないことから作動応答性が低下してしまうが、高回転時にはポンプ吐出量が増加することから作動応答性が良好になる。

したがって、この発明では、機関駆動によって作動するポンプを利用することによって、機関の全回転域における良好な作動応答性を確保できる。

請求項（１４）前記カムトルク駆動機構において、作動液の一方向の流れのみを許容する機構をチェック弁によって構成したことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

請求項（１５）前記カムトルク駆動機構における前記各カムトルク作動室から漏れた作動液を補充する補充機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

機関停止に、各カムトルク作動室から作動液が漏れたとしても機関始動後において補充機構により速やかに補填されるため、カムトルク作動室内の作動液の漏れによって内部への空気混入を防止できる。

請求項（１６）前記補充機構は、作動液の供給方向への流れのみを許容するチェック弁を有することを特徴とする請求項（１４）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、チェック弁によってカムトルク作動室への補充作動液を効率良く供給することが可能になる。

請求項（１７）前記機関始動時に、前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を機関始動可能な相対回転位相に固定する位相固定機構を設けたことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

機関停止時において、カムトルク作動室内の作動液が漏れたとしても機関始動時にベーン部材のばたつきを防止でき、したがって、異音の発生を防止できる。

請求項（１８）クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、
前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク駆動機構と、
前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力駆動機構と、
前記カムシャフトまたは従動回転体の内部に設けられ、前記カムトルク駆動機構を制御する第１作動液制御部と、
前記第１作動液制御部とは別の位置に設けられ、前記圧力駆動機構を制御する第２作動液制御部と、
を備えた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。

カムトルク駆動機構はカムトルク作動室からの作動液の漏れに対する影響が大きくなるが、圧力作動液制御部は漏れに対する影響が小さいため、この発明のように、第１作動液制御部をカムシャフトまたは従動回転体の内部に設けたことによって作動液の漏れを十分に防止することが可能になる。

したがって、この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な作用効果が得られると共に、各駆動機構に性能を維持しつつレイアウトの自由度を向上することができる。

請求項（１９）前記従動回転体は、前記カムシャフトに３本のボルトによって固定されていると共に、該各ボルト間に前記補充機構を構成する通路と、前記一方の圧力作動室に連通する通路と、前記他方の圧力作動室に連通する通路をそれぞれ設けたことを特徴とする請求項（１５）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

この発明によれば、従動回転体に対して各ボルトと各通路を円周方向へバランス良く配置したことから、全体の重量バランスが良好になり、慣性力や強度的に有利になる。

本発明のバルブタイミング制御装置の第１の実施形態を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 図１のＢ−Ｂ線断面図である。 バルブタイミング制御装置の第２の実施形態を示す断面図である。 第３の実施形態を示す断面図である。 本実施形態の制御フローチャート図である。 第４の実施形態を示す断面図である。 第５の実施形態を示す断面図である。 第４，第５の実施形態におけるフィードバック制御を行う際のフローチャート図である。 第６の実施形態におけるフローチャート図である。 第７の実施形態を示す図１１のＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の断面図である。

符号の説明

１…タイミングスプロケット（駆動回転体）
２…カムシャフト
３…ベーン部材（従動回転体）
４…カムトルク駆動機構
５…圧力駆動機構
１５…第１ベーン（カムトルク駆動機構側のベーン）
１６…第２ベーン（圧力駆動機構側のベーン）
１８ａ、１８ｂ…第１、第２進角油室
１９ａ、１９ｂ…第１、第２遅角油室
２０…第１油圧回路
２１…第２油圧回路
２６…第１流路切換弁（カムトルク制御弁）
３４…第２流路切換弁（圧力制御弁）

Claims (4)

1. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク駆動機構と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力駆動機構と、
   前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構とに有し、前記各作動室に対する作動液の流れを制御する作動液制御部と、
   を備えてい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. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク駆動機構と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力駆動機構と、
   前記カムトルク駆動機構に有し、前記両カムトルク作動室への作動液の流れを制御する第１作動液制御部と、
   前記圧力駆動機構に有し、前記両圧力作動室への作動液の流れを制御する第２作動液制御部と、
   を備えた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。
3. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク駆動機構と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力駆動機構と、
   前記カムトルク駆動機構と圧力駆動機構とにそれぞれ有し、各作動室への作動液の流れを別々に制御可能な作動液制御部と、
   を備えた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. クランクシャフトによって回転駆動する駆動回転体と、
   該駆動回転体に対して相対回転可能に設けられ、該駆動回転体からの回転力を作動液を介してカムシャフトに伝達する従動回転体と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対のカムトルク作動室を有し、一方のカムトルク作動室から他方のカムトルク作動室への流れのみを許容するか、あるいは他方のカムトルク作動室から一方のカムトルク作動室への流れのみを許容するように作動液を制御することによって前記駆動回転体と従動回転体の相対回転位相を変更するカムトルク制御弁と、
   前記駆動回転体から従動回転体への回転力伝達経路に形成された少なくとも一対の圧力作動室を有し、一方の圧力作動室に外部から作動液を供給し、他方の圧力作動室の作動液を外部に排出するか、あるいは他方の前記圧力作動室に外部から作動液を供給し、一方の圧力作動室の作動液を外部に排出するように制御することによって前記駆動回転体と前記従動回転体の相対回転位相を変更する圧力制御弁と、
   前記カムトルク制御弁と圧力制御弁とをそれぞれ別々に制御可能なコントローラと、
   を備えた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。
   

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