JP2013249750A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エンジンEのクランクシャフト1と同期回転する外部ロータ11と、外部ロータ11と同軸かつエンジンEの弁開閉用のカムシャフト3と同期回転する内部ロータ12と、外部ロータ11と内部ロータ12とで形成される流体圧室Cと、内部ロータ12に設けられたベーン17で流体圧室Cを仕切って形成される進角室および遅角室と、外部ロータ11に対する内部ロータ12の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相の間の第1中間ロック位相P1に拘束する第1中間ロック機構L1と、最遅角ロック位相P3に拘束する最遅角ロック機構L3と、第1中間ロック位相P1と最遅角ロック位相P3との間の第2中間ロック位相P2に拘束する第2中間ロック機構とを備えた点にある。
【選択図】図1
Description
〔基本構成〕
以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1に、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置10の構成を表す縦断面図を示し、図2に、図1のII-II線断面図を示す。図1および図2に示すように、内燃機関としてのエンジンEの吸気バルブ(不図示)の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置10と、エンジンEとを制御するエンジン制御ユニット(ECU)40を備えた内燃機関制御システムが構成されている。
図1に示すように、弁開閉時期制御装置10は、エンジンEのクランクシャフト1と同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ11と、エンジンEの燃焼室の吸気バルブ(不図示)を開閉するカムシャフト3に連結ボルト13により連結する従動側回転部材としての内部ロータ12とを備えている。内部ロータ12は、カムシャフト3の軸芯Xと同軸芯に配置され、この内部ロータ12と外部ロータ11とは軸芯Xを中心にして相対回転自在に構成されている。
この弁開閉時期制御装置10は、第1中間ロック機構L1と、第2中間ロック機構L2と、最遅角ロック機構L3の3つのロック機構を備えている。第1中間ロック機構L1は、外部ロータ11と内部ロータ12との相対回転位相を図2に示す第1中間ロック位相P1にロックし、ロック解除する機能を有する。第2中間ロック機構L2は、相対回転位相を第1中間ロック位相P1より遅角方向Sbで図3に示す第2中間ロック位相P2にロックし、ロック解除する機能を有する。最遅角ロック機構L3は、相対回転位相を図4に示す最遅角位相に対応する最遅角ロック位相P3にロックし、ロック解除する機能を有する。
図2〜図4に示すように、主解除油路23(共通流路の一例)の作動油を第1凹部35に給排する第1解除油路23Aと、主解除油路23の作動油を第2凹部36に給排する第2解除油路23Bと、主解除油路23の作動油を第3凹部37に給排する第3解除油路23Cとが内部ロータ12に形成されている。
図1に示すように、エンジンEには、エンジンEの駆動力でオイルパン1Aの潤滑油を吸引して作動油として送り出す油圧ポンプ20を備えている。本実施形態に係る内燃機関制御システムでは、油圧ポンプ20から吐出された作動油を弁開閉時期制御装置10の進角室Caと遅角室Cbとの一方を選択して供給する電磁操作型の位相制御弁24と、油圧ポンプ20から吐出された作動油を主解除油路23に供給する電磁操作型の解除制御弁25とを備えている。特に、油圧ポンプ20と、位相制御弁24と、解除制御弁25と、作動油が給排される油路とを併せて弁開閉時期制御装置10の流体制御機構が構成されている。
図1に示すように、ECU40には、シャフトセンサ1Sと、イグニッションスイッチ43と、アクセルペダルセンサ44と、ブレーキペダルセンサ45と、位相検出センサ46とからの信号が入力される。ECU40は、スタータモータMと、燃料制御装置5と、点火制御装置6のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、位相制御弁24と解除制御弁25を制御する信号を出力する。
次に、本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態について図7〜図11を用いて説明する。なお、エンジンEの始動からエンジンEの停止までにおける位相制御弁24の制御、解除制御弁25の制御、相対回転位相の変位、第1中間ロック機構L1の状態、第2中間ロック機構L2の状態、および最遅角ロック機構L3の状態のタイムチャートを図12に示す。
アイドリング運転が終了すると、内燃機関制御システムの制御は、通常運転制御に移行する。断機の終了は、エンジンE内部を流通する冷却水の温度を検出する水温センサ(不図示)の検出結果に基づき、ECU40が判断する。通常運転制御に移行すると、位相制御部42が、解除制御弁25への通電を切断し、ロックポジションからアンロックポジションに切り換える制御を行う。この操作により、主解除油路23に作動油が供給され、第2ロック部材32は第2凹部36(嵌合凹部36A)から退出する。第1ロック部材31は既に第1凹部35から既に退出しているので、外部ロータ11と内部ロータ12の間のロック状態は全て解除されることになる。この後、通常運転制御である限り、このロック状態解除が維持される。
アイドリングストップ制御では、通常運転中にブレーキペダルを踏み込んで停車した際に(アクセルペダルが操作されない状態で)、エンジンEを一時的に停止し、ブレーキペダルの踏み操作が解除された際にエンジンEを始動するように制御形態が設定されている。これにより無駄な燃料消費を抑制して燃費を向上させることができる。
エンジンEが稼動している状況でイグニッションスイッチ43が人為的にOFF操作される前には停車操作がなされ、アイドリング運転となる。このときの相対回転位相は最遅角位相となる。そしてイグニッションスイッチ43が人為的にOFF操作された場合には、ECU40は内燃機関制御システムをエンジン停止モードにする。エンジン停止モードではエンジンEを直ちに停止させず、位相制御部42が位相制御弁24に通電して進角ポジションとなるように操作して進角室Caに作動油を供給し、相対回転位相を図2に示す第1中間ロック位相P1まで移行させる。この移行時には解除制御弁25はアンロックポジションにあるが、第1中間ロック位相P1の近傍に達すると解除制御弁25に通電してロックポジションに切り換えて、第1凹部35、第2凹部36、第3凹部37から作動油を排出する。その後、第1中間ロック位相P1において第1中間ロック機構L1によるロック状態に達する。
このように本実施形態では、アイドリングストップ制御によりエンジンEを停止する場合には、相対回転位相を最遅角ロック位相P3まで変位させ、最遅角ロック機構L3でロックする状態に移行することで、この後にエンジンEを再始動する場合には低い圧縮比により軽快なクランキングを実現している。
次に、本発明の他の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態の説明においては、第1実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。
3 カムシャフト
10 弁開閉時期制御装置
11 外部ロータ(駆動側回転部材)
12 内部ロータ(従動側回転部材)
17 ベーン(仕切部)
20 油圧ポンプ(流体制御機構)
21 進角制御油路(流体制御機構)
22 遅角制御油路(流体制御機構)
23 主解除油路(流体制御機構、共通流路)
24 位相制御弁(流体制御機構)
25 解除制御弁(流体制御機構)
31 第1ロック部材
32 第2ロック部材
35 第1凹部
36 第2凹部
37 第3凹部
E エンジン(内燃機関)
C 流体圧室
Ca 進角室
Cb 遅角室
L1 第1中間ロック機構
L2 第2中間ロック機構
L3 最遅角ロック機構
P1 第1中間ロック位相
P2 第2中間ロック位相
P3 最遅角ロック位相
R オリフィス部(遅延部)
Claims (5)
- 内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成される流体圧室と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室および遅角室と、
前記流体圧室への作動流体の給排を制御する流体制御機構と、
前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の第1中間ロック位相に拘束し、またはその拘束を解除する第1中間ロック機構と、
前記相対回転位相を最遅角ロック位相に拘束し、またはその拘束を解除する最遅角ロック機構と、
前記相対回転位相を前記第1中間ロック位相と前記最遅角ロック位相との間の第2中間ロック位相に拘束し、またはその拘束を解除する第2中間ロック機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。 - 前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とのいずれか一方に共に設けられた第1ロック部材および第2ロック部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とのいずれか他方に共に設けられた第1凹部、第2凹部および第3凹部と、を備え、
前記第1ロック部材および前記第2ロック部材の少なくとも一方が、前記第1凹部、前記第2凹部および前記第3凹部の少なくとも一つと嵌合することにより、前記相対回転位相を前記第1中間ロック位相、前記第2中間ロック位相および前記最遅角ロック位相に拘束する請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記第1中間ロック機構と、前記第2中間ロック機構と、前記最遅角ロック機構のそれぞれに作動流体を給排する流路が共通部分である共通流路を備えた請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第1中間ロック機構および前記第2中間ロック機構に作動流体を給排する共通流路を備え、
前記最遅角ロック機構に作動流体を給排する流路は、前記進角室に作動流体を給排する流路と共通である請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記第1中間ロック機構と、前記第2中間ロック機構に作動流体を供給するときに、前記第1中間ロック機構への作動流体の到達よりも前記第2中間ロック機構への作動流体の到達が遅くなる遅延部を備えた請求項3または4に記載の弁開閉時期制御装置。
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