JP2009024601A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に適したバルブタイミングの調整と、打音の抑制とを実現するバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】駆動軸と共に回転する第一回転体としてのハウジング１８と、従動軸２と共に回転し、ハウジング１８との間において進角室５１〜５３及び遅角室５５〜５７を回転方向に形成する第二回転体としてのベーンロータ１４であって、進角室５１〜５３又は遅角室５５〜５７への作動油供給により従動軸２を駆動軸に対する進角側又は遅角側へ駆動する回転トルクを発生するベーンロータ１４と、駆動軸に対する従動軸２の位相を目標位相領域に制限する場合に、従動軸２に作用する変動トルクとは逆位相の回転トルクが発生するように進角室５１〜５３への作動油供給及び遅角室５５〜５７への作動油供給を交互に繰り返す供給制御手段としての制御部３０と、を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方である動弁の開閉タイミング（以下、「バルブタイミング」という。）を調整するバルブタイミング調整装置に関する。

従来、駆動軸と共に回転する第一回転体としてのハウジングと、従動軸と共に回転する第二回転体としてのベーンロータとを備えたバルブタイミング調整装置が知られている。この種のバルブタイミング調整装置では、ハウジングのシューとベーンロータのベーンとの間において回転方向に形成した進角室又は遅角室へ作動流体を供給することにより、従動軸を駆動軸に対する進角側又は遅角側へ駆動してバルブタイミングを調整するようにしている。

こうした構成のバルブタイミング調整装置において従動軸には、例えば特許文献１に開示されるように、内燃機関の回転に応じて従動軸を進角させる側又は遅角させる側へ周期的に変動する変動トルクが作用する。ここで変動トルクは、例えば従動軸によって開閉駆動される動弁からのスプリング反力等によって、発生するものである。このような変動トルクが従動軸を通じて伝達されるバルブタイミング調整装置では、当該変動トルクや、進角室及び遅角室への流体供給により発生する回転トルク等、従動軸に作用するトルクがバランスすることによって、駆動軸に対する従動軸の位相（以下、「機関位相」という。）が決まることになる。
特開２００６−６３８３５号公報

さて、特許文献１に開示のように、進角室及び遅角室への流体供給用の電磁スプール弁を制御することによれば、それら双方への流体供給を停止して機関位相を目標位相領域に制限することで、バルブタイミングの実質的な保持が可能となる。しかし、その場合には、変動トルクがピークトルクに達する等して比較的大きくなったときに、進角室又は遅角室が圧縮されて作動流体が流出し、ハウジングに対してベーンロータをばたつかせるおそれがある。こうしたばたつき現象は、機関位相を目標位相領域に正しく制限して内燃機関に適したバルブタイミングに調整することを難しくするのみならず、ベーンロータがハウジングと衝突することにより打音を生じさせることになるため、望ましくない。

本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関に適したバルブタイミングの調整と、打音の抑制とを実現するバルブタイミング調整装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁の少なくとも一方である動弁を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、当該動弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、駆動軸と共に回転する第一回転体と、従動軸と共に回転し、第一回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に形成する第二回転体であって、進角室又は遅角室へ作動流体が供給されることにより、従動軸を駆動軸に対する進角側又は遅角側へ駆動する回転トルクを発生する第二回転体と、進角室への作動流体の供給である進角供給及び遅角室への作動流体の供給である遅角供給を制御する供給制御手段であって、機関位相を目標位相領域に制限する場合に、従動軸に作用する変動トルクとは逆位相の回転トルクが発生するように進角供給及び遅角供給を交互に繰り返す供給制御手段と、を備えることを特徴とする。

このような発明によると、機関位相を目標位相領域に制限する場合には、進角室への流体供給及び遅角室への流体供給を交互に繰り返して変動トルクと逆位相の回転トルクを発生させることにより、当該回転トルクを変動トルクと対抗させて、第二回転体の第一回転体に対するばたつきを抑制することができる。したがって、機関位相を目標位相領域に正しく制限して内燃機関に適したバルブタイミングに調整すると共に、第一及び第二回転体の衝突による打音の発生を抑制することができるのである。

請求項２に記載の発明によると、供給制御手段は、変動トルクの変動周期に対して位相を反転させた反転周期の回転トルクを発生するように進角供給及び遅角供給を交互に繰り返す。これによれば、変動トルクの変動周期に対して位相反転させた反転周期の回転トルクは、変動トルクに確実に対抗し得る逆位相のトルクとなるので、第二回転体のばたつきの抑制効果を高めることができる。

請求項３に記載の発明によると、供給制御手段は、内燃機関の回転数と変動トルクの変動周期との間の相関情報を記憶する記憶部と、記憶部に記憶された相関情報に基づいて内燃機関の実回転数に応じた変動トルクの変動周期を算出する算出部と、を有する。これによれば、内燃機関の実回転数に応じた変動トルクの変動周期をそれら物理量間の相関情報に基づき正確に算出して、当該変動周期に対する反転周期の回転トルクを適正に生じさせることができる。

請求項４に記載の発明によると、供給制御手段は、機関位相を目標位相領域に制限するための制限条件が成立し且つ進角室及び遅角室へ供給される作動流体の圧力が設定値以下となった場合に、進角供給及び遅角供給を交互に繰り返す。このような発明において、進角室及び遅角室へ供給される作動流体の圧力が設定値以下の低圧状態になると、当該作動流体の供給によって発生する回転トルクが小さくなり、変動トルクに起因する第二回転体のばたつきが生じ易くなる。しかし、上述した如き進角供給及び遅角供給の繰り返しによって、変動トルクと逆位相の回転トルクを発生させることによれば、作動流体の低圧状態下にあっても、第二回転体のばたつきを抑制することができるのである。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。

（第一実施形態）
図１，２は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置１は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを調整する。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関の「駆動軸」であるクランクシャフト（図示しない）の駆動力を内燃機関の「従動軸」であるカムシャフト２へ伝達する駆動力伝達系において油圧駆動される駆動部１０、並びに駆動部１０への作動油供給を制御する「供給制御手段」としての制御部３０を備えている。

（駆動部）
まず、駆動部１０について説明する。駆動部１０において、「第一回転体」としてのハウジング１８は、スプロケット１１及びシューハウジング１２から構成されている。

シューハウジング１２は有底円筒状に形成され、回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側へ突出する仕切部として複数のシュー１２ａ，１２ｂ，１２ｃを有している。各シュー１２ａ〜１２ｃの突出側端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状であり、ベーンロータ１４のボス部１４ａの外周壁面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ａ〜１２ｃの間には、それぞれ収容室５０が形成される。各収容室５０は、対応するシューの側面とシューハウジング１２の内周壁面とで囲まれており、図２の紙面垂直方向から見て扇状である。

スプロケット１１は円筒状に形成され、シューハウジング１２の開口側に同軸上にボルト固定されている。スプロケット１１は、図示しないタイミングチェーンを介してクランクシャフトと連繋している。これによりハウジング１８は、内燃機関の運転によりクランクシャフトからスプロケット１１へ駆動力が伝達されるときに、クランクシャフトと共に回転する。尚、このときハウジング１８は、図２の時計方向へ回転する。

「第二回転体」としてのベーンロータ１４はハウジング１８内に収容されており、ベーンロータ１４の軸方向の両端面はスプロケット１１の内側面及びシューハウジング１２の内底面に摺接する。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａと、ベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを有している。ボス部１４ａの外周壁面において各シュー１２ａ〜１２ｃの突出側端面が摺接する部分に設けられた凹部には、シール部材１５が嵌合装着されている。
円筒状のブッシュ２０は、シューハウジング１２の底部の内周側に相対回転可能に挿入された状態で、ボス部１４ａの一端部に同軸上に嵌合している。ボス部１４ａは、同軸上のカムシャフト２に対してブッシュ２０と共にボルト固定されている。したがって、カムシャフト２及びブッシュ２０と共にベーンロータ１４は、図２の時計方向へ回転する。また、ベーンロータ１４は、ハウジング１８に対してカムシャフト２と共に相対回転可能である。尚、図２において、矢印Ｘは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の進角側Ｘへの相対回転方向を表し、また矢印Ｙは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の遅角側Ｙへの相対回転方向を表している。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、ボス部１４ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向外側へ突出し、それぞれ対応する収容室５０内に収容されている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面は、図２の紙面垂直方向から見て円弧状に形成され、シューハウジング１２の内周壁面に摺接する。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面に設けられた凹部には、シール部材１６が嵌合装着されている。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、それぞれ対応する収容室５０を回転方向に二分することによって、進角室と遅角室とをハウジング１８との間に形成している。具体的には、シュー１２ａとベーン１４ｂの間に進角室５１、シュー１２ｂとベーン１４ｃの間に進角室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｄの間に進角室５３がそれぞれ形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１４ｂの間に遅角室５５、シュー１２ａとベーン１４ｃの間に遅角室５６、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角室５７がそれぞれ形成されている。

したがって、ベーンロータ１４がハウジング１８に対して進角側Ｘの最端位置にあるときには、各進角室５１〜５３の容積が最大となり、各遅角室５５〜５７の容積が最小となる。一方、ベーンロータ１４がハウジング１８に対して遅角側Ｙの最端位置にあるときには、各遅角室５５〜５７の容積が最大となり、各進角室５１〜５３の容積が最小となる。

進角室５１〜５３はそれぞれ、スプロケット１１に形成された進角通路６１〜６３と連通し、それら進角通路６１〜６３はいずれも、カムシャフト２に形成された進角通路７１と連通している。一方、遅角室５５〜５７はそれぞれ、ベーンロータ１４に形成された遅角通路６５〜６７と連通し、それら遅角通路６５〜６７はいずれも、カムシャフト２に形成された遅角通路７２と連通している。

ベーン１４ｂには、ストッパピン２６が収容されている。ストッパピン２６は、圧縮コイルスプリング２８の復原力によりシューハウジング１２の底部の嵌合リング２７に嵌合することで、ベーンロータ１４をハウジング１８に対する遅角側Ｙの最端位置に拘束する。一方、ストッパピン２６は、ベーン１４ｂに形成された通路２９を通じて遅角室５５から供給される作動油の圧力を受けて、嵌合リング２７からの離脱位置に軸方向変位することで、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の相対回転を許容する。

（制御部）
次に、制御部３０について説明する。制御部３０において、進角通路７３及び遅角通路７４はそれぞれ、カムシャフト２の進角通路７１及び遅角通路７２と連通する。

切換制御弁３１は、進角通路７３、遅角通路７４、ポンプ通路７５及びドレイン通路７６，７７と接続されている。ここでポンプ通路７５には、流体供給源であるオイルポンプ４が設置されており、オイルポンプ４はポンプ通路７５の上流側を通じてオイルタンク５から作動油を汲み上げ、ポンプ通路７５の下流側を通じて作動油を切換制御弁３１側へと吐出する。尚、本実施形態のオイルポンプ４は、クランクシャフトによって駆動されるメカポンプである。ドレイン通路７６，７７は、切換制御弁３１からオイルタンク５側へ作動油を排出可能に設けられている。

切換制御弁３１は、通電により電磁駆動部３２が発生する駆動力と、リターンスプリング３３が当該駆動力の反対向きに発生する復原力との釣り合いに応じて、スプール３４を軸方向移動させる電磁スプール弁である。上述の如き通路７３〜７７の接続形態にある切換制御弁３１は、電磁駆動部３２に与えられる駆動電流に従ったスプール３４の軸方向移動によって、ポンプ通路７５及びドレイン通路７６，７７のうち進角通路７３及び遅角通路７４にそれぞれ連通する通路を切り換える。

具体的に、電磁駆動部３２に与えられる駆動電流が基準値Ｉ_ｂよりも小さい値となるときには、図３に示すように進角通路７３がポンプ通路７５と連通し、オイルポンプ４からの吐出油がポンプ通路７５を通じて進角通路７３へ供給される。またこのとき、図３に示すように遅角通路７４がドレイン通路７６と連通し、遅角通路７４の作動油がドレイン通路７６を通じてオイルタンク５へ排出される。

電磁駆動部３２に与えられる駆動電流が基準値Ｉ_ｂよりも大きい値となるときには、図４に示すように遅角通路７４がポンプ通路７５と連通し、オイルポンプ４からの吐出油がポンプ通路７５を通じて遅角通路７４へ供給される。またこのとき、図４に示すように進角通路７３がドレイン通路７７と連通し、進角通路７３の作動油がドレイン通路７７を通じてオイルタンク５へ排出される。

電磁駆動部３２に与えられる駆動電流が基準値Ｉ_ｂとなるときには、図５に示すように、進角通路７３及び遅角通路７４と、ポンプ通路７５及びドレイン通路７６，７７との間の連通が遮断される。したがって、オイルポンプ４からの吐出油は進角通路７３及び遅角通路７４のいずれにも供給されず、また進角通路７３及び遅角通路７４の作動油は、それら通路７３，７４に滞留することとなる。

さて、図１に示す制御部３０において制御回路３６は、メモリ３６ａを有するマイクロコンピュータからなり、切換制御弁３１への通電を制御する機能と共に、内燃機関の運転を制御する機能を備えている。具体的に制御回路３６には、切換制御弁３１の他、カム角センサ７やクランク角センサ８等の複数のセンサが電気接続されている。制御回路３６は、クランクシャフトに対するカムシャフト２の機関位相に関して実位相及び目標位相を各センサの出力に基づき算出し、それら位相の算出結果に応じて切換制御弁３１への通電、即ち当該弁３１に与える駆動電流を制御する。尚、ここでカム角センサ７は、例えばカムシャフト２の周辺等に設置され、カムシャフト２の回転角を検出する。また、クランク角センサ８は、例えばクランクシャフトの周辺等に設置され、クランクシャフトの回転角を検出する。

以上、バルブタイミング調整装置１の駆動部１０及び制御部３０について説明した。以下、駆動部１０に作用する変動トルクについて説明する。

（変動トルク）
内燃機関の運転時には、カムシャフト２によって開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力に応じて、変動トルクがカムシャフト２及びベーンロータ１４に作用する。ここで図６に例示するように、変動トルクは、クランクシャフトに対するカムシャフト２の機関位相を遅角させる方向の正トルクと、当該機関位相を進角させる方向の負トルクとの間において、周期的に変動するものである。そして、特に本実施形態の変動トルクは、カムシャフト２とそれを軸受するジャーナル（図示しない）との間のフリクションに起因して、正トルクのピークトルクＴ_ｃ＋が負トルクのピークトルクＴ_ｃ−よりも大きくなる傾向を示す。したがって、変動トルクの平均トルク（以下、「平均変動トルク」という。）Ｔ_ｃａは、本実施形態では、正トルクの側である遅角側Ｙに偏っていると共に、図７に示すように内燃機関の回転数が高くなるほど増大することとなる。

以上、駆動部１０に作用する変動トルクについて説明した。以下、バルブタイミング調整装置１の特徴的作動について説明する。

（特徴的作動）
内燃機関の停止状態においては、圧縮コイルスプリング２８の復原力によって、ストッパピン２６が嵌合リング２７に嵌合する。かかる停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ４が駆動されると共に、制御回路３６が切換制御弁３１に与える駆動電流を基準値Ｉ_ｂよりも大きい値に制御することにより、遅角通路７４がポンプ通路７５と連通する。すると、オイルポンプ４の吐出油がポンプ通路７５及び遅角通路７４，７２，６５〜６７を経て、各遅角室５５〜５７へ供給される。その結果、ストッパピン２６は、通路２９を通じて遅角室５５からの作動油の圧力を受けることになるため、当該油圧が所定値まで上昇することにより、ストッパピン２６が圧縮コイルスプリング２８の復原力に抗して嵌合リング２７から離脱する。したがって、ベーンロータ１４がハウジング１８に対して相対回転可能な状態となる。

この後、制御回路３６は、切換制御弁３１への通電を制御することにより、ポンプ通路７５及びドレイン通路７６，７７のうち進角通路７３及び遅角通路７４と連通する通路を逐次切り換えて、バルブタイミングを調整する。以下、バルブタイミング調整のための詳細作動を説明する。

（１）進角作動
まず、バルブタイミングを進角させる場合の作動について説明する。内燃機関においてアクセルのオフ状態又は出力トルクが必要な低・中速高負荷状態を表す運転条件が成立すると、制御回路３６は、切換制御弁３１に与える駆動電流を基準値Ｉ_ｂよりも小さい値に制御することにより、進角通路７３をポンプ通路７５と連通させると共に、遅角通路７４をドレイン通路７６と連通させる。その結果、オイルポンプ４の吐出油がポンプ通路７５及び進角通路７３，７１，６１〜６３を経て、各進角室５１〜５３へ供給される。またこのときには、各遅角室５５〜５７の作動油が遅角通路６５〜６７，７２，７４及びドレイン通路７６を経て、オイルタンク５へ排出される。これらにより、各進角室５１〜５３に面するベーン１４ｂ〜１４ｄに作動油の圧力が印加され、ハウジング１８に対する進角側Ｘへベーンロータ１４を相対回転駆動するように回転トルクＴ_ｖが発生する。その結果、クランクシャフトに対するカムシャフト２の機関位相、ひいてはバルブタイミングが進角することとなる。

（２）遅角作動
次に、バルブタイミングを遅角させる場合の作動について説明する。内燃機関において軽負荷となる通常運転状態を表す運転条件が成立すると、制御回路３６は、切換制御弁３１に与える駆動電流を基準値Ｉ_ｂよりも大きい値に制御することにより、遅角通路７４をポンプ通路７５と連通させると共に、進角通路７３をドレイン通路７７と連通させる。その結果、オイルポンプ４の吐出油がポンプ通路７５及び遅角通路７４，７２，６５〜６７を経て、各遅角室５５〜５７へ供給される。またこのときには、各進角室５１〜５３の作動油が進角通路６１〜６３，７１，７３及びドレイン通路７７を経て、オイルタンク５へ排出される。これらにより、各遅角室５５〜５７に面するベーン１４ｂ〜１４ｄに作動油の圧力が印加され、ハウジング１８に対する遅角側Ｙへベーンロータ１４を相対回転駆動するように回転トルクＴ_ｖが発生する。その結果、クランクシャフトに対するカムシャフト２の機関位相、ひいてはバルブタイミングが遅角することとなる。

（３）保持作動
次に、バルブタイミングを実質的に保持する場合の作動について説明する。アクセルの保持状態等、内燃機関の運転安定状態を表す運転条件が「制限条件」として成立すると、制御回路３６は、繰返供給処理を実行する。

具体的に繰返供給処理では、上記（１）の進角作動と同様に切換制御弁３１への駆動電流を制御して作動油を各進角室５１〜５３へ供給する進角供給と、上記（２）の遅角作動と同様に切換制御弁３１への駆動電流を制御して作動油を各遅角室５５〜５７へ供給する遅角供給とを、図８（ｂ）の如く交互に繰り返す。このとき、クランクシャフトに対するカムシャフト２の機関位相についてカム角及びクランク角センサ７，８の出力に基づいた実位相Ｐ_ｒを算出し、当該実位相Ｐ_ｒを所定の目標位相領域ΔＰ_ｔに制限するように切換制御弁３１への駆動電流を調整することで、バルブタイミングを実質的に保持する。

ここで、特に本実施形態の繰返供給処理では、内燃機関の回転数と変動トルクの変動周期ω（図６参照）との間の相関を表す相関情報に基づいて、現在の内燃機関の実回転数Ｎ_ｒに応じた変動周期ωを算出する。そして、図８（ａ），（ｃ）の如く、この算出周期ωに対して位相（進角・遅角）を反転させた反転周期の回転トルクＴ_ｖを変動トルクのピークトルクＴ_ｃ＋，Ｔ_ｃ−よりも小さく発生するように、進角供給及び遅角供給を交互に繰り返すのである。尚、内燃機関の回転数と変動トルクの変動周期ωとの間の相関情報については、バルブタイミング調整装置１と共に車両に搭載される内燃機関の仕様に応じて、マップ、テーブル又は演算式等の形態で予め設定されるものであり、「記憶部」としてのメモリ３６ａに記憶されて、「算出部」としての制御回路３６において変動周期ωの算出に利用されるようになっている。但し、変動トルクの変動周期ωをカム角センサ７及びクランク角センサ８の出力から学習し、その学習結果に基づいてメモリ３６ａを相関情報を随時更新するようにしてもよい。

このように、変動トルクの変動周期ωに対して反転周期となる回転トルクＴ_ｖを進角供給及び遅角供給の繰り返しにより発生することによれば、変動トルクと確実に対抗する逆位相トルクをベーンロータ１４及びカムシャフト２に作用させることができる。したがって、比較的大きな変動トルクの作用下にあっても、当該変動トルクを回転トルクＴ_ｖにより相殺して各室５１〜５３，５５〜５７の容積変動を低減することができるので、図８（ｄ）の如く機関位相を変動させるようなベーンロータ１４のハウジング１８に対するばたつきが抑制され得るのである。

以上、第一実施形態によれば、実位相Ｐ_ｒを目標位相領域ΔＰ_ｔに正しく制限して内燃機関に適したバルブタイミングに調整すると共に、ハウジング１８及びベーンロータ１４間の衝突による打音の発生を抑制することが可能となる。

（第二実施形態）
本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。

図９に示すように、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ４の作動油の吐出圧、即ち進角室５１〜５３及び遅角室５５〜５７へ供給される作動油の油圧は、内燃機関の回転数に追従して高くなる。また、作動油の油圧は、環境温度によっても変化する。

そこで、第二実施形態では、「制限条件」としての安定条件が成立し且つ作動油の圧力が設定値Ｓ以下となった場合に、第一実施形態と同様な繰返供給処理を実行する。これによれば、作動油の圧力が設定値Ｓ以下という低油圧状態において発生し易くなるベーンロータ１４のばたつきを、当該低油圧状態において確実に抑制することができるのである。

尚、作動油の圧力が設定値Ｓ（例えば２５０ｋＰａ程度）を超えている場合には、当該設定値Ｓ以下の場合よりもベーンロータ１４のばたつきが発生し難くなる。そこで、この場合に本実施形態では、繰返供給処理を実行しないで、通常処理を実行する。ここで通常処理では、上記（１）の進角作動と同様に切換制御弁３１への駆動電流を制御して各進角室５１〜５３へ作動油を供給することにより、平均変動トルクＴ_ｃａに抗する進角側Ｘの回転トルクを発生させる。このとき、実位相Ｐ_ｒを目標位相領域ΔＰ_ｔに制限するように切換制御弁３１への駆動電流を基準値Ｉ_ｂより小さい範囲で調整することによって、バルブタイミングの保持を実現するのである。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

例えば第一及び第二実施形態では、平均変動トルクＴ_ｃａと反対側へカムシャフト２を付勢するアシストスプリング等の弾性部材を設けるようにしてもよい。このような弾性部材を設けた場合にあっても、進角供給及び遅角供給の繰り返しによって、ベーンロータ１４のばたつきを抑制することが可能となるのである。

また、第一及び第二実施形態では、ハウジング１８がクランクシャフトと共に回転し、ベーンロータ１４がカムシャフト２と共に回転する例を示した。しかし、本発明は、ベーンロータ１４がクランクシャフトと共に回転し、ハウジング１８がカムシャフト２と共に回転するバルブタイミング調整装置にも適用することができる。

さらに、第一及び第二実施形態では、吸気弁のバルブタイミングを制御するバルブタイミング調整装置に本発明を適用した例を示したが、本発明は、排気弁のバルブタイミングを制御する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも適用することもできる。

本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図であって、駆動部に関する部分は図２のI−I線断面図である。 図１のII−II線断面図である。 図１の制御部の作動を説明するための模式図である。 図１の制御部の作動を説明するための模式図である。 図１の制御部の作動を説明するための模式図である。 図１の駆動部に作用する変動トルクについて説明するための模式図である。 図１の駆動部に作用する平均変動トルクについて説明するための模式図である。 図１のバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための模式図である。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の特徴を説明するための模式図である。

符号の説明

１ バルブタイミング調整装置、２ カムシャフト（従動軸）、４ オイルポンプ、５ オイルタンク、７ カム角センサ、８ クランク角センサ、１０ 駆動部、１２ シューハウジング、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ シュー、１４ ベーンロータ（第二回転体）、１４ａ ボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ ベーン、１８ ハウジング（第一回転体）、２０ ブッシュ、３０ 制御部（供給制御手段）、３１ 切換制御弁、３６ 制御回路（算出部）、３６ａ メモリ（記憶部）、５０ 収容室、５１，５２，５３ 進角室、５５，５６，５７ 遅角室、６１，６２，６３，７１，７３ 進角通路、６５，６６，６７，７２，７４ 遅角通路、７５ ポンプ通路、７６，７７ ドレイン通路、Ｉ_ｂ 基準値、Ｎ_ｒ 実回転数、Ｐ_ｒ 実位相、ΔＰ_ｔ 目標位相領域、Ｓ 設定値、Ｔ_ｃａ 平均変動トルク、Ｔ_ｃ＋，Ｔ_ｃ− ピークトルク、Ｔ_ｖ 回転トルク、Ｘ 進角側、Ｙ 遅角側、ω 変動周期

Claims (4)

1. 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁の少なくとも一方である動弁を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、当該動弁の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、
   前記駆動軸と共に回転する第一回転体と、
   前記従動軸と共に回転し、前記第一回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に形成する第二回転体であって、前記進角室又は前記遅角室へ作動流体が供給されることにより、前記従動軸を前記駆動軸に対する進角側又は遅角側へ駆動する回転トルクを発生する第二回転体と、
   前記進角室への作動流体の供給である進角供給及び前記遅角室への作動流体の供給である遅角供給を制御する供給制御手段であって、前記駆動軸に対する前記従動軸の位相を目標位相領域に制限する場合に、前記従動軸に作用する変動トルクとは逆位相の前記回転トルクが発生するように前記進角供給及び前記遅角供給を交互に繰り返す供給制御手段と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記供給制御手段は、前記変動トルクの変動周期に対して位相を反転させた反転周期の前記回転トルクを発生するように前記進角供給及び前記遅角供給を交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記供給制御手段は、
   前記内燃機関の回転数と前記変動トルクの変動周期との間の相関情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶された前記相関情報に基づいて前記内燃機関の実回転数に応じた前記変動周期を算出する算出部と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記供給制御手段は、前記駆動軸に対する前記従動軸の位相を前記目標位相領域に制限するための制限条件が成立し且つ前記進角室及び前記遅角室へ供給される作動流体の圧力が設定値以下となった場合に、前記進角供給及び前記遅角供給を交互に繰り返すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。

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