JP3775031B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御方法及びバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転状態に応じて内燃機関の吸気側バルブあるいは排気側バルブの開閉タイミングを変更する内燃機関のバルブタイミング制御装置及びバルブタイミング制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、エンジンの運転状態に応じて吸気側バルブや排気側バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）を変更し、エンジンの動力特性をその運転状態に対して最適な特性に制御するバルブタイミング制御装置が実用化されている。この種のバルブタイミング制御装置は、その回転がエンジンの基準回転位相となるクランクシャフトに対する吸気側あるいは排気側カムシャフトの相対位相を変化させるものである。
【０００３】
例えば、図１３及び図１４は、特開平９−６０５０８号公報にて開示された内燃機関用バルブタイミング制御装置を示している。バルブタイミング制御装置１２０は、カムシャフト１２１の端部に一体回転可能に固定されたベーンロータ１２２と、同ベーンロータ１２２に対して相対回動可能に支持されたベーンロータ収容体１２３とを備えている。ベーンロータ収容体１２３は、図示しないタイミングチェーンによりエンジンの基準回転位相となるクランクシャフトの回転に同期して回転駆動される。ベーンロータ１２２はベーンロータ収容体１２３に対して所定の相対位相を保った状態で回転駆動される。この相対位相を変更することにより、クランクシャフトの回転基準位相に対するバルブの開閉タイミングの位相が調整される。
【０００４】
ベーンロータ収容体１２３は、タイミングチェーンを介してクランク軸に連結されたチェーンスプロケット１２４、ベーン室１２５を形成するシューハウジング１２６、及び、ベーン室１２５を閉塞するフロントプレート１２７にて形成されている。ベーンロータ収容体１２３には、２個のベーン室１２５が形成され、各ベーン室１２５内に収容されたベーンロータ１２２のベーン１２８によりベーン室１２５が遅角室１２９と進角室１３０とに区画されている。そして、ベーンロータ収容体１２３が回転駆動されると、遅角室１２９及び進角室１３０に充満されている作動油を介してベーンロータ１２２が回転駆動され、カムシャフト１２１がクランクシャフトと同期して回転駆動される。
【０００５】
遅角室１２９と進角室１３０とに対して共に同じ油圧が供給されている状態では、ベーンロータ１２２とベーンロータ収容体１２３との相対回動が遅角室１２９と進角室１３０の油圧の均衡により規制される。この状態では、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が変更されず、バルブの開閉タイミングがそのときのままで保持される。
【０００６】
一方、遅角室１２９に作動油が供給されるとともに進角室１３０から作動油が排出されると、ベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して遅角側に相対回動する。すると、クランクシャフトに対するカムシャフト１２１の回転位相が遅れるように相対回動され、バルブの開閉タイミングが相対的に遅角側に変更される。この場合には、ベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して最も遅角側に相対回動した最遅角位置にあるときが、最遅角タイミングとなる。
【０００７】
反対に、進角室１３０に作動油が供給されるとともに遅角室１２９から作動油が排出されると、ベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して進角側に相対回動する。すると、クランクシャフトに対するカムシャフト１２１の回転位相が進むように相対回動され、バルブの開閉タイミングが相対的に進角側に変更される。この場合には、ベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して最も進角側に相対回動した最進角位置にあるときが、最進角タイミングとなる。
【０００８】
各遅角室１２９及び進角室１３０には、エンジン側から作動油が給排されるようになっている。シリンダブロック１３１には、各遅角室１２９に対して作動油を給排するための遅角側油路１３２と、各進角室１３０に対して作動油を給排するための進角側油路１３３が設けられている。この各油路１３２，１３３は、電磁方向制御弁１３４を介してオイルポンプ１３５及びオイルタンク１３６に接続されている。
【０００９】
この電磁方向制御弁１３４は、遅角側油路１３２にオイルポンプ１３５の吐出側を連通するとともに進角側油路１３３をオイルタンク１３６に連通する遅角側制御位置と、反対に、遅角側油路１３２をオイルタンク１３６に連通するとともに進角側油路１３３にオイルポンプ１３５の吐出側を連通する進角側制御位置とに切り換え配置されるスプールを備えている。そして、スプールが遅角側制御位置に配置されると、遅角室１２９に作動油が供給されるとともに進角室１３０から作動油が排出されベーンロータ収容体１２３に対するベーンロータ１２２の相対位相が遅角側に変更される。反対に、スプールが進角側制御位置に配置されると、進角室１３０に作動油が供給されるとともに遅角室１２９から作動油が排出されベーンロータ収容体１２３に対するベーンロータ１２２の相対位相が進角側に変更される。
【００１０】
電磁方向制御弁１３４は、スプールを遅角側制御位置に付勢保持するリターンスプリング１３７と、同リターンスプリング１３７の付勢力に抗してスプールを遅角側制御位置から進角側制御位置に移動させる電磁ソレノイド１３８とを備えている。従って、イグニッションスイッチがオフとされエンジン電子制御装置と共にエンジンの運転が停止されると、スプールは遅角側制御位置に配置される。すると、進角側油路１３３はオイルタンク１３６に接続された状態となり、遅角側油路１３２はオイルポンプ１３５に接続された状態となる。又、エンジンの運転が停止されると、オイルポンプ１３５の運転が停止して電磁方向制御弁１３４に油圧が供給されなくなる。従って、エンジンが停止されると、各遅角室１２９に供給されていた油圧が抜けるとともに各進角室１３０に供給されていた油圧が抜ける。
【００１１】
ところで、エンジンはイグニッションスイッチがオフとされ運転が停止されても惰性でしばらく回転する。このとき、カムシャフトを回転駆動するために必要な回転トルクが反力としてベーンロータ１２２に作用する。一方、各遅角室１２９及び進角室１３０には所定の油圧が供給されなくなるため、ベーンロータ１２２とベーンロータ収容体１２３との相対回動が規制されなくなっている。その結果、惰性によりクランクシャフトが回転する間に、ベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して相対回動して最遅角位置側に移動配置される。
【００１２】
又、エンジンが一旦停止された状態から始動されるときには、オイルポンプ１３５から電磁方向制御弁１３４に供給される油圧が所定の油圧が達していない。このため、ベーンロータ１２２とベーンロータ収容体１２３とは、遅角室１２９と進角室１３０の油圧の均衡によって相対回動が規制されていない状態にある。この状態でクランキングによりベーンロータ収容体１２３が回転駆動されると、カムシャフトを回転駆動する反力により、ベーンロータ１２２が最遅角位置側に移動するように付勢される。
【００１３】
ところで、クランキング時においてカムシャフトを１回転させるとき、そのために必要な回転トルクの大きさが負となる領域がある。このため、クランキング中にベーンロータ１２２が最遅角位置で保持されず、最遅角位置とやや進角側の位置との間を繰り返し往復移動して各ベーン１２８が進角室１２９の側壁に繰り返し衝突することが知られている。
【００１４】
このような状態を防止するため、バルブタイミング制御装置１２０には、エンジン始動時にのみベーンロータ１２２を最遅角位置で保持するためのロックピン１３９が設けられている。このロックピン１３９はベーンロータ１２２の１つのベーン１２８に設けられている。一方、フロントプレート１２７には、ベーンロータ１２２が最遅角位置に配置されたときロックピン１３９が係合可能な係合穴１４０が設けられている。このロックピン１３９は圧縮コイルばね１４１にてフロントプレート１２７側に付勢されており、ベーンロータ１２２が最遅角位置に配置されたとき係合穴１４０に係合するようになっている。
【００１５】
又、ロックピン１３９には遅角室１２９あるいは進角室１３０に供給される油圧が同ロックピン１３９をチェーンスプロケット１２４側に付勢するように印加されている。そして、エンジンが運転中であるときには遅角室１２９あるいは進角室１３０に供給される油圧による付勢力が圧縮コイルばね１４１の付勢力を上回ることにより、ロックピン１３９が係合穴１４０に係合しないベーンロータ１２２側の位置で保持されるようになっている。従って、エンジンが運転中であるときには、ベーンロータ１２２が最遅角位置に調整されても、ベーンロータ１２２が最遅角位置に固定されないようになっている。
【００１６】
そして、エンジン停止時に惰性でベーンロータ収容体１２３が回転駆動される間にベーンロータ１２２が最遅角位置に移動配置されると、ロックピン１３９が係合穴１４０に係合する。その結果、ベーンロータ１２２が最遅角位置に配置された状態でベーンロータ収容体１２３に対して相対回動不能に連結固定され、バルブの開閉タイミングが最遅角タイミングに固定される。この状態でエンジン始動のためにクランキングが行われると、ベーンロータ１２２が連結固定されたままでベーンロータ収容体１２３が回転駆動される。そして、エンジンが始動し遅角室１２９あるいは進角室１３０に所定の油圧が供給されると、ロックピン１３９による連結が解除され、遅角室１２９及び進角室１３０への作動油の給排に基づくベーンロータ１２２とベーンロータ収容体１２３との相対回動が可能となる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のように、エンジンが停止されるとオイルポンプ１３５から遅角室１２９及び進角室１３０に所定の油圧で作動油が供給されなくなり、惰性回転によりベーンロータ１２２が最遅角位置側に移動配置される。このとき、進角室１３０はオイルタンク１３６に接続されているため作動油が小さい排出抵抗で排出される。しかし、遅角室１２９はオイルポンプ１３５に接続されているため油圧が閉じ込められた状態となる。その結果、カムシャフト１２１が受ける反力によりベーンロータ１２２が最遅角位置側に移動するように付勢されると、遅角室１２９に背圧が作用する状態となり、ベーンロータ１２２が最遅角位置側に容易に移動しない状態となる。従って、エンジン停止時の惰性回転の間にベーンロータ１２２を最遅角位置まで確実に移動させることができず、ベーンロータ１２２を最遅角位置でロックピン１３９により固定することができない場合があった。
【００１８】
しかも、エンジン停止時にベーンロータ１２２が最遅角位置まで移動したとしても、遅角室１２９に抜けない状態で残っている油圧によりロックピン１３９が係合穴１４０に係合しにくい状態となっていため、ベーンロータ１２２を確実に固定することができなかった。
【００１９】
もし、ベーンロータが最遅角位置まで移動していない状態でエンジンを始動すると、クランキング時にカムシャフトが受ける反力によりベーンロータ１２２がベーンロータ収容体１２３に対して相対回動して最遅角位置まで移動する。ところが、前述のようにカムシャフトが受ける反力はその方向が反転する状態で変動しているため、ベーンロータ１２２は最遅角位置に止まることなく再び進角側に移動する。さらに、反力の方向が反転する毎に、ベーンロータ１２２は遅角側に移動して最遅角位置まで達した後、進角側の位置まで戻る動作を繰り返すようになる。このとき、ベーンロータ１２２は速い速度で移動するため、ベーンロータ１２２が最遅角位置に移動してもロックピン１３９が係合穴１４０に係合する動作が間に合わない状態となる。従って、エンジンの始動時にベーンロータ１２２を最遅角位置に確実に固定することは困難である。
【００２０】
以上のように、内燃機関の始動時のバルブの開閉タイミングを確実に最遅角タイミングとして、始動時における高い始動性を確実に確保することができなかった。
【００２１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、内燃機関停止時の惰性回転を利用して内燃機関再始動時のバルブの開閉タイミングを確実に遅角側の所定開閉タイミングとすることができる内燃機関のバルブタイミング制御方法及びバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、バルブを開閉駆動するカムシャフトに駆動連結され、前記第１回転体に対して同一回転軸で相対回動可能に設けられた第２回転体と、前記第１回転体あるいは第２回転体の一方に設けられたベーン室と、前記第１回転体あるいは第２回転体の他方に設けられ、前記ベーン室を遅角室と進角室とに区画するベーンとを備えたバルブタイミング調整手段に対して、内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出側を前記遅角室あるいは進角室の一方に連通するとともに、両室の他方をオイル回収手段に連通することにより、前記第１回転体を第２回転体に対して相対回動させ、前記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御方法において、内燃機関が停止されるときには、前記遅角室及び進角室を共に前記オイル回収手段に連通させる。
【００２３】
請求項２に記載の発明は、内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、バルブを開閉駆動するカムシャフトに駆動連結され、前記第１回転体に対して同一回転軸で相対回動可能に設けられた第２回転体と、前記第１回転体あるいは第２回転体の一方に設けられたベーン室と、前記第１回転体あるいは第２回転体の他方に設けられ、前記ベーン室を遅角室と進角室とに区画するベーンとを備えたバルブタイミング調整手段と、前記遅角室及び進角室に連通されるとともにオイルポンプの吐出側及びオイル回収手段に連通され、前記遅角室を前記オイルポンプの吐出側に連通するとともに前記進角室を前記オイル回収手段に連通する第１制御状態と、前記遅角室を前記オイル回収手段に連通するとともに前記進角室を前記オイルポンプの吐出側に連通する第２制御状態とに切り換え可能な第１給排制御手段と、内燃機関の運転状態に基づき、前記第１給排制御手段を前記第１制御状態あるいは第２制御状態に制御して、前記第１回転体と前記第２回転体との相対位相を前記運転状態に応じて予め設定された相対位相に制御するバルブタイミング制御手段と、前記オイルポンプの吐出側と該吐出側と連通される前記第１給排制御手段の導入側との間に設けられ、該導入側を前記オイル回収手段に連通する第３制御状態と、前記吐出側と該導入側とを連通する第４制御状態とに切り換え可能な第２給排制御手段と、内燃機関が運転されているときには、前記第２給排制御手段を第４制御状態とし、内燃機関が運転されていないときには、第２給排制御手段を第３制御状態とする給排状態制御手段とを備えた。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、内燃機関が運転されていないときには、前記第１回転体が遅角側の所定位置にあるとき該第１回転体と第２回転体とを相対回動不能に連結し、内燃機関が運転されたときには、前記第１回転体が前記所定位置に移動しても該第１回転体と第２回転体とを相対回動不能に連結しない連結手段を備えた。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記連結手段は、前記遅角室あるいは進角室に供給される作動油の油圧が所定の油圧未満のときには前記第１回転体と第２回転体とを連結し、前記所定の油圧以上であるときに該油圧に基づき該第１回転体と第２回転体とを連結しないように構成され、前記給排状態制御手段は、内燃機関が始動された後、前記オイルポンプから第２給排制御手段に供給される油圧が、前記カムシャフトが受ける反力に抗して前記第１回転体を第２回転体に対して進角側に相対回動させることができる油圧以上の油圧となったときに第３制御状態から第４制御状態に切り換えるように構成され、前記連結手段は、前記給排状態制御手段が第３制御状態から第４状態に切り換わるときの油圧未満の大きさの油圧に基づき第１回転体と第２回転体とを連結するように設定された。
【００２６】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関が運転されている状態では、オイルポンプから遅角室あるいは進角室の一方に供給されるとともに両室の他方からオイル回収手段に排出される。すると、第１回転体と第２回転体との相対位相が変更され、カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相が変更されて、バルブの開閉タイミングがクランクシャフトの回転に対して遅角側あるいは進角側に変更される。一方、内燃機関が停止されるときには、遅角室及び進角室から共にオイル回収手段に作動油が排出される。従って、内燃機関の運転が停止され惰性で回転する間に、カムシャフトが受ける反力により第１回転体が第２回転体に対して容易に遅角側に相対回動し、機械的に相対回動が規制される遅角側の所定位置に配置される。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、内燃機関が運転されている状態では、オイルポンプから供給される作動油が第２給排制御手段を介して第１給排制御手段に供給され、第１給排制御手段からバルブタイミング調整機構の遅角室あるいは進角室に供給される。その結果、第１回転体と第２回転体との相対位相が変更され、クランクシャフトの回転に対するバルブの開閉タイミングが遅角側あるいは進角側に変更される。一方、内燃機関の運転が停止されると、オイルポンプから第２給排制御手段に供給される作動油がそのままオイル回収手段に戻されるとともに第２給排制御手段を介してオイルポンプの吐出側と連通される第１給排制御手段の導入側がオイル回収手段と連通される。その結果、バルブタイミング制御手段の遅角室と進角室が共にオイル回収手段に連通される。従って、内燃機関の運転が停止され惰性で回転する間に、カムシャフトが受ける反力により第１回転体が第２回転体に対して遅角側に容易に相対回動し、機械的に相対回動が規制される遅角側の所定位置に配置される。
【００２８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて、内燃機関の運転が停止されるときに第１回転体が遅角側の所定の位置に配置されると、連結手段により第２回転体に対して相対回動不能に固定される。一方、内燃機関が運転されたときには、第１回転体と第２回転体との相対回動が規制されない。従って、内燃機関が始動されるときに、内燃機関が運転されるまでの間はクランキングによりカムシャフトが受ける方向が反転する反力により第１回転体と第２回転体とが相対回動することが規制される。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加えて、内燃機関の運転が開始されても、第１回転体と第２回転体との相対回動が許容された場合にカムシャフトが受ける反力により第１回転体が第２回転体に対して揺動する可能性がある状態では、第１回転体と第２回転体との相対回動が連結手段にて禁止される。そして、油圧が所定の油圧以上となりバルブタイミング調整機構の遅角室あるいは進角室に作動油が供給されると、第１回転体と第２回転体との連結状態が解除される。それとともに、カムシャフトが受ける反力に抗して第１回転体が第２回転体に対して進角側に相対回動されるか、あるいは、遅角側の所定位置に保持される。従って、第１回転体と第２回転体との連結状態が解除されるときには、第１回転体がカムシャフトが受ける反力に拘らず遅角室あるいは進角室に供給されている油圧にて制御される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図１０に従って説明する。
図２は、弁駆動方式がＤＯＨＣ（Double Over Head Camshaft ）で弁数が吸気側２バルブ排気側２バルブである４気筒エンジン（内燃機関）の吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト１２を示す摸式平面図である。排気側カムシャフト１２の一端にはカムプーリ１３が固定され、カムプーリ１３には駆動軸としての図示しないクランクシャフトの一端に固定されているクランクプーリに掛装されたタイミングベルト１４が掛装されている。排気側カムシャフト１２には、各気筒に対応する位置にそれぞれ排気側カム１５が設けられている。排気側カムシャフト１２の他端には、ドライブギア１６が固定されている。
【００３１】
カムシャフトとしての吸気側カムシャフト１１において、前記ドライブギア１６側と対応する端部には、バルブタイミング調整機構１７が設けられている。バルブタイミング調整機構１７は、ドライブギア１６にて回転駆動されるようになっている。吸気側カムシャフト１１には、各気筒に対応する位置にそれぞれバルブとしての吸気側カム１８が設けられている。
【００３２】
図４は、バルブタイミング調整機構１７を示す吸気側カムシャフト１１の中心軸を含む断面図であって、図５におけるＢ−Ｂ線断面図である。吸気側カムシャフト１１のジャーナル１９は、シリンダヘッド２０とベアリングキャップ２１により回転可能に支持されている。吸気側カムシャフト１１の端部にはジャーナル１９より大径の拡径部２２が設けられ、拡径部２２の端面には小径の突出部２３が設けられている。吸気側カムシャフト１１には、その中心軸方向に貫通する貫通孔２４が設けられ、貫通孔２４の端部には雌ねじ部２５が設けられている。バルブタイミング調整機構１７は、拡径部２２から外側に設けられている。
【００３３】
バルブタイミング調整機構１７は、ドリブンギア２６、第１回転体としてのロータハウジング２７、第２回転体としてのベーンロータ２８、カバー２９等を備えている。
【００３４】
ドリブンギア２６は円環状に形成され、拡径部２２に対して相対回動可能に嵌合されている。ドリブンギア２６には、前記ドライブギア１６が歯合されている。ドリブンギア２６の外側端面には、ロータハウジング２７が連結ボルト３８にて連結固定されている。図５は、図４におけるＡ−Ａ線断面である。ロータハウジング２７は、クランクシャフトにより、図５において時計方向にエンジンの基準回転位相に同期して回転駆動されるようになっている。
【００３５】
図５に示すように、ロータハウジング２７は、その中心部に円柱状の空間部３０を備えるとともに該空間部３０から外周側に拡開する略扇形状のベーン室３１が複数個等角度間隔に備えている。ロータハウジング２７の空間部３０及び各ベーン室３１には、前記ベーンロータ２８が収容されている。
【００３６】
ベーンロータ２８は、円柱状の軸部３２を備え、該軸部３２の外周面には外周側に拡開する略扇形状のベーン３３が複数個等角度間隔で設けられている。軸部３２は空間部３０に対して相対回動可能に嵌挿され、各ベーン３３はそれぞれベーン室３１内に収容されている。
【００３７】
図４に示すように、軸部３２の端面には嵌合穴３４が設けられ、該嵌合穴３４は前記突出部２３に外嵌されている。軸部３２は、吸気側カムシャフト１１の拡径部２２の端面から突出する図示しないノックピンにて同カムシャフト１１に対して相対回動不能とされている。
【００３８】
嵌合穴３４の開口端には段差部３５が形成され、この段差部３５の側面と、突出部２３の外周面と、拡径部２２の端面とにより、円環状の油路３６が形成されている。軸部３２の中心には雌ねじ孔２５よりやや大径に形成され、軸部３２を貫通して雌ねじ孔２５に連通する中心孔３７が設けられている。
【００３９】
図４に示すように、ロータハウジング２７の端面には、前記カバー２９が相対回動可能に外嵌されている。カバー２９の内側面は前記ベーンロータ２８の端面に当接されている。カバー２９の中央部には前記中心孔３７よりも大径に形成され、該中心孔３７に連通された取付用孔４４が設けられている。取付用孔４４からは、吸気側カムシャフト１１、ベーンロータ２８及びカバー２９をスラスト方向に固定するボルト４５が、軸部３２の中心孔３７を挿通して吸気側カムシャフト１１の雌ねじ孔２５に螺合されている。従って、吸気側カムシャフト１１に対して、ベーンロータ２８及びカバー２９が一体回動可能に連結固定されている。そして、吸気側カムシャフト１１の拡径部２２、ドリブンギア２６、ロータハウジング２７及びカバー２９により、ロータハウジング２７の各ベーン室３１が閉塞されている
図５及び図６に示すように、各ベーン室３１は、ベーン３３にて遅角室４６と進角室４７とに区画されている。本実施の形態では、各ベーン室３１において、ベーン３３に対してロータハウジング２７の回転方向と同方向側に遅角室４６が形成され、同じくその反対方向側に進角室４７が形成されている。
【００４０】
そして、各ベーン３３が遅角室４６側から進角室４７側に移動配置されるように、ロータハウジング２７とベーンロータ２８とが相対回動すると、吸気側カム１８にて開閉される吸気側バルブの開閉タイミングがより遅角側に調整されるように吸気側カムシャフト１１のクランクシャフトに対する相対位相が変更される。そして、図５に示すように、各ベーン３３が進角室４７に移動して１つのベーン３３が同進角室４７の側壁に当接してベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が規制される最遅角位置となったとき、吸気側バルブの開閉タイミングが最遅角タイミングに調整される。
【００４１】
反対に、各ベーン３３が進角室４７側から遅角室４６側に移動配置されるように、ロータハウジング２７とベーンロータ２８とが相対回動すると、吸気側バルブの開閉タイミングがより進角側に調整されるように吸気側カムシャフト１１のクランクシャフトに対する相対位相が変更される。そして、図６に示すように、各ベーン３３が遅角室４６に移動して同遅角室４６の側壁に当接してベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が規制される最進角位置となったとき、吸気側バルブの開閉タイミングが最進角タイミングに調整される。
【００４２】
バルブタイミング調整機構１７の遅角室４６及び進角室４７に対しては、エンジン側から吸気側カムシャフト１１を介して作動油が給排されるように構成されている。以下、各遅角室４６及び進角室４７に対して作動油の給排を行うために設けられた油路の構成を説明する。
【００４３】
図４に示すように、エンジンのシリンダヘッド２０には、各遅角室４６に対して作動油を給排するための遅角側ヘッド油路６４と、各進角室４７に対して作動油の給排を行うための進角側ヘッド油路６５が設けられている。
【００４４】
シリンダヘッド２０及びベアリングキャップ２１にて形成されるジャーナル軸受の内周面には、遅角側ヘッド油路６４が連通された環状油溝６６と、進角側ヘッド油路６５が連通された環状油溝６７とが設けられている。環状油溝６６は、前記吸気側カムシャフト１１の中心軸線上に形成された油路６９と同カムシャフト１１に形成された油路７０を介して連通されている。前記油路６９は、前記吸気側カムシャフト１１に形成された貫通孔２４内において前記ボルト４５及び球６８にて形成されている。又、前記拡径部２２の外周面には周方向に延びる環状油溝７１が設けられ、該環状油溝７１には前記油路６９と連通する油孔７２が形成されている。又、ドリブンギア２６の内部には、図７及び図８に示すように、環状油溝７１を各遅角室４６に連通する遅角側給排油路７３が設けられている。従って、各遅角室４６は、油路７３、環状油溝７１、油路７２、油路６９、油路７０及び環状油溝６６を介して遅角側ヘッド油路６４に連通されている。
【００４５】
一方、吸気側カムシャフト１１の拡径部２２側には、図４に示すように、環状油溝６７を前記油路３６に連通する油路７４が設けられている。又、ベーンロータ２８のドリブンギア２６側の端面には、前記油路３６を各進角室４７に連通する進角側給排油溝７５がそれぞれ設けられている。従って、各進角室４７は、進角側給排油溝７５、油路３６、油路７４及び環状油溝６７を介して進角側ヘッド油路６５に連通されている。
【００４６】
図４及び図５に示すように、前記ベーン３３の１つには、最遅角位置に配置されたベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動を規制するためのロックピン４８が設けられている。ロックピン４８が設けられたベーン３３には、図７に示すように、中心軸方向に延びる断面円形状の保持孔４９が設けられている。保持孔４９は、カバー２９側の大径部５０と、ドリブンギア２６側の小径部５１とを備えている。保持孔４９には、回転体形状のロックピン４８が中心軸方向に移動可能に保持されている。ロックピン４８は、小径部５１に摺接する軸部５２と、大径部５０に摺接する拡径部５３とを備えている。ロックピン４８は中心軸方向の長さが保持孔４９の同長さよりもやや短く形成され、拡径部５３は同長さが大径部５０の同長さよりも小さく形成されている。そして、大径部５０の内周面と、軸部５２の外周面との間には、円環状の油室５４が形成されている。油室５４は、ベーンロータ２８に形成された油路５５を介して前記油路３６と連通されている。
【００４７】
ロックピン４８には、大径部５０の端面から中心軸方向に延びるばね穴５６が設けられ、該ばね穴５６にはカバー２９の内側面に当接してロックピン４８をドリブンギア２６側に付勢する圧縮コイルばね５７が保持されている。ばね穴５６の内周面、大径部５０の内周面、及び、カバー２９の内側面により、ロックピン４８の大径部５０の端面側に背圧室５８が形成されている。
【００４８】
一方、ドリブンギア２６のベーン室３１を形成する側面には、ベーンロータ２８が最遅角位置となったときにロックピン４８が相対する位置に係合穴５９が設けられている。係合穴５９は、図８に示すように、ロックピン４８のドリブンギア２６側への移動を許容して小径部５１が係合するように形成されている。図９及び図１０に示すように、係合穴５９には、遅角室４６に連通された油溝６０が連通されている。本実施の形態では、ロックピン４８、保持孔４９、圧縮コイルばね５７及び係合穴５９にて連結手段が構成されている。
【００４９】
ロックピン４８は、図７に示すように、大径部５０側の端面がカバー２９の内側面に当接し小径部５１側の端部がベーンロータ２８のドリブンギア２６側の端面から突出しない退避位置と、図８に示すように、大径部５０側の端面がカバー２９の内側面から離れて小径部５１側の端面が係合穴５９の底面に当接する係合位置との間で切り換え可能に設けられている。そして、ロックピン４８は、係合穴５９即ち遅角室４６に供給された油圧が所定値以上、あるいは、前記油室５４即ち進角室４７に供給された油圧が所定値以上のとき、圧縮コイルばね５７の付勢力に抗して退避位置に配置されるようになっている。
【００５０】
ロックピン４８の背圧室５８は、外部に連通されている。図５及び図６に示すように、ベーンロータ２８の軸部３２には、カバー２９側の端面に、中心軸を中心とする環状溝６１が設けられている。又、ベーン３３の同端面には、環状溝６１と前記保持孔４９とを連通する連通溝６２が設けられている。この連通溝６２は、図８に示すように、前記ロックピン４８が圧縮コイルばね５７の付勢力によりカバー２９の内側面から離れたとき背圧室５８を環状溝６１に連通するように形成されている。又、カバー２９には、図４に示すように、環状溝６１に連通する空気孔６３が設けられている。従って、背圧室５８は、連通溝６２、環状溝６１及び空気孔６３を介して外気に連通可能になっている。
【００５１】
前記遅角側ヘッド油路６４及び進角側ヘッド油路６５は、図１に示すように、電磁比例方向流量制御弁である第１給排制御手段としてのＯＣＶ（Oil Control Valve ）７６にそれぞれ接続されている。ＯＣＶ７６は、第１ポートＡ、第２ポートＢ、第３ポートＲ１、第４ポートＲ２及び第５ポートＰを備えている。第１ポートＡは進角側ヘッド油路６５と連通され、第２ポートＢは遅角側ヘッド油路６４と連通されている。又、第３ポートＲ１及び第４ポートＲ２はオイル回収手段としてのオイルパン７７に連通され、第５ポートＰは、第２給排制御手段としての電磁方向制御弁７８と連通されている。
【００５２】
本実施の形態ではＯＣＶ７６はスプール型であって、前記各ポートが形成されたケーシング７９の内部に第１弁体としてのスプール８０が収容されている。ＯＣＶ７６は、スプール８０の移動により、図１に示すように、第１ポートＡと第３ポートＲ１とを連通するとともに第２ポートＢと第５ポートＰとを連通する第１制御状態としての第１制御位置と、図３に示すように、第１ポートＡと第５ポートＰとを連通するとともに第２ポートＢと第４ポートＲ２とを連通する第２制御状態としての第２制御位置との間で切り換え可能に形成されている。又、スプール８０は、第１制御位置と第２制御位置との間において、全てのポートＡ，Ｂ，Ｐ，Ｒ１，Ｒ２間を連通しない中立位置に配置可能に設けられている。
【００５３】
ケーシング７９内には、スプール８０を第１制御位置側に付勢する第１ばね部材としての圧縮コイルばね８１と、第１制御位置に付勢配置されているスプール８０を該圧縮コイルばね８１の付勢力に抗して第１制御位置から第２制御位置に切り換え配置する第１単動型電磁ソレノイドとしての電磁ソレノイド８２とが設けられている。
【００５４】
電磁方向制御弁７８は、図１に示すように、第１ポートＣ、第２ポートＤ及び第３ポートＥを備えている。第１ポートＣは、前記ＯＣＶ７６の第５ポートＰと連通されている。第２ポートＤは、フィルタ８３を介してオイルポンプ８４の吐出側と連通され、第３ポートＥは、オイルパン７７と連通されている。
【００５５】
本実施の形態では、電磁方向制御弁７８はスプール型であって、図示しない第２弁体としてのスプールを備えている。電磁方向制御弁７８は、スプールの移動により、第１ポートＣ及び第２ポートＤを共に第３ポートＥに連通する第３制御状態としての第３制御位置と、第１ポートＣと第２ポートＤとを連通するとともに第３ポートＥを遮断する第４制御状態としての第４制御位置（図１に示す状態）とに切り換え可能に形成されている。
【００５６】
電磁方向制御弁７８は、スプールを第３制御位置に付勢する第２ばね部材としての圧縮コイルばね８５を備えるとともに、第３制御位置に付勢配置されているスプールを該圧縮コイルばね８５の付勢力に抗して第３制御位置から第４制御位置に移動配置する第２単動型電磁ソレノイドとしての電磁ソレノイド８６を備えている。
ＯＣＶ７６の電磁ソレノイド８２と電磁方向制御弁７８の電磁ソレノイド８６は、バルブタイミング制御手段及び給排状態制御手段としてのエンジン電子制御装置（ Engine Electronic Control Unit 、以下、ＥＣＵ）８７の出力側に電気的に接続されている。
【００５７】
ＥＣＵ８７の入力側には、イグニッションスイッチ８８、エンジンの回転数を検出する回転数センサ８９、吸気圧を検出する吸気圧センサ９０、クランク角を検出するクランク角センサ９１、及び、吸気側カムシャフト１１のカム角を検出するカム角センサ９２がそれぞれ電気的に接続されている。
【００５８】
ＥＣＵ８７は、イグニッションスイッチ８８がオンとされると起動し、エンジンが運転されたか否かを判断する。そして、ＥＣＵ８７は、エンジンが運転されてから所定の待機時間だけ経過するとオイルポンプ８４からＯＣＶ７６に所定の油圧が供給されている状態になったと判断し、ＯＣＶ７６を第３制御位置から第４制御位置に切り換えてその状態を保持する。この所定の油圧は、吸気側カムシャフト１１が受ける反力に抗してベーンロータ２８をロータハウジング２７に対して進角側に相対回動させることができる大きさの油圧である。そして、前記ロックピン４８が係合位置に配置されるときの油圧は、ＥＣＵ８７がＯＣＶ７６を第３制御位置から第４制御位置に切り換えるときの油圧よりも小さい油圧となるように前記圧縮コイルばね５７のばね定数、油室５４及び係合穴５９の受圧面積が設定されている。ＥＣＵ８７は、イグニッションスイッチ８７がオフとされると非作動状態となる。
【００５９】
又、ＥＣＵ８７は、エンジンが運転されている間は、エンジンの回転数、吸気圧及び吸気側カムシャフト１１の回転位相に基づいてエンジンの運転状態を判断し、その運転状態に対する目標開閉タイミングに対応した吸気側カムシャフト１１とクランクシャフトとの目標相対位相を求める。そして、ＥＣＵ８７は、そのときの実際の相対位相と目標相対位相との偏差を求め、同偏差が所定値以下となるようにバルブタイミング調整機構１７を制御すべくＯＣＶ７６をデューティ制御する。
【００６０】
次に、上記のように構成されたバルブタイミング制御装置の作用について説明する。
エンジン始動のためにイグニッションスイッチ８８がオンされると、クランキングによりクランクシャフトが回転駆動されてロータハウジング２７が回転駆動される。このとき、ベーンロータ２８は、吸気側カムシャフト１から受ける反力により最遅角位置側に相対回動するように付勢された状態で回転する。クランキングにて回転駆動されるオイルポンプ８４からは、電磁方向制御弁７８側に作動油が供給される。このとき、オイルポンプ８４から供給される作動油の油圧はベーンロータ２８を相対回動させる所定の油圧まで達していないが、電磁方向制御弁７８は第３制御位置のままであるためそのままオイルパン７７に戻される。
【００６１】
エンジンが始動した時点から所定の待機時間が経過するまでには、オイルポンプ８４から電磁方向制御弁７８側に供給される油圧がベーンロータ２８を吸気側カムシャフト１１が受ける反力に抗して進角側に相対回動させることができる所定の油圧に達する。このとき、ＥＣＵ８７は、電磁方向制御弁７８を第３制御位置から第４制御位置に切り換え制御する。その結果、ＯＣＶ７６の第５ポートＰには、最初からベーンロータ２８を相対回動させることができる大きさの油圧が供給される。
【００６２】
こうしてＯＣＶ９３に所定の大きさの油圧が供給された状態で、ＥＣＵ８７が、吸気側バルブの開閉タイミングを遅角側あるいは進角側に変更するためにＯＣＶ７９を中立位置から第１制御位置側あるいは第２制御位置側にデューティ制御すると、油室５４あるいは係合穴５９に供給される油圧によりロックピン４８が係合位置から退避位置に切り換え配置される。すると、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が許容され、吸気側カムシャフト１１とクランクシャフトとの相対位相を調整することが可能となる。このとき、ＯＣＶ７６から遅角側ヘッド油路６４あるいは進角側ヘッド油路６５には供給される油圧は、吸気側カムシャフト１１が受ける反力に抗してベーンロータ２８を進角側に相対回動させることができる大きさの油圧である。その結果、ロックピン４８が係合位置から退避位置に移動してベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が許容されると、ベーンロータ２８が吸気側カムシャフト１１が受ける反力に拘らず進角側に相対回動されるか、あるいは、最遅角位置で保持される。
【００６３】
エンジンが始動して運転されている状態で、ＥＣＵ８７が、吸気側バルブの開閉タイミングをより遅角側に調整するためにＯＣＶ７６の制御位置を中立位置よりも第２制御位置側に所定時間デューティ制御すると、電磁方向制御弁７８を介してオイルポンプ８４から供給される作動油が各遅角室４６に供給されるとともに各進角室４７から作動油がオイルパン７７に排出される。すると、遅角室４６と進角室４７間の油圧差により各ベーン３３がより遅角室４６側に移動するようにベーンロータ２８とロータハウジング２７とが相対回動される。その結果、吸気側カムシャフト１１とクランクシャフトとの相対位相が変更され、吸気側バルブの開閉タイミングがより遅角側となるように変更される。
【００６４】
反対に、ＥＣＵ８７が、吸気側バルブの開閉タイミングをより進角側に調整するために、ＯＣＶ７６の制御位置を中立位置よりも第１制御位置側に所定時間デューティ制御すると、電磁方向制御弁弁７８を介してオイルポンプ８４から供給される作動油が各進角室４７に供給されるとともに各遅角室４６から作動油がオイルパン７７に排出される。すると、遅角室４６と進角室４７間の油圧差により各ベーン３３がより進角室４７側に移動するようにベーンロータ２８とロータハウジング２７とが相対回動される。その結果、吸気側カムシャフト１１とクランクシャフトとの相対位相が変更され、吸気側バルブの開閉タイミングがより進角側となるように変更される。
【００６５】
一方、ＥＣＵ８７が、吸気側バルブの開閉タイミングをそのときの開閉タイミングから変更しないようにするために、ＯＣＶ７６の制御位置を中立位置にデューティ制御すると、オイルポンプ８４から供給されている油圧が各遅角室４６及び進角室４７のいずれにも供給されず、又、遅角室４６と進角室４７のいずれからも作動油がオイルパン７７に排出されなくなる。すると、各ベーン３３の位置が保持されベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が規制される。その結果、吸気側カムシャフト１１とクランクシャフトとが相対回動せず、吸気側バルブの開閉タイミングがそのときのままで保持される。
【００６６】
エンジンの運転を停止するためにイグニッションスイッチ８８がオフされると、ＥＣＵ８７は非作動状態となる。すると、ＯＣＶ７６は圧縮コイルばね８１の付勢力により第２制御位置から第１制御位置に切り換えられ、各進角室４７がオイルパン７７に連通される。又、電磁方向制御弁７８は圧縮コイルばね８５の付勢力により第４制御位置から第３制御位置に切り換えられ、ＯＣＶ７６の第５ポートＰが電磁方向制御弁７８を介してオイルパン７７に連通される。その結果、各遅角室４６及び進角室４７が共にオイルパン７７に連通された状態となる。
【００６７】
一方、イグニッションスイッチ８８がオフされても運転が停止したエンジンがしばらくの間だけ惰性で回転する。このとき、ベーンロータ２８には、吸気側カムシャフト１１に加わる反力としての回転トルクが加わる。このため、ベーンロータ２８は、ロータハウジング２７に対して相対回動して最遅角位置に移動するように付勢される。すると、各進角室４７からは作動油がオイルパン７７に排出されるとともに各遅角室４６には背圧が発生しないように作動油が導入される。このとき、各進角室４７が直接オイルパン７７に連通されているため、各進角室４７からは作動油が小さな排出抵抗で排出される。一方、各遅角室４６もオイルパン７７に直接連通されているため、各ベーン３３が遅角側に移動するに応じて小さい吸入抵抗で作動油が導入される。その結果、エンジンが惰性で回転している間に、ベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して容易に相対回動して最遅角位置まで移動する。
【００６８】
又、各遅角室４６及び進角室４７が共にオイルパン７７に連通されるため、ロックピン４８を係合位置に付勢する油圧が導入される油室５４及び係合穴５９の油圧が共に減少する。従って、イグニッションスイッチ８８がオフとされると、ロックピン４８が圧縮コイルばね５７により退避位置から係合位置側に移動するように付勢された状態となりドリブンギア２６の端面に当接した状態で保持される。従って、ベーンロータ２８が最遅角位置に移動配置されロックピン４８が係合穴５９に相対向する位置となると、ロックピン４８が係合穴５９側に移動して係合位置に配置される。このとき、エンジンの回転数が次第に低くなりロータハウジング２７に対するベーンロータ２８の回動速度が小さくなるため、ロックピン４８が係合穴５９側に容易に係合する。その結果、エンジンが停止されるときに、ベーンロータ２８が最遅角位置に固定された状態でベーンロータ２８とロータハウジング２７とが相対回動しないように連結固定される。
【００６９】
エンジン始動時のクランキングによりロータハウジング２７が回転駆動されると、ベーンロータ２８が最遅角位置に配置された状態で回転駆動される。従って、吸気側バルブの開閉タイミングが最遅角タイミングの状態でエンジンが始動される。
【００７０】
このとき、オイルポンプ８４から供給される作動油は電磁方向制御弁７８からオイルパン７７に戻されるため、各遅角室４６及び進角室４７には所定の油圧が供給されていない。しかし、ベーンロータ２８は、ロックピン４８にてロータハウジング２７に対して最遅角位置で連結固定されているため、吸気側カムシャフト１１に加わる大きさが変動する反力に拘らず最遅角位置で保持される。その結果、エンジンの始動時には、吸気側カムシャフト１２が受ける反力によりベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して相対回動することが防止される。そして、吸気側バルブの開閉タイミングが最遅角タイミングの状態でエンジンが始動される。
【００７１】
エンジンが始動して所定の油圧が油室５４あるいは係合穴５９に供給されると、ロックピン４８は係合位置から退避位置に移動配置される。その結果、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が許容され、吸気側バルブの開閉タイミングを変更することが可能になる。
【００７２】
以上詳述したように、本実施の形態の内燃機関におけるバルブタイミング調整機構によれば、以下の効果を得ることができる。
（ａ） 内燃機関が停止すると、遅角室４６及び進角室４７が共にオイルパン７７に直接連通される。従って、内燃機関の停止後の惰性回転によりロータハウジング２７が回転駆動されると、進角室４７から小さい排出抵抗で作動油がオイルタンク７７に排出されるとともに遅角室４６に背圧が発生しないように作動油が遅角室４６に導入される。従って、ベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して容易に相対回動し、最遅角位置に移動配置される。その結果、エンジン停止時の惰性回転を利用してエンジン再始動時の吸気側バルブの開閉タイミングを確実に最遅角タイミングとすることができる。
【００７３】
（ｂ） 内燃機関の停止時に最遅角位置に移動したベーンロータ２８が、ロックピン４８、保持孔４９、係合穴５９等にて構成された連結手段によりロータハウジング２７に対して相対回動不能に固定される。従って、内燃期間の始動時に、吸気側カムシャフト１１が受ける方向が反転する反力によりベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して揺動して衝突することが防止される。その結果、始動時における異音の発生を防止することができる。
【００７４】
（ｃ） 内燃機関の運転が開始されても、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動が許容された場合に吸気側カムシャフト１１が受ける変動反力によりベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して揺動する可能性がある状態では、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との相対回動がロックピン４８、保持孔４９、係合穴５９等にて構成される連結手段にて規制される。そして、油圧が所定の油圧以上となりバルブタイミング調整機構１７の遅角室４６あるいは進角室４７に作動油が供給されると、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との連結状態が解除されるととともにベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して相対回動される。従って、ベーンロータ２８とロータハウジング２７との連結状態が解除されるときには、ベーンロータ２８が最遅角位置に保持されるか、あるいは最遅角位置から進角側に移動するように制御される。その結果、内燃機関が始動しても油圧が低くてベーンロータ２８のロータハウジング２７に対する相対位相を変更することができない間は、ベーンロータ２８とロータハウジング２７とが揺動するように相対回動することを防止して、その衝突を防止することができる。
【００７５】
（ｄ） １つのＥＣＵ８７にてバルブタイミング制御手段と給排状態制御手段とが構成されるため、構成を簡素することができる。
（ｅ） 内燃機関の停止時に吸気側バルブの開閉タイミングが確実に最遅角タイミングとされるため、内燃機関の始動時には最遅角タイミングで内燃機関が始動される。その結果、始動時に吸気側バルブの開閉タイミングが最遅角タイミングよりも進角側の開閉タイミングとなることを防止して、バルブオーバラップ期間が長くなり燃焼室における内部ＥＧＲ量が過多となることによる始動性の悪化を防止することができる。
【００７６】
（ｆ） 内燃機関が運転されている間は、遅角室４６と進角室４７に対して作動油を給排するＯＣＶ７６に電磁方向制御弁７８を介してオイルポンプ８４の吐出側が連通される。内燃機関が停止してＥＣＵ８７が非作動状態となると、ＯＣＶ７６が電磁方向制御弁７８を介してオイルパン７７に連通される。従って、内燃機関を停止したときには、ＥＣＵ８７も非作動状態とすることができる。その結果、内燃機関を積んだ車両の運転を終了したときには、ＥＣＵ８７を非作動状態とすることができる。
【００７７】
尚、実施の形態は上記実施の形態に限定されるものではなく、以下のように変更して実施してもよい。
・ ＯＣＶ７６の第５ポートＰとオイルポンプ８４の吐出側との間に、第５ポートＰをオイルポンプ８４の吐出側あるいはオイルパン７７の一方に連通する電磁制御弁７８を設ける代わりに、エンジンの遅角側ヘッド油路６４（遅角室４６）とＯＣＶ７６の第２ポートＢ（給排ポート）との間に、同ヘッド油路６４をオイルパン７７に連通する第５制御状態と、同ヘッド油路６４を第２ポートＢに連通する第６制御状態とに切り換え可能な電磁制御弁（第３給排制御手段）を設けた構成としてもよい。この場合にも、内燃機関が運転されているときには第６制御状態として遅角室４６に対して作動油が給排されるようにし、運転が停止されたときには第５制御状態として遅角室４６に背圧が発生しないようにすることができる。そして、内燃機関停止時の惰性回転を利用して内燃機関再始動時の吸気側バルブの開閉タイミングを確実に再遅角タイミングとすることができる。
【００７８】
・ 内燃機関停止時にベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して遅角側に相対回動して配置される位置は、上記実施の形態のように、ベーン３３がベーン室３１の側壁に当接することにより相対回動が規制される最遅角位置に限らない。これを、内燃機関の始動時に、吸気側バルブの開閉タイミングを最遅角位置に対応する最遅角タイミングよりもやや進角側に設定された始動タイミングとなるようにロータハウジング２７とベーンロータ２８との相対位相を設定する始動タイミング設定手段を備えたバルブタイミング調整機構を含むバルブタイミング制御装置において実施してもよい。
【００７９】
図１１及び図１２は、そのような始動タイミング設定手段を備えたバルブタイミング調整機構の構成と作動状態を示す摸式断面図である。内燃機関の運転が停止されるときには、惰性により回転するクランクシャフトの回転数がある程度まで減速したときに、図１１に示すように、第１ストッパ１００が圧縮コイルばね１０１にて始動位置に配置される。そして、吸気側カムシャフト１１が受ける反力によりベーンロータ２８がロータハウジング２７に対して遅角側に相対回動すると、第１ストッパ１００の当接部１０２が第２ストッパ１０３に当接する位置で相対回動が規制される。従って、内燃機関が停止されたときにはロータハウジング２７が最遅角位置よりもやや進角側の始動位置に配置された状態となり、内燃機関の再始動時にはバルブの開閉タイミングが最遅角タイミングよりもやや進角側に設定された始動タイミングに制御される。
【００８０】
内燃機関が運転されると、第１ストッパ１００に作用する遠心力により、第１ストッパ１００は圧縮コイルばね１０１の付勢力に抗して当接部１０２が第２ストッパ１０３に当接しない運転位置に移動配置される。従って、内燃機関の運転中には、図１２に示すように、ロータハウジング２７が始動位置を超えて最遅角位置まで相対回動される。その結果、運転状態に応じた最適な開閉タイミングに調整することができるとともに高い始動性を得ることができる。
【００８１】
このように構成されたバルブタイミング調整機構を備えたバルブタイミング制御装置に実施した場合には、内燃機関停止時の惰性回転を利用して再始動時のバルブの開閉タイミングを確実に最遅角タイミングよりもやや進角側に設定された始動タイミングとすることができる。
【００８２】
・ 上記実施の形態では、イグニッションスイッチ８８がオフとされＥＣＵ７６が非作動状態となる通常の運転停止時に電磁制御弁７８の励磁制御が終了するようにした。これを、イグニッションスイッチ８８がオンのままであってＥＣＵ７６が作動状態であるときにエンジンの運転が停止される所謂エンストの場合に実施してもよい。この場合には、ＥＣＵ７８が作動状態である状態で、車両が走行中であるか停止状態であるかに拘らずエンジンの運転が停止した状態を検出することが必要である。その方法としては、エンジンの回転数に対応したパルス信号を取り出すようにしたり、オルタネータからの出力をモニタする方法がある。そして、ＥＣＵ７６がエンジンの運転が停止したと判断すると、電磁制御弁を制御して遅角室４６をオイルパン７７に連通する。この場合には、車両が停止中あるいは走行中において所謂エンストが発生したときに、再始動時には吸気側バルブの開閉タイミングを確実に最遅角タイミングとすることができる。
【００８３】
・ ロータハウジング２７が備えるベーン室３１の数、及び、ベーンロータ２８が備えるベーン３３の数は、４つに限らず、３つ以下、あるいは、５つ以上であってもよい。
【００８４】
・ オイル回収手段は、遅角室４６に連通する油路内に空気を導入しない状態で背圧の発生を防止することができるものであればよく、オイルパン７７に限らず、例えばオイルパンを持たないドライサンプ方式の内燃機関の場合におけるオイルタンクであってもよい。
【００８５】
・ ロックピン４８等にて構成される連結手段を備えないバルブタイミング調整機構としてもよい。但し、この場合には、内燃機関始動時のクランキングにより、吸気側カムシャフト１１がバルブスプリング等から受ける方向が反転する変動反力によりロータハウジング２７とベーンロータ２８とが揺動する。
【００８６】
・ バルブタイミング制御手段だけをＥＣＵ８７にて構成し、給排状態制御手段は別に設けた制御装置としてもよい。この場合には、従来のバルブタイミング制御装置に電磁方向制御弁７８と同制御装置を追加してバルブタイミング制御装置を構成することができる。
【００８７】
・ ロータハウジング２７がカムシャフトと一体回転可能に設けられ、ベーンロータ２８がクランクシャフトにて回転駆動されるように構成されたバルブタイミング調整機構を備えたバルブタイミング制御装置としてよい。
【００８８】
・ 連結手段を構成するロックピン４８をロータハウジングに設けた構成としてもよい。この場合には、例えば、吸気側カムシャフト１１に固定された円盤プレートに内周面が摺接するように設けられたスプロケットにロックピン４８を収容し、円盤プレートにロックピン４８が係合する係合穴を設ける。
【００８９】
・ バルブタイミング調整機構は、バルブオーバラップが大きめに設定された状態で排気側バルブの開閉タイミングを調整するように排気側カムシャフト１２に設けられたものであってもよい。この場合には、内燃機関の停止時に排気側バルブの開閉タイミングが遅角側の所定の開閉タイミングに設定される。従って、運転時には大きなバルブオーバラップにより吸気慣性効果を大きくしてより高回転で運転することができ、始動時にはオーバラップを最小として始動性を確保することができる。
【００９０】
・ 吸気側あるいは排気側バルブの駆動方式は、直動式、スイングアーム式、ロッカアーム式のいずれの方式であってもよい。
・ 吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト１２の同じ側の端部にそれぞれ固定されたタイミングプーリ（スプロケット）と、クランクシャフトの同じ側の端部に固定されたタイミングプーリ（スプロケット）との間にタイミングベルト（チェーン）を掛装したベルト（チェーン）駆動方式の弁駆動機構を備えたエンジンに実施してもよい。
【００９１】
・ 平歯車列にて駆動されるギアトレイン弁駆動方式のエンジンや、シャフトとかさ歯車にて駆動されるシャフト駆動方式のエンジンに実施してもよい。
・ 車両用エンジンに限らず、船舶用、航空機用等の内燃機関に実施してもよい。
【００９２】
以下、特許請求の範囲に記載された技術的思想の外に前述した各実施の形態から把握される技術的思想をその効果とともに記載する。
（１） 内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、バルブを開閉駆動するカムシャフトに駆動連結され、前記第１回転体に対して同一回転軸で相対回動可能に設けられた第２回転体と、前記第１回転体あるいは第２回転体の一方に設けられたベーン室と、前記第１回転体あるいは第２回転体の他方に設けられ、前記ベーン室を遅角室と進角室とに区画するベーンとを備えたバルブタイミング調整手段と、前記遅角室及び進角室に連通されるとともにオイルポンプの吐出側及びオイル回収手段に連通され、前記遅角室を前記オイルポンプの吐出側に連通するとともに前記進角室を前記オイル回収手段に連通する第１制御状態と、前記遅角室を前記オイル回収手段に連通するとともに前記進角室を前記オイルポンプの吐出側に連通する第２制御状態とに切り換え可能な第１給排制御手段と、内燃機関の運転状態に基づき、前記第１給排制御手段を前記第１制御状態あるいは第２制御状態に制御して、前記第１回転体と前記第２回転体との相対位相を前記運転状態に応じて予め設定された相対位相に制御するバルブタイミング制御手段と、前記遅角室と該遅角室に連通される前記第１給排制御手段の給排ポートとの間に設けられ、該遅角室を前記オイル回収手段に連通する第５制御状態と、該遅角室と前記給排ポートとを連通する第６制御状態とに切り換え可能な第３給排手段と、内燃機関が運転されているときには、前記第３給排制御手段を第６制御状態とし、内燃機関が運転されていないときには、第３給排制御手段を第５制御状態とする給排状態制御手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【００９３】
このような構成によっても、内燃機関停止時の惰性回転を利用して再始動時のバルブの開閉タイミングを確実に遅角側の所定の開閉タイミングとすることができる。
【００９４】
（２） 請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記第２給排制御手段は、前記第３制御状態に対応する第３制御位置と、前記第４制御状態に対応する第４制御位置とを備えるとともに該両制御位置の切り換えを行う第２弁体を備え、該第２弁体を付勢して前記第３制御位置に配置する第２ばね部材と、前記第２ばね部材の付勢力に抗して前記第２弁体を前記第４制御位置に切り換え配置する第２単動型電磁ソレノイドを有する第２電磁操作方向制御弁であり、前記給排状態制御手段は、内燃機関が運転されているときには前記第２単動型ソレノイドを磁励制御し、内燃機関が運転されていないときには非作動状態となる。このような構成によれば、内燃機関を停止したときには給排状態制御手段を作動させる必要がない。
【００９５】
（３） 上記（２）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記第１給排制御手段は、前記第１制御状態に対応する第１制御位置と、前記第２制御状態に対応する第２制御位置とを備えるとともに両制御位置の切り換えを行う第１弁体を備え、該第１弁体を付勢して前記両制御位置のいずれか一方の制御位置に配置する第１ばね部材と、該第１ばね部材の付勢力に抗して前記第１弁体を両制御位置の他方の制御位置に切り換え配置する第１単動型電磁ソレノイドとを備えた第１電磁操作方向制御弁であり、前記バルブタイミング制御手段は、内燃機関が運転されているときには前記第１単動型電磁ソレノイドを励磁制御し、内燃機関が運転されていないときには非作動状態となる。このような構成によれば、内燃機関を停止したときにバルブタイミング制御装置を作動させる必要がない。
【００９６】
（４） 請求項２〜請求項４及び上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記内燃機関の始動時に、前記バルブの開閉タイミングを、内燃機関運転時において開閉タイミングが前記クランクシャフトの回転位相に対して最も遅れた最遅角タイミングよりも進角側に設定された始動タイミングとなるように前記ロータハウジング２７とベーンロータ２８との相対位相を設定する始動タイミング設定手段を備えた。このような構成によれば、内燃機関停止時の惰性回転を利用して再始動時のバルブの開閉タイミングを確実に始動タイミングとすることができる。
【００９７】
（５） 請求項２〜請求項４及び上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記バルブタイミング制御手段及び給排状態制御手段は、共に同一のコンピュータにて構成された。このような構成によれば、各制御手段を別々に設ける場合に比較して構成を簡素化することができる。
【００９８】
（６） 請求項２〜請求項４及び上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記カムシャフトは、吸気側カムシャフトである。このような構成によれば、始動時に内部ＥＧＲ量が過多となることを防止して始動性の悪化を防止することができる。
【００９９】
（７） 請求項２〜請求項４及び上記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の内燃機関におけるバルブタイミング制御装置を備えた内燃機関。このような構成によれば、始動を確実に遅角側の所定の開閉タイミングで行うことができる。
【０１００】
（８） 上記付記（７）に記載の内燃機関を備えた車両。このような構成によれば、内燃機関の始動を確実に遅角側の所定の開閉タイミングで行うことができる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、内燃機関停止時の惰性回転を利用して内燃機関再始動時のバルブの開閉タイミングを確実に遅角側の所定の開閉タイミングとすることができる。
【０１０２】
請求項３に記載の発明によれば、内燃機関の始動時に第１回転体と第２回転体とが揺動して衝突することを防止することができる。
請求項４に記載の発明によれば、内燃機関が始動しても油圧が低くて第１回転体の相対位相を変更することができない間は第１回転体と第２回転体とが揺動して衝突することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 バルブタイミング制御装置を示す摸式構成図。
【図２】 吸気側及び排気側カムシャフトを示す摸式平面図。
【図３】 電磁比例制御弁を示す摸式断面図。
【図４】 バルブタイミング調整機構を示す断面図。
【図５】 バルブタイミング調整機構を示す正面側から見た断面図。
【図６】 同じく正面側から見た断面図。
【図７】 ロックピンを含む部位の断面図。
【図８】 同じく作動状態を示す断面図。
【図９】 ロックピンを示す要部断面図。
【図１０】 図９におけるＣ−Ｃ線断面図。
【図１１】 始動タイミング設定手段を示す正面から見た断面図。
【図１２】 同じく作動状態を示す断面図。
【図１３】 従来例のバルブタイミング調整機構を示す正面からの断面図。
【図１４】 図１３におけるＤ−Ｄ線断面図。
【符号の説明】
１１…カムシャフトとしての吸気側カムシャフト、２７…第１回転体としてのロータハウジング、２８…第２回転体としてのベーンロータ、３１…ベーン室、３３…ベーン、４６…遅角室、４７…進角室、４８…連結手段を構成するロックピン、４９…同じく保持孔、５７…同じく圧縮コイルばね、５９…同じく係合穴、７６…第１給排制御手段としてのＯＣＶ、７７…オイル回収手段としてのオイルパン、７８…第２給排態制御手段としての電磁方向制御弁、８０…第１弁体としてのスプール、８１…第１ばね部材としての圧縮コイルばね、８２…第１単動型電磁ソレノイドとしての電磁ソレノイド、８４…オイルポンプ、８５…第２ばね部材としての圧縮コイルばね、８６…第２単動型電磁ソレノイドとしての電磁ソレノイド、８７…バルブタイミング制御手段、給排状態制御手段及びコンピュータとしてのＥＣＵ、１００…始動タイミング設定手段を構成する第１ストッパ、１０１…同じく圧縮コイルばね、１０２…同じく当接部、１０３…同じく第２ストッパ。

Claims (4)

1. 内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、バルブを開閉駆動するカムシャフトに駆動連結され、前記第１回転体に対して同一回転軸で相対回動可能に設けられた第２回転体と、前記第１回転体あるいは第２回転体の一方に設けられたベーン室と、前記第１回転体あるいは第２回転体の他方に設けられ、前記ベーン室を遅角室と進角室とに区画するベーンとを備えたバルブタイミング調整手段に対して、
   内燃機関により駆動されるオイルポンプの吐出側を前記遅角室あるいは進角室の一方に連通するとともに、両室の他方をオイル回収手段に連通することにより、前記第１回転体を第２回転体に対して相対回動させ、前記カムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を変更する内燃機関のバルブタイミング制御方法において、
   内燃機関が停止されるときには、前記遅角室及び進角室を共に前記オイル回収手段に連通させる内燃機関のバルブタイミング制御方法。
2. 内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された第１回転体と、バルブを開閉駆動するカムシャフトに駆動連結され、前記第１回転体に対して同一回転軸で相対回動可能に設けられた第２回転体と、前記第１回転体あるいは第２回転体の一方に設けられたベーン室と、前記第１回転体あるいは第２回転体の他方に設けられ、前記ベーン室を遅角室と進角室とに区画するベーンとを備えたバルブタイミング調整手段と、
   前記遅角室及び進角室に連通されるとともにオイルポンプの吐出側及びオイル回収手段に連通され、前記遅角室を前記オイルポンプの吐出側に連通するとともに前記進角室を前記オイル回収手段に連通する第１制御状態と、前記遅角室を前記オイル回収手段に連通するとともに前記進角室を前記オイルポンプの吐出側に連通する第２制御状態とに切り換え可能な第１給排制御手段と、
   内燃機関の運転状態に基づき、前記第１給排制御手段を前記第１制御状態あるいは第２制御状態に制御して、前記第１回転体と前記第２回転体との相対位相を前記運転状態に応じて予め設定された相対位相に制御するバルブタイミング制御手段と、
   前記オイルポンプの吐出側と該吐出側と連通される前記第１給排制御手段の導入側との間に設けられ、該導入側を前記オイル回収手段に連通する第３制御状態と、前記吐出側と該導入側とを連通する第４制御状態とに切り換え可能な第２給排制御手段と、
   内燃機関が運転されているときには、前記第２給排制御手段を第４制御状態とし、内燃機関が運転されていないときには、第２給排制御手段を第３制御状態とする給排状態制御手段と
   を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 内燃機関が運転されていないときには、前記第１回転体が遅角側の所定位置にあるとき該第１回転体と第２回転体とを相対回動不能に連結し、内燃機関が運転されたときには、前記第１回転体が前記所定位置に移動しても該第１回転体と第２回転体とを相対回動不能に連結しない連結手段を備えた請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 前記連結手段は、前記遅角室あるいは進角室に供給される作動油の油圧が所定の油圧未満のときには前記第１回転体と第２回転体とを連結し、前記所定の油圧以上であるときに該油圧に基づき該第１回転体と第２回転体とを連結しないように構成され、
   前記給排状態制御手段は、内燃機関が始動された後、前記オイルポンプから第２給排制御手段に供給される油圧が、前記カムシャフトが受ける反力に抗して前記第１回転体を第２回転体に対して進角側に相対回動させることができる油圧以上の油圧となったときに第３制御状態から第４制御状態に切り換えるように構成され、
   前記連結手段は、前記給排状態制御手段が第３制御状態から第４状態に切り換わるときの油圧未満の大きさの油圧に基づき第１回転体と第２回転体とを連結するように設定された請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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