JP2009222024A - Variable cam phase internal combustion engine - Google Patents

Variable cam phase internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP2009222024A
JP2009222024A JP2008070109A JP2008070109A JP2009222024A JP 2009222024 A JP2009222024 A JP 2009222024A JP 2008070109 A JP2008070109 A JP 2008070109A JP 2008070109 A JP2008070109 A JP 2008070109A JP 2009222024 A JP2009222024 A JP 2009222024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotating member
rotation
cam phase
engine
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008070109A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuki Ichikawa
和樹 市川
Masayuki Toyokawa
政行 豊川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2008070109A priority Critical patent/JP2009222024A/en
Publication of JP2009222024A publication Critical patent/JP2009222024A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable cam phase internal combustion engine can surely lock a VTC actuator at a prescribed cam phase in starting of the engine. <P>SOLUTION: A lock pin 33 and a lock pin spring 34 are stored in a third vane 43 and a lock hole 25a in which the rock pin 33 is fitted is bored on a back plate 25. A rotation restriction pin 36 and a restriction pin spring 37 are stored in a fourth vane 43 and an arch shape rotation restriction groove 25b in which the rotation restriction pin 36 is fitted is bored on the back plate 25. A rotation restriction range θ2(a rotation range of a housing 22 and a rotor 23 when the rotation restriction pin 36 is fitted in the rotation restriction groove 25b) is 20°(40° in crank angle), and is set significantly smaller than a maximum rotation range θ1(35° in this embodiment(70° in crank angle)) of the housing 22 and the rotor 23. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、カム位相可変型内燃機関に係り、詳しくは、エンジンの始動時に所定のカム位相でVTCアクチュエータを確実にロックするための技術に関する。   The present invention relates to a cam phase variable internal combustion engine, and more particularly to a technique for reliably locking a VTC actuator with a predetermined cam phase when the engine is started.

4サイクルエンジン(以下、単にエンジンと記す)では、出力および燃費の向上や有害排出ガス成分の低減等を図るべく、種々の可変動弁機構を搭載したものが多くなっている。可変動弁機構としては、低速型カムと高速型カムとを切り換えるものが従来より存在するが、近年ではカム位相とバルブリフトとを個別に連続可変制御することで過渡特性の更なる向上やスロットルレス化等を実現したものが主流となってきている。カム位相の可変制御に供されるバルブタイミングコントロール装置(Variable Timing Control Device:以下、VTCと記す)は、シリンダヘッドにおけるカムシャフトの端部付近に設置された油圧アクチュエータ(以下、VTCアクチュエータと記す)や、VTCアクチュエータへの供給油圧(エンジン油圧)を制御するためのリニアソレノイド等から構成されている(特許文献1,2参照)。   Many 4-cycle engines (hereinafter simply referred to as engines) are equipped with various variable valve mechanisms to improve output and fuel consumption, reduce harmful exhaust gas components, and the like. As a variable valve mechanism, there is a conventional one that switches between a low speed type cam and a high speed type cam. In recent years, however, the cam phase and the valve lift are individually and continuously controlled to further improve the transient characteristics and the throttle. What has become less is becoming mainstream. A valve timing control device (Variable Timing Control Device: hereinafter referred to as VTC) used for variable control of the cam phase is a hydraulic actuator (hereinafter referred to as VTC actuator) installed near the end of the camshaft in the cylinder head. And a linear solenoid for controlling the hydraulic pressure (engine hydraulic pressure) supplied to the VTC actuator (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1,2のVTCアクチュエータは、複数枚のベーンを有するロータと、ロータを相対回転可能に収納するハウジングとを有し、ハウジングに形成された進角室と遅角室とに作動油(エンジンオイル)が適宜供給されるとロータとハウジングとが相対回転する構造が採られており、ロータがカムシャフト側に固着される一方でハウジングにカムスプロケットが一体化されている。この種のVTCアクチュエータでは、エンジン停止後の再始動時において、進角室や遅角室内の油圧が無くなることから、ロータとハウジングとが自由に相対回転してしまう虞がある。そこで、特許文献2のVTCアクチュエータは、ロータに設置されたスプリング駆動のロックピンがエンジン停止時にハウジングに形成されたロック孔に嵌入することにより、最進角側と最遅角側との間のカム位相(中間カム位相)でロックされた状態でエンジンの再始動が行われるようにしている。
特開2002−285872号公報 特開2001−50063号公報
The VTC actuators of Patent Documents 1 and 2 include a rotor having a plurality of vanes and a housing that accommodates the rotor in a relatively rotatable manner, and hydraulic oil ( When the engine oil is appropriately supplied, the rotor and the housing rotate relative to each other. The rotor is fixed to the camshaft, and the cam sprocket is integrated with the housing. In this type of VTC actuator, the hydraulic pressure in the advance chamber and retard chamber is lost when restarting after the engine is stopped. Therefore, in the VTC actuator of Patent Document 2, the spring-driven lock pin installed on the rotor is inserted into the lock hole formed in the housing when the engine is stopped, so that the most advanced angle side and the most retarded angle side are provided. The engine is restarted while being locked at the cam phase (intermediate cam phase).
JP 2002-285872 A JP 2001-50063 A

特許文献2のVTCアクチュエータでは、予期せぬ原因によるエンジンのストールやエンジン油圧の急激な低下が生じた場合、ロックピンがロック孔に嵌入するための時間が十分に確保できず、エンジン停止時にVTCアクチュエータが例えば最遅角側に移動したままとなってしまう可能性がある。この状態でエンジンが始動されると、エンジン油圧が十分に上昇するまでの間、カムシャフトの暴れによる騒音の他、バルブタイミングの狂いに起因する有害排出ガス成分の増加やエンジンの失火等が生じる虞があった。   In the VTC actuator of Patent Document 2, when an engine stall due to an unexpected cause or a sudden drop in engine oil pressure occurs, it is not possible to secure a sufficient time for the lock pin to fit into the lock hole. There is a possibility that the actuator remains moving to the most retarded angle side, for example. When the engine is started in this state, noise due to camshaft rampage, increase in harmful exhaust gas components due to incorrect valve timing, engine misfire, etc. occur until the engine hydraulic pressure rises sufficiently There was a fear.

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、エンジンの始動時に所定のカム位相でVTCアクチュエータが確実にロックされるようにしたカム位相可変型内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to provide a variable cam phase internal combustion engine in which a VTC actuator is reliably locked at a predetermined cam phase when the engine is started.

第1の発明は、クランクシャフトに同期して回転する第1回転部材と、カムシャフトと一体に回転するとともに前記第1回転部材に相対回転可能に連結される第2回転部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とを所定の第1角度範囲内で相対回転させる駆動手段とを有するカム位相可変型内燃機関であって、前記第1回転部材と前記第2回転部材との相対回転を前記第1角度範囲より狭い第2角度範囲内に制限する相対回転制限手段と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とを前記第2角度範囲内における所定の結合角度をもって結合/一体化するカム位相固定手段とを備えたことを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a first rotating member that rotates in synchronization with a crankshaft, a second rotating member that rotates integrally with a camshaft and is rotatably coupled to the first rotating member, and the first A cam phase variable internal combustion engine having a driving means for relatively rotating a rotating member and the second rotating member within a predetermined first angle range, wherein the relative rotation between the first rotating member and the second rotating member Relative rotation limiting means for limiting the rotation within a second angle range narrower than the first angle range, and coupling the first rotation member and the second rotation member with a predetermined coupling angle within the second angle range / And an integrated cam phase fixing means.

また、第2の発明は、第1の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記結合角度が前記第2角度範囲の一方の端に設定されたことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the first aspect of the invention, the coupling angle is set at one end of the second angle range.

また、第3の発明は、第1または第2の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記相対回転制限手段は、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか一方に保持されたストッパ部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか他方に形成されて前記ストッパ部材が嵌入する回転制限溝とからなり、前記ストッパ部材の作動方向が前記カムシャフトの軸心と略平行であることを特徴とする。   According to a third aspect of the invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the first or second aspect of the invention, the relative rotation restricting means is held on either the first rotating member or the second rotating member. And a rotation limiting groove formed on one of the first rotating member and the second rotating member and into which the stopper member is fitted, and the operating direction of the stopper member is the camshaft of the camshaft. It is characterized by being substantially parallel to the axis.

また、第4の発明は、第1または第2の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記相対回転制限手段は、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか一方に保持されたストッパ部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか他方に形成されて前記ストッパ部材が嵌入する回転制限溝とからなり、前記ストッパ部材の作動方向が前記カムシャフトの軸心と略直交することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the first or second aspect of the invention, the relative rotation restricting means is held on either the first rotating member or the second rotating member. And a rotation limiting groove formed on one of the first rotating member and the second rotating member and into which the stopper member is fitted, and the operating direction of the stopper member is the camshaft of the camshaft. It is characterized by being substantially orthogonal to the axis.

また、第5の発明は、第4の発明に係るカム位相可変型内燃機関において、前記ストッパ部材は、前記第1回転部材または前記第2回転部材の回転に伴う遠心力と、圧油供給手段から供給された作動油との少なくとも一方によって駆動されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, in the cam phase variable internal combustion engine according to the fourth aspect of the present invention, the stopper member includes a centrifugal force accompanying the rotation of the first rotating member or the second rotating member, and pressure oil supply means. It is driven by at least one of hydraulic oil supplied from

第1の発明によれば、例えばエンジン油圧が低下した場合には、先ず相対回転制限手段の作動によって第1回転部材と第2回転部材とが第1角度範囲内で相対回転するようになった後、カム位相固定手段の作動によって第1回転部材と第2回転部材とが所定の相対角度で結合/一体化される。また、第2の発明によれば、第1回転部材と第2回転部材とが第2角度範囲内で正逆両方向に交番的に相対回転した場合にも、カム位相固定手段が結合角度で一旦制動され、第1回転部材と第2回転部材と結合されやすくなる。また、第3の発明によれば、第1回転部材や第2回転部材の回転に伴う遠心力がストッパ部材に作用し難くなり、カム位相固定手段による第1回転部材と第2回転部材との結合が円滑に行われる。また、第4および第5の発明によれば、第1回転部材や第2回転部材の回転に伴う遠心力を利用することで、ストッパ部材の駆動に要する部品を削減することが可能となる。   According to the first aspect of the invention, for example, when the engine hydraulic pressure is lowered, first, the first rotation member and the second rotation member are relatively rotated within the first angle range by the operation of the relative rotation limiting means. Thereafter, the first rotating member and the second rotating member are coupled / integrated at a predetermined relative angle by the operation of the cam phase fixing means. According to the second aspect of the present invention, even when the first rotating member and the second rotating member are alternately rotated relative to each other in both the forward and reverse directions within the second angle range, the cam phase fixing means is once at the coupling angle. It is braked and it becomes easy to couple | bond with a 1st rotation member and a 2nd rotation member. According to the third invention, the centrifugal force accompanying the rotation of the first rotating member and the second rotating member is less likely to act on the stopper member, and the first rotating member and the second rotating member by the cam phase fixing means Bonding is performed smoothly. Further, according to the fourth and fifth inventions, it is possible to reduce the parts required for driving the stopper member by utilizing the centrifugal force accompanying the rotation of the first rotating member and the second rotating member.

以下、図面を参照して、本発明に係るカム位相可変型内燃機関の実施形態とその一部変形例とを詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of a cam phase variable internal combustion engine according to the present invention and a partial modification thereof will be described in detail with reference to the drawings.

[実施形態]
図1は実施形態に係る自動車用エンジンの要部透視斜視図であり、図2は実施形態に係るVTCアクチュエータの分解斜視図であり、図3は実施形態に係るVTCアクチュエータの概略構成図であり、図4は実施形態に係るVTCアクチュエータの要部分解斜視図であり、図5は実施形態に係るVTCアクチュエータの要部分解斜視図であり、図6は実施形態に係るハウジングとロータとの相対回転範囲を示す説明図である。
[Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an automotive engine according to the embodiment, FIG. 2 is an exploded perspective view of the VTC actuator according to the embodiment, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the VTC actuator according to the embodiment. 4 is an exploded perspective view of the main part of the VTC actuator according to the embodiment, FIG. 5 is an exploded perspective view of the main part of the VTC actuator according to the embodiment, and FIG. 6 shows the relative relationship between the housing and the rotor according to the embodiment. It is explanatory drawing which shows a rotation range.

≪実施形態の構成≫
<全体構成>
図1に示すエンジン(カム位相可変型内燃機関)Eは、自動車に搭載されるDOHC4バルブ型の4サイクル直列4気筒ガソリンエンジンであり、そのシリンダヘッド1に、各気筒2本ずつの吸気バルブ2および排気バルブ3、これら吸排気バルブ2,3を駆動する吸気カムシャフト4および排気カムシャフト5を備えている。両カムシャフト4,5は、クランクスプロケット6、カムチェーン7、吸気カムスプロケット8、排気カムスプロケット9を介して、クランクシャフト10によって1/2の回転速度をもって回転駆動される。また、クランクシャフト10は、コネクティングロッド11を介してピストン12に連結されるとともに、チェーン13を介して斜め下方に設置されたオイルポンプ14を駆動する。また、吸気カムシャフト4の前端にはVTCアクチュエータ21が取り付けられ、シリンダヘッド1およびシリンダブロック15にはオイルポンプ14からの作動油(エンジンオイル)をVTCアクチュエータ21に供給するための油路16が形成されている。
<< Configuration of Embodiment >>
<Overall configuration>
An engine (cam phase variable internal combustion engine) E shown in FIG. 1 is a DOHC 4-valve four-cycle in-line four-cylinder gasoline engine mounted on an automobile. An intake valve 2 for each cylinder is provided in the cylinder head 1. And an exhaust valve 3, an intake camshaft 4 and an exhaust camshaft 5 that drive the intake and exhaust valves 2 and 3. Both camshafts 4 and 5 are rotationally driven by the crankshaft 10 at a rotational speed of 1/2 through the crank sprocket 6, the cam chain 7, the intake cam sprocket 8, and the exhaust cam sprocket 9. The crankshaft 10 is connected to the piston 12 via a connecting rod 11 and drives an oil pump 14 installed obliquely downward via a chain 13. A VTC actuator 21 is attached to the front end of the intake camshaft 4, and an oil passage 16 for supplying hydraulic oil (engine oil) from the oil pump 14 to the VTC actuator 21 is provided in the cylinder head 1 and the cylinder block 15. Is formed.

<VTCアクチュエータ>
図2に示すように、VTCアクチュエータ21は、外周に吸気カムスプロケット8が形成されたハウジング(第1回転部材)22、ハウジング22内に回転自在に保持されるとともに吸気カムシャフト4の前端にその後面が締結されるロータ(第2回転部材)23、ハウジング22の前面を覆うフロントプレート24、ハウジング22の後面を覆うバックプレート25、フロントプレート24の内周側に配置されたリードバルブ26、リードバルブ26をロータ23に固定するリードバルブカバー27、ハウジング22とロータ23とを進角方向に相対回動させるバイアススプリング28、吸気カムシャフト4およびロータ23の軸心に保持されたバルブスリーブ29、バルブスリーブ29に摺動自在に内嵌したスプールバルブ(油圧制御弁)30、エンジンECUによって制御されることによってスプールバルブ30を軸方向に駆動するリニアソレノイド31、スプールバルブ30をリニアソレノイド31側に付勢するリターンスプリング32、ロータ23に保持されたロックピン(カム位相固定手段)33、ロックピン33をバックプレート25側に付勢するロックピンスプリング34、ロータ23に保持されてロータ23内の油路から油路16への作動油の逆流を防止するチェックバルブ35、ロータ23に保持された回転制限ピン(ストッパ部材)36、回転制限ピン36をバックプレート25側に付勢する制限ピンスプリング37を主要構成要素としている。
<VTC actuator>
As shown in FIG. 2, the VTC actuator 21 includes a housing (first rotating member) 22 having an intake cam sprocket 8 formed on the outer periphery thereof, is rotatably held in the housing 22, and is then attached to the front end of the intake camshaft 4. A rotor (second rotating member) 23 to which the surface is fastened, a front plate 24 covering the front surface of the housing 22, a back plate 25 covering the rear surface of the housing 22, a reed valve 26 disposed on the inner peripheral side of the front plate 24, a lead A reed valve cover 27 for fixing the valve 26 to the rotor 23, a bias spring 28 for relatively rotating the housing 22 and the rotor 23 in the advance direction, a valve sleeve 29 held at the axis of the intake camshaft 4 and the rotor 23, Spool valve (hydraulic control valve) slidably fitted in the valve sleeve 29 30, a linear solenoid 31 that drives the spool valve 30 in the axial direction by being controlled by the engine ECU, a return spring 32 that biases the spool valve 30 toward the linear solenoid 31, and a lock pin (cam phase) held by the rotor 23 Fixing means) 33, a lock pin spring 34 that urges the lock pin 33 toward the back plate 25, and a check valve 35 that is held by the rotor 23 and prevents backflow of hydraulic oil from the oil passage in the rotor 23 to the oil passage 16. The main components are a rotation limit pin (stopper member) 36 held by the rotor 23 and a limit pin spring 37 that biases the rotation limit pin 36 toward the back plate 25.

図3に示すように、ロータ23の外周には比較的薄幅の第1,第2ベーン41,42と比較的厚幅の第3,第4ベーン43,44とが立設される一方、ハウジング22の内周にはこれらベーン41〜44を所定角度(本実施形態では、35°)をもって相対回動自在に収容する第1〜第4ベーン室45〜48が形成されている。本実施形態の場合、第1ベーン41および第1ベーン室45は第1油圧駆動型位相可変機構(Oil Pressure Actuated phaser:以下、OPAと記す)61の構成要素であり、第2ベーン42および第2ベーン室46は第2OPA62の構成要素であり、第3ベーン43および第3ベーン室47はカムトルク駆動型位相可変機構(Cam Torque Actuated phaser:以下、CTAと記す)63の構成要素である。図3中、符号49で示す部材はロータ23の外周に設けられたロータ側シールであり、符号50で示す部材はハウジング22の内周に設けられたハウジング側シールである。   As shown in FIG. 3, relatively thin first and second vanes 41 and 42 and relatively thick width third and fourth vanes 43 and 44 are erected on the outer periphery of the rotor 23. Formed on the inner periphery of the housing 22 are first to fourth vane chambers 45 to 48 for accommodating these vanes 41 to 44 so as to be relatively rotatable at a predetermined angle (35 ° in this embodiment). In the present embodiment, the first vane 41 and the first vane chamber 45 are constituent elements of a first hydraulic pressure actuated phaser (hereinafter referred to as OPA) 61, The two-vane chamber 46 is a component of the second OPA 62, and the third vane 43 and the third vane chamber 47 are components of a cam torque-driven phase variable mechanism (hereinafter referred to as CTA) 63. In FIG. 3, a member denoted by reference numeral 49 is a rotor-side seal provided on the outer periphery of the rotor 23, and a member denoted by reference numeral 50 is a housing-side seal provided on the inner periphery of the housing 22.

第1,第2ベーン室45,46は、第1,第2ベーン41,42により、スプールバルブ30からの作動油が供給油路51,52を介して供給される進角側油圧室45a,46aと、ドレイン通路53,54に連通する遅角室45b,46bとにそれぞれ区画されている。また、第3ベーン室47は、第3ベーン43により、進角側油路56を介してスプールバルブ30に連通する進角側油圧室47aと、遅角側油路55を介してスプールバルブ30に連通する遅角側油圧室47bとに区画されている。   The first and second vane chambers 45 and 46 are advanced-angle-side hydraulic chambers 45a to which hydraulic oil from the spool valve 30 is supplied via supply oil passages 51 and 52 by the first and second vanes 41 and 42, respectively. 46a and retarding chambers 45b and 46b communicating with the drain passages 53 and 54, respectively. Further, the third vane chamber 47 is connected to the advance angle hydraulic chamber 47 a communicating with the spool valve 30 via the advance angle side oil passage 56 by the third vane 43 and the spool valve 30 via the retard angle side oil passage 55. And a retarded-side hydraulic chamber 47b that communicates with each other.

<ロックピンおよび回転制限ピン>
図4,図5にも示すように、第3ベーン43にはロックピン33とロックピンスプリング34(図2参照)とが収容される一方、バックプレート25にはロックピン33が嵌入するロック孔25aが穿設されている。また、第4ベーン43には回転制限ピン36と制限ピンスプリング37(図2参照)とが収容される一方、バックプレート25には回転制限ピン36が嵌入する円弧状の回転制限溝25bが穿設されている。実施形態の場合、ロックピン33および回転制限ピン36は、エンジンEの運転時に吸気カムシャフト4の回転に伴う遠心力が殆ど作用しないように、VTCアクチュエータ21の軸心(すなわち、吸気カムシャフト4の軸心)と平行に設置されている。
<Lock pin and rotation limit pin>
As shown in FIGS. 4 and 5, the lock pin 33 and the lock pin spring 34 (see FIG. 2) are accommodated in the third vane 43, while the lock hole into which the lock pin 33 is fitted in the back plate 25. 25a is drilled. The fourth vane 43 accommodates a rotation limiting pin 36 and a limiting pin spring 37 (see FIG. 2), while the back plate 25 has an arcuate rotation limiting groove 25b into which the rotation limiting pin 36 is fitted. It is installed. In the case of the embodiment, the lock pin 33 and the rotation limiting pin 36 are arranged so that the centrifugal force accompanying the rotation of the intake camshaft 4 hardly acts during operation of the engine E so that the shaft center of the VTC actuator 21 (that is, the intake camshaft 4 It is installed parallel to the axis of

後述するように、ロックピン33は、CTA63内の油圧が低下した場合にのみ、ロックピンスプリング34のばね力によってその先端がロック孔25aに嵌入可能となる。また、回転制限ピン36は、VTCアクチュエータ21への供給油圧が低下した場合にのみ、制限ピンスプリング37のばね力によってその先端が回転制限溝25bに嵌入可能となる。なお、本実施形態の場合、ロックピン33の解除圧(ロック孔25aへの嵌入が始まる油圧)は50kPaに設定され、回転制限ピン36の解除圧は35kPaに設定されている。また、ロックピン33は、始動に適したカム位相(始動時カム位相)が得られる相対角度(結合角度:本実施形態では、最進角と最遅角との中間の角度)において、ロック孔25aに嵌入する。   As will be described later, the lock pin 33 can be fitted into the lock hole 25a by the spring force of the lock pin spring 34 only when the hydraulic pressure in the CTA 63 is lowered. Further, only when the hydraulic pressure supplied to the VTC actuator 21 is lowered, the rotation limit pin 36 can be inserted into the rotation limit groove 25b by the spring force of the limit pin spring 37. In the case of this embodiment, the release pressure of the lock pin 33 (hydraulic pressure at which insertion into the lock hole 25a starts) is set to 50 kPa, and the release pressure of the rotation limit pin 36 is set to 35 kPa. Further, the lock pin 33 has a lock hole at a relative angle (coupling angle: an intermediate angle between the most advanced angle and the most retarded angle in this embodiment) at which a cam phase suitable for starting (starting cam phase) is obtained. 25a.

図6に示すように、回転制限範囲θ2(回転制限ピン36が回転制限溝25bに嵌入した際のハウジング22とロータ23との回転範囲:第2角度範囲)は20°(クランク角では、40°))であり、ハウジング22とロータ23との最大回転範囲θ1(本実施形態では、35°(クランク角では、70°):第1角度範囲)に対して有意に小さく設定されている。そして、回転制限範囲θ2は、進角側の端が最大回転範囲θ1の最進角位置と一致し、遅角側の端が結合角度と一致している。   As shown in FIG. 6, the rotation restriction range θ2 (the rotation range of the housing 22 and the rotor 23 when the rotation restriction pin 36 is fitted in the rotation restriction groove 25b: the second angle range) is 20 ° (40 at the crank angle). °)), and is set to be significantly smaller than the maximum rotation range θ1 of the housing 22 and the rotor 23 (in this embodiment, 35 ° (70 ° in crank angle): first angle range). In the rotation restriction range θ2, the end on the advance side coincides with the most advanced position of the maximum rotation range θ1, and the end on the retard side coincides with the coupling angle.

≪実施形態の作用≫
以下、図7〜図15の模式図やグラフを参照して本実施形態の作用を説明する。
<進角作動>
エンジンEの運転中に吸気カムシャフト4を進角させる場合、エンジンECUは、図7に示すように、リニアソレノイド31によってスプールバルブ30を進角位置(図中、右方)に移動させる。すると、オイルポンプ14から油路16を経由して供給された作動油は、スプールバルブ30を介して第1,第2OPA61,62側の進角側油圧室45a,46aに流入して第1,第2ベーン41,42を進角側に付勢する。一方、CTA63では、吸気カムシャフト4に進角側のカムトルクが作用し、ハウジング22に対してロータ23が進角側に相対回転するごとにリードバルブ26の第2弁体26bが開き、遅角側油圧室47b内の作動油が進角側油圧室47aに流入して第3ベーン43(すなわち、ロータ23)を進角側に相対回転させる。また、遅角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ26の第1,第2弁体26a,26bは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第1,第2OPA61,62およびCTA63の作動により、ロータ23がハウジング22に対して図中時計回りに相対回転し、吸気カムシャフト4が進角する。なお、CTA63への作動油の供給は、エンジンEの運転開始時に、チェックバルブ35を介してCTA63が満たされるまで行われる。また、エンジンEの通常運転時において、ロックピン33はCTA63から供給された油圧によって解除側に移動し(ロック孔25aから外れ)、回転制限ピン36は油路16から供給された油圧によって解除側に移動し(回転制限溝25bから外れ)、ハウジング22とロータ23とが最大回転範囲θ1内で相対回転可能となる。
<< Operation of Embodiment >>
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to schematic diagrams and graphs of FIGS.
<Advance operation>
When the intake camshaft 4 is advanced during operation of the engine E, the engine ECU moves the spool valve 30 to the advanced position (rightward in the figure) by the linear solenoid 31 as shown in FIG. Then, the hydraulic oil supplied from the oil pump 14 via the oil passage 16 flows into the advance side hydraulic chambers 45a and 46a on the first and second OPA 61 and 62 side via the spool valve 30 and enters the first and second hydraulic chambers 45a and 46a. The second vanes 41 and 42 are urged toward the advance side. On the other hand, in the CTA 63, the cam angle on the advance side acts on the intake camshaft 4, and the second valve body 26b of the reed valve 26 opens each time the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the advance side. The hydraulic oil in the side hydraulic chamber 47b flows into the advance side hydraulic chamber 47a and relatively rotates the third vane 43 (that is, the rotor 23) to the advance side. Further, when the retard side cam torque is applied, the first and second valve bodies 26a, 26b of the reed valve 26 are closed, and the cam phase is maintained without moving the hydraulic oil. By the operations of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 rotates relative to the housing 22 in the clockwise direction in the drawing, and the intake camshaft 4 advances. The supply of hydraulic oil to the CTA 63 is performed until the CTA 63 is satisfied via the check valve 35 at the start of operation of the engine E. Further, during normal operation of the engine E, the lock pin 33 is moved to the release side by the hydraulic pressure supplied from the CTA 63 (disengaged from the lock hole 25a), and the rotation limit pin 36 is released from the hydraulic pressure supplied from the oil passage 16. (Disengagement from the rotation limiting groove 25b), the housing 22 and the rotor 23 can be relatively rotated within the maximum rotation range θ1.

<遅角作動>
エンジンEの運転中に吸気カムシャフト4を遅角させる場合、エンジンECUは、図8に示すように、リニアソレノイド31によってスプールバルブ30を遅角位置(図中、左方)に移動させる。すると、第1,第2OPA61,62では、進角側油圧室45a,46a内の作動油がスプールバルブ30を介してドレイン通路53,54から排出され、第1,第2ベーン41,42を進角側に付勢する付勢力がなくなる。一方、CTA63では、吸気カムシャフト4に遅角側のカムトルクが作用し、ハウジング22に対してロータ23が遅角側に相対回転するごとにリードバルブ26の第1弁体26aが開き、進角側油圧室47a内の作動油が遅角側油圧室47bに流入して第3ベーン43(すなわち、ロータ23)を遅角側に相対回転させる。また、進角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ26の第1,第2弁体26a,26bは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。これら第1,第2OPA61,62およびCTA63の作動により、ロータ23がハウジング22に対して図中反時計回りに相対回転し、吸気カムシャフト4が遅角する。
<Delayed operation>
When retarding the intake camshaft 4 during operation of the engine E, the engine ECU moves the spool valve 30 to the retarded position (leftward in the figure) by the linear solenoid 31, as shown in FIG. Then, in the first and second OPAs 61 and 62, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chambers 45 a and 46 a is discharged from the drain passages 53 and 54 via the spool valve 30 and advances through the first and second vanes 41 and 42. There is no urging force to urge the corner. On the other hand, in the CTA 63, the retard cam torque acts on the intake camshaft 4, and the first valve body 26a of the reed valve 26 opens and advances each time the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the retard side. The hydraulic oil in the side hydraulic chamber 47a flows into the retarded side hydraulic chamber 47b and relatively rotates the third vane 43 (that is, the rotor 23) toward the retarded side. Further, when the cam torque on the advance side acts, the first and second valve bodies 26a, 26b of the reed valve 26 are closed, and the cam phase is maintained without moving the hydraulic oil. By the operation of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 rotates relative to the housing 22 counterclockwise in the figure, and the intake camshaft 4 is retarded.

<保持作動>
上述した進角作動や遅角作動によって目標とするカム位相が得られると、エンジンECUは、図9に示すように、リニアソレノイド31によってスプールバルブ30を保持位置(図中、中央)に移動させる。すると、第1,第2OPA61,62では、進角側油圧室45a,46a内の作動油がスプールバルブ30によって封じ込められ、第1,第2ベーン41,42が移動できなくなる。一方、CTA63では、進角側油圧室47aと遅角側油圧室47bとの間で作動油が移動できなくなり、第3ベーン43も移動できなくなる。これら第1,第2OPA61,62およびCTA63の作動により、ロータ23がハウジング22に対して相対回転しなくなり、吸気カムシャフト4のカム位相が保持される。
<Holding operation>
When the target cam phase is obtained by the advance angle operation or the retard angle operation described above, the engine ECU moves the spool valve 30 to the holding position (center in the figure) by the linear solenoid 31 as shown in FIG. . Then, in the first and second OPAs 61 and 62, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chambers 45a and 46a is sealed by the spool valve 30, and the first and second vanes 41 and 42 cannot move. On the other hand, in the CTA 63, the hydraulic oil cannot move between the advance side hydraulic chamber 47a and the retard side hydraulic chamber 47b, and the third vane 43 cannot move. By the operations of the first and second OPAs 61 and 62 and the CTA 63, the rotor 23 does not rotate relative to the housing 22, and the cam phase of the intake camshaft 4 is maintained.

<停止時作動>
運転者がイグニッションキーをOFFにしてエンジンEを停止させると、エンジンECUからリニアソレノイド31への電流供給が断たれると同時に、エンジンEの回転速度も急速に低下する。すると、図10に示すように、回転制限ピン35に供給されていた作動油が排出され、制限ピンスプリング36のばね力によって回転制限ピン35がバックプレート25側に付勢されるようになる。また、また、CTA63ではロータ23やハウジング22間の間隙等から作動油がリークし、CTA油圧が低下することになり、ロックピンスプリング34のばね力によってロックピン33もバックプレート25側に付勢されるようになる。一方、第1,第2OPA61,62では、スプールバルブ30が遅角位置に移動することにより、進角側油圧室45a,46a内の作動油がスプールバルブ30を介してドレイン通路53,54から排出される。また、CTA63では、上述したリークによって進角側油圧室47aおよび遅角側油圧室47bの作動油が比較的急速に減少し、第3ベーン43(すなわち、ロータ23)がハウジング22に対して相対回転できるようになる。これにより、吸気カムシャフト4が受けるカムトルクによってロータ23とハウジング22とが進角側と遅角側との間で交番的に相対回転し、先ず制限ピンスプリング37に付勢された回転制限ピン36が回転制限溝25b内に嵌入した後、ロックピンスプリング34に付勢されたロックピン33がロック孔25aに嵌入してロータ23とハウジング22とがロックされる。
<Operation when stopped>
When the driver turns off the ignition key to stop the engine E, the current supply from the engine ECU to the linear solenoid 31 is cut off, and at the same time, the rotational speed of the engine E rapidly decreases. Then, as shown in FIG. 10, the hydraulic oil supplied to the rotation limit pin 35 is discharged, and the rotation limit pin 35 is biased toward the back plate 25 by the spring force of the limit pin spring 36. Further, in the CTA 63, hydraulic fluid leaks from the gap between the rotor 23 and the housing 22 and the CTA hydraulic pressure is lowered, and the lock pin 33 is also biased toward the back plate 25 by the spring force of the lock pin spring 34. Will come to be. On the other hand, in the first and second OPAs 61 and 62, when the spool valve 30 moves to the retard position, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chambers 45a and 46a is discharged from the drain passages 53 and 54 via the spool valve 30. Is done. Further, in the CTA 63, the hydraulic oil in the advance side hydraulic chamber 47a and the retard side hydraulic chamber 47b decreases relatively rapidly due to the leak described above, and the third vane 43 (that is, the rotor 23) is relative to the housing 22. You can rotate. Thereby, the rotor 23 and the housing 22 are alternately rotated relative to each other between the advance side and the retard side by the cam torque received by the intake camshaft 4, and the rotation limit pin 36 first biased by the limit pin spring 37. Is inserted into the rotation restricting groove 25b, the lock pin 33 biased by the lock pin spring 34 is inserted into the lock hole 25a, and the rotor 23 and the housing 22 are locked.

図11に示すように、エンジンEの停止時においては、エンジン回転速度の低下に伴なってVTCアクチュエータ21への供給油圧が比較的速く低下するため、供給油圧が解除圧(35kPa)を下回った時点で回転制限ピン36が回転制限溝25bに係合し、ハウジング22とロータ23との相対回転範囲が最大回転範囲θ1から回転制限範囲θ2に移行する。次いで、CTA63からの作動油のリークによってロックピン33に印加されているCTA油圧が低下し、CTA油圧が解除圧(50kPa)を下回った時点でロックピン33がロックピンスプリング34によってバックプレート25側に付勢される。そして、回転制限範囲θ2の遅角側の端が結合角度と一致しているため、ハウジング22とロータ23とが回転制限範囲θ2で交番的に相対回転して最遅角側で一瞬停止した瞬間(すなわち、相対回転方向が反転する瞬間)に、ロックピン33がロック孔25aに嵌入してハウジング22とロータ23とが結合/一体化される。   As shown in FIG. 11, when the engine E is stopped, the supply hydraulic pressure to the VTC actuator 21 decreases relatively quickly as the engine rotation speed decreases, so the supply hydraulic pressure falls below the release pressure (35 kPa). At that time, the rotation limit pin 36 engages with the rotation limit groove 25b, and the relative rotation range between the housing 22 and the rotor 23 shifts from the maximum rotation range θ1 to the rotation limit range θ2. Next, when the CTA hydraulic pressure applied to the lock pin 33 is reduced due to the leakage of hydraulic oil from the CTA 63 and the CTA hydraulic pressure falls below the release pressure (50 kPa), the lock pin 33 is moved to the back plate 25 side by the lock pin spring 34. Be energized by. Since the end of the rotation limit range θ2 on the retarded angle side coincides with the coupling angle, the moment when the housing 22 and the rotor 23 rotate relative to each other alternately in the rotation limit range θ2 and stop momentarily on the most retarded angle side. (In other words, at the moment when the relative rotation direction is reversed), the lock pin 33 is fitted into the lock hole 25a, and the housing 22 and the rotor 23 are coupled / integrated.

<再始動時作動>
自動車が長時間停車された後に、運転者がイグニッションキーをSTARTにすると、吸気カムシャフト4が始動時カム位相で固定されていることにより、エンジンEが円滑に始動する。すると、図12に示すように、オイルポンプ14から油路16に供給された作動油は、回転制限ピン36に対して直接に供給される一方、ロックピン33に対してはCTA63を経由して供給される。これにより、回転制限ピン36とロックピン33とによるハウジング22とロータ23との結合が解除され、VTCアクチュエータ21による運転状態に応じたカム位相の制御が行われる。
<Operation at restart>
When the driver sets the ignition key to START after the automobile has been stopped for a long time, the engine E starts smoothly because the intake camshaft 4 is fixed at the start cam phase. Then, as shown in FIG. 12, the hydraulic oil supplied from the oil pump 14 to the oil passage 16 is supplied directly to the rotation limit pin 36, while the lock pin 33 passes through the CTA 63. Supplied. Thereby, the coupling between the housing 22 and the rotor 23 by the rotation limit pin 36 and the lock pin 33 is released, and the cam phase is controlled by the VTC actuator 21 according to the operation state.

図13に示すように、エンジンEの再始動時においては、エンジン回転速度の上昇に伴なってVTCアクチュエータ21への供給油圧が比較的速く上昇し、供給油圧が解除圧(35kPa)を上回った時点で回転制限ピン36が回転制限溝25bから外れる。しかしながら、この時点では、ロックピン33がロック孔25aに嵌入しており、ハウジング22とロータ23とは結合角度で一体化されたままであるため、エンジンEは始動時カム位相によって運転される。エンジンEの始動後に作動油がCTA63内に満たされると、CTA63からロックピン33に供給されるCTA油圧が上昇し、CTA油圧が解除圧(50kPa)を上回った時点でロックピン33がロック孔25aから外れ、ハウジング22とロータ23とが最大回転範囲θ1で相対回転できるようになる。     As shown in FIG. 13, when the engine E was restarted, the hydraulic pressure supplied to the VTC actuator 21 increased relatively quickly with the increase in the engine rotation speed, and the hydraulic pressure supplied exceeded the release pressure (35 kPa). At that time, the rotation limiting pin 36 is detached from the rotation limiting groove 25b. However, at this time, the lock pin 33 is fitted in the lock hole 25a, and the housing 22 and the rotor 23 remain integrated at the coupling angle, so the engine E is operated with the start cam phase. When the hydraulic oil is filled in the CTA 63 after the engine E is started, the CTA hydraulic pressure supplied from the CTA 63 to the lock pin 33 rises. When the CTA hydraulic pressure exceeds the release pressure (50 kPa), the lock pin 33 is locked to the lock hole 25a. Thus, the housing 22 and the rotor 23 can rotate relative to each other within the maximum rotation range θ1.

<エンジンストール後の再始動>
坂道等でエンジンEがストールした場合、エンジンEが正常に停止された場合とは異なり、停止に至るまでのエンジン回転速度の低下割合が大きく、吸気カムシャフト4のカム位相も最進角から最遅角までの範囲をとり得る。この場合、本実施形態では以下のような手順で、再始動時に始動時カム位相を確立する。
<Restart after engine stall>
When the engine E stalls on a slope or the like, unlike the case where the engine E is normally stopped, the rate of decrease in the engine rotation speed until the engine E is stopped is large, and the cam phase of the intake camshaft 4 is also maximized from the most advanced angle. A range up to a retard angle can be taken. In this case, in this embodiment, the starting cam phase is established at the time of restart by the following procedure.

(ストール後再始動1)
エンジンEのストール後にあまり時間が経過しておらず、CTA63内に十分な量の作動油が存在し、かつ、カム位相が最遅角側(回転制限ピン36が回転制限溝25bに嵌入できない位置)にあった場合、図14に示すように、エンジンEがクランキングを始めると同時にリニアソレノイド31に駆動電流を供給する。すると、スプールバルブ30が進角位置に移動し、CTA63が進角側に作動するようになる。これにより、吸気カムシャフト4に進角側のカムトルクが作用し、ハウジング22に対してロータ23が進角側に相対回転するごとにリードバルブ26の第2弁体26bが開き、遅角側油圧室47b内の作動油が進角側油圧室47aに流入して第3ベーン43(すなわち、ロータ23)を進角側に相対回転させる。また、遅角側のカムトルクが作用した場合には、リードバルブ26の第1,第2弁体26a,26bは閉じ、作動油の移動は起こらずにカム位相が保持される。そして、ハウジング22とロータ23との相対角度が結合角度となった瞬間に、ロックピンスプリング34に付勢されたロックピン33がロック孔25aに嵌入し、吸気カムシャフト4の始動時カム位相が確立されて円滑な再始動が実現される。なお、ロックピン33がロック孔25aに嵌入した瞬間には、回転制限ピン36も回転制限溝25bに嵌入する。
(Restart after stall 1)
Not much time has passed after the stall of the engine E, there is a sufficient amount of hydraulic oil in the CTA 63, and the cam phase is at the most retarded angle (position where the rotation limiting pin 36 cannot be fitted into the rotation limiting groove 25b). 14), the drive current is supplied to the linear solenoid 31 as soon as the engine E starts cranking, as shown in FIG. Then, the spool valve 30 moves to the advance position, and the CTA 63 operates to the advance side. As a result, an advance cam torque acts on the intake camshaft 4, and the second valve body 26b of the reed valve 26 opens each time the rotor 23 rotates relative to the housing 22 toward the advance side. The hydraulic oil in the chamber 47b flows into the advance side hydraulic chamber 47a and relatively rotates the third vane 43 (that is, the rotor 23) to the advance side. Further, when the retard side cam torque is applied, the first and second valve bodies 26a, 26b of the reed valve 26 are closed, and the cam phase is maintained without moving the hydraulic oil. Then, at the moment when the relative angle between the housing 22 and the rotor 23 becomes the coupling angle, the lock pin 33 urged by the lock pin spring 34 is fitted into the lock hole 25a, and the start cam phase of the intake camshaft 4 is Established and smooth restart is realized. At the moment when the lock pin 33 is inserted into the lock hole 25a, the rotation limit pin 36 is also inserted into the rotation limit groove 25b.

(ストール後再始動2)
エンジンEのストール後にある程度の時間が経過し、CTA63内に十分な量の作動油が存在せず、かつ、カム位相が最遅角側にあった場合、図15に示すように、エンジンEがクランキングを始めると、吸気カムシャフト4が受けるカムトルクによってロータ23とハウジング22とが進角側と遅角側との間で交番的に相対回転し、先ず回転制限ピン36が回転制限溝25b内に嵌入して相対回転が回転制限範囲θ2内で行われるようになる。次に、ハウジング22とロータ23との相対角度が結合角度となった瞬間に、ロックピンスプリング34に付勢されたロックピン33がロック孔25aに嵌入し、吸気カムシャフト4の始動時カム位相が確立されて円滑な再始動が実現される。
(Restart after stall 2)
When a certain amount of time elapses after the engine E is stalled, there is not a sufficient amount of hydraulic oil in the CTA 63, and the cam phase is at the most retarded angle side, the engine E is When cranking is started, the rotor 23 and the housing 22 are alternately rotated relative to each other between the advance side and the retard side by the cam torque received by the intake camshaft 4, and first, the rotation limiting pin 36 is in the rotation limiting groove 25b. The relative rotation is performed within the rotation limit range θ2. Next, at the moment when the relative angle between the housing 22 and the rotor 23 becomes the coupling angle, the lock pin 33 biased by the lock pin spring 34 is fitted into the lock hole 25a, and the cam phase at the start of the intake camshaft 4 Is established and smooth restart is realized.

(ストール後再始動3)
エンジンEのストール後にある程度の時間が経過し、CTA63内に十分な量の作動油が存在せず、かつ、カム位相が回転制限範囲θ2内にあった場合、回転制限ピン36が回転制限溝25b内に嵌入していることから、エンジンEがクランキングを始めると、吸気カムシャフト4が受けるカムトルクによってロータ23とハウジング22とが回転制限範囲θ2内で進角側と遅角側との間で交番的に相対回転する、そして、ハウジング22とロータ23との相対角度が結合角度となった瞬間に、ロックピンスプリング34に付勢されたロックピン33がロック孔25aに嵌入し、吸気カムシャフト4の始動時カム位相が確立されて円滑な再始動が実現される。
(Restart after stall 3)
When a certain amount of time has passed after the stall of the engine E, there is no sufficient amount of hydraulic oil in the CTA 63, and the cam phase is within the rotation limit range θ2, the rotation limit pin 36 is connected to the rotation limit groove 25b. When the engine E starts cranking, the rotor 23 and the housing 22 are moved between the advance side and the retard side within the rotation limit range θ2 by the cam torque received by the intake camshaft 4 when the engine E starts cranking. At the moment when the relative rotation of the housing 22 and the rotor 23 becomes the coupling angle, the lock pin 33 urged by the lock pin spring 34 is fitted into the lock hole 25a, and the intake camshaft The starting cam phase of 4 is established and smooth restart is realized.

[一部変形例]
図16は一部変形例に係るVTCアクチュエータの要部拡大断面図である。
一部変形例は、上述した実施形態と略同様の構成を採っているが、回転制限ピンの設置形態等が異なっている。
[Partial modification]
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a VTC actuator according to a partial modification.
Some of the modifications have substantially the same configuration as that of the above-described embodiment, but the installation form of the rotation limiting pin is different.

図16に示すように、一部変形例の回転制限ピン36は、ハウジング22側に保持されており、エンジンEの運転時に吸気カムシャフト4の回転に伴う遠心力が作用するように、VTCアクチュエータ21の軸心(すなわち、吸気カムシャフト4の軸心)と略直交するかたちで設置されている。ロータ23には回転制限ピン36の先端が嵌入する回転制限溝23aが形成される一方、制限ピンスプリング37は回転制限ピン36をロータ23側に常時付勢している。そして、回転制限ピン36の先端が回転制限溝23aに嵌入すると、ハウジング22とロータ23との相対回転が回転制限範囲θ2内で行われるようになる。なお、一部変形例の回転制限範囲θ2も、実施形態と同様に設定されている。   As shown in FIG. 16, the rotation limit pin 36 of a partially modified example is held on the housing 22 side, and the VTC actuator is applied so that the centrifugal force accompanying the rotation of the intake camshaft 4 acts when the engine E is operated. It is installed so as to be substantially orthogonal to the axis 21 (that is, the axis of the intake camshaft 4). The rotor 23 is formed with a rotation restricting groove 23a into which the tip of the rotation restricting pin 36 is fitted, while the restricting pin spring 37 constantly biases the rotation restricting pin 36 toward the rotor 23. And if the front-end | tip of the rotation limitation pin 36 fits into the rotation limitation groove 23a, the relative rotation of the housing 22 and the rotor 23 will be performed within the rotation limitation range θ2. Note that the rotation restriction range θ2 of the partial modification is also set in the same manner as in the embodiment.

一部変形例の場合、エンジンEの通常運転時には、遠心力によって回転制限ピン36が外周側に移動し、ハウジング22とロータ23とが最大回転範囲θ1内で相対回転する。また、エンジンEの停止時やクランキング時には、エンジン回転速度が低下することにより、制限ピンスプリング37に付勢された回転制限ピン36が回転制限溝23aに嵌入し、ハウジング22とロータ23とが回転制限範囲θ2内で相対回転するようになる。一部変形例では、このような構成を採ったことにより、回転制限ピン36に作動油を供給する油路が不要となり、VTCアクチュエータ21の構造が簡素化される。   In the case of a partial modification, during normal operation of the engine E, the rotation limiting pin 36 is moved to the outer peripheral side by centrifugal force, and the housing 22 and the rotor 23 are relatively rotated within the maximum rotation range θ1. In addition, when the engine E is stopped or cranked, the rotation speed of the engine decreases, so that the rotation limit pin 36 urged by the limit pin spring 37 is fitted into the rotation limit groove 23a, and the housing 22 and the rotor 23 are connected. Relative rotation occurs within the rotation limit range θ2. In some modified examples, by adopting such a configuration, an oil passage for supplying hydraulic oil to the rotation limiting pin 36 becomes unnecessary, and the structure of the VTC actuator 21 is simplified.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や一部変形例に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態は本発明を直列4気筒DOHCガソリンエンジンに適用したものであるが、V型エンジンやディーゼルエンジン等にも当然に適用可能である。また、上記実施形態は吸気カムシャフト側のみにVTCを備えたエンジンに本発明を適用したものであるが、排気カムシャフト側にもVTCを備えたエンジンに適用してもよい。その他、VTCアクチュエータをはじめ、エンジンや動弁機構の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。進角側油圧室からの作動油の迅速かつ確実な排出を図るべく、OPA側にも油圧開放バルブを設置してもよい。   Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention can be widely modified without being limited to the above-described embodiment and some modified examples. For example, although the above embodiment is an application of the present invention to an in-line four-cylinder DOHC gasoline engine, it is naturally applicable to a V-type engine, a diesel engine, or the like. In the above embodiment, the present invention is applied to an engine having a VTC only on the intake camshaft side, but may be applied to an engine having a VTC also on the exhaust camshaft side. In addition, the specific configurations of the engine and the valve mechanism including the VTC actuator can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention. In order to quickly and surely discharge hydraulic oil from the advance side hydraulic chamber, a hydraulic release valve may be installed on the OPA side.

実施形態に係る自動車用エンジンの要部透視斜視図である。It is a principal part perspective view of the engine for motor vehicles concerning an embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るハウジングとロータとの相対回転範囲を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relative rotation range of the housing and rotor which concern on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの進角作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the advance angle operation state of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの遅角作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the retard angle operation state of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの保持作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the holding | maintenance operation state of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータの停止作動状態を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the stop operation state of the VTC actuator concerning an embodiment. ロックピンおよび回転制限ピンのエンジン停止時での作動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the operation state at the time of an engine stop of a lock pin and a rotation limiting pin. 実施形態に係るVTCアクチュエータの再始動時での作動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the operation state at the time of restart of the VTC actuator which concerns on embodiment. ロックピンおよび回転制限ピンのエンジン始動時での作動状態を示すグラフである。It is a graph which shows the operating state at the time of engine starting of a lock pin and a rotation limiting pin. 実施形態に係るVTCアクチュエータのストール後の再始動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the restart state after the stall of the VTC actuator which concerns on embodiment. 実施形態に係るVTCアクチュエータのストール後の再始動状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the restart state after the stall of the VTC actuator which concerns on embodiment. 一部変形例に係るハウジングとロータとの相対回転範囲を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relative rotation range of the housing and rotor which concern on a partial modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリンダヘッド
4 吸気カムシャフト
8 吸気カムスプロケット
10 クランクシャフト
14 オイルポンプ
16 油路
21 VTCアクチュエータ
22 ハウジング(第1回転部材)
23 ロータ(第2回転部材)
30 スプールバルブ
31 リニアソレノイド
32 リターンスプリング
33 ロックピン
34 ロックピンスプリング
36 回転制限ピン
37 制限ピンスプリング
61 第1OPA
62 第2OPA
63 CTA
E エンジン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder head 4 Intake camshaft 8 Intake cam sprocket 10 Crankshaft 14 Oil pump 16 Oil path 21 VTC actuator 22 Housing (1st rotation member)
23 Rotor (second rotating member)
30 Spool Valve 31 Linear Solenoid 32 Return Spring 33 Lock Pin 34 Lock Pin Spring 36 Rotation Limit Pin 37 Limit Pin Spring 61 First OPA
62 2nd OPA
63 CTA
E engine

Claims (5)

クランクシャフトに同期して回転する第1回転部材と、カムシャフトと一体に回転するとともに前記第1回転部材に相対回転可能に連結される第2回転部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とを所定の第1角度範囲内で相対回転させる駆動手段とを有するカム位相可変型内燃機関であって、
前記第1回転部材と前記第2回転部材との相対回転を前記第1角度範囲より狭い第2角度範囲内に制限する相対回転制限手段と、
前記第1回転部材と前記第2回転部材とを前記第2角度範囲内における所定の結合角度をもって結合/一体化するカム位相固定手段と
を備えたことを特徴とするカム位相可変型内燃機関。
A first rotating member that rotates in synchronization with the crankshaft; a second rotating member that rotates integrally with the camshaft and that is rotatably coupled to the first rotating member; the first rotating member and the second rotating member; A variable cam phase internal combustion engine having a driving means for relatively rotating a rotating member within a predetermined first angle range;
Relative rotation limiting means for limiting relative rotation between the first rotating member and the second rotating member within a second angle range narrower than the first angle range;
A cam phase variable internal combustion engine comprising cam phase fixing means for coupling / integrating the first rotating member and the second rotating member with a predetermined coupling angle within the second angle range.
前記結合角度が前記第2角度範囲の一方の端に設定されたことを特徴とする、請求項1に記載されたカム位相可変型内燃機関。   The cam phase variable internal combustion engine according to claim 1, wherein the coupling angle is set at one end of the second angle range. 前記相対回転制限手段は、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか一方に保持されたストッパ部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか他方に形成されて前記ストッパ部材が嵌入する回転制限溝とからなり、
前記ストッパ部材の作動方向が前記カムシャフトの軸心と略平行であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載されたカム位相可変型内燃機関。
The relative rotation limiting means is formed on a stopper member held on one of the first rotating member and the second rotating member, and on the other of the first rotating member and the second rotating member. And a rotation limiting groove into which the stopper member is fitted,
The cam phase variable internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein an operating direction of the stopper member is substantially parallel to an axis of the camshaft.
前記相対回転制限手段は、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか一方に保持されたストッパ部材と、前記第1回転部材と前記第2回転部材とのどちらか他方に形成されて前記ストッパ部材が嵌入する回転制限溝とからなり、
前記ストッパ部材の作動方向が前記カムシャフトの軸心と略直交することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載されたカム位相可変型内燃機関。
The relative rotation limiting means is formed on a stopper member held on one of the first rotating member and the second rotating member, and on the other of the first rotating member and the second rotating member. And a rotation limiting groove into which the stopper member is fitted,
3. The variable cam phase internal combustion engine according to claim 1, wherein an operating direction of the stopper member is substantially orthogonal to an axis of the camshaft.
前記ストッパ部材は、前記第1回転部材または前記第2回転部材の回転に伴う遠心力と、圧油供給手段から供給された作動油との少なくとも一方によって駆動されることを特徴とする、請求項4に記載されたカム位相可変型内燃機関。   The said stopper member is driven by at least one of the centrifugal force accompanying rotation of the said 1st rotation member or the said 2nd rotation member, and the hydraulic fluid supplied from the pressure oil supply means, The feature is characterized by the above-mentioned. 4. A cam phase variable internal combustion engine described in the item 4.
JP2008070109A 2008-03-18 2008-03-18 Variable cam phase internal combustion engine Pending JP2009222024A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008070109A JP2009222024A (en) 2008-03-18 2008-03-18 Variable cam phase internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008070109A JP2009222024A (en) 2008-03-18 2008-03-18 Variable cam phase internal combustion engine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009222024A true JP2009222024A (en) 2009-10-01

Family

ID=41239046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008070109A Pending JP2009222024A (en) 2008-03-18 2008-03-18 Variable cam phase internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009222024A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255402A (en) * 2011-06-09 2012-12-27 Denso Corp Valve timing adjusting device
JP2014080968A (en) * 2012-09-28 2014-05-08 Denso Corp Valve timing adjustment device
JP2014080963A (en) * 2012-09-28 2014-05-08 Denso Corp Valve timing adjusting device
US8904980B2 (en) 2012-09-28 2014-12-09 Denso Corporation Valve timing control apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012255402A (en) * 2011-06-09 2012-12-27 Denso Corp Valve timing adjusting device
JP2014080968A (en) * 2012-09-28 2014-05-08 Denso Corp Valve timing adjustment device
JP2014080963A (en) * 2012-09-28 2014-05-08 Denso Corp Valve timing adjusting device
JP2014080966A (en) * 2012-09-28 2014-05-08 Denso Corp Valve timing adjusting device
US8904980B2 (en) 2012-09-28 2014-12-09 Denso Corporation Valve timing control apparatus
US9255500B2 (en) 2012-09-28 2016-02-09 Denso Corporation Valve timing control apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10767518B2 (en) Variable camshaft timing mechanism with a lock pin engaged by oil pressure
JP4377183B2 (en) Variable camshaft timing mechanism
JP4687964B2 (en) Valve timing control device
JP4619097B2 (en) Variable camshaft timing phaser
JP5257629B2 (en) Variable valve timing control device for internal combustion engine
JP2009074414A (en) Variable valve gear system and variable valve device for internal combustion engine
US20010015185A1 (en) Variable valve timing system
JP4609729B2 (en) Valve timing control device
JP5426626B2 (en) Variable valve opening characteristics internal combustion engine
JP2009264133A (en) Variable cam phase type internal combustion engine
JP2009222024A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP2009222025A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP6075449B2 (en) Valve timing control device
JP2010255584A (en) Cam phaser for internal combustion engine
JP2009222029A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP2009222021A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP5236786B2 (en) Variable valve system and variable valve apparatus for internal combustion engine
JP5288044B2 (en) Variable valve operating device for internal combustion engine
JP2003013716A (en) Variable valve timing device of internal combustion engine
JP2009222022A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP3864802B2 (en) Valve timing control device
JP2010133272A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP2009264153A (en) Variable cam phase internal combustion engine
JP2008088928A (en) Variable valve timing control device for internal combustion engine
JP3891016B2 (en) Valve timing control device