JP2011117379A

JP2011117379A - バルブタイミング調整システム

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Publication number: JP2011117379A
Application number: JP2009276310A
Authority: JP
Inventors: Shoji Hayashi; 将司林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2009-12-04
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-04
Also published as: JP5504856B2

Abstract

【課題】ロック機構が短時間のうちに解除されるバルブタイミング調整システムを提供する。
【解決手段】バルブタイミング調整装置１０、補機としての燃料加圧装置４０、及び電子制御装置３０を備える。バルブタイミング調整装置１０は、駆動軸及び従動軸の一方とともに回転するハウジング１８、駆動軸及び従動軸の他方とともに回転しながらハウジング１８に対し相対回動可能なベーンロータ１４、及び、ハウジング１８に対しベーンロータ１４を所定位相でロックするロックピン２６を有する。燃料加圧装置４０は、従動軸に取り付けられ、従動軸のトルク変動に影響を与える。電子制御装置３０は、ロックピン２６のロック及び解除と燃料加圧装置４０の出力とを制御する。燃料加圧装置４０は、補機トルクとバルブトルクとが相乗する位置に配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムに関する。

内燃機関の吸気弁または排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は、カムシャフトとともに回転するベーンロータ、及びこのベーンロータと相対回動するハウジングを備える。ベーンロータは、カムシャフトのトルク変動により回転方向に揺動する。この揺動により発生するベーンロータとハウジングとの間の打音等を抑制するために、例えば、油圧により制御されるロックピンとロックピンを収容する係合孔とを備え、ベーンロータとハウジングとの相対回動を規制するロック機構を有するものが公知である。

上述のようなバルブタイミング調整装置の場合、ベーンロータとハウジングとの位相変換時、ロックピンが係合孔から抜けるよりもベーンロータの作動が早くなると、ロックピンが係合孔から抜けずに引っ掛かる問題があった。
参考とする特許文献１に記載の発明では、上記の問題を解決するために、ロータ（ベーンロータ）が作動する前に、ロータを作動させる油圧より小さい第１の油圧を発生させる第１の電流値を所定時間供給する技術が開示されている。

特開２００３−３１４２１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、油圧制御によりロックが解除されるのに必要とする時間が長くなる。このため、ロック解除後、目標位相に対する実位相の遅れが大きくなる虞がある。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ロック機構が短時間のうちに解除されるバルブタイミング調整システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１、２、及び３に記載のバルブタイミング調整システムは、いずれも内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するものであって、バルブタイミング調整装置、補機、及び電子制御装置を備える。バルブタイミング調整装置は、内燃機関の駆動軸から吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方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る。また、バルブタイミング調整装置は、駆動軸及び従動軸の一方とともに回転するハウジング、駆動軸及び従動軸の他方とともに回転しながらハウジングに対し相対回動可能なベーンロータ、及び、ハウジングに対しベーンロータを所定位相でロックするロックピンを有する。このロックピンは、例えばハウジング及びベーンロータの一方に設けられ、他方に形成される嵌合リングに嵌合することによって、ハウジングとベーンロータとの相対回動を規制する。補機は、従動軸に取り付けられ、従動軸のトルク変動に影響を与える。電子制御装置は、ロックピンのロック及び解除と補機の出力とを制御する。

ここで、請求項１に記載のバルブタイミング調整システムは、従動軸のトルク変動の合計が、吸気弁または排気弁のバルブのリフトによって従動軸に生じるバルブトルクと、補機のリフトによって従動軸に生じる補機トルクとを含む。また、補機は、補機トルクとバルブトルクとが相乗する位置に配置される。補機トルクとバルブトルクとが相乗する位置というのは、補機がこの位置に配置された場合、補機トルクとバルブトルクとが相乗する効果を得ることが可能な位置を意味する。例えば、補機トルクとバルブトルクとの方向が常に一致する位置を意味する。ここで、補機トルクとバルブトルクとの方向が一致するというのは、従動軸が受けた補機トルクによって回転しようとする従動軸の回転方向と、従動軸が受けたバルブトルクによって回転しようとする従動軸の回転方向とが一致することを意味する。

このため、補機トルクとバルブトルクとが相乗し、従動軸のトルク変動が常に最大となる状態を維持する。よって、ハウジングとベーンロータとの揺動が激しくなり、ロックピンが嵌合リングから抜けやすい状態を有することができる。ここで、ロックピンが受けた油圧が所定値になると、ロックピンは嵌合リングから短時間のうちに抜け出すことができる。

また、本発明の請求項２に記載のバルブタイミング調整システムの電子制御装置は、ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出してから所定時間内に、ロックピンが引っ掛かったことを検出した場合、ロックピンが正常に解除するまで補機の出力を増やす。このため、補機の仕事量が増えることにより、補機によって生じる補機トルクが増え、従動軸のトルク変動の合計が大きくなる。よって、ハウジングとベーンロータとの相対回動のトルク変動が大きくなり、引っ掛かったロックピンが短時間のうちに抜けることができる。

さらにまた、本発明の請求項３に記載のバルブタイミング調整システムの電子制御装置は、ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出すと同時に、ロックピンが正常に解除するまで補機の出力を増やす。このため、常にロックピンの解除指令と同時に、補機の出力が増える。補機の仕事量が増えることにより、補機によって生じる補機トルクが増え、従動軸のトルク変動の合計が大きくなる。よって、ハウジングとベーンロータとの相対回動のトルク変動が大きくなり、ロックピンが短時間のうちに抜けることができる。また、ロックピンの引っ掛かり状態を検出する必要がないため、ロックピンがより早く抜けることができる。

請求項４に示すように、バルブタイミング調整システムは、補機トルクとバルブトルクとが相乗する位置に補機が配置されるとともに、電子制御装置は、ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出してから所定時間内にロックピンが引っ掛かったことを検出した場合、ロックピンが正常に解除するまで補機の出力を増大させる。このようにすれば、請求項１及び２に記載の発明の効果を相乗することができる。

また、バルブタイミング調整システムは、補機トルクとバルブトルクとが相乗する位置に補機が配置されるとともに、電子制御装置は、ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出してから所定時間内にロックピンが引っ掛かったことを検出した場合、ロックピンが正常に解除するまで補機の出力を増大させる。このようにすれば、請求項１及び２に記載の発明の効果を相乗することができる。

上述した補機は従動軸に取り付けられ、例えば、請求項５に示すように、少なくとも一つが従動軸に駆動される燃料ポンプであることが考えられる。また、請求項６に示すように、少なくとも一つがバキュームポンプであることが考えられる。

さらに、例えば請求項７に示すように、少なくとも一つが従動軸に生じるトルクを増大させることが可能なトルク増大装置であることが考えられる。このトルク増大装置というのは、電子制御装置によって、意図しないロックピンの引掛りが検出された場合のみ、従動軸に生じるトルクを増大させる専用のトルク増大装置である。バルブタイミング調整システムは、このトルク増大装置を備えることによって、従動軸の変動トルクをさらに増大させる。よって、ロックピンが嵌合リングから短時間のうちに抜けられることが可能である。

本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整システムを示す構成図。図１の組付け前のＩＩ−ＩＩ線矢視図。第１実施形態の動力伝達系を説明するための模式図。第１実施形態のバルブトルクとカムシャフトの回転角度との関係を示す特性図。第１実施形態の補機としての燃料加圧装置を示す構成図。第１実施形態の補機トルクとカムシャフトの回転角度との関係を示す特性図。第１実施形態のバルブトルク及び補機トルクとカムシャフトの回転角度との関係を示す特性図。第２実施形態のバルブトルク及び補機トルクとカムシャフトの回転角度との関係を示す特性図。第２実施形態のバルブトルク及び補機トルクとカムシャフトの回転角度との関係を示す特性図。

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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整システムは、図１に示すように、バルブタイミング調整装置１０、電子制御装置３０、及び、補機としての燃料加圧装置４０を備える。
本発明の第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０を、図１および図２に基づいて説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、例えば車両の内燃機関の排気弁に適用されるものである。

バルブタイミング調整装置１０は、内燃機関の「駆動軸」であるクランクシャフト（不図示）の駆動力を排気弁９７（図３参照）に伝達する駆動力伝達系に設置される。また、電子制御装置３０は、作動油供給を制御する切換弁３１を制御することによってバルブタイミング調整装置１０を制御する。

まず、駆動力伝達系について図３及び図４を用いて説明する。
駆動力伝達系は、内燃機関の「従動軸」であるカムシャフト２０から排気弁９７に駆動力を伝達するロッカーアーム９１と、カムシャフト２０と一体的に回転するバルブカム２０１と転がり接触するローラー９２とを備えた、所謂ローラーロッカー式である。ローラー９２は、バルブカム２０１と転がり接触する外輪９３、ロッカーアーム９１に支持される内輪９４、および内輪９４に対して回転可能に外輪９３を支持する転動体９５から構成される。ロッカーアーム９１の一端は排気弁９７の上端に当接し、他端は、図示しないピボットが配置されるピボット孔９６を有している。

バルブカム２０１は、図３の状態からカムシャフト２０とともに図３に示すＸ方向に回転すると、バルブカム山２０１０が外輪９３に乗り上げ、ローラー９２とともにロッカーアーム９１を下方に押し付ける。するとロッカーアーム９１は、ロッカーアーム９１の上記他端を中心として、図３に示す時計方向に回転し、バルブスプリング９８の弾性力に抗って排気弁９７を押し下げる。このとき、バルブカム２０１は、ロッカーアーム９１によって、上方に押し付けられる。また、カムシャフト２０は、駆動力の妨げとなる向き（図３に示すＹ方向）の力を受ける。このとき、カムシャフト２０がバルブカム２０１を介して受けるＹ方向の力を正の値とする。

その後、カムシャフト２０がさらに回転し、バルブカム２０１の先端部２０１１がバルブカム２０１とローラー９２の外輪９３との接点を乗り越えるとき、バルブスプリング９８の弾性力により排気弁９７が上昇し、ロッカーアーム９１は上方に押される。するとロッカーアーム９１は、ローラー９２を介してバルブカム２０１を上方に押し付ける。ここで、カムシャフト２０は、ローラー９２からバルブカム２０１へ押し付ける力によって、駆動力と同じ向き（図３に示すＸ方向）の力を受ける。このとき、カムシャフト２０がバルブカム２０１を介して受けるＸ方向の力を負の値とする。図４のグラフは、カムシャフト２０がバルブカム２０１を介して受けるＹ方向又はＸ方向の力によるトルク（以下「バルブトルク」ＢＴと称する）の変動を示す。図４に示すグラフは、図３に示す角Ａが９０度になる時、カムシャフト２０の回転角度（以下「カム角」と称する）を０度とする。図４に示すように、バルブトルクＢＴはカム角に追従して変動する。

ここで、本実施形態の補機としての燃料加圧装置４０について説明する。
燃料加圧装置４０は、図１に示すように駆動力伝達系のカムシャフト２０に配置され、加圧された燃料を内燃機関の燃焼室（不図示）へ供給する。

燃料加圧装置４０は、図５に示すように、調量弁４１と加圧室４４とプランジャ部４３と噴出弁部４５とを備え、燃料を加圧してコモンレール４６へ供給する。
燃料は、低圧ポンプ３６によって燃料タンク３５から吸い込まれ、燃料通路３９を経由して調量弁４１へ供給される。調量弁４１は、ＥＣＵとしての電子制御装置３０の制御に基づいて、燃料を加圧室４４へ供給する。燃料は、プランジャ部４３によって加圧室４４で加圧され、噴出弁部４５からコモンレール４６へ供給され、インジェクタ４７から噴出される。

ここで、プランジャ部４３は、カムシャフト２０とともに回転する補機カム２０２の押し付け力によって往復運動しながら加圧室４４内の燃料を加圧する。
補機カム２０２は、図５の状態からカムシャフト２０とともに時計方向に回転すると、プランジャ部４３を上方に押し付ける。プランジャ部４３はプランジャスプリング４２の弾性力に抗って上方に移動し、加圧室４４内の燃料を加圧する。このとき、プランジャ部４３はプランジャスプリング４２の弾性力及び燃料の圧力を受ける。また、プランジャ部４３は補機カム２０２を下方に押し付け、補機カム２０２は駆動力の妨げとなる向き（図５に示す反時計方向）の力を受ける。ここで、図５に示す反時計方向と図３に示すＹ方向とは同じ方向である。このとき、カムシャフト２０が補機カム２０２を介して受けるＹ方向の力を正の値とする。

その後、カムシャフト２０がさらに回転すると、補機カム２０２の第１先端部２０２１が、補機カム２０２とプランジャ部４３との接点を滑り越える。このとき、高圧燃料は加圧室４４から排出され、プランジャ部４３はプランジャスプリング４２の弾性力により下降する。ここで、プランジャ部４３は補機カム２０２を下方に押し付ける。プランジャ部４３から補機カム２０２への押し付け力によって、カムシャフト２０は、駆動力と同じ向き（図５に示す時計方向）の力を受ける。ここで、図５に示す時計方向と図３に示すＸ方向とは同じ方向である。このとき、カムシャフト２０が補機カム２０２を介して受けるＸ方向の力を負の値とする。
図６のグラフは、カムシャフト２０が補機カム２０２を介して受けるＸ方向又はＹ方向の力によるトルク（以下「補機トルク」ＨＴと称する）の変動を示す。図６に示すグラフは、図５に示す角Ｂが９０度になる時のカム角を０度とする。図６に示すように、補機トルクＨＴはカム角に追従して変動する。

次に、バルブタイミング調整装置１０について図１および図２を用いて説明する。
バルブタイミング調整装置１０においてハウジング１８は、スプロケット１１、円筒状のシューハウジング１２および円盤状のフロントプレート１３から構成されている。
シューハウジング１２は、その内周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径方向内側に突出する仕切部としてのシュー１２１、１２２、１２３、１２４を有している。シュー１２１〜１２４の突出端面は、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１４１の外周壁面に摺接する。各シュー１２１〜１２４の凹部にはシール部材１５が嵌合している。また、回転方向において隣り合うシュー１２１〜１２４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、シューハウジング１２およびフロントプレート１３は、フロントプレート１３とスプロケット１１との間にシューハウジング１２を挟むようにして、同軸にボルト固定されている。スプロケット１１は、図示しないチェーンによって図示しない駆動軸としてのクランクシャフトと連結している。これによりハウジング１８は、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ことで、クランクシャフトと連動して回転する。なお、ハウジング１８は、図２のＸ方向へ回転する。

ベーンロータ１４はハウジング１８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の壁面１１１およびフロントプレート１３の壁面１３１に摺接する。ベーンロータ１４は、ボス部１４１とベーン１４２、１４３、１４４、１４５とを有している。

ボス部１４１に嵌合するブッシュ２１は、フロントプレート１３に対して相対回転可能かつ軸心Ｏと同軸にフロントプレート１３の内周側に挿入されている。ボス部１４１は、ブッシュ２１とともにカムシャフト２０にボルト固定されている。したがって、ベーンロータ１４およびカムシャフト２０は、図２のＸ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２０とともに相対回転可能である。なお、図２に示す矢印Ｘは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の進角側への相対回転方向（以下、進角方向という）を表している。また、図２に示す矢印Ｙは、ハウジング１８に対するベーンロータ１４の遅角側への相対回転方向（以下、遅角方向という）を表している。因みに図２は、ハウジング１８に対しベーンロータ１４の相対回転が規制される状態を示している。

フロントプレート１３とブッシュ２１との間には、ねじりコイルばね２２が介装されている。ねじりコイルばね２２の一端部は、シューハウジング１２およびフロントプレート１３に係止されており、他端部はベーンロータ１４に係止されている。ねじりコイルばね２２の復原力は、ハウジング１８に対してベーンロータ１４を進角方向Ｘに相対回転させるトルクとして働く。

ベーン１４２〜１４５は、ボス部１４１の外周壁のうち回転方向にほぼ等間隔となる位置から径外方向に突出し、各収容室５０内に収容される。ベーン１４２〜１４５の突出端面は、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１４２〜１４５の突出端面に設けられた凹部にはシール部材１６が嵌合している。ベーン１４２〜１４５は、対応する収容室５０を仕切ることにより、回転方向の両側に進角油圧室５１、５２、５３、５４と遅角油圧室５５、５６、５７、５８を形成する。

具体的には、シュー１２１とベーン１４２との間に進角油圧室５１、シュー１２２とベーン１４３との間に進角油圧室５２、シュー１２３とベーン１４４との間に進角油圧室５３、シュー１２４とベーン１４５との間に進角油圧室５４を形成する。また、シュー１２４とベーン１４２の間に遅角油圧室５５、シュー１２１とベーン１４３の間に遅角油圧室５６、シュー１２２とベーン１４４の間に遅角油圧室５７、シュー１２３とベーン１４５の間に遅角油圧室５８を形成する。ベーンロータ１４がハウジング１８に対し図２の最進角位置にあるときには、各進角油圧室５１〜５４の容積が最大となり、各遅角油圧室５５〜５８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に対し最遅角位置にあるときには、各遅角油圧室５５〜５８の容積が最大となり、各進角油圧室５１〜５４の容積が最小となる。

ベーン１４２には、ロックピン２６が収容されている。ロックピン２６は、圧縮コイルばね２８の復原力によりスプロケット１１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に対して最進角位置に拘束する。一方、ロックピン２６は、通路２９１を通じて遅角油圧室５５から供給される油圧による力によって嵌合リング２７からの離脱位置に変位する。また、通路２９２を通じて進角油圧室５１から供給される油圧による力より、嵌合リング２７と嵌合する位置に変移する。ロックピン２６が嵌合リング２７に嵌合することによって、上記カムトルクＫＴの変動によるハウジング１８とベーンロータ１４との揺動が抑制される。

進角油圧室５１〜５４はそれぞれ、スプロケット１１に形成された進角通路６１〜６４に連通している。そして、遅角油圧室５５〜５８はそれぞれ、ベーンロータ１４に形成された遅角通路６５〜６８と連通している。

ここで、本実施形態の特徴的構成について説明する。
上述したように、カムシャフト２０のバルブカム２０１は、図３に示すように、回転するとともにローラー９２の外輪９３と接する。また、カムシャフト２０の補機カム２０２は、図５に示すように、回転するとともに燃料加圧装置４０のプランジャ部４３と接する。ここで、本実施形態では、図７に示すように、上述した補機トルクＨＴとバルブトルクＢＴとが相乗するように燃料加圧装置４０を配置する。例えば、バルブカム２０１の先端部２０１１がローラー９２の外輪９３と接するまで回転するのに必要とする回転角度と、補機カム２０２の第１先端部２０２１又は第２先端部２０２２が燃料加圧装置４０のプランジャ部４３と接するまで回転するのに必要とする回転角度とが同じである位置に、燃料加圧装置４０が配置される。

詳しく説明すると、本実施形態の場合、図３に示すように、カムシャフト２０の軸心Ｏ及びバルブカム２０１の先端部２０１１を連結する線ｂと、カムシャフト２０の軸心Ｏ及びローラー９２の軸心Ｑを連結する線ａとの間の角を角Ａとする。また、図５に示すように、カムシャフト２０の軸心Ｏ及び第１先端部２０２１を連結する線ｃと、カムシャフト２０の軸心Ｏからプランジャ部４３の加圧方向に沿って延長する線ｄとの間の角を角Ｂとする。ここで、例えば図３と図５とが同じ時刻の状態を示す場合、角Ａと角Ｂとは同じである。また、角Ａと角Ｂとは１８０度の差を有してもかまわない。

また、排気弁９７と燃料加圧装置４０との位置を先に決めて、カムシャフト２０のバルブカム２０１と補機カム２０２との角度を所定角度に合わせて形成しても良い。ここで、バルブカム２０１と補機カム２０２との角度は、カムシャフト２０の軸心Ｏ及びバルブカム２０１の先端部２０１１を連結する線ｂと、カムシャフト２０の軸心Ｏ及び補機カム２０２の第１先端部２０２１又は第２先端部２０２２を連結する線ｃとの角度を意味する。また、所定角度というのは、例えばカムシャフト２０の軸心Ｏ及びローラー９２の軸心Ｑを連結する線ａと、カムシャフト２０の軸心Ｏからプランジャ部４３の加圧方向に沿って延長する線ｄとの角度を意味する。

本実施形態の場合、角Ａと角Ｂとの度数が同じになるように、燃料加圧装置４０を配置することで、図７に示すように、補機トルクＨＴとバルブトルクＢＴとが相乗する。よって、本実施形態の場合、カムトルクＫＴの合計は常に最大となっている。

次に、電子制御装置３０について説明する。
電子制御装置３０は、ＥＣＵとして具体的にはマイクロコンピュータ等の電気回路で構成されている。電子制御装置３０には、切換弁３１の他、図１に示すようにカムの位相を検出するセンサ２３やエンジン回転数を検出するセンサ２４等の各種センサが電気接続されている。電子制御装置３０は、それらセンサの出力に基づいて排気弁９７（図３参照）の実バルブタイミングおよび目標バルブタイミングを演算し、それらの演算結果に基づいて切換弁３１を制御する。

切換弁３１は、ＥＣＵとしての電子制御装置３０によって制御され、バルブタイミング調整装置１０へ作動油を供給する。弁手段としての切換弁３１は、軸受側進角通路３７、軸受側遅角通路３８、ポンプ通路３３、ドレイン通路３２と接続されている。ここでポンプ通路３３には、油圧供給源としてのオイルポンプ３４が設置されており、オイルポンプ３４はポンプ通路３３の上流側を通じてオイルタンク３５から作動油を汲み上げ、ポンプ通路３３の下流側を通じて作動油を切換弁３１へ吐出する。なお、本実施形態のオイルポンプ３４は、クランクシャフトの駆動力が伝達されて作動する所謂機械式ポンプである。ドレイン通路３２は、切換弁３１からオイルタンク３５側へ作動油を排出可能に設けられている。

上記センサ２３の具体例としては、例えば排気弁９７を開閉駆動するカムシャフト２０の周辺に設置され、カムシャフト２０の回転角を検出するカム角センサが挙げられる。また、上記センサ２４の具体例としては、例えばクランクシャフトの周囲に設置され、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が挙げられる。

一方、電子制御装置３０は、内燃機関の運転状態により目標位相角を算出する。また、カム角センサとしてのセンサ２３で検出したカム角と、クランク角センサとしてのセンサ２４で検出したクランク角とにより、バルブタイミングである検出位相角を算出し、目標位相角と検出位相角との偏差を算出する。算出された目標位相角と検出位相角との偏差に基づいて、電子制御装置３０は、上記ロックピン２６の状態を検出するとともに、ロックピン２６のロック及び解除を制御する。

次に、上記構成のバルブタイミング調整装置１０の作動について説明する。
停止状態の内燃機関が始動すると、オイルポンプ３４が起動するとともに、電子制御装置３０が切換弁３１を制御して軸受側遅角通路３８を開放する。すると、オイルポンプ３４の吐出油が軸受側遅角通路３８、遅角通路６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。その結果、ロックピン２６は通路２９１を通じて遅角油圧室５５からの油圧を受け、その油圧が所定圧まで上昇すると、ロックピン２６が嵌合リング２７から抜け出す。これにより、ベーンロータ１４とハウジング１８とが相対回転可能な状態となる。

この後、電子制御装置３０は、切換弁３１への通電をオンオフ制御することにより、軸受側進角通路３７および軸受側遅角通路３８のうちオイルポンプ３４と連通する通路を切り換える。その結果、軸受側進角通路３７がオイルポンプ３４と連通するときには、オイルポンプ３４の吐出油が軸受側進角通路３７、進角通路６１〜６４を経て進角油圧室５１〜５４へ流入する。また、このときには、遅角油圧室５５〜５８の作動油が遅角通路６５〜６８、軸受側遅角通路３８を経てドレイン通路３２へ排出される。これにより、各進角油圧室５１〜５４に面するベーン１４２〜１４５に油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し進角方向Ｘへ相対回転する。

一方、軸受側遅角通路３８がオイルポンプ３４と連通するときには、オイルポンプ３４の吐出油が軸受側遅角通路３８、遅角通路６５〜６８を経て遅角油圧室５５〜５８へ流入する。また、このときには、進角油圧室５１〜５４の作動油が進角通路６１〜６４、軸受側進角通路３７を経てドレイン通路３２へ排出される。これにより、各遅角油圧室５５〜５８に面するベーン１４２〜１４５に油圧が印加され、ベーンロータ１４がハウジング１８に対し遅角方向Ｙへ相対回転する。

このように本実施形態では、バルブカム２０１の先端部２０１１がローラー９２の外輪９３と接するまで回転するのに必要とする回転角度と、補機カム２０２の第１先端部２０２１又は第２先端部２０２２が燃料加圧装置４０のプランジャ部４３と接するまで回転するのに必要とする回転角度とが同じである位置に、燃料加圧装置４０を配置する。このため、補機トルクＨＴとバルブトルクＢＴとが相乗し、カムトルクＫＴの変動が大きくなる方向に変化する。よって、ベーンロータ１４とハウジング１８との揺動が激しくなり、ロックピン２６は、嵌合リング２７の中で振動しながら抜けやすい状態を有する。

ここで、例えばロックピン２６が嵌合リング２７を抜け出す前に、ベーンロータ１４とハウジング１８とが相対回転し、ロックピン２６が嵌合リング２７から抜けずに引っ掛かった場合であっても、通路２９１を通じて遅角油圧室５５からの油圧が所定圧まで上昇すれば、ロックピン２６は嵌合リング２７の中から抜けやすい状態を有するため、短時間のうちに嵌合リング２７を抜け出すことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のバルブタイミング調整システムについて説明する。なお、上述したように基本的な構成は、上記形態と同様である。また、図１を用いて説明したバルブタイミング調整装置１０の構成も上記形態と同様である。したがって、以下では、補機としての燃料加圧装置４０の配置、及び電子制御装置３０の制御を中心に説明する。さらにまた、煩雑になることを避けるため、流用できる符号は、上記形態のものを流用する。

まず、燃料加圧装置４０の配置について説明する。
本実施形態の場合、燃料加圧装置４０の構成は、上記形態と同様である。燃料加圧装置４０は、例えば補機トルクＨＴとバルブトルクＢＴとが相殺するように配置される。詳しく説明すると、バルブカム２０１の先端部２０１１がローラー９２の外輪９３と接するまで回転するのに必要とする回転角度と、補機カム２０２の第１先端部２０２１又は第２先端部２０２２が燃料加圧装置４０のプランジャ部４３と接するまで回転するのに必要とする回転角度との差が９０度の奇数倍となる位置に、燃料加圧装置４０が配置される。
本実施形態は図９に示すように、補機トルクＨＴとバルブトルクＢＴとが相殺する。よって、本実施形態の場合、カムトルクＫＴの合計は最小となっている。

ここで、本実施形態の電子制御装置３０の制御について説明する。上記形態と同様である部分を省略し、燃料加圧装置４０の制御を主に説明する。
本実施形態の場合、上記形態と同様に、電子制御装置３０がロック解除指令を出すと、ロックピン２６は通路２９１を通じて遅角油圧室５５からの油圧を受ける。その油圧が所定圧まで上昇すると、ロックピン２６が嵌合リング２７から抜け出す。このとき、ベーンロータ１４とハウジング１８とが相対回転可能な状態となる。

ここで、ロックピン２６が受ける油圧が所定圧まで上昇しないと、ロックピン２６は、嵌合リング２７から抜けず嵌合リング２７に引っ掛かる。また、この状態が所定時間以上継続すると、電子制御装置３０は、センサ２３及びセンサ２４によって、ロックピン２６が嵌合リング２７に引っ掛かったことを検出するとともに、燃料加圧装置４０の出力を増大させる。ここで、燃料加圧装置４０の出力を大きくする方法として、例えば加圧室４４への燃料供給量を増やすことが考えられる。加圧室４４内の燃料が増えることによって、燃料加圧装置４０の加圧室４４内の燃料の圧力が短時間の内に大きくなり、プランジャ部４３が受ける下方の圧力が大きくなる。このため、補機カム２０２が受ける駆動力の妨げとなる向き（図５の反時計方向）の力が大きくなり、図８に示すように、カムシャフト２０が受ける補機トルクＨＴが大きくなる。このとき、引っ掛かったロックピン２６は、嵌合リング２７から抜け出すことによって、ベーンロータ１４とハウジング１８とが相対回転可能な状態となる。

このように本実施形態では、ロックピン２６の引っ掛かった状態が所定時間以上継続すると、電子制御装置３０は、センサ２３及びセンサ２４によって、ロックピン２６が嵌合リング２７に引っ掛かったことを検出するとともに、燃料加圧装置４０の出力を増大させる。このため、燃料加圧装置４０の仕事量が増えることによって、燃料加圧装置４０のプランジャ部４３によって生じる補機トルクＨＴが増え、カムシャフト２０のカムトルクＫＴの変動が大きくなる。よって、ハウジング１８とベーンロータ１４との相対回動のトルク変動が大きくなり、引っ掛かったロックピン２６が嵌合リング２７から短時間のうちに抜けることができる。

（第２実施形態の変形例）
ここで、第２実施形態の変形例によるバルブタイミング調整システムについて説明する。なお、上述したように基本的な構成は、上記形態と同様である。また、図１を用いて説明したバルブタイミング調整装置１０の構成も上記形態と同様である。したがって、以下では、電子制御装置３０の制御を中心に説明する。さらにまた、煩雑になることを避けるため、流用できる符号は、上記形態のものを流用する。

本変形例の場合、上記形態と同様に、電子制御装置３０がロック解除指令を出すと、ロックピン２６は、通路２９１を通じて遅角油圧室５５からの油圧を受ける。電子制御装置３０は、ロック解除指令を出すと同時に、燃料加圧装置４０の出力を増大させる。このため、補機カム２０２が受ける駆動力の妨げとなる向き（図５の反時計方向）の力が大きくなり、図８に示すように、カムシャフト２０が受ける補機トルクＨＴが大きくなる。このとき、ロックピン２６が受ける油圧が所定圧まで上昇すると、ロックピン２６が嵌合リング２７から抜け出す。よって、ベーンロータ１４とハウジング１８とが相対回転可能な状態となる。
このように第２実施形態の変形例では、電子制御装置３０は、ロック解除指令を出すと同時に、燃料加圧装置４０の出力を増大させる。このため、燃料加圧装置４０の仕事量が増えることによって、燃料加圧装置４０のプランジャ部４３によって生じる補機トルクＨＴが増え、カムシャフト２０のカムトルクＫＴの変動が大きくなる。よって、ハウジング１８とベーンロータ１４との相対回動のトルク変動が大きくなり、引っ掛かったロックピン２６が嵌合リング２７から短時間のうちに抜けることができる。また、ロックピン２６の引っ掛かり状態を検出する必要がないため、ロックピン２６がより早く抜けることができる。

（他の実施形態）
また、補機は燃料加圧装置４０だけではなく、例えばバキュームポンプ、又は単になるトルク増大装置であってもかまわない。バキュームポンプ、又はトルク増大装置を補機とする場合、上述の燃料加圧装置４０と同じように配置することが好ましい。
以上、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施できることは言うまでもない。

１０：バルブタイミング調整装置、１１：スプロケット、１２：シューハウジング、１３：フロントプレート、１４：ベーンロータ、１５：シール部材、１８：ハウジング、２０：カムシャフト、２１：ブッシュ、２３：センサ、２４：センサ、２６：ロックピン、２７：嵌合リング、３０：電子制御装置、３１：切換弁、３２：ドレイン通路、３３：ポンプ通路、３４：オイルポンプ、３５：オイルタンク、３５：燃料タンク、３６：低圧ポンプ、３７：軸受側進角通路、３８：軸受側遅角通路、４０：燃料加圧装置、４１：調量弁、４２：プランジャスプリング、４３：プランジャ部、４４：加圧室、４５：噴出弁部、４６：コモンレール、４７：インジェクタ、５０：収容室、５１、５２、５３、５４：進角油圧室、５５、５６、５７、５８：遅角油圧室、６１：進角通路、６５：遅角通路、９１：ロッカーアーム、９２：ローラー、９３：外輪、９４：内輪、９５：転動体、９６：ピボット孔、９７：排気弁、９８：バルブスプリング、１１１：壁面、１２１、１２２、１２３、１２４：シュー、１３１：壁面、１４１：ボス部、１４２、１４３、１４４、１４５：ベーン、２０１：バルブカム、２０２：補機カム、２９１：通路、２９２：通路、２０１１：先端部、２０２１：第１先端部、２０２２：第２先端部、ＢＴ：バルブトルク、ＨＴ：補機トルク、ＫＴ：カムトルク、Ｏ：軸心。

Claims

内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムであって、
前記内燃機関の駆動軸から前記吸気弁または前記排気弁の少なくともいずれか一方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、前記駆動軸及び前記従動軸の一方とともに回転するハウジング、前記駆動軸及び前記従動軸の他方とともに回転しながら前記ハウジングに対し相対回動可能なベーンロータ、及び、前記ハウジングに対し前記ベーンロータを所定位相でロックするロックピンを有するバルブタイミング調整装置と、
前記従動軸に取り付けられ、前記従動軸のトルク変動に影響を与える補機と、
前記ロックピンのロック及び解除と前記補機の出力とを制御する電子制御装置と、
を備え、
前記従動軸のトルク変動の合計は、前記吸気弁または排気弁のバルブのリフトによって従動軸に生じるバルブトルクと、前記補機のリフトによって従動軸に生じる補機トルクとを含み、前記補機トルクと前記バルブトルクとが相乗する位置に前記補機が配置されることを特徴とするバルブタイミング調整システム。
内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムであって、
前記内燃機関の駆動軸から前記吸気弁または前記排気弁の少なくともいずれか一方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、前記駆動軸及び前記従動軸の一方とともに回転するハウジング、前記駆動軸及び前記従動軸の他方とともに回転しながら前記ハウジングに対し相対回動可能なベーンロータ、及び、前記ハウジングに対し前記ベーンロータを所定位相でロックするロックピンを有するバルブタイミング調整装置と、
前記従動軸に取り付けられ、前記従動軸のトルク変動に影響を与える補機と、
前記ロックピンのロック及び解除と前記補機の出力とを制御する電子制御装置と、
を備え、
前記電子制御装置は、前記ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出してから所定時間内に、前記ロックピンが引っ掛かったことを検出した場合、前記ロックピンが正常に解除するまで前記補機の出力を増やすことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
内燃機関の吸気弁または排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システムであって、
前記内燃機関の駆動軸から前記吸気弁または前記排気弁の少なくともいずれか一方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、前記駆動軸及び前記従動軸の一方とともに回転するハウジング、前記駆動軸及び前記従動軸の他方とともに回転しながら前記ハウジングに対し相対回動可能なベーンロータ、及び、前記ハウジングに対し前記ベーンロータを所定位相でロックするロックピンを有するバルブタイミング調整装置と、
前記従動軸に取り付けられ、前記従動軸のトルク変動に影響を与える補機と、
前記ロックピンのロック及び解除と前記補機の出力とを制御する電子制御装置と、
を備え、
前記電子制御装置は、前記ロックピンのロック状態を解除する解除指令を出すと同時に、前記ロックピンが正常に解除するまで前記補機の出力を増やすことを特徴とするバルブタイミング調整システム。
前記従動軸のトルク変動の合計は、前記吸気弁または排気弁のバルブのリフトによって従動軸に生じるバルブトルクと、前記補機のリフトによって従動軸に生じる補機トルクとを含み、前記補機トルクと前記バルブトルクとが相乗する位置に前記補機が配置されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のバルブタイミング調整システム。
前記補機は、少なくとも一つが前記従動軸に駆動される燃料加圧装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整システム。
前記補機は、少なくとも一つが前記従動軸に駆動されるバキュームポンプであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整システム。
前記補機は、少なくとも一つが前記従動軸に生じるトルクを増大させることが可能なトルク増大装置であることを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整システム。