JP2013538981A - デフォルトモードを備えた可変カムシャフトタイミング機構 - Google Patents

Abstract

流体入力部からの流体を、進角路、遅角路、共通路、進角デフォルト路、遅角デフォルト路、および少なくとも１つの排出路を経由して、位相器の進角チャンバおよび遅角チャンバに出入りさせる制御弁を有する可変カムタイミング位相器。制御弁は、デフォルトモードと油圧駆動モードとの間を移動可能である。デフォルトモードでは、制御弁は排出路を遮断して、流体をチャンバ内に保持する。油圧駆動モードは、少なくとも、進角モード、遅角モード、および保持位置を含む。

Description

関連出願の参照
本出願は、「デフォルトモードを備えた可変カムシャフトタイミング機構（ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＣＡＭＳＨＡＦＴ ＴＩＭＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ ＷＩＴＨ Ａ ＤＥＦＡＵＬＴ ＭＯＤＥ）」と題して２０１０年１０月４日に出願された米国仮特許出願第６１／３８９，４５１号、および「デフォルトモードを備えた可変カムシャフトタイミング機構（ＶＡＲＩＡＢＬＥ ＣＡＭＳＨＡＦＴ ＴＩＭＩＮＧ ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ ＷＩＴＨ Ａ ＤＥＦＡＵＬＴ ＭＯＤＥ）」と題して２０１０年１１月３０日に出願された米国仮特許出願第６１／４１７，９４３号に開示された１つまたは複数の発明の権利を主張するものである。米国特許法１１９条（ｅ）に基づく米国仮出願の利益が主張され、前述の出願は、参照により本明細書に援用するものとする。

本発明は、可変カムシャフトタイミング機構の分野に関する。より具体的には、本発明は、デフォルトモードを備えた油圧式可変カムシャフトタイミング機構に関する。

内燃機関は、カムシャフトとクランクシャフトとの間の相対的なタイミングを変えて、エンジン性能を改良する、または排気ガスを低減するために様々な機構を採用してきた。これらの可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）機構の大部分は、エンジンカムシャフト（または、多重カムシャフトエンジンでは複数のカムシャフト）上の１つまたは複数の「ベーン位相器」を使用する。図に示すように、ベーン位相器は、カムシャフト１２６の端部に取り付けられ、ベーンチャンバを有するハウジングアセンブリ１００によって囲まれた、１つまたは複数のベーン１０４を含むロータ１０５を有し、ベーンは、ベーンチャンバ内に収まっている。ベーン１０４がハウジング１００に取り付けられ、ロータアセンブリ１０５内にチャンバを有することも同様に可能である。ハウジングの外周１０１は、通常クランクシャフトから、あるいは多重カムエンジンでは別のカムシャフトから、チェーン、ベルト、またはギヤを介して駆動力を受け取るスプロケット、プーリ、またはギヤを形成している。

カムシャフトトルク駆動式（ＣＴＡ）可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）システムを除いて、油圧ＶＣＴシステムの大部分は、２つの原理である油圧駆動（ＯＰＡ）またはトーションアシスト（ＴＡ）によって動作する。油圧駆動式ＶＣＴシステムでは、油制御弁（ＯＣＶ）が、エンジン油圧をＶＣＴ位相器内の一方の作動チャンバに送り、それと同時に、ハウジング、ロータ、およびベーンで画定される反対側の作動チャンバから排出する。これにより、１つまたは複数のベーンの両側間に圧力差が生じて、ＶＣＴ位相器が油圧で一方の方向、または他方に押される。弁を中立にする、すなわち、弁が中立位置に移動することで、ベーンの両側にかかる圧力が等しくなり、位相器が任意の中間位置に保持される。位相器が、弁がより早く開閉するような方向に移動する場合、位相器は進んでいるといわれ、位相器が、弁がより遅れて開閉するような方向に移動する場合、位相器は遅延しているといわれる。

トーションアシスト（ＴＡ）システムは、ＶＣＴ位相器がトルクなどの反対の力を受けた場合に、ＶＣＴ位相器が、設定した方向とは反対の方向に移動するのを防止する１つまたは複数の逆止弁を有することを除いて、同様の原理によって動作する。

ＯＰＡまたはＴＡシステムに関する問題は、油制御弁が、デフォルトで、進角または遅角のいずれかの作動チャンバからすべての油を排出し、反対側のチャンバを満たす位置をとることである。このモードでは、位相器は、デフォルトで、ロックピンが係合する最端の止め部まで一方向に移動する。ＯＰＡまたはＴＡシステムは、エンジンが油圧を発生させていないエンジン始動サイクル中に、ＶＣＴ位相器を任意の他の位置に向けることができない。これにより、デフォルトモードにおいて、一方向にのみ移動できるように位相器が制限される。従来、これは、エンジン停止時、およびエンジン始動中に、ＶＣＴ位相器が最端の動程限界の一方（最大進角または最大遅角のいずれか）にロックされるように設定されるために許容可能であった。しかし、最近の較正作業により、ＶＣＴシステムが最端の止め部ではなくて、いずれかの中間位置にある状態でエンジンを始動させることに大きな利点があることが分かった。

ＶＣＴ位相器の広範囲の角運動に加えて、最端の止め部は、エンジンが始動しない、またはエンジン始動中に損傷を受ける位置であり得るので、中間動程位置で始動する必要がある。エンジンが停止し、位相器が最適な中間始動位置にない場合、位相器が、エンジンクランキング中に、いずれかの方向に移動して、中間動程のどこかにある最適始動位置に戻ることができることが同様に望ましい。現状のＯＰＡおよびＴＡ式ＶＣＴシステムは、停止時に、デフォルトで、作動チャンバの一方（進角または遅角のいずれか）から油を排出し、したがって、そのチャンバを非作動チャンバにするので、ＶＣＴ位相器は、一方向にしか移動することができないため、上記のように復帰することができない。

内燃機関用の可変カムタイミング位相器は、ハウジングアセンブリ、ロータ、および制御弁を含む。ハウジングアセンブリは、駆動力を受け取る外周を有し、ロータアセンブリは、ハウジング内で同軸上に配置されてカムシャフトに連結される。ロータは、複数のベーンを有し、１つのベーンは、ハウジングとロータとの間に形成されたチャンバを進角チャンバおよび遅角チャンバに分割する。制御弁は、流体入力部からの流体を、進角路、遅角路、共通路、および少なくとも１つの排出路を経由して、進角チャンバおよび遅角チャンバに出入りさせる。制御弁は、デフォルトモードと油圧駆動モードとの間を移動可能である。油圧駆動モードには、少なくとも、流体が流体入力部から進角チャンバに送られ、流体がさらに遅角チャンバから少なくとも１つの排出路に送られる進角モードと、流体が流体入力部から遅角チャンバに送られ、流体がさらに進角チャンバから少なくとも１つの排出路に送られる遅角モードと、流体が両方のチャンバに送られる保持位置とに制御弁が移動可能であることが含まれる。デフォルトモードでは、制御弁は、少なくとも１つの排出路を遮断して、流体を進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持する。

進角位置の方に移動する本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 遅角位置の方に移動する本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 保持位置にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 油圧デフォルト回路が開いた状態にあり、位相器がロック位置にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 油圧デフォルト回路が開いた状態にあり、位相器がデフォルト回路によって進角方向にロック位置に向かって移動している本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 油圧デフォルト回路が開いた状態にあり、位相器がデフォルト回路によって遅角方向にロック位置に向かって移動している本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示している。 油圧デフォルト回路が閉じた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の概略図を示しており、制御弁が保持位置にある。 油圧デフォルト回路が開いた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２の実施形態の概略図を示しており、制御弁がデフォルトモードにある。 油圧デフォルト回路が閉じた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第３の実施形態の概略図を示しており、制御弁が保持位置にある。 油圧デフォルト回路が開いた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第３の実施形態の概略図を示しており、制御弁がデフォルトモードにある。 油圧デフォルト回路が閉じた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第４の実施形態の概略図を示しており、制御弁が保持位置にある。 油圧デフォルト回路が開いた状態にある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第４の実施形態の概略図を示しており、制御弁がデフォルトモードにある。 油圧デフォルト回路が開いた状態にあり、制御弁がデフォルトモードにある本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第５の実施形態の概略図を示している。 遅角チャンバ用の油圧デフォルト回路だけを有する、本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第１の実施形態の代替案の概略図を示している。 進角チャンバ用の油圧デフォルト回路だけを有する、本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２の実施形態の代替案の概略図を示している。 進角チャンバ用の油圧デフォルト回路だけを有する、本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第３の実施形態の代替案の概略図を示している。 進角チャンバ用の油圧デフォルト回路だけを有する、本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第４の実施形態の代替案の概略図を示している。 進角チャンバ用の油圧デフォルト回路だけを有する、本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第５の実施形態の代替案の概略図を示している。

本発明は、トーションアシスト（ＴＡ）および油圧駆動式（ＯＰＡ）可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）システムの限界を克服して、要望通り、ＴＡまたはＯＰＡ式ＶＣＴ位相器が、カムトルク駆動式（ＣＴＡ）動作モードで動作する１つまたは複数の作動チャンバを有することができるようにする。本発明は、ＶＣＴ位相器を進角または遅角のいずれかの方向に向けて、中間ロック位置に達するようにするために、必要であれば、その中間ロック位置でロックピンと係合するようにするために、デフォルトモードの制御弁と油圧デフォルト回路とを利用する。以下の説明および実施形態は、油供給路に１つまたは複数の逆止弁を有するトーションアシスト式（ＴＡ）位相器の観点から説明されるが、当然のことながら、油圧駆動式位相器にも適用可能である。

本発明において、オフセットまたは遠隔パイロット弁が、トーションアシストまたは油圧駆動式位相器の油圧回路に追加されて、油圧デフォルト切換機能を管理する。

パイロット弁は、ロックピンを係合させる、または解放する同じ油圧回路で制御することができる。これは、ＶＣＴ制御弁が（背景技術のセクションで説明した３つと対比して）２つの油圧回路、すなわち、ＶＣＴ制御回路および統合されたロックピン／油圧デフォルト制御回路に戻るのを短縮する。パイロット弁の第１の位置への移動は、位相器の遠隔作動／停止弁または制御弁によって能動的に制御される。

遠隔パイロット弁を使用する利点の１つは、遠隔パイロット弁は、ソレノイドによって制限されないので、制御弁よりも長いストロークを有することができることである。したがって、パイロット弁は、油圧デフォルトモードに対してより大きい流路を開放することができ、デフォルトモードでの動作速度を改善する。さらに、遠隔パイロット弁の位置により、油圧デフォルト回路が短く、かつ単純になり、それにより、ＶＣＴデフォルトモードの性能、または位相器の中間位相角位置が改善される。

図１〜１８は、スプール弁位置に応じたＶＣＴ位相器の動作モードを示している。図に示す位置により、ＶＣＴ位相器が移動しつつある方向が特定される。当然ながら、位相制御弁は、無限数の中間位置を有しており、制御弁は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を制御するだけでなく、個別のスプール位置に応じて、ＶＣＴ位相器が位置を変える速度を制御する。したがって、当然のことながら、位相制御弁はまた、無限の中間位置で動作することができ、図に示す位置に限定されない。

第１の実施形態の図１〜６を参照すると、位相器のハウジングアセンブリ１００は、駆動力を受け取る外周１０１を有する。ロータアセンブリ１０５はカムシャフト１２６に連結され、ハウジング１００内で同軸上に配置されている。ロータアセンブリ１０５は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７を進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３とに分割するベーン１０４を有する。ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との相対角度位置をずらすように回転することができる。さらに、油圧デフォルト回路１３３およびロックピン回路１２３も存在する。油圧デフォルト回路１３３およびロックピン回路１２３は、上記のように基本的に１つの回路であるが、分かりやすくするために分けて説明される。

油圧デフォルト回路１３３は、パイロット弁１３０に装架されたスプリング１３１と、進角チャンバ１０２をパイロット弁１３０と逆止弁１０８、１１０に至る共通路１１４とに接続する進角デフォルト路１２８と、遅角チャンバ１０３をパイロット弁１３０と逆止弁１０８、１１０に至る共通路１１４とに接続する遅角デフォルト路１３４とを含む。進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ベーン１０４から所定の距離または長さだけ離れている。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁１３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

ロックピン１２５は、ロータアセンブリ１０５内の穴にスライド可能に収容されており、スプリング１２４によってハウジングアセンブリ１００内の凹部１２７に向かって付勢され、凹部１２７に嵌入する端部部分を有する。あるいは、ロックピン１２５は、ハウジングアセンブリ１００内に収容され、ロータアセンブリ１０５内の凹部１２７に向かってスプリング１２４で付勢されてもよい。油圧デフォルト回路１３３の開閉、およびロックピン回路１２３の加圧は、位相制御弁１０９の切り換え／移動によって共に制御される。

制御弁１０９、好ましくはスプール弁は、円筒形のランド１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、１１１ｅを有して、ロータ１０５の穴内のスリーブ１１６にスライド可能に受け入れられたスプール１１１と、カムシャフト１２６内の案内部とを含む。スプールの一端はスプリング１１５と接触し、スプールの反対側の端部は、パルス幅変調式可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７と接触している。ソレノイド１０７はまた、電流または電圧を変えることで、あるいは適用可能な他の方法で線形的に制御することもできる。さらに、スプール１１１の反対側の端部は、モータまたは他のアクチュエータと接触し、それらの影響を受けてもよい。

スプール１１１の位置は、スプリング１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７との影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる細部が下記に詳細に説明される。スプール１１１の位置により、ロックピン回路１２３および油圧デフォルト回路１３３が開くか（作動するか）、または閉じるか（停止するか）だけでなく、位相器の（例えば、進角位置、保持位置、または遅角位置に向かって移動する）動作も制御される。言い換えると、スプール１１１の位置により、パイロット弁が能動的に制御される。制御弁１０９は、進角モード、遅角モード、保持位置、およびデフォルトモードを有する。

進角モードでは、スプール１１１は、流体がポンプ１４０によって供給部Ｓから入り口逆止弁１１８を通り、流路１１９ｂを通って進角チャンバ１０２に流れることができ、遅角チャンバ１０３からの流体が、スプール１１１を通って排出路１２１に出るような位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、または閉じ、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

遅角モードでは、スプール１１１は、流体がポンプ１４０によって供給部Ｓから入り口逆止弁１１８を通り、流路１１９ｂを通って遅角チャンバ１０３に流れることができ、進角チャンバ１０２からの流体が、スプール１１１を通って排出路１２２に出るような位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

保持位置または中立モードでは、スプール１１１は、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に部分的に通じ、供給流体が進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流入して、ベーン位置を保持するために進角チャンバおよび遅角チャンバに同じ圧力をかけるのを可能にする位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

デフォルトモードでは、３つの機能が同時に存在する。

デフォルトモードの第１の機能とは、スプールランド１１１ｄ、１１１ｂが、流路１１２、１１３からの流体の流れが排出路１２１、１２２を通ってチャンバ１０２、１０３から出るのを阻止し、単に、供給部Ｓからの少量の加圧流体が、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流入して、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３を満たされた状態に保つのを可能にする位置にスプール１１１が移動して、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除することである。

デフォルトモードでの第２の機能とは、デフォルト弁回路１３３を開く、または作動させることである。デフォルト弁が開いた場合、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３の１つまたは複数は、カムトルク駆動（ＣＴＡ）モードに転換される。言い換えると、供給して一方のチャンバを満たし、反対側のチャンバから排出路を介して油だめに排出する代わりに、流体は、進角チャンバと遅角チャンバとの間を再循環することができる。デフォルト弁回路１３３は、ベーン１０４が中間位相角位置に達するまで、位相器が進角または遅角に移動するのを完全に制御する。

デフォルトモードの第３の機能とは、ロックピン回路１２３を排出口に接続して、ロックピン１２５が凹部１２７と係合するのを可能にすることである。中間位相角位置または中間位置とは、ベーン１０４が、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間のチャンバを画定する進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置にある場合である。中間位相角位置は、進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置とすることができ、デフォルト流路１２８、１３４がベーン１０４に対してどの位置にあるかによって特定される。

パルス幅変調式可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルに基づいて、スプール１１１は、その行程に沿って対応する位置に移動する。可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが、約３０％、５０％、または１００％の場合、スプール１１１は、それぞれ遅角モード、保持モード、および進角モードに対応する位置に移動し、パイロット弁１３０は加圧されて第２の位置に移動し、油圧デフォルト回路１３３は閉じ、ロックピン１２５は加圧されて解放される。可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％の場合、スプール１１１はデフォルトモードに移動するので、パイロット弁１３０は排出口につながって第２の位置に移動し、油圧デフォルト回路１３３は開き、ロックピン１２５は、排出口に接続されて凹部１２７と係合する。電力または制御が失われた場合に、位相器は、デフォルトでロック位置をとるので、油圧デフォルト回路１３３を開き、パイロット弁１３０を排出口に接続し、ロックピン１２５を排出口と接続して凹部１２７と係合させる、スプール行程に沿った最端位置としてデューティサイクル０％が選択された。上記に列挙したデューティサイクルのパーセントは例であり、変えることができることに留意されたい。さらに、所望であれば、１００％のデューティサイクルで、油圧デフォルト回路１３３が開き、パイロット弁１３０が排出口と接続され、ロックピン１２５が排出口と接続されて凹部１２７と係合してもよい。

なお、代替案として、可変力ソレノイド１０７の約３０％、５０％、または１００％のデューティサイクルはそれぞれ、スプール１１１が移動する、進角モード、保持モード、および遅角モードに対応する位置に対応してもよい。

図１は、進角位置の方に移動している位相器を示している。進角位置の方に移動させるために、デューティサイクルは、５０％を超えて最大１００％まで上げられ、スプール１１１に作用するＶＦＳ１０７の力が増大して、スプール１１１は、スプリング１１５の力がＶＦＳ１０７の力と平衡するまで、ＶＦＳ１０７により左の方へ、進角モードに移動する。示した進角モードでは、スプールランド１１１ｃは、排出路１２２を遮断し、スプールランド１１１ｂは、進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３との間の流体の再循環を防止する。流路１１２は、流路１１９ｂによって供給部Ｓに通じており、流路１１３は、排出路１２１に通じていて、遅角チャンバ１０３からの任意の流体を排出する。油圧流体は、ポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器に供給され、カムインターフェイス１２０を通って流路１１９に流入する。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。流体は、制御弁１０９から流路１１２および進角チャンバ１０２に流入して、ベーン１０４を矢印で示す方向に移動させ、それにより、流体が遅角チャンバ１０３から移動して流路１１３に出て、制御弁１０９に入り、排出路１２１を通って油だめに排出される。

流路１１９ａは、ロックピン１２５に通じており、パイロット弁１３０に通じる流路１３２に分岐している。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通り抜けて、ロックピン１２５を解放位置までスプリング１２４に付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。流路１１９ａ内の流体はまた、流路１３２を流れ、パイロット弁１３０に圧力をかけてスプリング１３１に押し当て、図１に示すように、遅角デフォルト路１３４、進角デフォルト路１２８、および流路１２９が遮断され、デフォルト回路が停止する位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断されて、ロックピン１２５が排出口につながるのが防止される。

図２は、遅角位置の方に移動している位相器を示している。遅角位置の方へ移動させるために、デューティサイクルは、３０％を超えるが５０％未満の範囲に調整され、スプール１１１に作用するＶＦＳ１０７の力が変えられて、スプール１１１は、スプリング１１５の力がＶＦＳ１０７の力と平衡するまで、スプリング１１５により右の方へ、図の遅角モードに移動する。示した遅角モードでは、スプールランド１１１ｂは、排出路１２１を遮断し、スプールランド１１１ｃは、進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３との間の流体の再循環を防止する。流路１１３は、流路１１９ｂによって供給部Ｓに通じており、流路１１２は排出路１２２に通じていて、進角チャンバ１０２からの任意の流体を排出する。油圧流体は、ポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器に供給され、カムインターフェイス１２０を通って流路１１９に流入する。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。流体は、制御弁１０９から流路１１３および遅角チャンバ１０３に流入して、ベーン１０４を矢印で示す方向に移動させ、それにより、流体が進角チャンバ１０２から移動して流路１１２に出て、制御弁１０９に入り、排出路１２２を通って油だめに排出される。

流路１１９ａは、ロックピン１２５に通じており、パイロット弁１３０に通じる流路１３２に分岐している。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通り抜けて、ロックピン１２５を解放位置までスプリング１２４に付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。流路１１９ａ内の流体はまた、流路１３２を流れ、パイロット弁１３０に圧力をかけてスプリング１３１に押し当て、図２に示すように、遅角デフォルト路１３４および進角デフォルト路１２８が流路１２９からおよび互いから遮断され、デフォルト回路が停止する位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断され、ロックピン１２５およびパイロット弁１３０が排出口につながるのが防止される。

図３は、保持位置にある位相器を示している。この位置では、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは５０％であり、保持モードにおいて、スプール１１１の一端に作用するＶＦＳ１０７の力は、スプール１１１の反対側の端部に作用するスプリング１１５の力に等しい。ランド１１１ｂ、１１１ｃは、供給部Ｓからの流体が進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流れ込むのを可能にする。排出路１２１は、スプールランド１１１ｂによって、流路１１３から流体を排出するのを阻止され、排出路１２２は、スプールランド１１１ｃによって、流路１１２から流体を排出するのを阻止される。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。流体は、制御弁１０９から流路１１２、１１３に流入し、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流入する。流路１１９ａは、ロックピン１２５に通じており、パイロット弁１３０に通じる流路１３２に分岐している。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通り抜けて、ロックピン１２５を解放位置までスプリング１２４に付勢し、ロックピン回路１２３を満たす。流路１１９ａ内の流体はまた、流路１３２を流れ、パイロット弁１３０に圧力をかけてスプリング１３１に押し当て、図３に示すように、遅角デフォルト路１３４および進角デフォルト路１２８が流路１２９からおよび互いから遮断され、デフォルト回路１３３が停止する位置にパイロット弁１３０を移動させる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断され、ロックピン１２５およびパイロット弁１３０が排出口につながるのが防止される。

図４〜６を参照すると、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％の場合に、スプールはデフォルトモードにあり、パイロット弁１３０は排出口に接続され、油圧デフォルト回路１３３は開き、または作動し、ロックピン回路１２３は停止し、または閉じ、ロックピン１２５は、排出口に接続されて凹部１２７と係合し、ロータ１０５は、中間位置または中間位相角位置でハウジングアセンブリ１００に対してロックされる。可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置に応じて、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４のいずれかが、それぞれ進角チャンバ１０２または遅角チャンバ１０３につながる。さらに、エンジンがクランキング中のときに、エンジンが異常な形で停止した場合（例えば、エンスト）、エンジンが異常な形で停止する前に、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置にあったかにかかわらず、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは０％になり、ロータアセンブリ１０５は、デフォルト回路１３３によって中間ロック位置または中間位相角位置に移動し、ロックピン１２５は、中間位置または中間位相角位置で係合する。本発明では、デフォルトモードは、スプールが動程の最端であるときが好ましい。本発明で示した例では、デフォルトモードは、スプールが穴から最大限に出た最端の位置にある場合である。

デフォルトで、電子制御を使用することなく、中間位置または中間位相角位置をとる本発明の位相器の能力により、カム位相器位置を制御するのに電子制御が通常使用されない場合に、エンジンクランキング中でさえ、位相器が中間位置または中間位相角位置に移動するのが可能になる。さらに、位相器は、デフォルトで中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器は、特に、制御信号または電力が失われた場合に、ＶＣＴ位相器を能動制御することなく、エンジンが滑らかに始動および連続回転できることを保証するフェイルセーフ位置を提供する。位相器は、エンジンのクランキング時に、中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器の位相の動程をより長くすることができ、較正の機会をもたらす。先行技術では、中間位置または中間位相角位置がエンジンクランキングおよび始動時に存在しないので、より長い道程の位相器またはより長い位相角は不可能であり、エンジンが、最端の進角止め部、または遅角止め部のいずれかで始動するのには困難が伴う。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％にセットされている場合、スプール１１１に作用するＶＦＳ上の力は小さくなり、スプリング１１５は、図４〜６に示すように、スプール１１１をデフォルト位置に至るまでスプール動程の遠い右端に移動させる。このデフォルト位置では、スプールランド１１１ｂは、流路１１３から排出ポート１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド１１１ｄは、流路１１２から排出ポート１２２への流体の流れを遮断して、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８に流れてスプールランド１１１ｃを通り過ぎ、流路１１２、１１３を通ってそれぞれ進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流れ込むことができる。流体は、流路１１９ａを通ってロックピン１２５に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、ロックピン１２５はもはや加圧されず、スプールランド１１１ｄとスプールランド１１１ｅとの間でスプール１１１を介して排出路１２２につながる。同様に、パイロット弁１３０も排出路１２２につながって、進角デフォルト路１２８と、パイロット弁１３０を介して流路１２９および共通路１１４につながる遅角デフォルト路１３４との間の通路を開き、言い換えると、油圧デフォルト回路１３３を開き、基本的に、トーションアシストチャンバのすべてをカムトルク駆動式チャンバ（ＣＴＡ）またはＣＴＡモードに転換し、進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３との間の流体の循環を可能にする。

図５を参照すると、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近く、または進角位置に配置され、遅角デフォルト路１３４が遅角チャンバ１０３に通じている場合、遅角チャンバ１０３からの流体は遅角デフォルト路１３４に流れ込み、開いたパイロット弁１３０を通り、共通路１１４に通じる流路１２９に入る。流体は、共通路１１４から逆止弁１０８を通って進角チャンバ１０２に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、遅角チャンバ１０３に至る遅角デフォルト路１３４を閉鎖する。ロータ１０５が、遅角チャンバ１０３から遅角デフォルト１３４をオフラインに閉じるときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位相角位置または中間位置に移動し、ロックピン１２５は凹部１２７と一列に整列して、中間位置または中間位相角位置でロータ１０５をハウジングアセンブリ１００に対してロックする。

図６を参照すると、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近く、または遅角位置に配置され、進角デフォルト路１２８が進角チャンバ１０２に通じている場合、進角チャンバ１０２からの流体は進角デフォルト路１２８に流れ込み、開いたパイロット弁１３０を通り、共通路１１４に通じる流路１２９に入る。流体は、共通路１１４から逆止弁１１０を通って遅角チャンバ１０３に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、進角チャンバ１０２に至る進角デフォルト路１２８を閉鎖または遮断する。ロータアセンブリ１０５が進角チャンバ１０２から進角デフォルト路１２８を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位相角位置または中間位置に移動し、ロックピン１２５は凹部１２７と一列に整列して、中間位置または中間位相角位置で、ロータアセンブリ１０５をハウジングアセンブリ１００に対してロックする。

位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３から完全に閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。あるいは、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、中間位置または中間位相角位置において、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に対して若干開放されて、または部分的に制限されて、ロータアセンブリ１０５が若干振動するのを可能にして、ロックピン１２５が凹部１２７の上を通る可能性を高め、それにより、ロックピン１２５が凹部１２７と係合できるようにする。

代替の実施形態である図１４を参照すると、デフォルト回路４３３は、遅角チャンバ１０３だけにあり、一方向に中間位置止め部を見つける手助けをする。回転止め回路４３３は、位相器が、中間位置止め部と、例えば、ベーン１０４が進角壁１０２ａまたは遅角壁１０３ａと接触する場合の最端の止め部の一方との間で振動するのを可能にする。

図１４に示す実施形態と図１〜６の第１の実施形態との間の相違は、進角デフォルト路１２８と、共通路１１４、流路１１２、および進角チャンバ１０２間の逆止弁１０８とを削除したことである。この実施形態の場合、同一の参照番号は、前の図と同様に、上記の同じ説明に当てはまり、参照により、本明細書に繰り返して使用される。

油圧デフォルト回路４３３は、遅角デフォルト路１３４に接続されたパイロット弁１３０に装架されたスプリング１３１を含み、遅角デフォルト路１３４は、遅角チャンバ１０３をパイロット弁１３０と逆止弁１１０に至る共通路１１４とに接続する。遅角デフォルト路１３４は、ベーン１０４から所定の距離、または長さだけ離れている。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁１３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｄ、１１１ｂが、流路１１２、１１３からの流体の流れが排出路１２１、１２２を通ってチャンバ１０２、１０３から出るのを阻止し、単に、供給部Ｓからの少量の加圧流体が、進角チャンバ１０２、および遅角チャンバ１０３に流入して、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３を満たされた状態に保つのを可能にする位置にスプール１１１が移動して、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。

デフォルト弁回路４３３が作動し、または開き、デフォルト弁が開いた場合、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３の１つまたは複数は、カムトルク駆動（ＣＴＡ）モードに転換される。言い換えると、供給して一方のチャンバを満たし、反対側のチャンバから排出路を介して油だめに排出する代わりに、流体は、進角チャンバと遅角チャンバとの間を再循環することができる。デフォルト弁回路４３３は、ベーン１０４が中間位相角位置に達するまで、位相器が進角または遅角に移動するのを完全に制御する。

デフォルトモードでは、ロックピン回路１２３は排出口と接続され、ロックピン１２５が凹部１２７と係合するのを可能にする。中間位相角位置または中間位置とは、ベーン１０４が、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間のチャンバを画定する進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置にある場合である。中間位相角位置は、進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置とすることができ、遅角デフォルト流路１３４がベーン１０４に対してどの位置にあるかによって特定される。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置によっては、進角チャンバ１０２からの流体は、流路１１２から出て、共通路１１４に流れ込み、逆止弁１１０を通り、流路１１３を通って遅角チャンバ１０３に入る。遅角チャンバ１０３が満たされると、遅角デフォルト路１３４がつながり、遅角チャンバ１０３内の流体は、パイロット弁１３０を介して再循環して、カムトルクの方向に応じて遅角チャンバ１０３か、または進角チャンバ１０２に戻る。したがって、遅角方向では、位相器は、ベーン１０４が進角壁１０２ａに接触するまで自由に移動ことができる。

進角方向では、油圧回転止め回路が開いている場合に、位相器は、遅角デフォルト路１３４がハウジング１００によって閉鎖されるまで移動する。位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、遅角チャンバ１０３から閉鎖または遮断され、遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。ロックピン１２５が凹部１２７と係合しない場合、ロータ１０５およびベーン１０４は、遅角デフォルト路１３４がハウジング１００によって遮断される回転止め位置と、ベーン１０４が進角壁１０２ａと接触する（例えば、ロックピンをロックする中間位置との間の動程量が最も短い側の）最大遅角止め部との間で振動する。位相器が振動すると、ロックピン１２５は最終的に凹部１２７と嵌合し、位相器を中間位置にロックする。

位相器の片側だけにデフォルト路を有することの利点の１つは、逆止弁が２つではなくて１つしか必要とされず、位相器のドリル加工が少なくて済むのでコストが下がることである。

ロックピンが凹部と係合する動程が最も長い位相器の側に逆止弁およびデフォルト路を有し、ロックピンが凹部と係合する動程の量が最も短い場合に逆止弁およびデフォルト路を有さず、したがって、振動の幅をその側、例えば、中間位相角位置止め部または中間位置止め部と最端の止め部との間に限定することが好ましく、したがって、発生する振動が大きくなると、ベーン動程の一方の端部に達する。

あるいは、反対の側の逆止弁およびデフォルト路、例えば、逆止弁１１０およびデフォルト路１３４が削除されてもよい。

図７〜８は、一組のトーションアシスト進角および遅角チャンバが、流体が再循環して進角チャンバと遅角チャンバとの間を往復することができるＣＴＡモードに切り換えられる、本発明の第２の実施形態を示している。第１の実施形態と第２の実施形態との間の主な相違は、第１の実施形態では、デフォルト回路が作動したときに、一組のトーションアシスト進角および遅角チャンバがＣＴＡモードに転換されるのではなく、デフォルト回路２３３が作動したときに、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３のすべてのセットが、ＣＴＡモードに転換されることである。さらに、制御弁１０９は、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３の１つまたは複数のセット間で流路を開き、一方、油圧デフォルト回路１０３を使用するために、ＣＴＡモードのチャンバ２０２、２０３の１つまたは複数のセットを分離する。デフォルト回路２３３が停止したとき、ＣＴＡモードにある一組のチャンバ２０２、２０３は、ＴＡモード進角および遅角チャンバとして機能するように戻される。この実施形態の位相器の利点の１つは、少数の油圧デフォルト回路用チャンバのみを使用することで、位相器が、特に高い油粘性において、油圧デフォルトモードでより速く動作できることである。

図７は、保持位置にある位相器と保持位置にある制御弁とを示している。図８は、デフォルトモードにある制御弁１０９と作動中の油圧デフォルト回路２３３とを示している。進角モードおよび遅角モードは示されていないが、油圧デフォルト回路１３３が停止している第１の実施形態の図１および図２と同様である。油圧デフォルト回路２３３は、パイロット弁２３０に装架されたスプリング２３１と、現在ＣＴＡモードにある切換式ＴＡ進角チャンバ２０２をパイロット弁２３０および共通路２１４に接続する進角デフォルト路１２８と、現在ＣＴＡモードにある切換式ＴＡ遅角チャンバ２０３をパイロット弁２３０および共通路２１４に接続する遅角デフォルト路１３４とを含む。

図７を参照すると、保持位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは５０％であり、スプール１１１の一端に作用するＶＦＳ１０７の力は、スプール１１１の反対側の端部に作用するスプリング１１５の力に等しい。ランド１１１ｂ、１１１ｃは、ＴＡ進角および遅角チャンバに通じる流路１１２、１１３と、進角チャンバ２０２および遅角チャンバ２０３に通じる流路２１２、２１３との間で排出路１２２、１２１に向かう流体の流れを遮断する。しかし、スプールランド１１１ｂ、１１１ｃは、流体が、進角ＴＡチャンバ１０２および遅角ＴＡチャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に流れ込むことができ、流体がまた、パイロット弁および流路２１２、２１３からの漏出を補うために、進角チャンバ２０２および遅角チャンバ２０３に流れ込む、または限定的に流入することができるように配置されている。

流体は、ポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器に供給され、カムインターフェイス１２０を通って流路１１９に流入する。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。流体は、制御弁１０９から、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に流入し、遅角チャンバ１０３と同じ圧力を進角チャンバ１０２に加えて、ベーンを所定の位置に保持する。

流路１１９ａは、パイロット弁２３０に通じている。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通って流路１３２に移動して、パイロット弁２３０に圧力をかけてスプリング２３１に押し当て、パイロット弁２３０を、遅角デフォルト路１３４、進角デフォルト路１２８が遮断され、デフォルト回路が停止する位置に移動させる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断され、デフォルト回路２３３が排出口につながる、または開くのが防止される。

図８は、中間位置または中間位相角位置にある位相器を示しており、可変力ソレノイドのデューティサイクルは０％であり、スプール１０９はデフォルトモードにあり、パイロット弁２３０は、スプールを介して、油だめまたは排出口に通じる流路１２２につながり、油圧デフォルト回路２３３は開いている、または作動している。一組の進角チャンバ２０２および遅角チャンバ２０３は、トーションアシストモードからＣＴＡモードに切り換えられる。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置に応じて、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４のいずれかが、それぞれＣＴＡモード進角チャンバ２０２またはＣＴＡモード遅角チャンバ２０３につながる。さらに、エンジンがクランキング中のときに、エンジンが異常な形で停止した場合（例えば、エンスト）、エンジンが異常な形で停止する前に、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置をとっていたかにかかわらず、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは０％になり、ロータアセンブリ１０５は、デフォルト回路によって中間位置または中間位相角位置に移動し、ロックピン１２５は中間位置または中間位相角位置で係合する。

デフォルトで、電子制御を使用することなく、中間位置または中間位相角位置をとる本発明の位相器の能力により、カム位相器位置を制御するのに電子制御が通常使用されない場合に、エンジンクランキング中でさえ、位相器が中間位置または中間位相角位置に移動するのが可能になる。さらに、位相器は、デフォルトで中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器は、特に、制御信号または電力が失われた場合に、ＶＣＴ位相器を能動制御することなく、エンジンが滑らかに始動および連続回転できることを保証するフェイルセーフ位置を提供する。位相器は、エンジンのクランキング時に、中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器の位相の動程をより長くすることができ、較正の機会をもたらす。先行技術では、中間位置または中間位相角位置がエンジンクランキングおよび始動時に存在しないので、より長い道程の位相器またはより長い位相角は不可能であり、エンジンが、最端の進角止め部か、または遅角止め部のいずれかで始動するのには困難が伴う。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％にセットされている場合、スプール１１１に作用するＶＦＳ上の力は小さくなり、スプリング１１５は、図８に示すように、スプール１１１をデフォルトモードまでスプール動程の遠い右端に移動させる。デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｂは、流路１１２から排出路１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド１１１ｄは、流路１１３から排出路１２２への流体の流れを遮断して、供給部からの流体がＴＡ進角チャンバとＴＡ遅角チャンバとの間を制限を受けずに循環するのを可能にし、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、上記のように、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に向かって、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８に流れ、さらに共通路２１４に入り、パイロット弁２３０を通り、逆止弁２０８、２１０を通り、流路２１２、２１３からＣＴＡモード進角チャンバまたはＣＴＡモード遅角チャンバのいずれかに入ることができる。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁２３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁２３０は排出路１２２につながり、進角デフォルト路１２８と、パイロット弁２３０を通って流路２２９および共通路２１４に至る遅角デフォルト路１３４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路２３３を開く、または作動させる。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近く、または遅角位置に配置され、進角デフォルト路１２８がＣＴＡモード進角チャンバ２０２に通じている場合、図８に示すように、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２からの流体は進角デフォルト路１２８に流れ込み、開いたパイロット弁２３０を通り、共通路２１４に通じる流路２２９に入る。流体は、共通路２１４から逆止弁２１０を通ってＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２に至る進角デフォルト路１２８を閉鎖または遮断する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード進角チャンバ２０２から進角デフォルト路１２８を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近く、または進角位置に配置され、遅角デフォルト路１３４がＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に通じている場合、ＣＴＡモード遅角チャンバ２０３からの流体は遅角デフォルト路１３４に流れ込み、開いたパイロット弁２３０を通り、共通路２１４に通じる流路２２９に入る。流体は、共通路２１４から逆止弁２０８を通ってＣＴＡモード進角チャンバ２０２に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に至る遅角デフォルト路１３４を閉鎖する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード遅角チャンバ２０３から遅角デフォルト路１３４を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ２０３から完全に閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。あるいは、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、中間位置または中間位相角位置において、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に対して若干開放されて、または部分的に制限されて、ロータアセンブリ１０５が若干振動するのを可能にして、ロックピン１２５が凹部１２７の位置の上を通る可能性を高め、それにより、ロックピン１２５が凹部１２７と係合できるようにする。

図１５は、デフォルト回路５３３が、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２だけにあり、一方向に中間位置止め部を見つける助けとなる代替の実施形態を示している。回転止め回路５３３は、例えば、ベーン１０４が進角壁２０２ａまたは遅角壁２０３ａと接触する場合に、位相器が、中間位置止め部と最端の止め部の一方との間で振動するのを可能にする。

図１５に示す実施形態と図７〜８の第２の実施形態との間の相違は、遅角デフォルト路１３４と、共通路２１４、流路２１３、およびＣＴＡモード遅角チャンバ２０３間の逆止弁２１０とを削除したことである。この実施形態の場合、同一の参照番号は、前の図と同様に、上記の同じ説明に当てはまり、参照により、本明細書に繰り返して使用される。

油圧デフォルト回路５３３は、パイロット弁２３０に装架されたスプリング２３１と、現在ＣＴＡモードにある切換式ＴＡ進角チャンバ２０２をパイロット弁２３０と逆止弁２０８に至る共通路２１４とに接続する進角デフォルト路１２８とを含む。進角デフォルト路１２８は、ベーン１０４から所定の距離、または長さだけ離れている。パイロット弁２３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁２３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置によっては、ＣＴＡモード遅角チャンバ２０３からの流体は、流路２１３から出て、共通路２１４に流入し、逆止弁２０８を通り、流路２１２を通ってＣＴＡモード進角チャンバ２０２に入る。ＣＴＡモード進角チャンバ２０２が満たされると、進角デフォルト路１２８がつながり、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２内の流体は、パイロット弁２３０を介して再循環して、カムトルクの方向に応じてＣＴＡモード進角チャンバ２０２、またはＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に戻る。したがって、進角方向では、位相器は、ベーン１０４が遅角壁２０３ａに接触するまで自由に移動することができる。

デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｂは、流路１１２から排出路１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド１１１ｄは、流路１１３から排出路１２２への流体の流れを遮断して、供給部からの流体がＴＡ進角チャンバ１０２とＴＡ遅角チャンバ１０３との間を制限を受けずに循環するのを可能にし、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、上記のように、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に向かって、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８に流れ、さらに共通路２１４に入り、パイロット弁２３０を通り、逆止弁２０８を通り、流路２１２からＣＴＡモード進角チャンバ２０２に、または流路２１３からＣＴＡモード遅角チャンバ２０３に入る。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁２３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁２３０は、排出路１２２につながり、パイロット弁２３０を通って流路２２９に至る進角デフォルト路１２８と共通路２１４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路５３３を開く、または作動させる。

遅角方向では、油圧回転止め回路が開いている場合に、位相器は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって閉鎖されるまで移動する。位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ２０２から閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。ロックピン１２５が凹部１２７と係合しない場合、ロータ１０５およびベーン１０４は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって遮断される回転止め位置と、ベーン１０４が遅角壁２０３ａと接触する（例えば、ロックピンをロックする中間位置との間の動程量が最も短い側の）最大進角止め部との間で振動する。位相器が振動すると、ロックピン１２５は最終的に凹部１２７と嵌合し、位相器を中間位置にロックする。

位相器の片側だけにデフォルト路を有することの利点の１つは、逆止弁が２つではなくて１つしか必要とされず、位相器のドリル加工が少なくて済むのでコストが下がることである。

ロックピンが凹部と係合する動程が最も長い位相器の側に逆止弁およびデフォルト路を有し、ロックピンが凹部と係合する動程の量が最も短い場合に逆止弁およびデフォルト路を有さず、したがって、振動の幅をその側、例えば、中間位相角位置止め部または中間位置止め部と最端の止め部との間に限定することが好ましく、したがって、発生する振動が大きくなると、ベーン動程の一方の端部に達する。

あるいは、反対の側の逆止弁およびデフォルト路、例えば、逆止弁２０８および進角デフォルト路１２８が削除されてもよい。

図９〜１０は、一組のチャンバ３０２、３０３がチャンバ１０２、１０３のトーションアシスト作動セットから単独で分離され、ＣＴＡモードでのみ動作する本発明の第３の実施形態を示している。言い換えると、ＣＴＡモードの進角チャンバ３０２および遅角チャンバ３０３のセットは、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３のセットから独立して動作する。第３の実施形態は、トーションアシストチャンバ１０２、１０３およびＣＴＡモードチャンバ３０２、３０３の両方を有するという点で第２の実施形態と同様であるが、チャンバのセットは、閉ループ制御で動作する場合にトーションアシスト作動チャンバ１０２、１０３の１つまたは複数のセットが位相器の位置を制御し、油圧デフォルトモードで機能するためにのみＣＴＡモードチャンバ３０２、３０３の１つまたは複数のセットがあるように分離されている。トーションアシスト作動チャンバ１０２、１０３のセットは、「実働」、すなわち、進角状態、遅角状態、または保持状態から制御弁１０９を介した再循環に切り換えられる。ＣＴＡモードチャンバ３０２、３０３のセットは、「実働」、すなわち、チャンバ間でオイルを再循環させて、中間ロック位置への到達に関係するチャンバを進ませるか、または遅らせるかのいずれかから、デフォルト弁が閉じた場合の再循環モードに切り換えられる。

図９は、保持位置にある位相器と保持位置にある制御弁とを示している。図１０は、デフォルトモードにある制御弁１０９と作動中の油圧デフォルト回路３３３とを示している。進角モードおよび遅角モードは示されていないが、油圧回路１３３が停止している第１の実施形態の図１および図２と同様である。油圧デフォルト回路３３３は、パイロット弁３３０に装架されたスプリング３３１と、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２をパイロット弁３３０および共通路３１４に接続する進角デフォルト路１２８と、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３をパイロット弁３３０および共通路３１４に接続する遅角デフォルト路１３４とを含む。

図９を参照すると、保持位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは５０％であり、スプール１１１の一端に作用するＶＦＳ１０７の力は、スプール１１１の反対側の端部に作用するスプリング１１５の力に等しい。ランド１１１ｂ、１１１ｃは、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３、および共通路３１４からの流体流れが、流体を排出路１２２、１２１に排出するのを阻止する。流路１１２、１１３は、供給部からトーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３に流体を供給するように開放されている。流体また、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に対して、パイロット弁、逆止弁３０８、３１０、および流路３１２、３１３からの漏出を補うために、共通路３１４に流れ込むことができる。

流体は、ポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器に供給され、カムインターフェイス１２０を通って流路１１９に流入する。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。スプールランド１１１ｂ、１１１ｃは、流体が進角ＴＡチャンバ１０２、遅角ＴＡチャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に流れ込むことができ、遅角チャンバ１０３と同じ圧力を進角チャンバ１０２に加えて、ベーンを所定の位置に保持するように配置されている。

流路１１９ａは、パイロット弁３３０に通じている。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通って流路１３２に移動し、パイロット弁３３０に圧力をかけてスプリング３３１に押し当て、パイロット弁３３０を、遅角デフォルト路１３４、進角デフォルト路１２８が遮断され、デフォルト回路が停止する位置に移動させる。一方、油圧デフォルト回路３３３が停止した場合、流体は、パイロット弁３３０を通ってＣＴＡ進角チャンバ３０２とＣＴＡ遅角チャンバ３０３との間を制限を受けずに自由に移動することができる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断され、デフォルト回路３３３が排出口につながる、または開くのが防止される。

図１０は、中間位置または中間位相角位置にある位相器を示しており、可変力ソレノイドのデューティサイクルは０％であり、スプール１０９はデフォルトモードにあり、スプールランド１１１ｃは、供給部Ｓ １２１からの流体が、進角トーションアシストチャンバ１０２と遅角トーションアシストチャンバ１０３との間を自由に流れるために開放され、パイロット弁３３０が、スプールを介して、油だめまたは排出口に通じる流路１２２につながり、油圧デフォルト回路３３３が開く、または作動するように配置されている。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置に応じて、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４のいずれかが、それぞれＣＴＡモード進角チャンバ３０２またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３につながる。さらに、エンジンがクランキング中のときに、エンジンが異常な形で停止した場合（例えば、エンスト）、エンジンが異常な形で停止する前に、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置にあったかにかかわらず、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは０％になり、ロータアセンブリ１０５は、デフォルト回路によって中間位置または中間位相角位置に移動し、ロックピン１２５は中間位置または中間位相角位置で係合する。

デフォルトで、電子制御を使用することなく、中間位置または中間位相角位置をとる本発明の位相器の能力により、カム位相器位置を制御するのに電子制御が通常使用されない場合に、エンジンクランキング中でさえ、位相器が中間位置または中間位相角位置に移動するのが可能になる。さらに、位相器は、デフォルトで中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器は、特に、制御信号または電力が失われた場合に、ＶＣＴ位相器を能動制御することなく、エンジンが滑らかに始動および連続回転できることを保証するフェイルセーフ位置を提供する。位相器は、エンジンのクランキング時に、中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器の位相の動程をより長くすることができ、較正の機会をもたらす。先行技術では、中間位置または中間位相角位置がエンジンクランキングおよび始動時に存在しないので、より長い道程の位相器またはより長い位相角は不可能であり、エンジンが、最端の進角止め部か、または遅角止め部のいずれかで始動するのには困難が伴う。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％にセットされている場合、スプール１１１に作用するＶＦＳ上の力は小さくなり、スプリング１１５は、図１０に示すように、スプール１１１をデフォルトモードまでスプール動程の遠い右端に移動させる。デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｂは、流路１１２から排出路１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド１１１ｄは、流路１１３から排出路１２２への流体の流れを遮断し、スプール１１１ｃは、供給部からの流体がＴＡ進角チャンバ１０２とＴＡ遅角チャンバ１０３との間を制限を受けずに、または自由に循環するのを可能するように配置され、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、上記のように、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に向かって、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８に流れ、さらに共通路３１４に入り、逆止弁３０８、３１０を通り、流路３１２、３１３からＣＴＡモード進角チャンバ３０２またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３のいずれかに入ることができる。ＣＴＡモード進角チャンバ３０２とＣＴＡモード遅角チャンバ３０３との間の制限のない流体流れは、パイロット弁３３０によって妨げられる。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁３３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁３３０は、排出路１２２につながり、進角デフォルト路１２８と、パイロット弁３３０を通って流路３２９および共通路３１４に至る遅角デフォルト路１３４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路３３３を開く、または作動させる。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近く、または遅角位置に配置され、進角デフォルト路１２８がＣＴＡモード進角チャンバ３０２に通じている場合、図１０に示すように、ＣＴＡモードの進角チャンバ３０２からの流体は進角デフォルト路１２８に流れ込み、開いたパイロット弁３３０を通り、共通路３１４に通じる流路３２９に入る。流体は、共通路３１４から逆止弁３１０を通ってＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２に至る進角デフォルト路１２８を閉鎖または遮断する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード進角チャンバ３０２から進角デフォルト路１２８を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近く、または進角位置に配置され、遅角デフォルト路１３４がＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に通じている場合、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３からの流体は遅角デフォルト路１３４に流れ込み、開いたパイロット弁３３０を通り、共通路３１４に通じる流路３２９に入る。流体は、共通路３１４から逆止弁３０８を通ってＣＴＡモード進角チャンバ３０２に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に至る遅角デフォルト路１３４を閉鎖する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード遅角チャンバ３０３から遅角デフォルト路１３４を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３から完全に閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。あるいは、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、中間位置または中間位相角位置において、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に対して若干開放されて、または部分的に制限されて、ロータアセンブリ１０５が若干振動するのを可能にして、ロックピン１２５が凹部１２７の位置の上を通る可能性を高め、それにより、ロックピン１２５が凹部１２７と係合できるようにする。

図１６は、デフォルト回路６３３がＣＴＡモード遅角チャンバ３０３だけにあり、一方向に中間位置止め部を見つける助けとなる代替の実施形態を示している。回転止め回路６３３は、例えば、ベーン１０４が遅角壁３０３ａまたは進角壁３０２ａと接触する場合に、位相器が、中間位置止め部と最端の止め部の一方との間で振動するのを可能にする。

図１６に示す実施形態と図９〜１０の第３の実施形態との間の相違は、進角遅角デフォルト路１３４と、共通路３１４、流路３１３、およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３間の逆止弁３１０とを削除したことである。この実施形態の場合、同一の参照番号は、前の図と同様に、上記の同じ説明に当てはまり、参照により、本明細書に繰り返して使用される。

油圧デフォルト回路３３３は、パイロット弁３３０に装架されたスプリング３３１と、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２をパイロット弁３３０と逆止弁３０８に至る共通路３１４とに接続する進角デフォルト路１２８とを含む。進角デフォルト路１２８は、ベーン１０４から所定の距離、または長さだけ離れている。パイロット弁３３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁３３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置によっては、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３からの流体は、流路３１３から出て、共通路３１４に流れ込み、逆止弁３０８を通り、流路３１２を通ってＣＴＡモード進角チャンバ３０２に入る。ＣＴＡモード進角チャンバ３０２が満たされると、進角デフォルト路１２８がつながり、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２内の流体は、パイロット弁２３０を介して再循環して、カムトルクの方向に応じてＣＴＡモード進角チャンバ３０２か、またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に戻る。したがって、進角方向では、位相器は、ベーン１０４が遅角壁３０３ａに接触するまで自由に移動することができる。

デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｂは、流路１１２から排出路１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド１１１ｄは、流路１１３から排出路１２２への流体の流れを遮断して、供給部からの流体がＴＡ進角チャンバ１０２とＴＡ遅角チャンバ１０３との間を自由に循環するのを可能にし、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、上記のように、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に向かって、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８に流れ、さらに共通路３１４に入り、パイロット弁３３０を通り、逆止弁３０８を通り、流路３１２からＣＴＡモード進角チャンバ３０２に入り、流路３１３からＣＴＡモード遅角チャンバ３０２に入る。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁２３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁３３０は排出路１２２につながり、パイロット弁３３０を通って流路３２９に至る進角デフォルト路１２８と共通路２１４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路６３３を開く、または作動させる。

遅角方向では、油圧回転止め回路が開いている場合に、位相器は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって閉鎖されるまで移動する。位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２から閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。ロックピン１２５が凹部１２７と係合しない場合、ロータ１０５およびベーン１０４は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって遮断される回転止め位置と、ベーン１０４が遅角壁２０３ａと接触する（例えば、ロックピンをロックする中間位置との間の動程量が最も短い側の）最大進角止め部との間で振動する。位相器が振動すると、ロックピン１２５は最終的に凹部１２７と嵌合し、位相器を中間位置にロックする。

位相器の片側だけにデフォルト路を有することの利点の１つは、逆止弁が２つではなくて１つしか必要とされず、位相器のドリル加工が少なくて済むのでコストが下がることである。

ロックピンが凹部と係合する動程が最も長い位相器の側に逆止弁およびデフォルト路を有し、ロックピンが凹部と係合する動程の量が最も短い場合に逆止弁およびデフォルト路を有さず、したがって、振動の幅をその側、例えば、中間位相角位置止め部または中間位置止め部と最端の止め部との間に限定することが好ましく、したがって、発生する振動が大きくなると、ベーン動程の一方の端部に達する。

あるいは、反対の側の逆止弁およびデフォルト路、例えば、逆止弁３０８および進角デフォルト路１２８が削除されてもよい。

図１１〜１２は、一組のチャンバ３０２、３０３がチャンバ１０２、１０３のトーションアシスト作動セットから単独で分離され、第３の実施形態と同様にＣＴＡモードでのみ動作する本発明の第４の実施形態を示している。言い換えると、ＣＴＡモードの進角チャンバ３０２および遅角チャンバ３０３のセットは、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３のセットから独立して動作する。第４の実施形態では、チャンバは、閉ループ制御で動作する場合にトーションアシスト作動チャンバ１０２、１０３の１つまたは複数のセットが位相器の位置を制御し、油圧デフォルトモードで機能するためにのみＣＴＡモードチャンバ３０２、３０３の１つまたは複数のセットがあるように分離されている。トーションアシスト作動チャンバ１０２、１０３のセットは、「実働」、すなわち、進角状態、遅角状態、または保持状態から、トーションアシストチャンバ１０２、１０３が制御弁１０９を介して開かれ、流体を排出される状態に切り換えられる。ＣＴＡモードチャンバ３０２、３０３のセットは、「実働」、すなわち、チャンバ間でオイルを再循環させて、中間ロック位置への到達に関係するチャンバを進ませるか、または遅らせるかのいずれかから、デフォルト弁が閉じた場合の再循環モードに切り換えられる。

図１１は、保持位置にある位相器と保持位置にある制御弁とを示している。図１２は、デフォルトモードにある制御弁１０９と作動中の油圧デフォルト回路３３３とを示している。進角モードおよび遅角モードは示されていないが、油圧回路１３３が停止している第１の実施形態の図１および図２と同様である。油圧デフォルト回路３３３は、パイロット弁３３０に装架されたスプリング３３１と、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２をパイロット弁３３０および共通路３１４に接続する進角デフォルト路１２８と、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３をパイロット弁３３０および共通路３１４に接続する遅角デフォルト路１３４とを含む。

図１１を参照すると、保持位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは５０％であり、スプール１１１の一端に作用するＶＦＳ１０７の力は、スプール１１１の反対側の端部に作用するスプリング１１５の力に等しい。ランド１１１ｂ、１１１ｃは、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３間の流体の流れを遮断し、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３からの流体を防止し、排出路１２２、１２１への排出を形成する。しかし、スプールランド１１１ｂ、１１１ｃは、流体が、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に流れ込むことができるか、または限定的に流入することができ、流体がまた、漏出を補うために、共通路３１４および逆止弁３０８、３１０を通って、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に流れ込む、または限定的に流入することができるように配置されている。

流体は、ポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器に供給され、カムインターフェイス１２０を通って流路１１９に流入する。流路１１９は、２つの流路１１９ａ、１１９ｂに分かれている。流路１１９ｂは、入り口逆止弁１１８および制御弁１０９に通じている。流体は、制御弁１０９から、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３に流入し、遅角チャンバ１０３と同じ圧力を進角チャンバ１０２に加えて、ベーンを所定の位置に保持する。

流路１１９ａは、パイロット弁３３０に通じている。流路１１９ａ内の流体の圧力は、ランド１１１ｄ、１１１ｅ間でスプール１１１を通って流路１３２に移動し、パイロット弁３３０に圧力をかけてスプリング３３１に押し当て、パイロット弁３３０を、遅角デフォルト路１３４、進角デフォルト路１２８が遮断され、デフォルト回路が停止する位置に移動させる。一方、油圧デフォルト回路３３３が停止した場合、流体は、パイロット弁３３０を介して、ＣＴＡ進角チャンバ３０２とＣＴＡ遅角チャンバ３０３との間を制限を受けずに自由に移動することができる。排出路１２２は、スプールランド１１１ｄによって遮断され、デフォルト回路３３３が排出口につながる、または開くのが防止される。

図１２は、中間位置または中間位相角位置にある位相器を示しており、可変力ソレノイドのデューティサイクルは０％であり、スプール１０９はデフォルトモードにあり、パイロット弁３３０は、スプールを介して、油だめまたは排出口に通じる流路１２２につながり、油圧デフォルト回路３３３が開いている、または作動している。油圧デフォルト回路３３３が作動している、または開いている場合、進角トーションアシストチャンバ１０２および遅角トーションアシストチャンバ１０３からの流体は、排出路１２１、１２２を通って油だめに移る。したがって、スプールが最外部にある、またはデフォルトモードにある場合に、流体がある唯一のチャンバセットは、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３の１つまたは複数のセットである。供給源Ｓからの流体は、スリーブ１１６の外径上の環状部（図示せず）を通って共通路３１４に流れ込むことができる。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置に応じて、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４のいずれかが、それぞれＣＴＡモード進角チャンバ３０２またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３につながる。さらに、エンジンがクランキング中のときに、エンジンが異常な形で停止した場合（例えば、エンスト）、エンジンが異常な形で停止する前に、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置をとっていたかにかかわらず、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは０％になり、ロータアセンブリ１０５は、デフォルト回路によって中間位置または中間位相角位置に移動し、ロックピン１２５は中間位置または中間位相角位置で係合する。

デフォルトで、電子制御を使用することなく、中間位置または中間位相角位置をとる本発明の位相器の能力により、カム位相器位置を制御するのに電子制御が通常使用されない場合に、エンジンクランキング中でさえ、位相器が中間位置または中間位相角位置に移動するのが可能になる。さらに、位相器は、デフォルトで中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器は、特に、制御信号または電力が失われた場合に、ＶＣＴ位相器を能動制御することなく、エンジンが滑らかに始動および連続回転できることを保証するフェイルセーフ位置を提供する。位相器は、エンジンのクランキング時に、中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器の位相の動程をより長くすることができ、較正の機会をもたらす。先行技術では、中間位置または中間位相角位置がエンジンクランキングおよび始動時に存在しないので、より長い道程の位相器またはより長い位相角は不可能であり、エンジンが、最端の進角止め部か、または遅角止め部のいずれかで始動するのには困難が伴う。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％ちょうどにセットされている場合、スプール１１１に作用するＶＦＳ上の力は小さくなり、スプリング１１５は、図１２に示すように、スプール１１１をデフォルトモードまでスプール動程の遠い右端に移動させる。デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｃは、供給路１１９ｂから、ＴＡ進角チャンバ１０２およびＴＡ遅角チャンバ１０３に通じる流路１１２、１１３への流体の流れを遮断する。その代わりとして、流路１１２、１１３は、それぞれ排出路１２１、１２２に通じており、ＴＡ進角および遅角チャンバからの流体を排出し、制御弁１０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８、スリーブ１１６の外径上の環状部（図示せず）、共通路３１４に流れ、逆止弁３０８、３１０を通り、流路３１２、３１３からＣＴＡモード進角チャンバ３０２か、またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３のいずれかに入る。ＣＴＡモード進角チャンバ３０２とＣＴＡモード遅角チャンバ３０３との間の制限のない流体流れは、パイロット弁３３０によって妨げられる。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁２３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁３３０は排出路１２２につながり、進角デフォルト路１２８と、パイロット弁３３０を通って流路３２９および共通路３１４に至る遅角デフォルト路１３４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路３３３を開く、または作動させる。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近く、または遅角位置に配置され、進角デフォルト路１２８がＣＴＡモード進角チャンバ３０２に通じている場合、図１２に示すように、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２からの流体は進角デフォルト路１２８に流れ込み、開いたパイロット弁３３０を通り、共通路３１４に通じる流路３２９に入る。流体は、共通路３１４から逆止弁３１０を通ってＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２に至る進角デフォルト路１２８を閉鎖または遮断する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード進角チャンバ３０２から進角デフォルト路１２８を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近く、または進角位置に配置され、遅角デフォルト路１３４がＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に通じている場合、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３からの流体は遅角デフォルト路１３４に流れ込み、開いたパイロット弁３３０を通り、共通路３１４に通じる流路３２９に入る。流体は、共通路３１４から逆止弁３０８を通ってＣＴＡモード進角チャンバ３０２に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に至る遅角デフォルト路１３４を閉鎖する。ロータアセンブリ１０５がＣＴＡモード遅角チャンバ２０３から遅角デフォルト路１３４を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位置または中間位相角位置に移動する。

位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３から完全に閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。あるいは、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、中間位置または中間位相角位置において、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に対して若干開放されて、または部分的に制限されて、ロータアセンブリ１０５が若干振動するのを可能にして、ロックピン１２５が凹部１２７の位置の上を通る可能性を高め、それにより、ロックピン１２５が凹部１２７と係合できるようにする。

図１７は、デフォルト回路７３３がＣＴＡモード遅角チャンバ３０３だけにあり、一方向に中間止め位置を見つける助けとなる代替の実施形態を示している。回転止め回路７３３は、例えば、ベーン１０４が遅角壁３０３ａまたは進角壁３０２ａと接触する場合に、位相器が、中間止め位置と最端の止め部の一方との間で振動するのを可能にする。

図１７に示す実施形態と図１１〜１２の第４の実施形態の間の相違は、進角遅角デフォルト路１３４と、共通路３１４、流路３１３、およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３間の逆止弁３１０とを削除したことである。この実施形態の場合、同一の参照番号は、前の図と同様に、上記の同じ説明に当てはまり、参照により、本明細書に繰り返して使用される。

油圧デフォルト回路３３３は、パイロット弁３３０に装架されたスプリング３３１と、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２をパイロット弁３３０と逆止弁３０８に至る共通路３１４とに接続する進角デフォルト路１２８とを含む。進角デフォルト路１２８は、ベーン１０４から所定の距離、または長さだけ離れている。パイロット弁３３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁３３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。油圧デフォルト回路７３３が作動している、または開いている場合、進角トーションアシストチャンバ１０２および遅角トーションアシストチャンバ１０３からの流体は、排出路１２１、１２２を通って油だめに移る。したがって、スプールが最外部にある、またはデフォルトモードにある場合に、流体がある唯一のチャンバセットは、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２およびＣＴＡモード遅角チャンバ３０３の１つまたは複数のセットである。供給源Ｓからの流体は、スリーブ１１６の外径上の環状部（図示せず）を通って共通路３１４に流れ込むことができる。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置によっては、ＣＴＡモード遅角チャンバ３０３からの流体は、流路３１３から出て、共通路３１４に流れ込み、逆止弁３０８を通り、流路３１２を通ってＣＴＡモード進角チャンバ３０２に入る。ＣＴＡモード進角チャンバ３０２が満たされると、進角デフォルト路１２８がつながり、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２内の流体は、パイロット弁２３０を介して再循環して、カムトルクの方向に応じてＣＴＡモード進角チャンバ３０２か、またはＣＴＡモード遅角チャンバ３０３に戻る。したがって、進角方向では、位相器は、ベーン１０４が遅角壁３０３ａに接触するまで自由に移動することができる。

デフォルトモードでは、スプールランド１１１ｂは、流路１１２から排出路１２１への流体の流れを可能にし、スプールランド１１１ｄは、流路１１３から排出路１２２への流体の流れを可能にして、ＴＡ進角および遅角チャンバからの流体が油だめに移るのを可能にする。同時に、供給部からの流体は、流路１１９から流路１１９ｂおよび入り口逆止弁１１８、共通路３１４に入り、パイロット弁３３０を通り、逆止弁３０８を通ってＣＴＡモード進角チャンバ３０２に入り、流路３１２、３１３からＣＴＡモード遅角チャンバ３０２に入る。

流体は、流路１１９ａを通ってパイロット弁２３０に流れるのをスプールランド１１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、パイロット弁３３０は、排出路１２２につながり、パイロット弁３３０を通って流路３２９に至る進角デフォルト路１２８と共通路３１４との間の流路を開通させる、言い換えると、油圧デフォルト回路７３３を開く、または作動させる。

遅角方向では、油圧回転止め回路が開いている場合に、位相器は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって閉鎖されるまで移動する。位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８は、ロータアセンブリ１０５によって、ＣＴＡモード進角チャンバ３０２から閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。ロックピン１２５が凹部１２７と係合しない場合、ロータ１０５およびベーン１０４は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって遮断される回転止め位置と、ベーン１０４が遅角壁３０３ａと接触する（例えば、ロックピンをロックする中間位置との間の動程量が最も短い側の）最大進角止め部との間で振動する。位相器が振動すると、ロックピン１２５は最終的に凹部１２７と嵌合し、位相器を中間位置にロックする。

位相器の片側だけにデフォルト路を有することの利点の１つは、逆止弁が２つではなくて１つしか必要とされず、位相器のドリル加工が少なくて済むのでコストが下がることである。

ロックピンが凹部と係合する動程が最も長い位相器の側に逆止弁およびデフォルト路を有し、ロックピンが凹部と係合する動程の量が最も短い場合に逆止弁およびデフォルト路を有さず、したがって、振動の幅をその側、例えば、中間位相角位置止め部または中間位置止め部と最端の止め部との間に限定することが好ましく、したがって、発生する振動が大きくなると、ベーン動程の一方の端部に達する。

あるいは、反対の側の逆止弁およびデフォルト路、例えば、逆止弁３０８および進角デフォルト路１２８が削除されてもよい。

図１３は、油圧回転止め回路１３３が開き、制御弁４０９がデフォルトモードにある場合に、制御弁４０９が排出口１２１、１２２を遮断し、油圧流体が、進角チャンバ１０２か、または遅角チャンバ１０３のいずれかに供給され、油圧回転止め回路１３３が、他方の進角チャンバ１０２または遅角チャンバ１０３に流体を供給する本発明の第５の実施形態を示している。

位相器のハウジングアセンブリ１００は、駆動力を受け取る外周１０１を有する。ロータアセンブリ１０５はカムシャフト１２６に連結され、ハウジング１００内に同軸上に配置されている。ロータアセンブリ１０５は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７を進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３とに分割するベーン１０４を有する。ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との相対角度位置をずらすように回転することができる。さらに、油圧デフォルト回路１３３およびロックピン回路１２３も存在する。油圧デフォルト回路１３３およびロックピン回路１２３は、上記のように基本的に１つの回路であるが、分かりやすくするために分けて説明される。

油圧デフォルト回路１３３は、パイロット弁１３０に装架されたスプリング１３１と、進角チャンバ１０２をパイロット弁１３０と逆止弁１０８、１１０に至る共通路１１４とに接続する進角デフォルト路１２８と、遅角チャンバ１０３をパイロット弁１３０と逆止弁１０８、１１０に至る共通路１１４とに接続する遅角デフォルト路１３４とを含む。進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ベーン１０４から所定の距離または長さだけ離れている。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、流路１３２、パイロット弁１３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

ロックピン１２５は、ロータアセンブリ１０５内の穴にスライド可能に収容され、スプリング１２４によってハウジングアセンブリ１００内の凹部１２７に向かって付勢され、凹部１２７に嵌入する端部部分を有する。あるいは、ロックピン１２５は、ハウジングアセンブリ１００内に収容され、ロータアセンブリ１０５内の凹部１２７に向かってスプリング１２４で付勢されてもよい。油圧デフォルト回路１３３の開閉、およびロックピン回路１２３の加圧は、位相制御弁１０９の切り換え／移動によって共に制御される。

制御弁４０９、好ましくはスプール弁は、円筒形のランド４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１１ｄ、４１１ｅを有して、ロータ１０５の穴内のスリーブ１１６にスライド可能に受け入れられたスプール４１１と、カムシャフト１２６内の案内部とを含む。スプールの一端はスプリング１１５と接触し、スプールの反対側の端部は、パルス幅変調式可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７と接触している。ソレノイド１０７はまた、電流または電圧を変えることで、あるいは適用可能な他の方法で線形的に制御することもできる。さらに、スプール１１１の反対側の端部は、モータまたは他のアクチュエータと接触し、それらの影響を受けてもよい。

スプール４１１の位置は、スプリング１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７との影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる細部が下記に詳細に説明される。スプール４１１の位置により、ロックピン回路１２３および油圧デフォルト回路１３３が開かれるか（作動する）、または閉じられるか（停止する）だけでなく、位相器の（例えば、進角位置、保持位置、または遅角位置に向かって移動する）動作も制御される。言い換えると、スプール４１１の位置により、パイロット弁が能動的に制御される。制御弁４０９は、進角モード、遅角モード、保持位置、およびデフォルトモードを有する。

進角モードでは、スプール４１１は、流体がポンプ１４０によって供給部Ｓから入り口逆止弁１１８を通り、流路１１９ｂを通って進角チャンバ１０２に流れ、遅角チャンバ１０３からの流体が、スプール４１１を通って排出路１２１に出るような位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、または閉じ、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

遅角モードでは、スプール４１１は、流体がポンプ１４０によって供給部Ｓから入り口逆止弁１１８を通り、流路１１９ｂを通って遅角チャンバ１０３に流れ、進角チャンバ１０２からの流体が、スプール４１１を通って排出路１２２に出るような位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

保持位置または中立モードでは、スプール４１１は、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に部分的に通じ、供給流体が進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流入して、ベーン位置を保持するために進角チャンバおよび遅角チャンバに同じ圧力をかけるのを可能にする位置に移動する。デフォルト弁回路１３３は停止し、ロックピン１２５は、好ましくはロックを解除される。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％の場合に、スプールはデフォルトモードにあり、パイロット弁１３０は排出口に接続され、油圧デフォルト回路１３３は開き、または作動し、ロックピン回路１２３は停止し、または閉じ、ロックピン１２５は、排出口に接続されて凹部１２７と係合し、ロータ１０５は、中間位置または中間位相角位置でハウジングアセンブリ１００に対してロックされる。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置に応じて、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４のいずれかが、それぞれ進角チャンバ１０２または遅角チャンバ１０３につながる。さらに、エンジンがクランキング中のときに、エンジンが異常な形で停止した場合（例えば、エンスト）、エンジンが異常な形で停止する前に、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置にあったかにかかわらず、可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルは０％になり、ロータアセンブリ１０５は、デフォルト回路１３３によって中間ロック位置または中間位相角位置に移動し、ロックピン１２５は中間位置または中間位相角位置で係合する。本発明では、デフォルトモードは、スプールが動程の最端であるときが好ましい。本発明で示した例では、デフォルトモードは、スプールが穴から最大限に出た最端の位置にあるときであるが、他のスプール位置を使用することもできる。

デフォルトで、電子制御を使用することなく、中間位置または中間位相角位置をとる本発明の位相器の能力により、カム位相器位置を制御するのに電子制御が通常使用されない場合に、エンジンクランキング中でさえ、位相器が中間位置または中間位相角位置に移動するのが可能になる。さらに、位相器は、デフォルトで中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器は、特に、制御信号または電力が失われた場合に、ＶＣＴ位相器を能動制御することなく、エンジンが滑らかに始動および連続回転できることを保証するフェイルセーフ位置を提供する。位相器は、エンジンのクランキング時に、中間位置または中間位相角位置をとるので、位相器の位相の動程をより長くすることができ、較正の機会をもたらす。先行技術では、中間位置または中間位相角位置がエンジンクランキングおよび始動時に存在しないので、より長い道程の位相器またはより長い位相角は不可能であり、エンジンが、最端の進角止め部か、または遅角止め部のいずれかで始動するのには困難が伴う。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％にセットされている場合、スプール４１１に作用するＶＦＳ上の力は小さくなり、スプリング１１５は、図１３に示すように、スプール４１１をデフォルト位置に至るまでスプール動程の遠い右端に移動させる。このデフォルト位置では、スプールランド４１１ｂは、流路１１３から排出ポート１２１への流体の流れを遮断し、スプールランド４１１ｄは、流路１１２から排出ポート１２２への流体の流れを遮断して、制御弁４０９による位相器の制御を効果的に排除する。同時に、供給部からの流体は、図１３に示すように、流路１１９から流路１１９ｂおよび逆止弁１１８に流れて遅角チャンバ１０３に入ることができる。しかし、代替案として、流体は、示したような遅角チャンバ１０３ではなくて、進角チャンバ１０２を満たしてもよい。

供給部からの流体は、流路１１９ｂから、スプールランド４１１ｃ、４１１ｂ間で制御弁４０９に流入し、遅角チャンバ１０３に通じる遅角路１１３に入る。流体は、制御弁４０９および供給ポンプ１４０から進角チャンバ１０２に直接流れるのをスプールランド４１１ｃによって阻止される。流体はまた、流路１１９ａを通ってロックピン１２５に流れるのをスプールランド４１１ｅによって阻止される。流体は流路１１９ａに流れることができないので、ロックピン１２５はもはや加圧されず、スプールランド４１１ｄとスプールランド４１１ｅとの間でスプール４１１を介して排出路１２２につながる。同様に、パイロット弁１３０も排出路１２２につながって、進角デフォルト路１２８と、パイロット弁１３０を介して流路１２９および共通路１１４につながる遅角デフォルト路１３４との間の通路を開き、言い換えると、油圧デフォルト回路１３３を開き、トーションアシストチャンバのすべてをカムトルク駆動式チャンバ（ＣＴＡ）またはＣＴＡモードに変え、進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３との間の流体の循環を可能にする。したがって、制御弁４０９から遅角チャンバ１０３に供給された流体は、デフォルト路１３４に流入することができ、パイロット弁１３０を通って流路１２９および共通路１１４に入り、逆止弁１０８を通り、流路１１２を通って進角チャンバ１０２に入る。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近く、または進角位置に配置され、遅角デフォルト路１３４が遅角チャンバ１０３に通じている場合、遅角チャンバ１０３からの流体は遅角デフォルト路１３４に流れ込み、開いたパイロット弁１３０を通り、共通路１１４に通じる流路１２９に入る。流体は、共通路１１４から逆止弁１０８を通って進角チャンバ１０２に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、遅角チャンバ１０３に至る遅角デフォルト路１３４を閉鎖する。ロータ１０５が遅角チャンバ１０３から遅角デフォルト１３４をオフラインに閉じるときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位相角位置または中間位置に移動し、ロックピン１２５は凹部１２７と一列に整列して、中間位置または中間位相角位置でロータ１０５をハウジングアセンブリ１００に対してロックする。

ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近く、または遅角位置に配置され、進角デフォルト路１２８が進角チャンバ１０２に通じている場合、進角チャンバ１０２からの流体は進角デフォルト路１２８に流れ込み、開いたパイロット弁１３０を通り、共通路１１４に通じる流路１２９に入る。流体は、共通路１１４から逆止弁１１０を通って遅角チャンバ１０３に流れ込み、ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に対して移動させて、進角チャンバ１０２に至る進角デフォルト路１２８を閉鎖または遮断する。ロータアセンブリ１０５が進角チャンバ１０２から進角デフォルト路１２８を閉鎖するときに、ベーン１０４は、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ内で、中間位相角位置または中間位置に移動し、ロックピン１２５は凹部１２７と一列に整列して、中間位置または中間位相角位置で、ロータアセンブリ１０５をハウジングアセンブリ１００に対してロックする。

位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、ロータアセンブリ１０５によって、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３から完全に閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８または遅角デフォルト路１３４がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。あるいは、進角デフォルト路１２８および遅角デフォルト路１３４は、中間位置または中間位相角位置において、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に対して若干開放されて、または部分的に制限されて、ロータアセンブリ１０５が若干振動するのを可能にして、ロックピン１２５が凹部１２７の位置の上を通る可能性を高め、それにより、ロックピン１２５が凹部１２７と係合できるようにする。

代替の実施形態である図１８を参照すると、デフォルト回路８３３は、進角チャンバ１０２だけにあり、一方向に中間位置止め部を見つける手助けをする。回転止め回路８３３は、位相器が、中間位置止め部と、例えば、ベーン１０４が進角壁１０２ａまたは遅角壁１０３ａと接触する場合の最端の止め部の一方との間で振動するのを可能にする。

図１８に示す実施形態と図１３の第５の実施形態との間の相違は、遅角デフォルト路１３４と、共通路１１４、流路１１２、および遅角チャンバ１０３間の逆止弁１１０とを削除したことである。この実施形態の場合、同一の参照番号は、前の図と同様に、上記の同じ説明に当てはまり、参照により、本明細書に繰り返して使用される。

油圧デフォルト回路８３３は、進角デフォルト路１２８に接続されたパイロット弁１３０に装架されたスプリング１３１を含み、進角デフォルト路１２８は、進角チャンバ１０２をパイロット弁１３０と逆止弁１０８に至る共通路１１４とに接続する。進角デフォルト路１２８は、ベーン１０４から所定の距離、または長さだけ離れている。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、流路１３２を介してロックピン回路１２３および流路１１９ａに流体連通する。ロックピン回路１２３は、ロックピン１２５、ロックピンスプリング１２４、流路１３２、パイロット弁１３０、供給路１１９ａ、および排出路１２２を含む。

デフォルトモードでは、スプールランド４１１ｄ、４１１ｂが、流路１１２、１１３からの流体の流れが排出路１２１、１２２を通ってチャンバ１０２、１０３から出るのを阻止し、単に、供給部Ｓからの少量の加圧流体が、遅角チャンバ１０２および進角チャンバ１０２に流入して、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３を満たされた状態に保つのを可能にする位置にスプール４１１が移動して、制御弁４０９による位相器の制御を効果的に排除する。

デフォルト弁回路が作動し、または開き、デフォルト弁が開いた場合、トーションアシスト進角チャンバ１０２およびトーションアシスト遅角チャンバ１０３の１つまたは複数は、カムトルク駆動（ＣＴＡ）モードに転換される。言い換えると、供給して一方のチャンバを満たし、反対側のチャンバから排出路を介して油だめに排出する代わりに、流体は、進角チャンバと遅角チャンバとの間を再循環することができる。デフォルト弁回路８３３は、ベーン１０４が中間位相角位置に達するまで、位相器が進角または遅角に移動するのを完全に制御する。

デフォルトモードでは、ロックピン回路１２３は排出口と接続され、ロックピン１２５が凹部１２７と係合するのを可能にする。中間位相角位置または中間位置とは、ベーン１０４が、ハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間のチャンバを画定する進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置にある場合である。中間位相角位置は、進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａとの間のいずれかの位置とすることができ、進角デフォルト路１２８がベーン１０４に対してどの位置にあるかによって特定される。

可変力ソレノイド１０７のデューティサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４が存在した位置によっては、遅角チャンバ１０３からの流体は、流路１１３から出て、共通路１１４に流れ込み、逆止弁１０８を通り、流路１１２を通って進角チャンバ１０２に入る。進角チャンバ１０２が満たされると、進角デフォルト路１２８がつながり、進角チャンバ１０２内の流体は、パイロット弁１３０を介して再循環して、カムトルクの方向に応じて進角チャンバ１０２か、または遅角チャンバ１０３に戻る。したがって、進角方向では、位相器は、ベーン１０４が遅角壁１０３ａに接触するまで自由に移動することができる。遅角方向では、油圧回転止め回路が開いている場合に、位相器は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって閉鎖されるまで移動する。位相器が中間位置または中間位相角位置にある場合、進角デフォルト路１２８は、ロータアセンブリ１０５によって、進角チャンバ１０２から閉鎖または遮断され、進角デフォルト路１２８がそれぞれのチャンバから閉鎖されたちょうどその時点で、ロックピン１２５が凹部１２７と係合することが必要である。ロックピン１２５が凹部１２７と係合しない場合、ロータ１０５およびベーン１０４は、進角デフォルト路１２８がハウジング１００によって遮断される回転止め位置と、ベーン１０４が遅角壁１０３ａと接触する（例えば、ロックピンをロックする中間位置との間の動程量が最も短い側の）最大進角止め部との間で振動する。位相器が振動すると、ロックピン１２５は最終的に凹部１２７と嵌合し、位相器を中間位置にロックする。

位相器の片側だけにデフォルト路を有することの利点の１つは、逆止弁が２つではなくて１つしか必要とされず、位相器のドリル加工が少なくて済むのでコストが下がることである。

ロックピンが凹部と係合する動程が最も長い位相器の側に逆止弁およびデフォルト路を有し、ロックピンが凹部と係合する動程の量が最も短い場合に逆止弁およびデフォルト路を有さず、したがって、振動の幅をその側、例えば、中間位相角位置止め部または中間位置止め部と最端の止め部との間に限定することが好ましく、したがって、発生する振動が大きくなると、ベーン動程の一方の端部に達する。

あるいは、反対の側の逆止弁およびデフォルト路、例えば、逆止弁１０８および進角デフォルト路１２８が削除されてもよい。

実施形態では、ロータ内の制御弁が示されているが、当然ながら、当業者は、遠隔制御弁を同様に使用することができる。

すべての実施形態において、制御弁が動程の最端部にある場合、制御弁はデフォルトモードである。動程の最端部は、スプールがスプリングによって穴から外に最大限に付勢された場合であるのが好ましい。

すべての実施形態が、入り口逆止弁を有して、したがって、トーションアシスト位相器を有して示されたが、当業者は、上記の実施形態のすべてを、逆止弁１１８が削除された油圧駆動式位相器に適用することができるであろう。

したがって、当然のことながら、本明細書で説明した本発明の実施形態は、単に、本発明の原理の応用を例示したものに過ぎない。本明細書における、例示した実施形態の細部についての言及は、請求項の範囲を限定することを意図されず、請求項自体が、本発明の本質とみなされる実施形態の特徴を列挙している。

Claims (22)

1. 駆動力を受け取るための外周を有するハウジングアセンブリと、前記ハウジング内で同軸上に配置されてカムシャフトに連結され、複数のベーンを有するロータアセンブリとを含む内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリは、ベーンによって進角チャンバと遅角チャンバとに分けられた少なくとも１つのチャンバを画定し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給された場合に、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置をずらすように作用する位相器において、
   流体入力部からの流体を、進角路、遅角路、前記流体入力部に接続された供給路、および少なくとも１つの排出路を経由して、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバに出入りさせる制御弁を含み、
   前記制御弁は、デフォルトモードと油圧駆動モードとの間で移動可能であり、油圧駆動モードは、流体が前記流体入力部から前記進角チャンバに送られ、流体が前記遅角チャンバから前記排出路に送られる進角モードと、流体が前記流体入力部から前記遅角チャンバに送られ、流体が前記進角チャンバから前記排出路に送られる遅角モードと、流体が前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバに送られる保持位置とを含み、
   前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合に、前記制御弁は、前記少なくとも１つの排出路を遮断して、流体を前記進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持する、位相器。
2. 前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合に、流体は、前記供給路から前記進角チャンバに流れ、前記遅角チャンバは制限される、請求項１に記載の位相器。
3. 前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合、流体は、前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバのいずれかに流れ、前記制御弁を経由して他方の進角チャンバまたは他方の遅角チャンバに流れるのを阻止される、請求項１に記載の位相器。
4. 開いた状態から閉じた状態に切り換え可能なデフォルト回路をさらに含み、前記デフォルト回路が開いた状態にある場合に、前記デフォルト回路は、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリによって画定される少なくとも１つのチャンバ内で、前記ベーンを中間位置に移動させる、請求項１に記載の位相器。
5. 前記デフォルト回路が閉じた状態にある場合、前記制御弁は、前記油圧駆動モードに移動し、流体は、前記制御弁を経由して流れ、油圧は、前記進角および遅角チャンバを駆動する、請求項４に記載の位相器。
6. 前記デフォルト回路が開いている場合に、流体は、少なくとも１つの進角チャンバに至る進角デフォルト路と、少なくとも１つの遅角チャンバに至る遅角デフォルト路と、進角および遅角逆止弁を用いて前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバと流体連通する共通路との間を流れることができ、前記ロータアセンブリは、１つの進角チャンバおよび１つの遅角チャンバをカムトルク駆動することで中間位相角位置に移動し、中間位相角位置で前記ハウジングアセンブリに対して保持される、請求項４に記載の位相器。
7. 前記デフォルト回路が開いている場合に、流体は、進角デフォルト路または遅角デフォルト路を経由して他方の進角チャンバまたは遅角チャンバに至る前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバのいずれかと、共通路を経由して他方の進角チャンバおよび遅角チャンバに至る前記進角チャンバまたは遅角チャンバとの間を流れることができ、デフォルト回路は、前記中間位置に向かう前記ロータアセンブリの動作を一方向のみに限定する、請求項４に記載の位相器。
8. 前記デフォルト回路は、パイロット弁を通して、前記開いた状態と前記閉じた状態との間で切り換え可能である、請求項４に記載の位相器。
9. 前記流体入力部は、入り口逆止弁をさらに含む、請求項１に記載の位相器。
10. 前記ロータアセンブリまたは前記ハウジングアセンブリ内にスライド可能に配置されたロックピンであって、端部部分が凹部と係合して、前記ハウジングアセンブリと前記ロータアセンブリとの相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部と係合しない未ロック位置に、前記供給路内の流体を用いて移動可能であるロックピンをさらに含み、
    前記制御弁が前記デフォルトモードに移動した場合に、前記ロックピンは前記ロック位置に移動し、
    前記制御弁が、前記進角モード、または前記遅角モード、または前記保持位置に向かって移動した場合に、前記ロックピンは前記未ロック位置に移動する、請求項１に記載の位相器。
11. 前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合に、流体は、前記供給路から前記進角チャンバに流れ、前記遅角チャンバは制限されない、請求項１に記載の位相器。
12. 開いた状態から閉じた状態に切り換え可能なデフォルト回路をさらに含み、前記デフォルト回路が開いた状態にある場合に、前記デフォルト回路は、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリによって画定される少なくとも１つのチャンバ内で、前記ベーンを中間位置に移動させる、請求項１１に記載の位相器。
13. 前記デフォルト回路が前記開いた状態にある場合に、１つまたは複数の進角チャンバおよび遅角チャンバが機能上分離され、前記供給路内の流体が、制限を受けない残りの進角および遅角チャンバに流れて、流体流れは、前記残りの進角および遅角チャンバ間で再循環することができ、前記残りの進角および遅角チャンバ内での前記ベーンの影響を排除し、前記供給路内の流体が、１つの進角チャンバに至る進角デフォルト路と、前記機能上分離された進角チャンバおよび遅角チャンバに至る遅角デフォルト路と、進角および遅角逆止弁を用いて、前記機能上分離された進角チャンバおよび遅角チャンバならびに前記遅角チャンバと流体連通する共通路との間を流れるのを可能にすることにより、前記機能上分離された進角および遅角チャンバを油圧駆動からカムトルク駆動に転換し、
    前記デフォルト回路が閉じた状態にある場合に、流体は制御弁を経由して流れて、前記残りの進角および遅角チャンバを油圧駆動し、機能上分離された前記１つまたは複数の進角チャンバおよび遅角チャンバを前記制御弁および油圧駆動に再接続する、請求項１２に記載の位相器。
14. 前記ロータアセンブリまたは前記ハウジングアセンブリ内にスライド可能に配置されたロックピンであって、端部部分が凹部と係合して、前記ハウジングアセンブリと前記ロータアセンブリとの相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部と係合しない未ロック位置に、前記供給路内の流体を用いて移動可能であるロックピンをさらに含み、
    前記制御弁が前記デフォルトモードに移動した場合に、前記ロックピンは前記ロック位置に移動し、
    前記制御弁が、前記進角モード、または前記遅角モード、または前記保持位置に向かって移動した場合に、前記ロックピンは前記未ロック位置に移動する、請求項１１に記載の位相器。
15. 内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、
    駆動力を受け取るための外周を有するハウジングアセンブリと、
    前記ハウジング内で同軸上に配置されてカムシャフトに接続され、複数のベーンを有するロータアセンブリと、
    を含み、
    前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリは、カムトルクベーンによってカムトルク駆動式進角チャンバとカムトルク駆動式遅角チャンバとに分けられた少なくとも１つのカムトルク駆動式チャンバを画定して、前記カムシャフトのカムトルク力に反応する、前記カムトルク駆動式進角チャンバと前記カムトルク駆動式遅角チャンバとの間の流体流れにより、前記カムトルクベーンが、前記ロータアセンブリに対する前記ハウジングアセンブリの相対角度位置をずらすことが可能になり、
    前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリは、油圧駆動式ベーンによって油圧駆動式進角チャンバと油圧駆動式遅角チャンバとに分けられた少なくとも１つの油圧駆動式チャンバを画定して、前記油圧駆動式進角チャンバまたは前記油圧駆動式遅角チャンバに供給された流体圧力により、前記油圧ベーンが前記ロータアセンブリに対する前記ハウジングアセンブリの前記相対角度位置をずらすように移動し、
    前記油圧駆動式チャンバは、前記カムトルク駆動式チャンバから機能上分離され、前記位相器は、
    流体入力部からの流体を、進角路、遅角路、前記流体入力部に接続された供給路、排出路を経由して、前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに出入りさせる制御弁をさらに含み、
    前記制御弁は、デフォルトモードと油圧駆動モードとの間で移動可能であり、油圧駆動モードは、流体が前記流体入力部から前記油圧駆動式進角チャンバに送られ、流体が前記油圧駆動式遅角チャンバから前記排出路に送られる進角モードと、流体が前記流体入力部から前記油圧駆動式遅角チャンバに送られ、流体が前記油圧駆動式進角チャンバから前記排出路に送られる遅角モードと、流体が前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに送られる保持位置とを含み、
    前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合に、前記制御弁は、前記少なくとも１つの排出路を遮断して、流体を前記油圧駆動式進角チャンバおよび油圧駆動式遅角チャンバ内に保持し、制限されない油圧流れを前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに供給し、前記位相器は、
    開いた状態から閉じた状態に切り換え可能なデフォルト回路をさらに含み、
    前記デフォルト回路が開いた状態にある場合に、流体は、前記カムトルク駆動式進角チャンバに至る進角デフォルト路と、前記カムトルク駆動式遅角チャンバに至る遅角デフォルト路と、進角および遅角逆止弁を用いて前記カムトルク駆動式進角チャンバおよび前記遅角チャンバと流体連通する共通路との間を流れることができ、前記ロータアセンブリは、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバをカムトルク駆動することで中間位相角位置に移動し、中間位相角位置で前記ハウジングアセンブリに対して保持され、
    前記デフォルト回路が閉じている場合に、流体は、前記カムトルク駆動式進角チャンバと前記カムトルク駆動式遅角チャンバとの間を制限されずに流れる、位相器。
16. 前記デフォルト回路は、パイロット弁を通して、前記開いた状態と前記閉じた状態との間で切り換え可能である、請求項１５に記載の位相器。
17. ロックピンが、前記ロータアセンブリまたは前記ハウジングアセンブリ内にスライド可能に配置され、前記ロックピンは、端部部分が凹部と係合して、前記ハウジングアセンブリと前記ロータアセンブリとの相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部と係合しない未ロック位置に、前記供給路内の流体を用いて移動可能であり、
    前記制御弁が前記デフォルトモードに移動した場合に、前記ロックピンはロック位置に移動し、
    前記制御弁が、前記進角モード、または前記遅角モード、または前記保持位置に向かって移動した場合に、前記ロックピンは前記未ロック位置に移動する、請求項１５に記載の位相器。
18. 前記流体入力部は、入り口逆止弁をさらに含む、請求項１５に記載の位相器。
19. 内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、
    駆動力を受け取るための外周を有するハウジングアセンブリと、
    前記ハウジング内で同軸上に配置されてカムシャフトに接続され、複数のベーンを有するロータアセンブリと、
    を含み、
    前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリは、カムトルクベーンによってカムトルク駆動式進角チャンバとカムトルク駆動式遅角チャンバとに分けられた少なくとも１つのカムトルク駆動式チャンバを画定して、前記カムシャフトのカムトルク力に反応する、前記カムトルク駆動式進角チャンバと前記カムトルク駆動式遅角チャンバとの間の流体流れにより、前記カムトルクベーンが、前記ロータアセンブリに対する前記ハウジングアセンブリの相対角度位置をずらすことが可能になり、
    前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリは、油圧駆動式ベーンによって油圧駆動式進角チャンバと油圧駆動式遅角チャンバとに分けられた少なくとも１つの油圧駆動式チャンバを画定して、前記油圧駆動式進角チャンバまたは前記油圧駆動式遅角チャンバに供給された流体圧力により、前記油圧ベーンが前記ロータアセンブリに対する前記ハウジングアセンブリの前記相対角度位置をずらすように移動し、
    前記油圧駆動式チャンバは、前記カムトルク駆動式チャンバから機能上分離され、前記位相器は、
    流体入力部からの流体を、進角路、遅角路、前記流体入力部に接続された供給路、排出路を経由して、前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに出入りさせる制御弁をさらに含み、
    前記制御弁は、デフォルトモードと油圧駆動モードとの間で移動可能であり、油圧駆動モードは、流体が前記流体入力部から前記油圧駆動式進角チャンバに送られ、流体が前記油圧駆動式遅角チャンバから前記排出路に送られる進角モードと、流体が前記流体入力部から前記油圧駆動式遅角チャンバに送られ、流体が前記油圧駆動式進角チャンバから前記排出路に送られる遅角モードと、流体が前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに送られる保持位置とを含み、
    前記制御弁が前記デフォルトモードにある場合に、排出路を経由して前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバから排出し、前記制御弁は、前記供給路から前記油圧駆動式進角チャンバおよび前記油圧駆動式遅角チャンバに至る流体を遮断し、前記位相器は、
    開いた状態から閉じた状態に切り換え可能なデフォルト回路をさらに含み、
    前記デフォルト回路が開いた状態にある場合に、流体は、前記カムトルク駆動式進角チャンバに至る進角デフォルト路と、前記カムトルク駆動式遅角チャンバに至る遅角デフォルト路と、進角および遅角逆止弁を用いて前記カムトルク駆動式進角チャンバおよび前記遅角チャンバと流体連通する共通路との間を流れることができ、前記ロータアセンブリは、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバをカムトルク駆動することで中間位相角位置に移動し、中間位相角位置で前記ハウジングアセンブリに対して保持され、
    前記デフォルト回路が閉じている場合に、流体は、前記カムトルク駆動式進角チャンバと前記カムトルク駆動式遅角チャンバとの間を制限されずに流れる、位相器。
20. 前記デフォルト回路は、パイロット弁を通して、前記開いた状態と前記閉じた状態との間で切り換え可能である、請求項１９に記載の位相器。
21. ロックピンが、前記ロータアセンブリまたは前記ハウジングアセンブリ内にスライド可能に配置され、前記ロックピンは、端部部分が凹部と係合して、前記ハウジングアセンブリと前記ロータアセンブリとの相対角度位置をロックするロック位置から、前記端部部分が前記凹部と係合しない未ロック位置に、前記供給路内の流体を用いて移動可能であり、
    前記制御弁が前記デフォルトモードに移動した場合に、前記ロックピンはロック位置に移動し、
    前記制御弁が、前記進角モード、または前記遅角モード、または前記保持位置に向かって移動する場合に、前記ロックピンは未ロック位置に移動する、請求項１９に記載の位相器。
22. 前記流体入力部は、入り口逆止弁をさらに含む、請求項１９に記載の位相器。

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