JP2009167811A

JP2009167811A - バルブタイミング調整装置

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Publication number: JP2009167811A
Application number: JP2008003604A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takenaka; 昭彦竹中
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-01-10
Filing date: 2008-01-10
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-10
Also published as: JP4518149B2; US20090178635A1; DE102008055175A1

Abstract

【課題】高応答性のバルブタイミング調整装置の提供。
【解決手段】スプール弁１００は、位相変化位置及び最端位相位置が設定されるスプール１３０を有し、位相変化位置において、遅角出力ポート１１４を入力ポート１１６に対して連通させると共に進角出力ポート１１２をドレンポート１１８に対して閉塞し、最進角位相位置において、遅角出力ポート１１４を入力ポート１１６に対して連通させると共に進角出力ポート１１２をドレンポート１１８に対して連通させる。スプール１３０に形成の接続通路２４０は、位相変化位置において出力ポート１１２，１１４間を接続し、当該接続通路２４０に配設の接続逆止弁２３０は、位相変化位置において開弁することにより、進角出力ポート１１２側から遅角出力ポート１１４側への作動油流れを許容する一方、位相変化位置において閉弁することにより、逆向きの作動油流れを規制する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動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に関する。

従来、クランク軸と連動して回転する駆動回転体としてのハウジング並びにカム軸と連動して回転する従動回転体としてのベーンロータを備えた流体駆動式のバルブタイミング調整装置が、広く用いられている。こうしたバルブタイミング調整装置の一種として特許文献１には、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区画した進角室又は遅角室に作動流体を供給することで、カム軸をクランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動してバルブタイミングを調整する装置が開示されている。

具体的に、特許文献１の装置は、クランク軸に対するカム軸の位相（以下、「機関位相」という）を変化させるための位相変化位置にスプール弁のスプールを移動させることで、流体入力源から入力される作動流体を進角室又は遅角室に供給するものである。この装置において、進角室及び遅角室の一方に作動流体を供給するときには、進角室及び遅角室の他方から排出される作動流体を当該一方の流体室への供給に再利用するようにしている。これによれば、カム軸から伝達される変動トルクによって進角室及び遅角室のうち流体供給側が容積拡大することになっても、再利用の作動流体によって当該容積拡大分を補って、応答性を高めることが可能となる。尚、ここで変動トルクは、カム軸をクランク軸に対する進角側と遅角側とに交互に付勢するようにして作用するトルクである。
特開２００６−１７７３４４号公報

さて、特許文献１の装置では、スプール弁の進角出力ポート及び遅角出力ポートをそれぞれ進角室及び遅角室に連通させる進角出力通路及び遅角出力通路に個別に逆止弁を配設し、さらにそれら出力通路の中途部をスプール弁の進角リターンポート及び遅角リターンポートにそれぞれ連通させている。

このような構成において、例えば機関位相を遅角側に変化させる場合には、スプールが遅角側の位相変化位置に移動することで、進角リターンポート及び遅角出力ポートの間がスプール弁内にて接続される。その結果、流体入力源からスプール弁の入力ポートに入力される作動流体と共に、進角室から進角リターンポートに排出された作動流体が、遅角出力ポートから遅角出力通路へと出力される。このとき遅角出力通路の逆止弁は、出力流体の圧力によって開弁するので、流体入力源及び進角室からの作動流体が遅角室へと供給されることになる。しかし、こうした作動流体供給は、変動トルクのうちカム軸をクランク軸に対する遅角側に付勢する正トルクの作用時には実現され得るものの、変動トルクのうちカム軸をクランク軸に対する進角側に付勢する負トルクの作用時には実現困難となる。これは、後者の変動トルクの作用によって進角室が容積拡大することで、入力ポートへの入力流体が進角出力ポートから進角室側に逆流してしまうからである。

以上、遅角駆動における進角室への流体逆流は、位相変化時の応答性や、シューに対してベーンを押当てることで機関位相を遅角側の最端位相に保持する際の位相安定性を低下させる要因となる。また、そうした位相変化時の応答性や位相安定性の低下は、カム軸をクランク軸に対する進角側に駆動する際にも同様に生じることから、改善が望まれているのである。

したがって、本発明の目的は、位相変化時の応答性及び位相安定性を高め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、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動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であって、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、カム軸と連動して回転し、駆動回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、進角室又は遅角室に作動流体が供給されることによりカム軸をクランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動する従動回転体と、流体入力源から作動流体が入力される入力ポート、作動流体を排出するためのドレンポート、進角室及び遅角室の一方に作動流体を出力する第一出力ポート、進角室及び遅角室の他方に作動流体を出力する第二出力ポート、並びに駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させて機関位相を変化させるための位相変化位置及び駆動回転体に対して従動回転体を押当てて位相を最端位相に保持するための最端位相位置が移動位置として設定されるスプールを有し、スプールの位相変化位置において、第一出力ポートを入力ポートに対して連通させると共に第二出力ポートをドレンポートに対して閉塞し、スプールの最端位相位置において、第一出力ポートを入力ポートに対して連通させると共に第二出力ポートをドレンポートに対して連通させるスプール弁と、スプールに形成され、当該スプールの位相変化位置において第一出力ポート及び第二出力ポートの間を接続する接続通路と、接続通路に配設され、スプールの位相変化位置において開弁することにより、第二出力ポート側から第一出力ポート側に向かう作動流体流れを許容する一方、スプールの位相変化位置において閉弁することにより、第一出力ポート側から第二出力ポート側に向かう作動流体流れを規制する接続逆止弁と、を備えることを特徴とする。

このような発明によると、駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させて機関位相を変化させる場合には、スプールが位相変化位置に移動することで、進角室及び遅角室の一方と他方とにそれぞれ連通する第一出力ポート及び第二出力ポートの間が接続通路によって接続される。それと共に位相変化位置では、入力ポートに対して第一出力ポートが連通する一方、作動流体を排出するためのドレンポートに対して第二出力ポートが閉塞されることになる。故に、位相変化位置では、変動トルクの作用によって圧縮された進角室又は遅角室から作動流体が第二出力ポートに排出されるような場合、接続通路に配設された接続逆止弁の開弁によって、当該第二出力ポート側から第一出力ポート側に向かう作動流体流れが許容される。これにより、スプールの位相変化位置では、入力ポートに連通する第一出力ポートを通じて流体入力源から遅角室又は進角室に供給される作動流体量が少なくなったとしても、その分を第二出力ポート側から補給することができる。したがって、第一出力ポートから作動流体が出力される遅角室又は進角室が変動トルクの作用によって容積拡大しても、作動流体の不足を抑制し得るのである。

しかも、位相変化位置では、第一出力ポートから作動流体が出力される遅角室又は進角室が変動トルクの作用によって圧縮されて、第一出力ポートに作動流体を逆流させたとしても、接続通路に配設された接続逆止弁の閉弁によって、当該第一出力ポート側から第二出力ポート側に向かう作動流体流れが規制される。これにより、第二出力ポートへの流体排出側となっている進角室又は遅角室に誤って作動流体が供給される事態を、回避することができる。

以上によれば、進角室及び遅角室の一方には十分な量の作動流体を供給しつつ、進角室及び遅角室の他方からは作動流体を素早く排出させて、位相変化時の応答性を高めることができるのである。

加えて、請求項１に記載の発明によると、駆動回転体に対して従動回転体を押当てて機関位相を最端位相に保持する場合には、スプールが最端位相位置に移動することで、入力ポート及びドレンポートに対してそれぞれ第一出力ポート及び第二出力ポートが連通する。故に、最端位相位置では、変動トルクの作用によって圧縮された進角室又は遅角室から作動流体が第二出力ポートに排出されつつ、変動トルクの作用によって容積拡大する遅角室又は進角室に対して流体入力源からの入力流体が入力ポート及び第一出力ポートを通じて供給されることになる。このとき第二出力ポートからは、それと連通するドレンポートに作動流体が排出されることになるので、流体排出側の進角室又は遅角室を空にして駆動回転体に対する従動回転体の押当てを確実なものとすることができる。これによれば、最端位相での位相安定性が高められることになるのである。

請求項２に記載の発明において、スプール弁は、機関位相を遅角側の最端位相に保持する最遅角位相位置が最端位相位置として設定されるスプールを有し、当該スプールの最遅角位相位置においては、遅角室に作動流体を出力する遅角出力ポートが第一出力ポートとして機能すると共に進角室に作動流体を出力する進角出力ポートが第二出力ポートとして機能する。

このような発明によると、機関位相を遅角側の最端位相に保持する場合には、スプールが最端位相位置としての最遅角位相位置に移動することで、入力ポート及びドレンポートに対してそれぞれ第一出力ポートとしての遅角出力ポート及び第二出力ポートとしての進角出力ポートが連通する。故に、最遅角位相位置では、変動トルクの作用によって圧縮された進角室から作動流体が進角出力ポートに排出されつつ、変動トルクの作用によって容積拡大する遅角室に対して流体入力源からの入力流体が入力ポート及び遅角出力ポートを通じて供給されることになる。このとき進角出力ポートからは、それと連通するドレンポートに作動流体が排出されることになるので、流体排出側の進角室を空にして駆動回転体に対する従動回転体の押当てを確実なものとすることができる。これによれば、遅角側の最端位相での位相安定性が高められることになるのである。

請求項３に記載の発明において、スプール弁は、機関位相を進角側の最端位相に保持する最進角位相位置が最端位相位置として設定されるスプールを有し、当該スプールの最進角位相位置においては、進角室に作動流体を出力する進角出力ポートが第一出力ポートとして機能すると共に遅角室に作動流体を出力する遅角出力ポートが第二出力ポートとして機能する。

このような発明によると、機関位相を進角側の最端位相に保持する場合には、スプールが最端位相位置としての最進角位相位置に移動することで、入力ポート及びドレンポートに対してそれぞれ第一出力ポートとしての進角出力ポート及び第二出力ポートとしての遅角出力ポートが連通する。故に、最進角位相位置では、変動トルクの作用によって圧縮された遅角室から作動流体が遅角出力ポートに排出されつつ、変動トルクの作用によって容積拡大する進角室に対して流体入力源からの入力流体が入力ポート及び進角出力ポートを通じて供給されることになる。このとき遅角出力ポートからは、それと連通するドレンポートに作動流体が排出されることになるので、流体排出側の遅角室を空にして駆動回転体に対する従動回転体の押当てを確実なものとすることができる。これによれば、進角側の最端位相での位相安定性が高められることになるのである。

請求項４に記載の発明において、スプール弁は、大気に開放されるドレンポート、並びに位相変化位置及び最端位相位置が移動方向に隣り合って設定されるスプールを有し、スプールの位相変化位置並びに最端位相位置において接続通路は、第一出力ポート及び第二出力ポートの間を接続し、スプールの位相変化位置並びに最端位相位置において接続逆止弁は、接続通路にて第一出力ポート側よりも第二出力ポート側が高圧となる場合に開弁する一方、接続通路にて第一出力ポート側よりも第二出力ポート側が低圧となる場合に閉弁する。

このような発明によると、位相変化位置において進角室又は遅角室から第二出力ポートを通じて作動流体が排出された接続通路では、入力ポートに連通する第一出力ポート側よりも当該第二出力ポート側が高圧となることにより、接続逆止弁が開弁して作動流体の補給効果が発揮され得る。

また、位相変化位置と同様に第一出力ポート及び第二出力ポート間が接続通路にて接続される最端位相位置において、進角室又は遅角室から第二出力ポートを通じて作動流体が排出された接続通路では、大気開放されたドレンポートと第二出力ポートとの連通によって、入力ポートに連通の第一出力ポート側よりも当該第二出力ポート側が低圧となる。これにより、接続逆止弁は閉弁するので、接続通路では、第二出力ポート及び第一出力ポートの間において作動流体流れが規制されることになる。したがって、位相変化位置及び最端位相位置を隣り合って設定し、それらの移動位置で接続通路による出力ポート間の接続状態を共通化することで構成の簡素化を図りつつ、進角室又は遅角室から第二出力ポートを通じてドレンポートに素早く流体排出させて位相安定性を確保することができるのである。

さらに、位相変化位置及び最端位相位置において遅角室又は進角室から第一出力ポートを通じて作動流体が逆流した場合の接続通路では、当該第一出力ポート側が第二出力ポート側よりも高圧となることで、接続逆止弁が閉弁して作動流体の不足抑制効果が発揮されるのである。

請求項５に記載の発明において、流体入力源及び入力ポートに連通する入力通路と、入力通路に配設され、流体入力源側から入力ポート側に向かう作動流体流れを開弁により許容する一方、入力ポート側から流体入力源側に向かう作動流体流れを閉弁により規制する入力逆止弁を備える。

このような発明によると、流体供給側となっている遅角室又は進角室から作動流体が第一出力ポートを通じて入力ポートに逆流したとしても、当該入力ポートと連通する入力通路に配設された入力逆止弁は、入力ポート側から流体入力源側に向かう作動流体流れ、即ち当該逆流を閉弁によって規制し得る。したがって、流体供給側の遅角室又は進角室において作動流体が不足する事態を確実に抑制することができる。

請求項６に記載の発明において、機関位相のうち基準位相に基づいてスプールの移動位置を制御する制御手段であって、スプールの移動位置を最端位相位置に制御した状態下、実際の機関位相を基準位相として学習する制御手段を備える。

このような発明によると、上述の如く安定性の高められた最端位相を実現する最端位相位置にスプールが移動した状態下、実際の機関位相、即ち当該最端位相が基準位相として学習されることになるので、その学習精度を高めることができる。したがって、学習した基準位相に基づいてスプールの移動位置を制御することによれば、当該移動位置に従う機関位相、ひいてはバルブタイミングを精確に調整することが可能となるのである。

請求項７に記載の発明において、制御手段は、内燃機関の始動が完了した場合に、スプールの移動位置を最端位相位置に制御して基準位相を学習する。

このような発明では、内燃機関の始動が完了すると、最新の基準位相が学習されることになるので、バルブタイミングの調整精度の向上に貢献することができる。また、内燃機関の始動が完了した時点において内燃機関の回転数は比較的低いことから、クランク軸及びカム軸と連動回転する駆動回転体及び従動回転体の回転振動が少ない状態で基準位相が学習されることになるので、それによっても調整精度の向上に貢献することができるのである。

請求項８に記載の発明において、制御手段は、内燃機関の設定値以下の回転数において機関位相を最端位相に調整するための条件が成立した場合に、スプールの移動位置を最端位相位置に制御して基準位相を学習する。

このような発明によると、機関位相を最端位相に調整するための条件が成立する毎に、最新の基準位相を学習可能となるので、バルブタイミングの調整精度の向上に貢献することができる。また、回転数が設定値以下という内燃機関の低回転下、クランク軸及びカム軸と連動回転する駆動回転体及び従動回転体の回転振動が少ない状態で基準位相が学習されることになるので、それによっても調整精度の向上に貢献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流体駆動式であり、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。

（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本構成を説明する。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）の駆動力を内燃機関のカム軸２に伝達する駆動力伝達系に設置されて作動油により駆動される駆動部１０と、駆動部１０への作動油供給を制御する制御部３０とを備えている。

（駆動部）
駆動部１０において、「駆動回転体」としてのハウジング１２は、円筒状のスプロケット部１２ａと、仕切部として複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅとを有している。

スプロケット部１２ａは、タイミングチェーン（図示しない）を介してクランク軸と連繋している。これにより内燃機関の運転中は、クランク軸からスプロケット部１２ａに駆動力が伝達されることで、ハウジング１２がクランク軸と連動して図１の時計方向に回転する。

各シュー１２ｂ〜１２ｅは、スプロケット部１２ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側に突出している。各シュー１２ｂ〜１２ｅの突出側端面は、図１の紙面垂直方向から見て円弧形の凹面状であり、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１２ｂ〜１２ｅの間には、それぞれ収容室５０が形成される。

「従動回転体」としてのベーンロータ１４は、ハウジング１２内に収容されており、軸方向においてハウジング１２と摺接する。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａと、ベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅとを有している。

ボス部１４ａは、カム軸２に対して同軸上にボルト固定される。これによりベーンロータ１４は、カム軸２と連動して図１の時計方向に回転すると共に、ハウジング１２に対して相対回転可能となっている。

各ベーン１４ｂ〜１４ｅ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に突出し、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１の紙面垂直方向から見て円弧形の凸面状に形成され、スプロケット部１２ａの内周壁面に摺接する。

各ベーン１４ｂ〜１４ｅ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、進角室及び遅角室をハウジング１２との間に区画している。具体的には、シュー１２ｂとベーン１４ｂの間に進角室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｃの間に進角室５３、シュー１２ｄとベーン１４ｄの間に進角室５４、シュー１２ｅとベーン１４ｅの間に進角室５５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５６、シュー１２ｄとベーン１４ｃの間に遅角室５７、シュー１２ｅとベーン１４ｄの間に遅角室５８、シュー１２ｂとベーン１４ｅの間に遅角室５９がそれぞれ形成されている。

このような構成の駆動部１０では、進角室５２〜５５への作動油供給によりベーンロータ１４がハウジング１２に対して進角側に相対回転し、それによってカム軸２がクランク軸に対する進角側に駆動される。したがって、このときには、バルブタイミングを決める機関位相が進角側に変化することになる。さらに、進角室５２〜５５への作動油供給が継続されることで、ベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが進角側のシュー１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｂに押当てられると、機関位相が進角側の最端位相に保持（最進角保持）されることになる。

また、駆動部１０では、遅角室５６〜５９への作動油供給によりベーンロータ１４がハウジング１２に対して遅角側に相対回転し、それによってカム軸２がクランク軸に対する遅角側に駆動される。したがって、このときには、機関位相が遅角側に変化することになる。さらに、遅角室５６〜５９への作動油供給が継続されることで、ベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅが遅角側のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅに押当てられると、機関位相が遅角側の最端位相に保持（最遅角保持）されることになる。

（制御部）
制御部３０において、カム軸２及びその軸受（図示しない）を通して設けられる進角出力通路７２は、駆動部１０の作動状態によらず進角室５２〜５５と連通する。カム軸２及びその軸受を通して設けられる遅角出力通路７６は、駆動部１０の作動状態によらず遅角室５６〜５９と連通する。

入力通路８０は、「流体入力源」であるポンプ４の吐出口と連通しており、ポンプ４によってオイルパン５から汲み上げられた作動油が大気圧よりも高い圧力にて吐出供給されるようになっている。ここで本実施形態のポンプ４は、クランク軸によって駆動されるメカポンプであり、故に内燃機関の運転中は、作動油が継続して入力通路８０に入力される。ドレン通路８２は、大気に開放されると共に、オイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。

スプール弁１００は、ソレノイド１２０の発生する電磁駆動力を利用してスプール１３０を往復直線駆動する電磁制御弁である。スプール弁１００は、進角出力通路７２を通じて作動油を進角室５２〜５５に出力する進角出力ポート１１２、遅角出力通路７６を通じて作動油を遅角室５６〜５９に出力する遅角出力ポート１１４、ポンプ４からの作動油が入力通路８０を通じて入力される入力ポート１１６、並びにドレン通路８２を通じて大気開放されると共に当該通路８２に作動油を排出するドレンポート１１８を有している。スプール弁１００は、ソレノイド１２０への通電に応じてスプール１３０を往復移動させることにより、入力ポート１１６及びドレンポート１１８に対して連通するポートを進角出力ポート１１２及び遅角出力ポート１１４の間で設定する。

制御回路２００は、メモリ２００ａを有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、スプール弁１００のソレノイド１２０と電気的に接続されている。制御回路２００は、ソレノイド１２０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。ここで、特に本実施形態の制御回路２００は、クランク軸の回転を検出するクランクセンサ２０２と、カム軸２の回転を検出するカムセンサ２０４とに電気的に接続されており、それらセンサ２０２，２０４の検出結果をソレノイド１２０への通電制御並びに内燃機関の運転制御に利用する。

このような構成の制御部３０では、制御回路２００からソレノイド１２０への通電に従って、スプール弁１００がスプール１３０の移動位置（以下、単に「スプール位置」という）を制御する。その結果、入力ポート１１６に対して進角出力ポート１１２が連通するスプール位置では、ポンプ４から入力通路８０への供給作動油を進角出力通路７２に出力して進角室５２〜５５まで供給可能となる。また、入力ポート１１６に対して遅角出力ポート１１４が連通するスプール位置では、ポンプ４から入力通路８０への供給作動油を遅角出力通路７６に出力して遅角室５６〜５９に供給可能となる。さらに、ドレンポート１１８に対して進角出力ポート１１２が連通するスプール位置では、進角出力通路７２及びドレン通路８２を通じて進角室５２〜５４の作動油をオイルパン５に排出可能となる。

（特徴）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴を詳細に説明する。

（変動トルク）
内燃機関の運転中は、カム軸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等に起因して生じる変動トルクが、カム軸２を通じて駆動部１０のベーンロータ１４に作用する。ここで、図２に示すように変動トルクは、クランク軸に対してカム軸２を進角側に付勢する負トルクと、クランク軸に対してカム軸２を遅角側に付勢する正トルクとの間において、周期的に交互に変動するものである。尚、変動トルクは、例えば、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−と実質的に等しくなることにより平均トルクが実質的に零となるものであってもよいし、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなることにより平均トルクが正トルク側に偏るものであってもよい。

（スプール弁）
図３に示すように、本実施形態のスプール弁１００は、スリーブ１１０、ソレノイド１２０、スプール１３０、駆動軸１３９及びリターンスプリング１４０等から構成されている。

金属製のスリーブ１１０は円筒状を呈しており、一端部１１０ａにソレノイド１２０が固定されている。スリーブ１１０には、遅角出力ポート１１４、入力ポート１１６、進角出力ポート１１２、及びドレンポート１１８が、一端部１１０ａ側から他端部１１０ｂ側に向かう軸方向にこの順で設けられている。

金属製のスプール１３０は略串状を呈しており、スリーブ１１０内に同軸上に収容されている。スプール１３０の一端部１３０ａには、ソレノイド１２０によって電磁駆動される駆動軸１３９が同軸上に連繋しており、それによってスプール１３０が駆動軸１３９と共に軸方向に移動可能となっている。スプール１３０には、進角支持ランド１３２、進角切換ランド１３４、遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８が、一端部１３０ａ側から他端部１３０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。

進角支持ランド１３２は、進角出力ポート１１２よりもドレンポート１１８側において、スリーブ１１０により常時摺動支持される。進角切換ランド１３４は、進角出力ポート１１２を挟むドレンポート１１８側及び入力ポート１１６側のうち少なくとも一方において、スリーブ１１０により摺動支持されるようになっている。ここで、進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２のドレンポート１１８側のみにて支持される図３のスプール位置では、進角出力ポート１１２が進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６の間の間隙を通じて入力ポート１１６に連通する。また、進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２の入力ポート１１６側のみにて支持される図４，５のスプール位置では、進角出力ポート１１２が進角支持ランド１３２及び進角切換ランド１３４の間の間隙に連通する。さらに、進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２の端部１１０ｂ及び入力ポート１１６側の双方にて支持される図６のスプール位置では、進角出力ポート１１２が他のポートに対して閉塞されるのである。

図３に示すように遅角支持ランド１３８は、遅角出力ポート１１４よりも端部１１０ａ側において、スリーブ１１０により常時摺動支持される。遅角切換ランド１３６は、遅角出力ポート１１４を挟む入力ポート１１６側及び端部１１０ａ側のうち少なくとも一方において、スリーブ１１０により摺動支持されるようになっている。ここで、遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の端部１１０ａ側のみにて支持される図４，５のスプール位置では、遅角出力ポート１１４が進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６の間の間隙を通じて入力ポート１１６に連通する。また、遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の入力ポート１１６側のみにて支持される図３のスプール位置では、遅角出力ポート１１４が遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間の間隙に連通する。さらに、遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の端部１１０ａ側及び入力ポート１１６側の双方にて支持される図６のスプール位置では、遅角出力ポート１１４が他のポートに対して閉塞されるのである。

尚、本実施形態において入力ポート１１６は、図３〜６に示すように進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６間の間隙に対して、スプール位置によらず連通するようになっている。

リターンスプリング１４０は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、スリーブ１１０内に同軸上に収容されている。リターンスプリング１４０は、スリーブ１１０においてソレノイド１２０とは反対側の端部１１０ｂとスプール１３０の進角支持ランド１３２との間に介装されている。リターンスプリング１４０は、圧縮変形によって復原力を発生することで、スプール１３０を軸方向のソレノイド１２０側に付勢する。また、これに対してソレノイド１２０は、通電によって電磁駆動力を発生することで、駆動軸１３９と共にスプール１３０を軸方向のリターンスプリング１４０側に付勢する。したがって、スプール弁１００においては、リターンスプリング１４０が発生する復原力と、ソレノイド１２０が発生する電磁駆動力との釣り合いに応じて、スプール１３０が駆動されることとなる。

以上の構成の下、図１，３に示すように本実施形態では、スプール１３０に形成した接続通路２２０，２４０にそれぞれ接続逆止弁２１０，２３０を配設したところに、特徴がある。

具体的には、図３に示すように進角接続通路２２０の一端部２２１は、進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６の間において、スプール１３０の外周面の複数個所に開口している。これにより、進角接続通路２２０の端部２２１は、図３〜６に示すように進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６間の間隙に対して、スプール位置によらずに連通する。したがって、特に図３のスプール位置では、ランド１３４，１３６間の間隙を通じて進角接続通路２２０の端部２２１が進角出力ポート１１２及び入力ポート１１６と連通するのである。

進角接続通路２２０の他端部２２２は、遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。これにより、進角接続通路２２０の端部２２２は、図３〜６に示すように遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８間の間隙に対して、スプール位置によらずに連通する。したがって、特に図３のスプール位置では、上述の如く進角出力ポート１１２と連通する進角接続通路２２０の端部２２２がランド１３６，１３８間の間隙を通じて遅角出力ポート１１４と連通する。即ち、図３のスプール位置では、出力ポート１１２，１１４間が進角接続通路２２０を介して接続されることになるのである。

進角接続逆止弁２１０は、進角接続通路２２０において一端部２２１から他端部２２２に向かう方向が閉弁方向且つ逆方向が開弁方向となるように、配設されている。ここで本実施形態の進角接続逆止弁２１０は、進角弁座２１２と進角弁部材２１４と進角リテーナ２１５と弾性部材２１６とを組み合わせて構成されている。

進角弁座２１２は、進角接続通路２２０の内周壁面のうち端部２２２側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。金属製の進角弁部材２１４はボール状を呈しており、進角接続通路２２０において進角弁座２１２よりも端部２２１側に配設され、進角弁座２１２に対して軸方向に離着座可能となっている。金属製の進角リテーナ２１５は有底円筒状を呈しており、進角接続通路２２０において進角弁部材２１４を挟んで進角弁座２１２と反対側に配設されている。進角リテーナ２１５の周壁部２１５ａは、その外周面が進角接続通路２２０の内周壁面によって軸方向に往復摺動可能に支持されていると共に、内周面によって進角弁部材２１４を保持している。弾性部材２１６は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、進角接続通路２２０において進角リテーナ２１５を挟んで進角弁部材２１４と反対側に配設されている。弾性部材２１６は、進角弁座２１２に軸方向に対向して配設される遅角接続逆止弁２３０と、進角リテーナ２１５との間に介装されている。弾性部材２１６は、圧縮変形によって復原力を発生することで、進角リテーナ２１５を介して進角弁部材２１４を進角弁座２１２側に付勢する。

このような進角接続逆止弁２１０では、進角接続通路２２０において端部２２１側よりも端部２２２側が高圧となるときには、図３に示すように進角弁部材２１４が端部２２１側に移動する。これにより、進角弁部材２１４が進角弁座２１２から離座して開弁するので、端部２２２側から端部２２１側に向かう作動油流れが許容される。

また、進角接続逆止弁２１０では、進角接続通路２２０において端部２２１側よりも端部２２２側が低圧となるときには、図４〜６に示すように進角弁部材２１４が端部２２２側に移動する。これにより、進角弁部材２１４が進角弁座２１２に着座して閉弁するので、端部２２１側から端部２２２側に向かう作動油流れが規制されるのである。

さて、図３に示すように遅角接続通路２４０は、進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６間の間隙に連通する端部２２１を、進角接続通路２２０と共有している。即ち端部２２１は、進角接続通路２２０及び遅角接続通路２４０に共通する共通端部２２１となっている。したがって、図４，５のスプール位置では、進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６間の間隙を通じて共通端部２２１が遅角出力ポート１１４及び入力ポート１１６と連通するのである。

遅角接続通路２４０の他端部２４２は、進角支持ランド１３２及び進角切換ランド１３４の間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。これにより、遅角接続通路２４０の端部２４２は、図３〜６に示すように進角支持ランド１３２及び進角切換ランド１３４間の間隙に対して、スプール位置によらずに連通する。したがって、特に図４，５のスプール位置では、上述の如く遅角出力ポート１１４と連通する遅角接続通路２４０の端部２４２がランド１３２，１３４間の間隙を通じて進角出力ポート１１２と連通する。即ち、図４，５のスプール位置では、出力ポート１１２，１１４間が遅角接続通路２４０を介して接続されることになるのである。

遅角接続逆止弁２３０は、遅角接続通路２４０において共通端部２２１から他端部２４２に向かう方向が閉弁方向且つ逆方向が開弁方向となるように、配設されている。ここで本実施形態の遅角接続逆止弁２３０は、進角接続逆止弁２１０に準じた構成、即ち遅角弁座２３２と遅角弁部材２３４と遅角リテーナ２３５と弾性部材２１６とを組み合わせた構成とされている。

但し、遅角接続逆止弁２３０において遅角弁座２３２は、遅角接続通路２４０の内周壁面のうち端部２４２側に向かって縮径する円錐面によって、形成されている。遅角弁部材２３４は、遅角接続通路２４０において遅角弁座２３２よりも共通端部２２１側に配設され、遅角弁座２３２に対して軸方向に離着座可能となっている。遅角リテーナ２３５は、遅角接続通路２４０において遅角弁部材２３４を挟んで遅角弁座２３２と反対側に配設され、外周面が遅角接続通路２４０の内周壁面に支持される周壁部２３５ａの内周面によって遅角弁部材２３４を保持している。進角接続逆止弁２１０と共通の弾性部材２１６は、遅角接続通路２４０において遅角リテーナ２３５を挟んで遅角弁部材２３４と反対側に配設されている。弾性部材２１６は、弁部材２３４，２１４間にリテーナ２３５，２１５を介して介装されている。弾性部材２１６は、圧縮変形によって復原力を発生することで、遅角リテーナ２３５を介して遅角弁部材２３４を遅角弁座２３２側に付勢する。

このような遅角接続逆止弁２３０では、遅角接続通路２４０において端部２２１側よりも端部２４２側が高圧となるときには、図４に示すように遅角弁部材２３４が端部２２１側に移動する。これにより、遅角弁部材２３４が遅角弁座２３２から離座して開弁するので、端部２４２側から端部２２１側に向かう作動油流れが許容される。

また、遅角接続逆止弁２３０では、遅角接続通路２４０において端部２２１側よりも端部２４２側が低圧となるときには、図３，５〜９に示すように遅角弁部材２３４が端部２４２側に移動する。これにより、遅角弁部材２３４が遅角弁座２３２に着座して閉弁するので、端部２２１側から端部２４２側に向かう作動油流れが規制されるのである。

このような特徴に加えて本実施形態では、図１，５に示すように進角出力ポート１１２をドレンポート１１８に連通可能とするための中継通路２６０をスプール１３０に形成したところにも、特徴がある。

具体的には、図５に示すように中継通路２６０の一端部２６１は、スプール１３０の進角支持ランド１３２において、駆動軸１３９とは反対側端部１３０ｂの端面に開口している。これにより、少なくとも図５のスプール位置では、スプール１３０の端部１３０ｂと、それに対向するスリーブ１１０の端部１１０ｂとの間を通じて、中継通路２６０の端部２６１がドレンポート１１８と連通するようになっている。

中継通路２６０の他端部２６２は、進角支持ランド１３２においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。これにより、図５のスプール位置では、スリーブ１１０内における進角支持ランド１３２の外周側空間を通じて中継通路２６０の端部２６２が、進角支持ランド１３２及び進角切換ランド１３４間の間隙と連通するようになっている。ここで図５のスプール位置では、上述の如く中継通路２６０がドレンポート１１８との連通状態にあると共に、ランド１３２，１３４間の間隙が進角出力ポート１１２との連通状態にあるので、それらポート１１８，１１２間が中継通路２６０を通じて連通することになる。また、これに対して図３，４，６のスプール位置では、ランド１３２，１３４間の間隙に対して中継通路２６０の端部２６２が遮断されることにより、ドレンポート１１８に対して進角出力ポート１１２が閉塞されるのである。

（入力逆止弁）
図１，３に示すように、ポンプ４及び入力ポート１１６に連通する入力通路８０には、入力逆止弁２８０が配設されている。この入力逆止弁２８０は、入力通路８０においてポンプ４側がスプール弁１００側よりも高圧となることにより、図３〜６に示すように開弁し、ポンプ４側から入力ポート１１６側に向かう作動油流れを許容する。一方、入力逆止弁２８０は、入力通路８０においてスプール弁１００側がポンプ４側よりも高圧となることにより、図７〜９に示すように閉弁し、入力ポート１１６側からポンプ４側に向かう作動油流れを規制するのである。

（バルブタイミング調整作動）
ポンプ４が駆動される内燃機関の運転中は、制御回路２００がクランク軸に対するカム軸２の機関位相について実位相Ｐｒ及び目標位相Ｐｔを算出し、それら位相Ｐｒ，Ｐｔの算出結果に基づいてスプール弁１００のソレノイド１２０への通電電流を制御する。これにより、スプール弁１００のスプール位置が制御され、その制御位置に応じた作動油供給並びに作動油排出が進角室５２〜５５及び遅角室５６〜５９に対して実現されるため、機関位相、ひいてはバルブタイミングが調整されることになる。以下、本実施形態のバルブタイミング調整装置１によるバルブタイミング調整作動について、詳細に説明する。

（１）進角作動
以下、クランク軸に対するカム軸２の進角側に機関位相を変化させてバルブタイミングを進角させる場合の作動を、説明する。

内燃機関においてアクセルのオフ状態又は低・中速高負荷運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路２００はソレノイド１２０への通電電流を、所定の進角作動値Ｉａに制御する。その結果、スプール１３０は、進角側の位相変化位置として図３，７の位置に駆動される。かかる進角側の位相変化位置においては、入力ポート１１６に対して連通し且つドレンポート１１８に対して閉塞された進角出力ポート１１２と、遅角出力ポート１１４との間を、進角接続通路２２０が接続する状態となる。

したがって、負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図３に示すように作動油がポンプ４から入力通路８０及び入力ポート１１６に入力されて、進角出力ポート１１２及び進角出力通路７２を通じて進角室５２〜５５に供給される。また、進角接続通路２２０では、入力ポート１１６への入力作動油が端部２２１に流入すると共に、負トルクの作用によって圧縮された遅角室５６〜５９の作動油が遅角出力ポート１１４を通じて端部２２２に流入する。このとき、進角出力ポート１１２側となる端部２２１への流入作動油よりも遅角出力ポート１１４側の端部２２２への流入作動油が高圧となることで、進角接続逆止弁２１０が開弁し、それによって遅角出力ポート１１４側から進角出力ポート１１２側への作動油流れが許容される。故に、ポンプ４からの作動油の入力量が減少したときには、遅角出力ポート１１４側から作動油を補給することができるので、負トルクの作用によって容積拡大する進角室５２〜５５にて作動油不足が抑制されることになる。

尚、負トルクの作用時においてポンプ４からの入力作動油は、共通端部２２１にて進角出力ポート１１２と連通する遅角接続通路２４０にも流入するが、遅角接続逆止弁２３０の閉弁によって端部２４２側に向かう作動油流れは規制される。また、共通端部２２１にて進角接続通路２２０と連通する進角出力ポート１１２はドレンポート１１８に対して閉塞されているので、当該ドレンポート１１８からの作動油排出も規制されるのである。

以上に対し、正トルクがベーンロータ１４に作用して進角室５２〜５５が圧縮されるときには、図７に示すように作動油が進角出力ポート１１２から各接続通路２２０，２４０及び入力通路８０に逆流しようとする。しかし、このとき進角接続通路２２０及び遅角接続通路２４０では、それぞれ遅角出力ポート１１４側及び端部２４２側に向かう作動油流れが進角接続逆止弁２１０及び遅角接続逆止弁２３０の閉弁によって規制され、それと共に入力通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが入力逆止弁２８０の閉弁によって規制される。即ち、進角出力ポート１１２から各接続通路２２０，２４０及び入力通路８０への逆流が規制されることになる。故に、進角室５２〜５５からの作動油流出が抑制されるのみならず、遅角室５６〜５９への作動油供給が誤って実現される事態が回避されるのである。

このような進角作動によれば、各接続逆止弁２１０，２３０の機能を適時に正しく発揮させて、遅角室５６〜５９から作動油を排出させると共に進角室５２〜５５には十分な量の作動油を供給することができるので、高い進角応答性の確保が可能となる。

（２）遅角作動
以下、クランク軸に対するカム軸２の遅角側に機関位相を変化させてバルブタイミングを遅角させる場合の作動を、説明する。

内燃機関において軽負荷の通常運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路２００はソレノイド１２０への通電電流を、進角作動値Ｉａよりも小さな遅角作動値Ｉｒに制御する。その結果、スプール１３０は、遅角側の位相変化位置として図４，８の位置に駆動される。かか遅角側の位相変化位置においては、入力ポート１１６に対して連通した遅角出力ポート１１４と、ドレンポート１１８に対して閉塞された進角出力ポート１１２との間を、遅角接続通路２４０が接続する状態となる。

したがって、正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、図４に示すように作動油がポンプ４から入力通路８０及び入力ポート１１６に入力されて、遅角出力ポート１１４及び遅角出力通路７６を通じて遅角室５６〜５９に供給される。また、遅角接続通路２４０では、入力ポート１１６への入力作動油が端部２２１に流入すると共に、正トルクの作用によって圧縮された進角室５２〜５５の作動油が進角出力ポート１１２を通じて端部２４２に流入する。このとき、遅角出力ポート１１４側となる端部２２１への流入作動油よりも進角出力ポート１１２側の端部２４２への流入作動油が高圧となることで、遅角接続逆止弁２３０が開弁し、それによって進角出力ポート１１２側から遅角出力ポート１１４側への作動油流れが許容される。故に、ポンプ４からの作動油の入力量が減少したときには、進角出力ポート１１２側から作動油を補給することができるので、正トルクの作用によって容積拡大する遅角室５６〜５９にて作動油不足が抑制されることになる。

尚、正トルクの作用時においてポンプ４からの入力作動油は、共通端部２２１にて遅角出力ポート１１４と連通する進角接続通路２２０にも流入するが、進角接続逆止弁２１０の閉弁によって端部２２２側に向かう作動油流れは規制される。また、端部２４２にて遅角接続通路２４０と連通する進角出力ポート１１２はドレンポート１１８に対して閉塞されているので、当該ドレンポート１１８からの作動油排出も規制されるのである。

以上に対し、負トルクがベーンロータ１４に作用して遅角室５６〜５９が圧縮されるときには、図８に示すように作動油が遅角出力ポート１１４から各接続通路２４０，２２０及び入力通路８０に逆流しようとする。しかし、このとき遅角接続通路２４０及び進角接続通路２２０では、それぞれ進角出力ポート１１２側及び端部２２２側に向かう作動油流れが遅角接続逆止弁２３０及び進角接続逆止弁２１０の閉弁によって規制され、それと共に入力通路８０では、ポンプ４側に向かう作動油流れが入力逆止弁２８０の閉弁によって規制される。即ち、遅角出力ポート１１４から各接続通路２４０，２２０及び入力通路８０への逆流が規制されることになる。故に、遅角室５６〜５９からの作動油流出が抑制されるのみならず、進角室５２〜５５への作動油供給が誤って実現される事態が回避されるのである。

このような遅角作動によれば、各接続逆止弁２３０，２１０の機能を適時に正しく発揮させて、進角室５２〜５５から作動油を排出させると共に遅角室５６〜５９には十分な量の作動油を供給することができるので、高い遅角応答性の確保が可能となる。

（３）最遅角作動
以下、遅角側の最端位相に機関位相を保持してバルブタイミングを最遅角させる場合の作動を、説明する。

内燃機関において始動完了直後を表す運転条件、又は内燃機関の設定値Ｒ以下の回転数において機関位相を遅角側の最端位相に調整するための運転条件（スロットルのオフ等）が成立すると、制御回路２００はソレノイド１２０への通電電流を、遅角作動値Ｉｒよりも小さな最遅角作動値Ｉｒ０に制御する。その結果、スプール１３０は、その移動方向において遅角側の位相変化位置に隣り合う遅角側の最端位相位置として、図５，９の最遅角位相位置に駆動される。かかる最遅角位相位置においては、入力ポート１１６に対して連通した遅角出力ポート１１４と、ドレンポート１１８に対して連通した進角出力ポート１１２との間を、遅角接続通路２４０が接続する状態となる。尚、上記設定値Ｒについては、例えば駆動部１０の回転による機関位相への影響が小さい低回転数値（５００〜１４００ｒｐｍ等）に設定される。

したがって、正トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、遅角作動時に準じて、ポンプ４からの入力作動油が遅角室５６〜５９に継続供給される。また、図５に示すように、入力ポート１１６への入力作動油が遅角接続通路２４０の端部２２１に流入すると共に、正トルクの作用によって圧縮された進角室５２〜５５の作動油が進角出力ポート１１２に流入する。このとき、進角出力ポート１１２への流入作動油は、遅角接続通路２４０の端部２４２のみならず、大気開放されたドレンポート１１８にも流入することによって、大気圧となる。その結果、遅角出力ポート１１４側となる端部２２１への流入作動油よりも進角出力ポート１１２側の端部２４２への流入作動油が低圧となるので、遅角接続逆止弁２３０が閉弁し、遅角出力ポート１１４側から進角出力ポート１１２側への作動油流れのみならず、進角出力ポート１１２側から遅角出力ポート１１４側への作動油流れも規制されることになる。故に、進角出力ポート１１２への流入作動油は実質的に全てドレンポート１１８から排出されることになるので、進角室５２〜５５を空にしてベーン１４ｂ〜１４ｅを遅角側のシュー１２ｂ〜１２ｅに確実に押当てることができる。即ち、機関位相の最遅角保持状態を安定させることができるのである。

尚、正トルクの作用時においてポンプ４からの入力作動油は、遅角作動時と同様、進角接続通路２２０にも流入するが、進角接続逆止弁２１０の閉弁によって端部２２２側に向かう作動油流れが規制される。また、負トルクの作用時においては、遅角作動時と同様、図９に示すように、遅角出力ポート１１４から各接続通路２４０，２２０及び入力通路８０への逆流が規制されることになる。

そして、以上の最遅角作動中において制御回路２００は、クランクセンサ２０２及びカムセンサ２０４の検出結果から算出される機関位相の実位相Ｐｒを監視し、その安定値を基準位相Ｐｒ０として学習する。この基準位相Ｐｒ０は、制御回路２００のメモリ２００ａに記憶され、学習の度に更新されるようになっている。したがって、本実施形態では、ソレノイド１２０への通電制御に必要な現在の実位相Ｐｒ及び現在の目標位相Ｐｔが、メモリ２００ａに記憶されている最新の基準位相Ｐｒ０に基づいて算出されることになる。しかも、上述の如く本実施形態では、基準位相Ｐｒ０の学習時における機関位相の最遅角保持状態が安定し得るので、精確な基準位相Ｐｒ０に基づいた通電制御を実現してバルブタイミングの調整精度を高めることができるのである。

（４）通常保持作動
以下、遅角側の最端位相を除く所定の目標位相領域に機関位相を保持してバルブタイミングの保持を実現する場合の作動を、説明する。

内燃機関においてアクセルの保持状態といった安定運転状態等を表す運転条件が成立すると、制御回路２００はソレノイド１２０への通電電流を、進角作動値Ｉａよりも小さく且つ遅角作動値Ｉｒよりも大きな通常保持作動値Ｉｎに制御する。その結果、スプール１３０は、図６の通常保持位置に駆動される。かかる通常保持位置においては、入力ポート１１６及びドレンポート１１８に対して出力ポート１１２，１１４のいずれも閉塞されることになる。

したがって、ポンプ４から入力通路８０及び入力ポート１１６への入力作動油が進角室５２〜５５及び遅角室５６〜５９のいずれにも供給されなくなると共に、それら進角室５２〜５５及び遅角室５６〜５９のいずれからの作動油流出も規制される。故に、機関位相の変化を目標位相領域内にて抑制して、当該領域に応じたバルブタイミングに保持することができる。

尚、通常保持位置においてポンプ４からの入力作動油は、入力ポート１１６から各接続通路２２０，２４０の共通端部２２１に流入するが、各接続逆止弁２１０，２３０の閉弁によって他端部２２２，２４２側に向かう作動油流れが規制されることになる。

以上説明した第一実施形態によれば、内燃機関に適したバルブタイミング調整を迅速に且つ適確に行うことができるのである。

（第二実施形態）
図１０に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の制御部１０３０では、大気開放されると共にオイルパン５に作動油を排出可能なドレン通路１０８２が、ドレン通路８２とは別に設けられている。

また、第二実施形態の制御部１０３０においてスプール弁１１００は、ドレン通路１０８２を通じて大気開放されると共に当該通路１０８２に作動油を排出するドレンポート１１１８を、ドレンポート１１８とは別に有している。このドレンポート１１１８は、図１１に示すように、スリーブ１１１０において遅角出力ポート１１４よりも端部１１０ａ側に設けられている。

さらに図１０に示すように、第二実施形態の制御部１０３０においてスプール弁１１００は、遅角出力ポート１１４をドレンポート１１１８に連通可能とするための中継通路１２６０を、中継通路２６０とは別に、スプール１１３０に形成している。この中継通路１２６０は、図１１に示すように遅角支持ランド１３８を貫通しており、その両端部１２６１，１２６２がスプール１１３０の外周面に開口している。これにより、少なくとも図１１のスプール位置では、中継通路１２６０の両端部１２６１，１２６２がドレンポート１１１８と連通するようになっている。また、図１１のスプール位置では、スリーブ１１１０内における遅角支持ランド１３８の外周側空間を通じて中継通路１２６０の両端部１２６１，１２６２が、遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８間の間隙と連通するようになっている。

ここで、図１１のスプール位置では、遅角切換ランド１３６が遅角出力ポート１１４の入力ポート１１６側のみにて支持されることで、遅角出力ポート１１４が遅角切換ランド１３６及び遅角支持ランド１３８の間の間隙に連通するようになっている。したがって、図１１のスプール位置では、ドレンポート１１１８及び遅角出力ポート１１４の間が中継通路１２６０を通じて連通することになる。また、これに対して図１２〜１５のスプール位置では、ランド１３６，１３８間の間隙に対して中継通路１２６０の端部１２６１，１２６２が遮断されることにより、ドレンポート１１１８に対して遅角出力ポート１１４が閉塞されるのである。

尚、第二実施形態による図１１のスプール位置では、進角切換ランド１３４が進角出力ポート１１２のドレンポート１１８側のみにて支持されることで、進角出力ポート１１２が進角切換ランド１３４及び遅角切換ランド１３６の間の間隙を通じて入力ポート１１６と連通するようになっている。

このような第二実施形態では、図１２のスプール位置による進角作動、図１３のスプール位置による遅角作動、図１４のスプール位置による最遅角作動、図１５のスプール位置による保持作動が第一実施形態に準じて実施される。加えて、第二実施形態では、図１１のスプール位置による最進角作動が実施されるのである。

具体的に最進角作動は、内燃機関の設定値Ｒ以下の回転数において機関位相を進角側の最端位相に調整するための運転条件（４０００ｒｐｍ以下でスロットルの全開等）が成立すると、開始される。この最進角作動において制御回路２００は、ソレノイド１２０への通電電流を、進角作動値Ｉａよりも大きな最進角作動値Ｉａ０に制御する。その結果、スプール１１３０は、その移動方向において進角側の位相変化位置に隣り合う進角側の最端位相位置として、図１１，１６の最進角位相位置に駆動される。かかる最進角位相位置においては、入力ポート１１６に対して連通した進角出力ポート１１２と、ドレンポート１１１８に対して連通した遅角出力ポート１１４との間を、進角接続通路２２０が接続する状態となる。尚、上記設定値Ｒについては、例えば第一実施形態で説明した最遅角作動時と同一値に設定される。

したがって、負トルクがベーンロータ１４に作用しているときには、第一実施形態で説明した進角作動時に準じて、ポンプ４からの入力作動油が進角室５２〜５５に継続供給される。また、図１１に示すように、入力ポート１１６への入力作動油が進角接続通路２２０の端部２２１に流入すると共に、負トルクの作用によって圧縮された遅角室５６〜５９の作動油が遅角出力ポート１１４に流入する。このとき、遅角出力ポート１１４への流入作動油は、進角接続通路２２０の端部２２２のみならず、大気開放されたドレンポート１１１８にも流入することによって、大気圧となる。その結果、進角出力ポート１１２側となる端部２２１への流入作動油よりも遅角出力ポート１１４側の端部２２２への流入作動油が低圧となるので、遅角接続逆止弁２３０が閉弁し、進角出力ポート１１２側から遅角出力ポート１１４側への作動油流れのみならず、遅角出力ポート１１４側から進角出力ポート１１２側への作動油流れも規制されることになる。故に、遅角出力ポート１１４への流入作動油は実質的に全てドレンポート１１１８から排出されることになるので、遅角室５６〜５９を空にしてベーン１４ｂ〜１４ｅを進角側のシュー１２ｂ〜１２ｅに確実に押当てることができる。即ち、機関位相の最進角保持状態を安定させることができるのである。

尚、負トルクの作用時においてポンプ４からの入力作動油は、第一実施形態で説明した進角作動時と同様、遅角接続通路２４０にも流入するが、遅角接続逆止弁２３０の閉弁によって端部２４２側に向かう作動油流れが規制される。また、正トルクの作用時においては、第一実施形態で説明した進角作動時と同様、図１６に示すように、進角出力ポート１１２から各接続通路２４０，２２０及び入力通路８０への逆流が規制されることになる。さらに、以上の最進角作動中においては、第一実施形態で説明した基準位相Ｐｒ０の学習を、最遅角作動中の学習に代えて行ってもよく、その場合には、バルブタイミングの調整精度を高めることが可能となる。

以上説明した第二実施形態によっても、内燃機関に適したバルブタイミング調整を迅速に且つ適確に行うことができるのである。

（他の実施形態）
ここまで本発明の複数の実施形態について説明してきたが、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。

具体的には、駆動部１０において、例えば変動トルクの平均トルクの偏り側とは反対側にカム軸２を付勢するアシストスプリング等の弾性体を設けるようにしてもよい。また、駆動部１０については、ハウジング１２をカム軸２と連動して回転させ、ベーンロータ１４をクランク軸と連動して回転させるようにしてもよい。

制御部３０，１０３０のスプール弁１００，１１００において各接続逆止弁２１０，２３０については、それぞれ弁部材２１４，２３４を付勢する弾性部材を個別に設けるようにしてもよい。尚、この場合には、各接続逆止弁２１０，２３０の弾性部材において弁部材２１４，２３４とは反対側の端部を、それぞれ接続通路２２０，２４０の内壁面によって係止するようにする。

スプール弁１００，１１００においてスプール１３０，１１３０を駆動するソレノイド１２０については、例えばピエゾアクチュエータや油圧アクチュエータ等に代えてもよい。また、スプール弁１００，１１００においてスリーブ１１０，１１１０については、ポート１１４を進角出力通路７２を介して進角室５２〜５５と連通させると共に、ポート１１２を遅角出力通路７６を介して遅角室５６〜５９と連通させるように形成してもよい。この場合、進角作動及び遅角作動の関係、並びに最進角作動及び最遅角作動の関係が、上述の実施形態のものとは逆になる。

スプール弁１１００においてドレンポート１１８及び中継通路２６０については、図１７の如く設けないようにしてもよい。この場合、最遅角作動は実施されず、また最進角作動において基準位相Ｐｒ０の学習が行われることとなる。

そして、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調製する装置や、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のスプール弁の詳細構成及び作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。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を示す構成図である。図１０のスプール弁の詳細構成及び作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の作動状態を模式的に示す断面図である。図１０のスプール弁の変形例を模式的に示す断面図である。

符号の説明

１バルブタイミング調整装置、２カム軸、４ポンプ（流体入力源）、５オイルパン、１０駆動部、１２ハウジング（駆動回転体）、１２ａスプロケット部、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅシュー、１４ベーンロータ（従動回転体）、１４ａボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅベーン、３０，１０３０制御部、５０収容室、５２，５３，５４，５５進角室、５６，５７，５８，５９遅角室、７２進角出力通路、７６遅角出力通路、８０入力通路、８２，１０８２ドレン通路、１００，１１００スプール弁、１１０，１１１０スリーブ、１１２進角出力ポート、１１４遅角出力ポート、１１６入力ポート、１１８，１１１８ドレンポート、１２０ソレノイド、１３０，１１３０スプール、１３２進角支持ランド、１３４進角切換ランド、１３６遅角切換ランド、１３８遅角支持ランド、１３９駆動軸、１４０リターンスプリング、２００制御回路（制御手段）、２００ａメモリ、２０２クランクセンサ、２０４カムセンサ、２１０進角接続逆止弁、２１２進角弁座、２１４進角弁部材、２１５進角リテーナ、２１６弾性部材、２２０進角接続通路、２２１共通端部、２２２，２４２端部、２３０遅角接続逆止弁、２３２遅角弁座、２３４遅角弁部材、２３５遅角リテーナ、２４０遅角接続通路、２６０，１２６０中継通路、２６１，２６２，１２６１，１２６２端部、２８０入力逆止弁

Claims

内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動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であって、
前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
前記カム軸と連動して回転し、前記駆動回転体との間において進角室及び遅角室を回転方向に区画し、前記進角室又は前記遅角室に作動流体が供給されることにより前記カム軸を前記クランク軸に対する進角側又は遅角側に駆動する従動回転体と、
流体入力源から作動流体が入力される入力ポート、作動流体を排出するためのドレンポート、前記進角室及び前記遅角室の一方に作動流体を出力する第一出力ポート、前記進角室及び前記遅角室の他方に作動流体を出力する第二出力ポート、並びに前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させて前記クランク軸に対するカム軸の位相を変化させるための位相変化位置及び前記駆動回転体に対して前記従動回転体を押当てて前記位相を最端位相に保持するための最端位相位置が移動位置として設定されるスプールを有し、前記スプールの前記位相変化位置において、前記第一出力ポートを前記入力ポートに対して連通させると共に前記第二出力ポートを前記ドレンポートに対して閉塞し、前記スプールの前記最端位相位置において、前記第一出力ポートを前記入力ポートに対して連通させると共に前記第二出力ポートを前記ドレンポートに対して連通させるスプール弁と、
前記スプールに形成され、当該スプールの前記位相変化位置において前記第一出力ポート及び前記第二出力ポートの間を接続する接続通路と、
前記接続通路に配設され、前記スプールの前記位相変化位置において開弁することにより、前記第二出力ポート側から前記第一出力ポート側に向かう作動流体流れを許容する一方、前記スプールの前記位相変化位置において閉弁することにより、前記第一出力ポート側から前記第二出力ポート側に向かう作動流体流れを規制する接続逆止弁と、
を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
前記スプール弁は、前記位相を遅角側の前記最端位相に保持する最遅角位相位置が前記最端位相位置として設定される前記スプールを有し、当該スプールの前記最遅角位相位置においては、前記遅角室に作動流体を出力する遅角出力ポートが第一出力ポートとして機能すると共に前記進角室に作動流体を出力する進角出力ポートが第二出力ポートとして機能する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。
前記スプール弁は、前記位相を進角側の前記最端位相に保持する最進角位相位置が前記最端位相位置として設定される前記スプールを有し、当該スプールの前記最進角位相位置においては、前記進角室に作動流体を出力する進角出力ポートが第一出力ポートとして機能すると共に前記遅角室に作動流体を出力する遅角出力ポートが第二出力ポートとして機能することを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング調整装置。
前記スプール弁は、大気に開放される前記ドレンポート、並びに前記位相変化位置及び前記最端位相位置が移動方向に隣り合って設定される前記スプールを有し、
前記スプールの前記位相変化位置並びに前記最端位相位置において前記接続通路は、前記第一出力ポート及び前記第二出力ポートの間を接続し、
前記スプールの前記位相変化位置並びに前記最端位相位置において前記接続逆止弁は、前記接続通路にて前記第一出力ポート側よりも前記第二出力ポート側が高圧となる場合に開弁する一方、前記接続通路にて前記第一出力ポート側よりも前記第二出力ポート側が低圧となる場合に閉弁する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。
前記流体入力源及び前記入力ポートに連通する入力通路と、
前記入力通路に配設され、前記流体入力源側から前記入力ポート側に向かう作動流体流れを開弁により許容する一方、前記入力ポート側から前記流体入力源側に向かう作動流体流れを閉弁により規制する入力逆止弁を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記位相のうち基準位相に基づいて前記スプールの移動位置を制御する制御手段であって、前記移動位置を前記最端位相位置に制御した状態下、実際の前記位相を前記基準位相として学習する制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の始動が完了した場合に、前記移動位置を前記最端位相位置に制御して前記基準位相を学習することを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
前記制御手段は、前記内燃機関の設定値以下の回転数において前記位相を前記最端位相に調整するための条件が成立した場合に、前記移動位置を前記最端位相位置に制御して前記基準位相を学習することを特徴とする請求項６又は７に記載のバルブタイミング調整装置。