JP2011069288A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動側回転体1と、従動側回転体2と、駆動側回転体1と従動側回転体2とで形成された流体圧室4と、流体圧室4を遅角室42と進角室41とに仕切るよう駆動側回転体1及び従動側回転体2の少なくとも一方に設けられた仕切部22と、流体圧室4に対する作動流体の給排を制御可能な流体給排機構5と、駆動側回転体1に対する従動側回転体2の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構6と、相対回転位相を最遅角位相の側に変位させるよう、駆動側回転体1及び従動側回転体2に対して付勢力を常時作用させる付勢機構3と、を備えた。
【選択図】図1
Description
この弁開閉時期制御装置は、図1に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する「駆動側回転体」としてのハウジング1と、ハウジング1に対して同軸上に配置され、カムシャフト101と同期回転する「従動側回転体」としての内部ロータ2とを備えている。カムシャフト101は、エンジンの吸気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。なお、カムシャフト101は、不図示のエンジンのシリンダヘッドに回転自在に組み付けられている。
内部ロータ2は、図1に示すごとく、カムシャフト101の先端部に一体的に組付けられている。内部ロータ2の内径側には、カムシャフト101の側に開放された有底円筒形状の凹部がカムシャフト101の回転軸芯Xの方向に沿って形成してある。凹部の底面をカムシャフト101の先端部に当て込み、ボルトによって内部ロータ2をカムシャフト101に締め付け固定してある。
ロック機構6は、エンジンの始動直後において作動流体の流体圧力が安定しない状況において、ハウジング1と内部ロータ2とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相(以下、「ロック位相」と称する)に拘束する。これによって、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト101の回転位相を適正に維持し、エンジンの安定的な回転を現出する。本実施形態では、ロック位相を、不図示の吸気弁と排気弁との開弁時期が一部重複する位相としている。この結果、エンジン始動時の炭化水素(HC)の低減が図られ、低エミッションのエンジンとすることができる。
流体給排機構5の構成について簡単に説明する。流体給排機構5は、図1に示すごとく、「作動流体」の一例であるエンジンオイルを貯留するオイルパン51と、エンジンにより駆動されてエンジンオイルの供給を行うオイルポンプ52と、進角通路43及び遅角通路44に対するエンジンオイルの供給、排出、及び保持を制御する電磁制御型の流体制御弁(OCV)53と、ロック通路61に対するエンジンオイルの供給及び排出を制御する電磁制御型の流体切換弁(OSV)54と、を備えている。流体制御弁53と流体切換弁54とはECU7で制御される。
図1に示すごとく、内部ロータ2とフロントプレート11とに亘ってトーションスプリング3を設けてある。トーションスプリング3は、相対回転位相が最遅角位相となるよう、ハウジング1及び内部ロータ2に作用する。トーションスプリング3が、本発明における「付勢機構」に相当する。
図示はしていないが、エンジンのクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサと、カムシャフト101の回転角を検出するカムシャフト角センサとが設けられている。ECU7は、これらのクランク角センサとカムシャフト角センサとの検出結果から相対回転位相を検出し、相対回転位相がロック位相に対して進角側と遅角側とのいずれの位相にあるかを判定する。
本弁開閉時期制御装置は、上述したように、図2に示すごとく、ロック機構6によって相対回転位相をロック位相に拘束した状態でエンジンを始動させるものである。エンジンが適切に始動すると、流体制御弁53を制御し、ロック溝62にエンジンオイルを供給することでロック部材64をロック溝62から引退させて、図3に示すごとく、ロック機構6による相対回転位相の拘束を解除する。
本発明に係る弁開閉時期制御装置の別実施形態を、図6乃至図9に基づいて説明する。図6は、上述の実施形態に係る図2に相当する断面図であって、ロック状態のときの弁開閉時期制御装置の断面図である。図7〜9は、アイドリング時及び通常運転時における弁開閉時期制御装置の断面図である。図7はロック機構6によるロックが解除されたときの断面図である。図8は、相対回転位相が最遅角位相近傍の位相であるときの断面図である。図9は、相対回転位相がロック位相よりも進角側の位相であるときの断面図である。上述の実施形態と同様の構成に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すこととする。上述の実施形態とは、トーションスプリングの付勢力の強さの設定値とロック機構6の構成とが異なる。
ロック機構6は、図1,図6に示すごとく、第一ロック部6A及び第二ロック部6Bからなる。第一ロック部6A及び第二ロック部6Bは、ロック通路61と、ロック溝62と、収容部63と、プレート状のロック部材64と、スプリング65と、を備えている。ロック溝62は、第一ロック部6Aと第二ロック部6Bとで共通の溝である。
トーションスプリング3の付勢力の強さは、エンジンがアイドリング運転を行っているときにカムシャフト101のトルク変動に基づき内部ロータ2に作用する変位力のうち進角方向への変位力以上となるよう設定してある。
エンジン始動時及び通常運転時の動作は上述の実施形態と同じであるため、ここでは説明はしない。本実施形態では、エンジン停止時にディレイ制御を行う。具体的には、イグニッションキーをOFFすると、ECU7は、進角室41にエンジンオイルを供給するよう指令を出す。ECU7は、図6に示すごとく相対回転位相がロック位相に拘束された、と判断すると、エンジンを停止するよう指令する。また、エンストなどエンジン異常停止後の再始動時は、ECU7は、相対回転位相がロック位相に拘束されていないと判断すると、相対回転位相がロック位相となるよう制御する。このように、相対回転位相がロック機構6によってロック位相に確実に拘束されるため、エンジン始動が好適な位相で行われ、低エミッションとなる。
2 内部ロータ(従動側回転部材)
3 トーションスプリング(付勢機構)
4 流体圧室
5 流体給排機構
6 ロック機構
22 ベーン(仕切部)
41 進角室
42 遅角室
101 カムシャフト
Claims (3)
- 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とで形成された流体圧室と、
前記流体圧室を遅角室と進角室とに仕切るよう前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部と、
前記流体圧室に対する作動流体の給排を制御可能な流体給排機構と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構と、
前記相対回転位相を最遅角位相の側に変位させるよう、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体に対して付勢力を常時作用させる付勢機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。 - 前記付勢力の強さを、前記内燃機関の回転速度が所定の回転速度のときに前記遅角室の側から前記仕切部に作用する前記作動流体の流体圧力からなる変位力と前記付勢力との和が、前記内燃機関の回転速度が前記所定の回転速度のときに前記カムシャフトのトルク変動に基づき前記従動側回転体に作用する変位力のうち進角方向への変位力よりも大きくなるよう、かつ、前記付勢力が、前記内燃機関の回転速度が前記所定の回転速度のときに前記カムシャフトのトルク変動に基づき前記従動側回転体に作用する変位力のうち進角方向への変位力以下となるよう、設定してある請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記付勢力の強さを、前記内燃機関の回転速度が所定の回転速度のときに前記カムシャフトのトルク変動に基づき前記従動側回転体に作用する変位力のうち進角方向への変位力以上となるよう設定してある請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
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