JP3867897B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

弁開閉時期制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3867897B2
JP3867897B2 JP2001371912A JP2001371912A JP3867897B2 JP 3867897 B2 JP3867897 B2 JP 3867897B2 JP 2001371912 A JP2001371912 A JP 2001371912A JP 2001371912 A JP2001371912 A JP 2001371912A JP 3867897 B2 JP3867897 B2 JP 3867897B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
oil
lock
chamber
advance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2001371912A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003172109A (ja
Inventor
修 駒沢
浩 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Aisin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Aisin Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP2001371912A priority Critical patent/JP3867897B2/ja
Priority to DE10256992.4A priority patent/DE10256992B4/de
Priority to US10/309,901 priority patent/US6684835B2/en
Publication of JP2003172109A publication Critical patent/JP2003172109A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3867897B2 publication Critical patent/JP3867897B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/34423Details relating to the hydraulic feeding circuit
    • F01L2001/34426Oil control valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34473Lock movement perpendicular to camshaft axis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34453Locking means between driving and driven members
    • F01L2001/34476Restrict range locking means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F01L2001/3445Details relating to the hydraulic means for changing the angular relationship
    • F01L2001/34483Phaser return springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2800/00Methods of operation using a variable valve timing mechanism
    • F01L2800/03Stopping; Stalling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両などに搭載されるエンジンの弁開閉タイミングを制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンの駆動条件に応じてエンジンの弁開閉タイミングを制御する弁開閉時期制御装置(特開2001−41012等)が提供されている。このものは、エンジンのクランクシャフトと一体回転する第1回転部材と、第1回転部材との間に流体圧室を形成するように第1回転部材に相対回転可能に嵌合されエンジンのカムシャフトと一体回転する第2回転部材と、第1回転部材または第2回転部材に設けられ流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックする相対回転制御機構と、ロック解除状態において遅角室または進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路を有する油圧回路とを具備する。
【0003】
この従来技術によれば、エンジンの駆動条件に応じて、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で調整できるため、エンジンの弁開閉タイミングを制御することができる。更に相対回転位相が最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にあるとき、エンジンの始動性が高くなるように設定されており、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックすることができるため、エンジンの始動性を高めることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術によれば、相対回転制御機構は、遅角室または進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させるための第1経路と、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、ロック部を油圧により作動させるロック油通路とを有する。
【0005】
上記した従来技術によれば、前述したように、遅角室または進角室に対して油の供給または排出を実行する第1経路の油を直接的にロック油通路に導入している。
【0006】
近年、本出願人は、第1経路に対して独立して第2経路を設け、第2経路の油の供給および/または排出によりロック部を作動させ、相対回転位相を中間位相でロックする弁開閉時期制御装置を開発している(本出願時に未公知)。この開発された弁開閉時期制御装置によれば、ロック油通路に繋がる第2経路は第1経路に対して独立している。第1経路に繋がる遅角室または進角室の油圧は、カム変動トルクに起因して変動することがあるが、上記したように第2経路に独立する第1経路を設ければ、ロック油通路が上記影響を受けることを抑えることができる利点が得られる。
【0007】
上記した弁開閉時期制御装置によれば、エンジンを停止させるときには、次回の始動性を良好に確保するため、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相に移動させてロックすることにしている。しかしエンジンを停止させるときには、エンジン回数数の低下に伴い、エンジンで駆動される油ポンプの回転数が低下してエンジン油圧が低下するため、上記したロック作動は迅速に実行することが好ましい。
【0008】
本発明は上記した開発技術を更に進めたものであり、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相を中間位相にロックさせるとき、ロック油通路の油の排出性を高めることができ、従って、エンジン回転数が低下するときであっても相対回転位相を中間位相に迅速にロックさせることができる弁開閉時期制御装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
様相1に係る弁開閉時期制御装置は、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの一方と一体回転する第1回転部材と、
前記第1回転部材との間に流体圧室を形成するように前記第1回転部材に相対回転可能に嵌合され、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの他方と一体回転する第2回転部材と、
前記第1回転部材または前記第2回転部材に設けられ、前記流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、
遅角室および/または進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路と、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、前記ロック部を作動させるロック油通路とを有する相対回転制御機構と
前記相対回転制御機構は油圧回路を有し、前記油圧回路は、スプールを移動させる油圧制御弁を有しており、
前記第1経路に独立して設けられ、前記ロック油通路に繋がり前記ロック油通路に対して油の供給および/または排出を実行する第2経路と、
エンジン停止信号に基づいて、遅角室および進角室のうちの一方または双方の油を前記第1経路を介して排出すると共に前記ロック油通路の油を前記第2経路を介して排出する主ドレイン操作を実行する制御手段とを具備する弁開閉時期制御装置において、
前記油圧制御弁は、前記相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、前記相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持制御位置、前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置、前記主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置を有し、前記スプールの移動に伴って前記中間位相保持制御位置、前記進角制御位置、前記主ドレイン制御位置を切り替える構造であり、
エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するため前記スプールが前記ドレイン制御位置に向けて移動するとき前記進角制御位置を通ることを特徴とするものである。
様相2に係る弁開閉時期制御装置は、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの一方と一体回転する第1回転部材と、
前記第1回転部材との間に流体圧室を形成するように前記第1回転部材に相対回転可能に嵌合され、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの他方と一体回転する第2回転部材と、
前記第1回転部材または前記第2回転部材に設けられ、前記流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、
前記遅角室および/または前記進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路と、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、前記ロック部を作動させるロック油通路とを有する相対回転制御機構と、
前記相対回転制御機構は油圧回路を有し、前記油圧回路は、スプールを移動させる油圧制御弁を有しており、
前記第1経路に独立して設けられ、前記ロック油通路に繋がり前記ロック油通路に対して油の供給および/または排出を実行する第2経路と、
エンジン停止信号に基づいて、前記遅角室および前記進角室のうちの一方または双方の油を前記第1経路を介して排出すると共に前記ロック油通路の油を第2経路を介して排出する主ドレイン操作を実行する制御手段とを具備する弁開閉時期制御装置において、
前記油圧制御弁は、前記相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、前記相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持位置、前記相対回転位相を進角方向に移動さ せる進角制御位置、前記主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置を有し、前記スプールの移動に伴って前記中間位相保持位置、前記遅角制御位置、前記主ドレイン制御位置に切り替える構造であり、
エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するため前記スプールが前記主ドレイン制御位置に向けて移動するとき前記遅角制御位置を通ることを特徴とするものである。
【0010】
本発明に係る弁開閉時期制御装置によれば、第1経路を介して遅角室または進角室に対して油の供給および/または排出が行なわれる。これにより第1回転部材および前記第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させることができる。第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相に移動していれば、ロック部は相対回転位相をロックする。
【0011】
第1経路に独立して設けられている第2経路を介して、ロック油通路に対して油の供給および/または排出が行われる。第2経路は第1経路に独立して設けられているため、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相を中間位相にロックさせるとき、遅角室及び進角室の油圧の変動を避けつつ、ロック油通路の油の排出性を高めることができる。故にエンジン停止信号に基づいてエンジンが停止するためエンジン回転数が低下するときであっても、相対回転位相を中間位相に迅速に且つ良好にロックさせることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
・相対回転制御機構は油圧回路を有する。油圧回路は、スプールの移動に伴い主ドレイン操作を実行する油圧制御弁を有する形態を採用できる。油圧制御弁は、相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持制御位置、相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置、主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置をスプールの移動に伴って切り替える構造である形態を採用る。この場合、エンジン停止信号に基づいて主ドレイン操作を実行するためスプールがドレイン制御位置に向けて移動するとき、進角制御位置を通る。このようにスプールがドレイン制御位置に向けて移動するとき進角制御位置を通る場合、相対回転位相が進角方向に動くノイズが発生する。このため、上記したようにエンジン停止信号に基づいてスプールが進角制御位置を通ってドレイン制御位置に向けて移動し主ドレイン操作が実行されるときには、制御手段は、相対回転位相の目標値を(中間位相−α)に変更する。−αは、相対回転位相(ベーン)が遅角方向に向かう設定値を意味する。これにより進角方向へのノイズと−αとが相殺されまたは実質的に相殺され、前記したノイズの影響が抑えられる。これによりエンジン停止信号が出力されると、相対回転位相はロック位置である中間位相に迅速に移動できる。
【0013】
・また前記した油圧制御弁と別のタイプの油圧制御弁として、相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置、相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持位置、相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置を有し、油圧制御弁のスプールの移動に伴って中間位相保持位置、遅角制御位置、主ドレイン制御位置に切り替える構造を有するものを採用る。この別のタイプの油圧制御弁によれば、エンジン停止信号に基づいて主ドレイン操作を実行するためスプールがドレイン制御位置に向けて移動するとき、遅角制御位置を通る。このようにスプールがドレイン制御位置に向けて移動するとき遅角制御位置を通るときには、相対回転位相が遅角方向に動くノイズが発生する。このため、上記したようにエンジン停止信号に基づいてスプールが遅角制御位置を通ってドレイン制御位置に向けて移動し主ドレイン操作が実行されるときには、制御手段は、相対回転位相の目標値を(中間位相+α)に変更する。+αは相対回転位相(ベーン)が進角方向に向かう設定値を意味する。これにより遅角方向へのノイズと+αとが相殺されまたは実質的に相殺され、前記したノイズの影響が抑えられる。これによりエンジン停止信号が出力されると、相対回転位相は、ロック位置である中間位相に迅速に移動できる。
【0014】
・エンジン停止信号により主ドレイン操作が実行されるとき、ロック油通路に油が残留していると、ロック部の応答が遅れるおそれがある。このため制御手段は、前記進角制御位置において、相対回転位相を進角方向に移動させると共にロック油通路の油の排出を実行する指令を出力する形態を採用できる。これによりロック油通路の油の排出性を高めることができ、ロック部の応答遅れが抑えられ、相対回転位相を短時間にロックさせるのに有利である。
【0015】
・エンジン停止信号により主ドレイン操作が実行されるとき、ロック油通路に油が残留していると、ロック部の応答が遅れるおそれがある。このため油圧制御弁の種類によっては、制御手段は、前記遅角制御位置において、相対回転位相を遅角方向に移動させると共にロック油通路の油の排出を実行する指令を出力する形態を採用できる。これによりロック油通路の油の排出性を高めることができ、ロック部の応答遅れが抑えられ、相対回転位相を短時間にロックさせるのに有利である。
【0016】
・ロック位置である中間位相から相対回転位相が離れていると、相対回転位相が中間位相まで移動する距離が大きい。エンジン温度が低いときには油の粘性が高く、ロック油通路からの油の排出応答性に影響を与える。エンジン回転数が高いときには、油ポンプの回転数も高く、エンジン油圧が確保されるため、油圧制御弁のポートの開口や制御時間は少なくて済む。また自動変速機の場合には、エンジン停止信号が出力された場合、シフトレンジのNレンジよりもDレンジはエンジン負荷を有するため、エンジン回数数は速く低下する。このため制御手段は、エンジン停止信号が出力されたときの情報、即ち、相対回転位相(つまりベーンの位相)、エンジン温度状態、エンジン回転数、シフトレンジのうちの少なくとも一つの情報に基づいて、油圧制御弁のスプールの動きに関する制御量を補正する形態を採用できる。この情報は、エンジン停止信号が出力された瞬間時における情報とすることができる。これによりエンジン停止信号によりエンジン回転数が低下するときであっても、情報の検出性が確保される。油圧制御弁のスプールの動きに関する制御値としては、スプールを移動させるソレノイドに給電する給電量(デューティ比など)、制御時間である給電時間の少なくとも一つを例示できる。
【0017】
・制御手段は、エンジン停止信号の発生から主ドレイン操作の終了までの間に、ロック油通路の油の排出性を促進させる排出促進制御を実行する指令を出する形態を採用できる。これによりロック油通路の油の排出性を高めることができ、エンジン油温が低いときであっても、ロック部の応答遅れが抑えられ、相対回転位相をロック部により迅速にロックさせるのに有利である。
【0018】
・制御手段は、主ドレイン操作を実行するときに、ロック油通路の油の排出促進制御を実行する指令を出力する形態を採用できる。あるいは、油圧制御弁の種類によっては、制御手段は、主ドレイン操作を実行する前に、ロック油通路の油の排出促進制御を実行する指令を出力する形態を採用できる。これによりロック油通路の油の排出性を高めることができ、ロック部の応答遅れが抑えられ、エンジン油温が低いときであっても、相対回転位相を迅速にロックさせるのに有利である。排出促進制御として、油圧制御弁のうちのロック油通路に繋がるポートの開口量(開口面積および/または開口時間)を増加させてロック油通路からの油の排出性を高める手段を採用できる。また排出促進制御として、油圧制御弁のうちのロック油通路に繋がるポートの開口時間を長くする入れ込み時間を設定することにより、ロック油通路の油の排出性を高める手段を採用できる。入れ込み時間は、進角制御位置において相対回転位相を進角方向に移動させると共にロック油通路の油の排出を実行する前に設定することができる。あるいは、入れ込み時間は、遅角制御位置において相対回転位相を遅角方向に移動させると共にロック油通路の油の排出を実行する前に設定することができる。これによりロック油通路からの油の排出性を高めることができ、ロックの応答遅れを抑えることができる。
【0019】
・ベーンとしては、第1回転部材または第2回転部材に取り付けられていても良いし、回転部材または第2回転部材に一体的に成形されていても良い。
【0020】
【実施例】
以下、本発明を具体化した実施例を図面に基づいて説明する。本実施例は、車両等に搭載されるエンジンの吸気側の弁開閉時期制御装置に適用した場合である。まず弁開閉時期制御装置の全体構成について説明する。図1はエンジンの弁を開放させるカムを有するカムシャフト3のシャフト長方向に沿った弁開閉時期制御装置の断面図を示す。図2はカムシャフト3のシャフト直角方向に沿った弁開閉時期制御装置の断面図を示す。図2〜図5は図面の複雑化回避のためハッチング線を略している。
【0021】
本実施例に係る弁開閉時期制御装置は、図1に示すように、エンジンに組み付けられエンジンの弁開閉用の第1回転部材として機能するロータ1と、ロータ1に相対回転可能に嵌合する第2回転部材2とを備えている。ロータ1は、エンジンのシリンダブロックに回転可能に保持されたカムシャフト3の先端部に固定ボルト30により固定されており、カムシャフト3と一体回転する。図2に示すように、ロータ1は、カムシャフト3のシャフト長方向に沿ったシャフト遅角通路に連通する遅角通路10と、カムシャフト3のシャフト長方向に沿ったシャフト進角通路に連通する進角通路11とを有する。
【0022】
図1に示すように、第2回転部材2は、ロータ1を同軸的に包囲するハウジング20と、ハウジング20のボルト挿通孔20pに挿通された取付ボルト21によりハウジング20の片面側に取り付けられた第1プレート22と、取付ボルト21によりハウジング20の他の片面側に取り付けられた第2プレート23とを有する。第2プレート23はタイミングスプロケット23aをもつ。タイミングスプロケット23aとエンジンのクランクシャフトのギヤとの間には、タイミングチェーンまたはタイミングベルト等の伝達部材24が架設されている。エンジンのクランクシャフトが駆動すると、タイミングチェーンまたはタイミングベルト等の伝達部材24を経て、タイミングスプロケット23a、第2プレート23、ハウジング20、ロータ1が回転し、ひいてはロータ1と一体のカムシャフト3が回転し、カムシャフト3のカムがエンジンの弁を押し上げて開閉させる。
【0023】
図2に示すように、第2回転部材2の主要素であるハウジング20には、径内方向に突出するシューとして機能する厚肉の突部4が複数個設けられている。相対回転方向において突部4は、互いに背向する位相に端面44s、44rを有する。隣設する突部4間には、相対回転方向(矢印S1、S2方向)に沿って並設された複数個の流体圧室40が形成されている。複数個の流体圧室40はロータ1とハウジング20とで形成されている。
【0024】
ロータ1の外周部には、各流体圧室40に対面するようにベーン溝41が所定の間隔を隔てて放射状に複数個形成されている。各ベーン溝41には、仕切部材として機能するベーン5が放射方向に沿って各それぞれ摺動可能に挿入されている。ベーン5の数は流体圧室40と同数である。ベーン5の位相の位置は、ハウジング20およびロータ1相対回転位相の位置を示す。ベーン5の移動方向はロータ1の移動方向である。図2に示すように、べーン5は、各流体圧室40をハウジング20およびロータ1の相対回転方向(矢印S1、S2方向)において遅角室42と進角室43とに仕切る。最遅角位相は、遅角室42の容積が最も増加する位相である。最進角位相は進角室43の位相が最も増加する位相である。流体圧室40の進角室43はロータ1の進角通路11に連通する。流体圧室40の遅角室42はロータ1の遅角通路10に連通する。
【0025】
図2に示すように、ロータ1の外周部にはロック油通路66が所定距離形成されている。ロータ1の外周部のロック油通路66の端には遅角方向ストッパ14が形成されている。遅角方向ストッパ14は、ハウジング20に対してロータ1が遅角方向(矢印S1方向)へそれ以上移動することを阻止し、相対回転位相が遅角方向(矢印S1方向)へそれ以上移動することを阻止する。遅角方向は弁の開閉時期が遅れる方向を意味する。進角方向は弁の開閉時期が進む方向を意味する。ロータ1の外周部のロック油通路66の一端には進角方向ストッパ16が形成されている。進角方向ストッパ16は、ハウジング20に対してロータ1が進角方向(矢印S2方向)へそれ以上移動することを阻止し、相対回転位相が進角方向(矢印S2方向)へそれ以上移動することを阻止する。
【0026】
図2に示すようにハウジング20の突部4には、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相を最も進角側に回転する最遅角位相と、最も遅角側に回転する位相との中間となる中間位相にメカニカルに保持するロック機構として機能するロック部6およびロック部6Bが取り付けられている。ロック機構は相対回転制御機構の要素である。ロック部6(遅角用ロック部)は、ロータ1が遅角方向へ移動することを阻止する。ロック部6B(進角用ロック部)は、ロータ1が進角方向へ移動することを阻止する。遅角用のロック部6は、プレート形状またはピン形状のロック体60と、ロック体60をロック方向である径内方向に付勢する付勢力をもつバネ61とを有する。進角用のロック部6Bは、遅角用のロック部6と同様に、プレート形状またはピン形状のロック体60と、ロック体60をロック方向である径内方向に付勢する付勢力をもつバネ61とを有する。なおロック体60の形状はプレート形状またはピン形状に限定されない。
【0027】
図2に示すように、ロック油通路66の油圧が解除されているとき、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相が所定の中間位相になると、バネ61の付勢力により遅角用のロック部6のロック体60はロック方向である径内方向に自動的に移動し、ロック油通路66にロック体60の先端部が係止すると共に、バネ61の付勢力により進角用のロック部6Bのロック体60がロック方向である径内方向に自動的に移動し、ロック油通路66に進角用のロック部6Bのロック体60の先端部が係止することにより、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相をロックすることができる。即ちベーン5の位相をロックすることができる。進角用のロック部6Bについても同様である。なおハウジング20およびロータ1の相対回転位相は、ベーン5の位相に相当する。
【0028】
このようにハウジング20およびロータ1の相対回転位相がロックされると、ハウジング20およびロータ1は一体回転可能となる。本実施例においては上記のようにハウジング20およびロータ1の相対回転位相が最遅角位相と最進角位相との中間の中間位相となるとき、つまり、ベーン5の位相が流体圧室40において最遅角位相と最進角位相との中間の中間位相となるとき、エンジンの円滑な始動性が得られるように、エンジンの弁の開閉タイミング時期が設定されている。
【0029】
エンジンの駆動条件に応じてハウジング20およびロータ1の相対回転位相を変化させる場合には、遅角用のロック部6および進角用のロック部6Bを解除する。この場合には、リリース路73を介してロック油通路66に油を供給し、ロック油通路66の油圧により遅角用のロック部6のロック体60の先端部の加圧面を加圧し、ロック体60を径外方向に移動させてロック解除する。このようにロック部6、6Bがロック解除されているとき、ハウジング20およびロータ1の相対回転は可能となり、エンジンの駆動条件に応じてクランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト3の回転位相を遅角方向(矢印S1方向)または進角方向(矢印S2方向)に必要に応じて調整して、エンジンの出力特性を調整することができる。
【0030】
図2は通常始動時における弁開閉時期制御装置を示す。通常始動時には、遅角室42および進角室43はドレインされ油は排出されており、ロック油通路66もドレインされ油は排出されており、ロック部6,6Bが径内方向に移動してロックされている。このため相対回転が防止されており、始動性が良好になるように設定されている中間位相でエンジンを始動させることができる。
【0031】
図3は進角制御時の弁開閉時期制御装置を示す。進角制御時には、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相は進角方向に移動しており、つまりベーン5は進角方向(矢印S2方向)に移動している。このような進角制御時にはロック油通路66に油が供給されてロック部6,6Bによるロックが解除されていると共に、進角室43に油は供給されているが、遅角室42はドレインされて遅角室42の油は排出されている。
【0032】
図4は中間位相保持制御時の弁開閉時期制御装置を示す。中間位相保持制御時には、遅角室42および進角室43の油は供給された状態で外部に排出できないように油圧制御弁76が制御されている。このような中間位相保持制御時にはロック油通路66にも油は供給されており、ロック部6,6Bは径外方向に移動してロック解除されている。
【0033】
図5は遅角制御時の弁開閉時期制御装置を示す。遅角制御時にはハウジング20およびロータ1の相対回転位相は遅角方向に移動しており、つまりベーン5は遅角方向(矢印S1方向)に移動している。このような遅角制御時にはロック油通路66に油が供給されてロック部6,6Bによるロックが解除されていると共に、遅角室42に油は供給されているが、進角室43はドレインされて進角室43の油は排出されている。
【0034】
相対回転制御機構は上記したロック機構と油圧回路7とを有する。油圧回路7について説明を加える。図2に示すように油圧回路7は、エンジンの駆動力で回転される油を供給する油ポンプ70と、排出路75cを介して排出された油を溜める油溜部としてのオイルパン75と、ソレノイド87への給電量(デューティ比)によりスプールのストローク量を変化させる油圧制御弁76と、遅角室42に遅角通路10を介して繋がる遅角路71または進角室43に進角通路11を介して繋がる進角路72に対して油の供給または排出を実行する第1経路77と、ロック油通路66にリリース路73を介して繋がりロック油通路66に対して油の供給または排出を実行する第2経路78とを有する。第2経路78は油圧制御弁76と油ポンプ70との間にオリフィス780をもつ。オリフィス780は油圧制御弁76の内部に設けられていても良い。
【0035】
図2から理解できるように、第1経路77は、遅角室42に繋がる経路部分と、進角室43に繋がる経路部分とをもつ。第1経路77のうち遅角室42に繋がる経路部分は、油圧制御弁76のポートと油ポンプ70とをつなぐ給油通路77mと、遅角路71と、ロータ1内の遅角通路10とを有する。
【0036】
図2に示すように、第1経路77のうち進角室43に繋がる経路部分は、油圧制御弁76のポートと油ポンプ70とをつなぐ給油通路77mと、進角路72と、進角通路11とを有する。第2経路78は、油圧制御弁76の別のポートと油ポンプ70を繋ぐ給油通路78mと、ロック油通路66に繋がるリリース路73とを有する。第2経路78は、第2経路78への油の供給によりリリース路73を介してロック油通路66に油を供給し、これによりロック部6,6Bを径外方向つまりロック解除方向に作動させ得るものである。
【0037】
本実施例によれば、第2経路78は第1経路77に対して独立して設けられている。図2に示すように、第1経路77の給油通路77mと第2経路78の給油通路78mとは、油圧制御弁76の吸込側のポート102と油ポンプ70の吐出ポート70xとの間において、並走している。更に、第2経路78のうちのロック油通路66に向かうリリース路73は、第1経路77のうちの遅角室42に向かう遅角路71、進角室43に向かう進角路72に対して、油ポンプ70の吐出側のポートとロータ1(ハウジング20)との間において非連通であり、互いに並走している。また油圧制御弁76の内部の流路のうち、ロック油通路6に油を供給する側の流路は、遅角路71及び進角室43に向かう側の流路に対して並走している。従って、万一、遅角室42及び進角室43の油圧が変動したとしても、その変動圧がロック油通路66に直接作用することが抑えられている。
【0038】
図6(A)は本実施例で用いる油圧制御弁76の作動状況の代表例を模式的に示す。図6(A)に示すように、横軸は油圧制御弁76のソレノイド87への給電量(スプールのストローク)を示す。ドレインは油を排出することである。給電量が0のときには、進角室43はドレイン、遅角室42はドレイン、ロック油通路66はドレインとされており、これにより進角室43、遅角室42の両方をドレインさせ、且つ、ロック油通路66をドレインさせる主ドレイン操作を実行できる。進角室43については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加してスプール85が移動するにつれて、進角室43のドレイン、進角室43の閉じ、進角室43への油供給、進角室43の閉じ、進角室43のドレインに設定されている。遅角室42については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加するにつれて、遅角室42のドレイン、遅角室42の閉じ、遅角室42への油供給に設定されている。ロック油通路66については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加するにつれて、ロック油通路66のドレイン、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66への油供給に設定されている。
【0039】
換言すると、油圧回路7は、スプール85の移動に伴い主ドレイン操作を実行する油圧制御弁76を有する形態を採用できる。図6(A)に示す油圧制御弁76は、前記相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置W4、相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持制御位置W3、前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置W2、主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置W1を有しており、これらの位置W1〜位置W4をスプール85の移動に伴って切り替える構造である。
【0040】
なお、図6(A)に示す油圧制御弁76の作動状況は代表例であり、これに限定されるものではなく、要請される制御に応じて適宜変更でき、図6(B)に示すようにしても良い。
【0041】
図7〜図10は油圧制御弁76の内部構造の代表例を示す。図7〜図10は油圧制御弁76のスプール85のストロークと作動との関係を示す。図7に示すように、油圧制御弁76は、オイルパン75に繋がる吐出口80および可動室81をもつボディ82と、吐出口80に連通する中空室84をもちボディ82の可動室81に移動可能に設けられた可動体であるスプール85と、スプール85を可動室81に沿って移動させる駆動源としてのソレノイド87とを有する。ソレノイド87への給電量が増加するにつれて、スプール85は一方向つまり矢印R1方向に移動する。ソレノイド87への給電量が減少するにつれて、スプール85は他方向つまり矢印R2方向に移動する。ボディ82は第1ポート101、第2ポート102、第3ポート103、第4ポート104、第5ポート105、第6ポート106をもつ。第4ポート104にはオイルポンプ70から第1経路77の給油通路77mを介して油が供給される。第2ポート102にはオイルポンプ70から第2経路78の給油通路78mを介して油が供給される。スプール85は第1ランド201、第2ランド202と、第3ランド203、第4ランド204、第5ランド205と、第6ランド206、第7ランド207をもつ。スプール85は、第1孔301、第2孔302、第3孔303をもつ。スプール85は、リング状の第1溝401、第2溝402、第3溝403、第4溝404、第5溝405、第6溝406をもつ。
【0042】
図7はオイルポンプ70が駆動していない不使用時の油圧制御弁76(スプール85のストロークP1)を示す。図7に示すように、ロック油通路66は、第1ポート101→第1溝401→第1孔301→中空室84→吐出口80→排出路75cに連通しており、ロック油通路66の油はこの通路によりオイルパン75に排出されている。遅角室42は、第3ポート103→第3溝403→第2孔302→中空室84→吐出口80→排出路75cに連通しており、遅角室42の油はこの通路によりオイルパン75に排出されている。進角室43は、第6ポート106→第6溝406→第3孔303→中空室84→吐出口80→排出路75cに連通しており、進角室43の油はこの通路でオイルパン75に排出されている。図7では、油ポンプ70に繋がる第2ポート102および第4ポート104の双方は閉鎖されている。
【0043】
図8は進角制御時の油圧制御弁76(スプール85のストロークP2)を示す。図8に示すように、オイルポンプ70の油は、第2経路78の給油通路78m→第2ポート102→第2溝402→第1ポート101を介してロック油通路66に供給され、ロック解除を実行する。遅角室42の油は、遅角路71→第3ポート103→第3溝403→第2孔302→中空室84→吐出口80を介してオイルパン75に排出される。第1経路77から進角室43に向かう油は、第1経路77の給油通路77m→第4ポート104→第4溝404および第5溝405→第5ポート105、進角路72を介して供給され、進角室43には油が供給される。
【0044】
図9は中間位相保持制御時の油圧制御弁76(スプール85のストロークP3)を示す。図9に示すように、オイルポンプ70の油は、第2経路78の給油通路78m→第2ポート102→第2溝402→第1ポート101を介してロック油通路66に供給される。これによりロック油通路66の油圧によりロック解除されている。遅角室42に繋がる第3ポート103と、進角室43に繋がる第5ポート105,第6ポート106とは閉鎖されているため、遅角室42および進角室43に対する油の供給および排出は停止されている。
゛図10は遅角制御時の油圧制御弁76(スプール85のストロークP4)を示す。図10に示すように、オイルポンプ70の油は、第2経路78の給油通路78m→第2ポート102→第2溝402→第1ポート101を介してロック油通路66に供給される。これによりロック油通路66の油圧によりロック解除されている。図10に示すように第1経路77の給油通路77mの油は、第4ポート104→第4溝404→第3ポート103→遅角路71を介して遅角室42に供給される。進角室43の油は、進角路72→第5ポート105→第3孔303→中空室84→吐出口80→排出路75cを介してオイルパン75に排出される。ここでスプール85のストロークについてはP1<P2<P3<P4に設定されている。なお、油圧制御弁46の内部構造は上記したものに限定されるものではなく、要請される制御に応じて適宜変更できるものである。
【0045】
本実施例では、図2に示すように、油圧制御弁76のソレノイド87に導線を経て給電する制御手段として機能するECU9が設けられている。ECU9はプログラムを格納したメモリ(RAM、ROM)、CPU、入力インターフェース回路、出力インターフェース回路を内蔵する。ECU9には、クランクシャフトのカム角を検知するカム角センサ90a、クランクシャフトの位相を検知するクランクシャフト位相を検知するクランク角センサ90b、車速を検知する車速センサ90c、エンジンの冷却水の水温センサ90d、エンジンの油の油温センサ90e、エンジンの回転数センサ90f、スロットル開度センサ90g、IGキースイッチ90k等の各種センサの検出信号が入力される。カム角センサ90aで求めたカム角と、クランク角センサ90bで求めたクランク角とにより、ハウジング20およびロータ1の実際の相対回転位相を知ることができる。従って、カム角センサ90aとクランク角センサ90bとは、ハウジング20およびロータ1の実際の相対回転位相(=ベーン5の実位相)を検出するVVTセンサとして機能できる。
【0046】
エンジンを停止させる場合について説明を加える。一般的にはアイドリング状態において運転者がIGキースイッチ90k(エンジン停止指令手段)を操作してエンジンを停止させる。この場合、エンジン停止信号がECU9に入力される。アイドリング状態では、本実施例によれば、相対回転位相は遅角制御状態に維持されつつ、遅角室42および進角室43への油の供給および排出は停止されている。エンジン停止信号に基づいて、ECU9は油圧制御弁76を制御して遅角室42および進角室43の油をドレインさせて排出させると共に、ロック油通路66の油を排出させる。この結果、エンジンが停止するとき、カム変動トルクによりベーン5が所定の距離で往復移動するため、つまりハウジング20およびロータ1の相対回転位相が往復移動する。このため、相対回転位相が中間位相の到達したとき、ロック部6,6Bがロック方向に自動的に移動してロックされる。この結果、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相は中間位相にロックされる。このため次回に始動させるとき、エンジンの始動性が良好となるように設定されている中間位相で始動させることができる。この場合、遅角室42および進角室43の油をドレインさせているため、遅角室42および進角室43は空または空に近い状態とされており、ベーン5の移動を迅速に行ない得、ロックまでの時間を短縮できる。
【0047】
本実施例に係るECU9は以下述べる制御形態を実行できる。図11はエンジンを停止させるとき、ECU9が実行する制御形態1のタイミングチャートを示す。図11に示すように、アイドリング状態において運転者により運転席のイグニッション(IG)キースイッチ90k(IG/SW)が操作されると、エンジン停止信号AがECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線Bに示すように次第に低下すると共に、油ポンプ70の回転数が低下するため、エンジン油圧が次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号Cを油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号Cは、遅角室42及び進角室43の両方をドレインすると共にロック油通路66をドレインする主ドレイン操作を実行する信号である。即ち、ソレノイド87への給電量を0とし、油圧制御弁76を主ドレイン制御位置W1(図6参照)とする信号である。これにより遅角室42、進角室43、ロック油通路66の三者をドレインする方向にスプール85は移動する。この結果、前述したように、遅角室42及び進角室43の両方をドレインさせ、且つ、ロック油通路66をドレインさせる。すると、遅角室42および進角室43が空または空に近い状態となり、エンジンが停止するときのカム変動トルクにより相対回転位相(ベーン5)が所定の距離で迅速に往復移動することができるため、この結果、相対回転位相が中間位相になったときロック部6,6Bがロック方向に自動的に移動して迅速にロックされる。なお、図11の特性線Dの波形D1はベーン5がカム変動トルクにより所定距離往復移動することを意味する。
【0048】
図12は、相対回転位相(ベーン5)が遅角側にある場合にエンジンを停止させるとき、ECU9が実行する制御形態2のタイミングチャートを示す。ベーン5の位相は前述したようにVVTセンサで検出できる。図12に示すように、アイドリング状態において運転者によりIGキースイッチ90kが操作されると、エンジン停止信号A2がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B2に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C2を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C2は、遅角室42、進角室43、ロック油通路66をドレインする主ドレイン操作を実行する信号である。具体的には、制御信号C2は、相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御を実行する制御信号C21と、その後に遅角室42及び進角室43を両ドレインさせると共にロック油通路66をドレインさせる主ドレイン操作を実行する制御信号C22とを含む。これによりスプール85はまず信号C21に基づいて進角制御を行ない、遅角位相側の相対回転位相(ベーン5の位相)を進角方向に移動させる。このように主ドレイン操作の前に、遅角位相側の相対回転位相(ベーン5)が進角方向に移動すれば、ロック位置である中間位相にそれだけ近づくことができるため、ロックに要する時間を短縮化させ得る。次に信号C22に基づいて、遅角室42、進角室43、ロック油通路66をドレインする。このように遅角室42、進角室43、ロック油通路66の油をドレインさせて排出させれば、遅角室42および進角室43が空または空に近い状態となり、エンジンが停止するときのカム変動トルクにより相対回転位相(ベーン5)が所定の距離で迅速に往復移動できるため、つまりハウジング20およびロータ1の相対回転が容易に生じるため、相対回転位相(ベーン5の位相)が中間位相のときロック部6,6Bがロック方向に移動して迅速にロックされる。
【0049】
更に図12に示す制御について説明を加える。図6から理解できるように、相対回転位相(ベーン5)が遅角位相W6(アイドリング状態)にあるときエンジン停止信号が出力された場合、ソレノイド87に給電する給電量を0とすると、進角制御位置W2を通過した後に主ドレイン位置W1に到達する。このようにエンジン停止信号に基づいて主ドレイン操作を実行するためスプール85がドレイン制御位置W1に向けて移動するとき、進角制御位置W2を途中で通るときには、相対回転位相(ベーン5)が進角方向に動いてしまうノイズが発生する。このため、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相(ベーン5)を中間位相に移動させてロックする際、ECU9は、ロックする場合の相対回転位相の目標値を(中間位相−α1)に変更する。−α1は、相対回転位相(ベーン5の位相)が遅角方向に向かう設定値を意味し、実験的または設計的に選択できる。これにより進角方向へのノイズと−α1とが相殺されまたは実質的に相殺され、前記したノイズの影響が抑えられる。この結果、エンジン停止の際に、相対回転位相(ベーン5の位相)がロック位置である中間位相に迅速に到達することができ、ロック部6,6Bによるロックを迅速に実行することができる。換言すれば、カム変動トルクに基づいてベーン5が往復移動する回数を低減させ得る。図12において特性線D2の波形D21は、ベーン5の往復移動回数が少ないことを示す。
【0050】
図13は、相対回転位相(ベーン5)が進角側にある場合にエンジンを停止させるとき、ECU9が実行する制御形態3のタイミングチャートを示す。図13に示すように、運転者によりIGキースイッチ90kが操作されると、エンジン停止信号A3がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B3に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C3を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C3は、相対回転位相(ベーン5)を遅角方向に移動させる遅角制御を実行する制御信号C31と、遅角室42及び進角室43を両ドレインすると共にロック油通路66をドレインする主ドレイン操作を実行する制御信号C32を含む。このように遅角室42、進角室43、ロック油通路66の油を排出させれば、エンジンが停止するときカム変動トルクにより、相対回転位相(ベーン5)が所定の距離で往復移動するため、相対回転位相がロック位置である中間位相に至ったとき、ロック部6,6Bがロック方向に自動的に移動してロックされる。図13において特性線D3の波形D31は、ベーン5の往復移動回数が少ないことを示す。なお、図13に示す制御形態においては、進角位相にある相対回転位相(ベーン5)を、主ドレイン操作の前に、遅角方向へ向けて移動させるため、相対回転位相(ベーン5)はロック位置である中間位相に迅速に迅速に近づくことができ、ロックに要する時間を短縮できる。
【0051】
図6から理解できるように、ベーン5が進角位相W8にあるときエンジン停止信号が出力され、ソレノイド87に給電する給電量を0とすると、スプール85は、進角制御位置W2の期間を少しを通過した後に主ドレイン位置W1に到達する。このようにスプール85がドレイン制御位置W1に向けて移動するとき、進角制御位置W2を少し通る場合には、相対回転位相(ベーン5)が進角方向に動いてしまうノイズが発生する。このため、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相を中間位相(エンジン始動性良好位置)に移動させてロックする際、ECU9は、相対回転位相の目標値を(中間位相−α2)とする指令を油圧制御弁76に出力する。この結果、進角方向へのノイズと−α2とが相殺されまたは実質的に相殺され、前記したノイズの影響が抑えられる。この結果、相対回転位相(ベーン5)がロック位置である中間位相に迅速に到達することができ、ロック部6,6Bによるロックを速やかに実行することができる。換言すれば、カム変動トルクに基づいて相対回転位相(ベーン5)が往復移動する回数を低減させ得る。なお、−α2は相対回転位相(ベーン5)が遅角方向に向かう設定値を意味し、実験的または設計的に選択できる。なおα2は前記したα1よりも小さく設定されている。
【0052】
図14は、ベーン5が遅角側にあるときエンジンを停止させる制御形態4のタイミングチャートを示す。図14に示すように、アイドリング状態において運転者によりIGキースイッチ90kが操作されると、エンジン停止信号A4がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B4に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。エンジン停止後には油ポンプの回転数も低下するため、エンジン油圧は低下するので、ロック部6,6Bのロック作動の遅れは好ましいものではない。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C4を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C4は排出促進制御を実行するものであり、進角制御およびロック油通路66の排出の双方を実行する制御信号C41と、遅角室42及び進角室43を両ドレインすると共にロック油通路66をドレインする主ドレイン操作を実行する制御信号C42とを含む。制御信号C41は、進角制御の他にロック油通路66の油排出も併せて実行するため、図14の比較例における排出特性EX(制御信号C41が進角制御のみ実行する場合)に比較して、図14の特性線E4に示すようにロック油通路66の油を迅速に排出することができ、ロック油圧を迅速に低減させ得、ロック部6,6Bのロック方向への作動を迅速に実行することができ、エンジン停止の際に相対回転位相を中間位相に迅速にロックさせるのに有利である。エンジン停止信号により主ドレイン操作が実行されるとき、ロック油通路66に油が残留していると、ロック部6,6Bのロック方向への作動が遅れるおそれがあるが、上記したように排出促進制御を行えば、対処できる。
【0053】
図15は、ベーン5が遅角側にあるときエンジンを停止させる制御形態5のタイミングチャートを示す。図15に示すように、アイドリング状態において運転者によりIGキースイッチ90kが操作されと、エンジン停止信号A5がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B5に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C5を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C5は排出促進制御を実行するものであり、遅角室42、進角室43、ロック油通路66を瞬間的にドレインする制御信号C51と、進角制御およびロック油通路66の排出を実行する制御信号C52と、遅角室42及び進角室43をドレインすると共にロック油通路66をドレインする主ドレイン操作を実行する制御信号C53を含む。制御信号C51,C53の制御量(ソレノイド87への給電量)は同一である。制御信号C51の入れ込み時間はTで示され、瞬間時間である。このようにすれば、エンジン停止信号が出力されたとき、図15の特性線E5に示すように、ロック油通路66の油を迅速に排出することができ、ロック部6,6Bのロック方向への作動の遅れが抑えられ、相対回転位相を迅速にロックさせるのに有利である。
【0054】
エンジン温度、冷却水温度が低いときには、油の粘性が高く、ロック油通路66からの油の迅速排出性が制約され、ロック部6,6Bのロック方向への作動が遅れるおそれがある。そこで図16に示す制御形態6によれば、エンジン油の油温に応じて、油圧制御弁76に対する制御量の一つである入れ込み時間Tを補正する。即ち、エンジン油の油温が高いほど入れ込み時間Tを少な目とする。エンジン油の油温が低いほど入れ込み時間Tを長めとする。これにより油の粘性の変動に対して対処できる。エンジン油の油温に代えて、エンジンの冷却水温度としても良い。
【0055】
前記したように油の排出性は油の温度に影響される。エンジン温度が低いときには、油の粘性が高く、ロック油通路66からの油の排出性が制約されるおそれがある。そこで図17に示す制御形態7によれば、エンジン温度に応じて、スプール85の制御量(給電量、制御時間等)を可変としている。即ち図17の特性線F1に示すように、エンジンの油温(またはエンジンの冷却水の水温)が敷居値温度よりも低くなるにつれて、油圧制御弁76に対する制御量を増加させてポートの開口を確保する補正を実行する。またエンジンの油温(またはエンジンの冷却水の水温)油温が敷居値温度よりも高くなるにつれて、油圧制御弁76に対する制御量を増加させている。油温が高いと油の粘性が高く、油漏れを考慮したものである。
【0056】
ロック位置である中間位相よりも相対回転位相の位置(ベーン5の位置)が遠く離れているときには、相対回転位相の位置(ベーン5)をロック位置である中間位相まで移動させる距離が増加する。そこで、図18に示す制御形態8によれば、相対回転位相(ベーン5)の目標値を(中間位相−α)に設定しつつ、相対回転位相の位置(ベーン5の位置)が中間位相よりも遅角方向において遠くなるにつれて、特性線F2に基づいて、遠くなる距離に応じてスプール85の制御時間(油圧制御弁76のポートを開放させる時間)を長くさせる。また相対回転位相の位置(ベーン5の位置)が中間位相よりも進角方向において遠くなるにつれて、特性線F3に基づいて、遠くなる距離に応じてスプール85の制御時間(油圧制御弁76のポートを開放させる時間)を長くさせる。
【0057】
図19はクランク角に対するエンジンのカム変動トルクの変化を示す。V1はカム変動トルクの平均値を示す。カム変動トルクの平均値V1は遅角方向への付勢力をもつ。本実施例に係る弁開閉時期制御装置では、ベーン5を進角方向に常時付勢するトーションコイルバネで形成されたベーン付勢バネ27(図1参照)がロータ1とハウジング20との間に設けられている。内燃期間の運転中においてはカムシャフトのカムが内燃期間の弁を押し上げて開くため、ベーン5を常に遅角方向に付勢する力が作用している。このためベーン5を常に進角方向に付勢するベーン付勢バネ27が設けられており、作動応答性が確保されている。
【0058】
このため制御形態8によれば、ベーン付勢バネ27の付勢力は、遅角方向に付勢するカム変動トルクの平均値V1と対応するように設定されている。即ち、ベーン付勢バネ27の付勢力の平均値は、遅角方向に付勢するカム変動トルクの平均値V1の大きさと同じか、あるいは、ほぼ同じ程度に設定されている。換言すれば、ベーン付勢バネ27の付勢力の平均値は、遅角方向に付勢するカム平均トルク値V1の大きさに対してプラスマイナス20%以内、殊にプラスマイナス10%以内に設定されている。
【0059】
以上説明したように本実施例によれば、ロック油通路66に繋がる第2経路78は第1経路77に対して独立しているため、ロック部6,6Bを作動させるとき、カム変動トルクに起因する遅角室42および進角室43の油の圧力の変動の影響をできるだけ抑えることができる利点が得られ、ロック部6,6Bを良好に作動させ得る。
【0060】
本実施例によれば、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相を中間位相にロックする際に、遅角室42および進角室43の双方の油を排出すると共にロック油通路66の油を排出する主ドレイン操作を油圧回路7に実行させる。このようにエンジン停止に基づいてエンジンを停止させるときに主ドレイン操作を実行するため、遅角室42や進角室43の双方の油の排出性を高め得る。このため、エンジン停止信号が出力されたとき、遅角室42および進角室43が迅速に空または空に近い状態となる。故に、エンジン停止信号に起因して油圧が低下する場合であっても、ハウジング20およびロータ1の相対回転位相(ベーン5)の往復移動を迅速に実行することができ、相対回転位相(ベーン5の位相)をカム変動トルクにより中間位相に迅速に到達させてロックさせ易い利点が得られる。更にエンジン停止信号が出力されたとき、ロック油通路66をドレインさせて油の排出性を高めるため、ロック部6,6Bを迅速に作動させることができる。
【0061】
上記したように本実施例によれば、エンジン停止信号に基づいてエンジンが停止されたため、エンジン油圧が低下するときであっても、ハウジング20及びロータ1の相対回転位相を中間位相に良好にロックさせることができ、エンジンの始動性を確保できる。
【0062】
なお本実施例によれば、運転者によるIGキースイッチ90の操作によりエンジンを停止させるのではなく、エンジンストールで停止した場合には、相対回転位相が中間位相にロックされていないおそれがある。この場合、エンジンを再始動させる際、カム変動トルクによりハウジング20及びロータ1の相対回転位相が生じて時点で、相対回転位相が中間位相に移動してロックされるため、エンジン始動性は確保される。
【0063】
(第2実施例)
第2実施例は第1実施例と基本的には同様の構成であり、第2実施例は図1〜図5を準用することができる。第2実施例は第1実施例と基本的には同様の作用効果を奏する。図20(A)は第2実施例で用いる油圧回路7の油圧制御弁76の作動状況を模式的に示す。図20(A)に示すように、横軸は油圧制御弁76のソレノイド87への給電量、つまりスプール85のストロークを示す。給電量が0のときには、進角室43はドレイン、遅角室42はドレイン、ロック油通路66はドレインとされており、このため進角室43、遅角室42およびロック油通路66の三者のドレインを実行する主ドレイン操作を実行できる。図20については、遅角室42については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加してスプール85が移動するにつれて、遅角室42のドレイン、遅角室42の閉じ、遅角室42への油供給、遅角室42の閉じ、遅角室42のドレインに設定されている。進角室43については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加するにつれて、進角室43のドレイン、進角室43の閉じ、進角室43への油供給に設定されている。ロック油通路66については、油圧制御弁76のソレノイド87への給電量が増加するにつれて、ロック油通路66のドレイン、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66への油供給に設定されている。換言すると、油圧制御弁76は、スプール85の移動に伴い主ドレイン操作を実行する油圧制御弁76を有する形態を採用できる。
【0064】
即ち、図20(A)に示す油圧制御弁76は、相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置W4、相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持制御位置W3、相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置W2、主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置W1を有しており、これらの位置W1〜位置W4をスプール85の移動に伴って切り替える構造である。
【0065】
図20(A)から理解できるように、相対回転位相(ベーン5)が進角位相W9にある場合、エンジン停止信号が出力され、ソレノイド87に給電する給電量を0とするとき、遅角制御位置W4を通過した後に主ドレイン位置W1に到達する。このようにエンジン停止信号に基づいて主ドレイン操作を実行するためスプール85がドレイン制御位置W1に向けて移動するとき、遅角制御位置W4を途中で通る場合には、相対回転位相(ベーン5)が遅角方向に動いてしまうノイズが発生する。このため、エンジン停止信号に基づいて相対回転位相を中間位相に移動させてロックさせる際、ECU9は、相対回転位相の目標値を(中間位相+α)とする。+αは、相対回転位相(ベーン5)が進角方向に向かう設定値を意味する。これにより進角方向へのノイズと+αとが相殺されまたは実質的に相殺され、前記したノイズの影響が抑えられる。この結果、エンジン油圧の低下の前に、ロック位置である中間位相に相対回転位相(ベーン5)が迅速に到達することができ、ロック部6,6Bをロック方向に移動させる作動を迅速に実行することができる。なお図20(B)に示す作動状況としても良い。
【0066】
(第3実施例)
上記した油圧制御弁76は、ロック油通路66をドレインを実行するとき、遅角室42および進角室43の双方をドレインさせ得る両ドレインタイプのものである。しかし両ドレインタイプの油圧制御弁76に限定されるものではなく、第3実施例のように、ロック油通路66のドレインを実行するとき、遅角室42および進角室43のうちのいずれか一方のみをドレインさせ得る片ドレインタイプのものでも良い。
【0067】
第3実施例は第1実施例と基本的には同様の構成であり、第3実施例は図1〜図5を準用することができる。第3実施例は第1実施例と基本的には同様の作用効果を奏する。図21は第3実施例の形態1で用いる油圧回路7の油圧制御弁76Dの作動状況を模式的に示す。油圧制御弁76Dは、ロック油通路66のドレインを実行するとき、遅角室42および進角室43のうちのいずれか一方のみをドレインさせ得る片ドレインタイプである。図21に示すように、横軸は油圧制御弁76Dのソレノイド87への給電量、つまりスプール85のストロークを示す。給電量が0のときには、進角室43の進角油圧はドレイン、遅角室42の遅角油圧は供給、ロック油通路66のロック油圧はドレインとされており、主ドレイン操作を実行できる。進角室43については、油圧制御弁76Dのソレノイド87への給電量が増加してスプール85が移動するにつれて、進角室43のドレイン、進角室43の閉じ、進角室43への油供給に設定されている。遅角室42については、油圧制御弁76Dのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、遅角室42への油供給、遅角室42の閉じ、遅角室42のドレインに設定されている。ロック油通路66については、油圧制御弁76Dのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、ロック油通路66のドレイン、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66への油供給、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66のドレインに設定されている。
【0068】
図22は第3実施例の形態2で用いる油圧回路7の油圧制御弁76Eの作動状況を模式的に示す。油圧制御弁76Eは、ロック油通路66のドレインを実行するとき、遅角室42をドレインさせ得る片ドレインタイプである。図21に示すように、横軸は油圧制御弁76Eのソレノイド87への給電量、つまりスプール85のストロークを示す。給電量が0のときには、進角室43の進角油圧はドレイン、遅角室42の遅角油圧は供給、ロック油通路66のロック油圧は供給とされている。進角室43については、油圧制御弁76Eのソレノイド87への給電量が増加してスプール85が移動するにつれて、進角室43のドレイン、進角室43の閉じ、進角室43への油供給に設定されている。遅角室42については、油圧制御弁76Eのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、遅角室42への油供給、遅角室42の閉じ、遅角室42のドレインに設定されている。ロック油通路66については、油圧制御弁76Eのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、ロック油通路66への油供給、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66のドレインに設定されている。
【0069】
図23は第3実施例の形態3で用いる油圧回路7の油圧制御弁76Fの作動状況を模式的に示す。油圧制御弁76Fは、ロック油通路66のドレインを実行するとき、進角室43をドレインさせ得る片ドレインタイプである。図21に示すように、横軸は油圧制御弁76Fのソレノイド87への給電量、つまりスプール85のストロークを示す。給電量が0のときには、進角室43の進角油圧はドレイン、遅角室42の遅角油圧は供給、ロック油通路66のロック油圧はドレインとされている。進角室43については、油圧制御弁76Fのソレノイド87への給電量が増加してスプール85が移動するにつれて、進角室43のドレイン、進角室43の閉じ、進角室43への油供給に設定されている。遅角室42については、油圧制御弁76Fのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、遅角室42への油供給、遅角室42の閉じ、遅角室42のドレインに設定されている。ロック油通路66については、油圧制御弁76Fのソレノイド87への給電量が増加するにつれて、ロック油通路66のドレイン、ロック油通路66の閉じ、ロック油通路66への油供給に設定されている。
【0070】
図24は、油圧制御弁76Dを用いたときのタイミングチャートを示す。図24は、相対回転位相(ベーン5)が遅角側にあり、アイドリング状態のとき、エンジンを停止させる制御形態のタイミングチャートを示す。図24に示すように、アイドリング状態において運転者によりIGキースイッチ90kが操作されると、エンジン停止信号A7がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B7に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C7を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C7は、遅角側にある相対回転位相(ベーン5)を進角方向に移動させる進角制御と、ロック油通路66の排出との双方を実行するものであり、図21の油圧制御弁76において電流を大とする指令信号である。
【0071】
図25は、油圧制御弁76Dを用いたときのタイミングチャートを示す。図25は、アイドリング状態ではなく、相対回転位相(ベーン5)が中間位相の近傍にあるとき、エンジンを停止させる制御形態のタイミングチャートを示す。図25に示すように、アイドリング状態において運転者によりIGキースイッチ90kが操作されると、エンジン停止信号A8がECU9に入力される。するとエンジン回転数は特性線B8に示すように次第に低下すると共に、エンジン油圧も次第に低減する。この場合、ECU9はスプール85の制御値を含む制御信号C8を油圧制御弁76のソレノイド87に出力する。制御信号C8は、相対回転位相(ベーン5)を進角方向に移動させる進角制御(進角室43に油供給、遅角室42のドレイン)を実行する信号C81と、その後に遅角制御(進角室43にドレイン、遅角室42に油供給)およびロック油通路66のドレイン排出の双方を実行する信号C82とを含む。
【0072】
ところで上記した弁開閉時期制御装置によれば、相対回転位相(ベーン5)が中間位相に対して一定距離以内にあり、かなり接近しているときには、ロック油通路66の油が排出されてロックが行われる前に、ロック位置である中間位相をベーン5が通過してしまうおそれがある。そこで、相対回転位相(ベーン5)を遅角方向に移動させて中間位相から一旦離す。その後に、逆方向である進角方向に移動させる第1制御をおこなうことができる。あるいは、図25に示すように、相対回転位相(ベーン5)を進角方向に移動させて相対回転位相(ベーン5)を中間位相から一旦離し、その後に、逆方向である遅角方向に相対回転位相(ベーン5)を移動させる第2制御を実行することができる。このように相対回転位相(ベーン5)を、ロック位置である中間位相から一旦離している間に、ロック油通路66から油を排出する時間を確保することができ、ロック油の排出性を高めることができ、ロック部6,6Bの作動を迅速に実行することができる。
【0073】
また上記したように相対回転位相(ベーン5)を一旦進角方向に移動させて中間位相から一旦離した後に、遅角方向に移動させる制御が行われる場合には、べーン5を確実に遅角方向に移動させ得ることが好ましい。しかしエンジン停止に伴い油圧が次第に低下する。このため進角方向にベーン5を常に付勢するベーン付勢バネ27の付勢力を、カム変動トルクの平均値よりも小さく設定することができる。故に油圧が低下しているときであっても、相対回転位相(ベーン5)を遅角方向に移動させることができる利点が得られる。
【0074】
ところで第1実施例〜第3実施例においては、カム変動トルクの大きさは油の粘性に影響される。使用が想定される油のうち、最も粘性が大きい油を用いた場合のカム変動トルクの平均値をFTとする。FTよりも大きい付勢力を有するべーン付勢バネ27を用いることができる。これによりベーン5を迅速に進角方向に付勢させることができ、べーン付勢バネ27の本来の機能を奏することができる。この場合、ベーン5を迅速に進角方向に付勢させることができるものの、これに基づくノイズを相殺することが好ましい。このためエンジン停止信号が出力され相対回転位相を中間位相に移動させる際には、ECU9は、相対回転位相の目標値を(中間位相−α3)とする。−α3は相対回転位相(ベーン5)の位相が遅角方向に向かう設定値を意味する。これによりべーン付勢バネ27に起因する進角方向へのノイズと−α3とが相殺されまたは実質的に相殺される。この結果、ロック位置である中間位相に相対回転位相(ベーン5)が迅速に到達することができ、ロック部6,6Bによるロックを迅速に実行することができる。
【0075】
上記した各実施例では、油圧制御弁76は単一のものを用いているが、これに限らず、複数の油圧制御弁を用いても良い。例えば、遅角路71に対して油の給排を行う第1油圧制御弁と、進角路72に対して油の給排を行う第2油圧制御弁とを用いても良い。その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、ベーン5はハウジング20に設けても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【0076】
上記した記載から次の技術的思想も把握できる。
・エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの一方と一体回転する第1回転部材と、
前記第1回転部材との間に流体圧室を形成するように前記第1回転部材に相対回転可能に嵌合され、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの他方と一体回転する第2回転部材と、
前記第1回転部材および/または前記第2回転部材に設けられ、前記流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、
前記遅角室および/または前記進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路と、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、前記ロック部を作動させるロック油通路とを有する相対回転制御機構とを具備する弁開閉時期制御装置において、
エンジン停止信号に基づいて、前記遅角室および前記進角室のうちの一方または双方の油を排出すると共に前記ロック油通路の油を排出する主ドレイン操作を実行し、実行に伴い前記相対回転位相を中間位相にロックさせる指令を出力する制御手段とを具備することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
【0077】
この場合、エンジン停止の際に、遅角室および進角室のうちの一方または双方の油を排出すると共にロック油通路の油を排出する主ドレイン操作を実行するため、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相(つまり、ベーンの往復移動)の移動を迅速に実行することができ、ひいては相対回転位相(ベーン)を中間位相に迅速に到達させてロックさせることができる。
【0078】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る弁開閉時期制御装置によれば、ロック油通路に繋がる第2経路は第1経路に対して独立しているため、ロック部を作動させるとき、カム変動トルクに起因する遅角室および進角室の油の圧力の変動の影響を抑えることができる利点が得られる。
【0079】
本発明に係る弁開閉時期制御装置によれば、エンジン停止信号に基づいて、遅角室および進角室のうちの一方または双方の油を排出すると共にロック油通路の油を排出する主ドレイン操作を油圧回路に実行させ、実行に伴い前記相対回転位相を中間位相にロックさせる。このためエンジン停止停止に基づいてエンジンを停止させるとき、遅角室および進角室の一方または双方の油の排出性を高めることができ、遅角室および進角室の一方または双方が迅速に空または空に近い状態となり、油圧が低下する場合であっても、第1回転部材および第2回転部材の相対回転位相(つまり、ベーンの往復移動)の移動を迅速に実行することができ、ひいては相対回転位相(ベーン)を中間位相に迅速に到達させてロックさせ易い。
【0080】
更にロック油通路に繋がる第2経路が独立して設けられているため、ロック油通路の油の排出性を高めることができ、ロック部を迅速に作動させることができる。故に、エンジン停止信号に基づいてエンジンが停止されたため、エンジン油圧が低下するときであっても、相対回転位相を中間位相に良好にロックさせることができ、エンジンの始動性を向上させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】弁開閉時期制御装置の全体構成図である。
【図2】図1のIIーII線に沿った断面を示し、通常始動時における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図3】進角制御時における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図4】中間位相保持制御時における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図5】遅角制御時における弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図6】油圧制御弁のスプールのストロークと作動との関係の代表例を示す工程図である。
【図7】油圧制御弁の作動を説明する断面図である。
【図8】油圧制御弁の作動を説明する断面図である。
【図9】油圧制御弁の作動を説明する断面図である。
【図10】油圧制御弁の作動を説明する断面図である。
【図11】制御形態1を示すタイミングチャートである。
【図12】制御形態2を示すタイミングチャートである。
【図13】制御形態3を示すタイミングチャートである。
【図14】制御形態4を示すタイミングチャートである。
【図15】制御形態5を示すタイミングチャートである。
【図16】制御形態6を示すグラフである。
【図17】制御形態7を示すグラフである。
【図18】制御形態8を示すグラフである。
【図19】カム変動トルクの変化を示すグラフである。
【図20】油圧制御弁のスプールのストロークと作動との関係を示す工程図である。
【図21】別の部の油圧制御弁の作動を説明する工程図である。
【図22】他の別の油圧制御弁の作動を説明する工程図である。
【図23】別の制御形態を示すタイミングチャートである。
【図24】別の制御形態を示すタイミングチャートである。
【図25】別の制御形態を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
図中、1はロータ(第1回転部材)、2は第2回転部材、20はハウジング、3はカムシャフト、40は流体圧室、42は遅角室、43は進角室、5はベーン、6,6Bはロック部、66はロック油通路、7は油圧回路、70はオイルポンプ、76は油圧制御弁、77は第1経路、78は第2経路、9はECU(制御手段)を示す。

Claims (4)

  1. エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの一方と一体回転する第1回転部材と、
    前記第1回転部材との間に流体圧室を形成するように前記第1回転部材に相対回転可能に嵌合され、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの他方と一体回転する第2回転部材と、
    前記第1回転部材または前記第2回転部材に設けられ、前記流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、
    前記遅角室および/または前記進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路と、
    前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、前記ロック部を作動させるロック油通路とを有する相対回転制御機構と
    前記相対回転制御機構は油圧回路を有し、前記油圧回路は、スプールを移動させる油圧制御弁を有しており、
    前記第1経路に独立して設けられ、前記ロック油通路に繋がり前記ロック油通路に対して油の供給および/または排出を実行する第2経路と、
    エンジン停止信号に基づいて、前記遅角室および前記進角室のうちの一方または双方の油を前記第1経路を介して排出すると共に前記ロック油通路の油を前記第2経路を介して排出する主ドレイン操作を実行する制御手段とを具備する弁開閉時期制御装置において、
    前記油圧制御弁は、前記相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、前記相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持制御位置、前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置、前記主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置を有し、前記スプールの移動に伴って前記中間位相保持制御位置、前記進角制御位置、前記主ドレイン制御位置を切り替える構造であり、
    エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するため前記スプールが前記ドレイン制御位置に向けて移動するとき前記進角制御位置を通ることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
  2. 請求項1において、エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するとき、前記制御手段は、前記相対回転位相の目標値を(中間位相−α)とすることを特徴とする弁開閉時期制御装置。ここで−αは相対回転位相が遅角方向へ向かう設定値である。
  3. エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの一方と一体回転する第1回転部材と、
    前記第1回転部材との間に流体圧室を形成するように前記第1回転部材に相対回転可能に嵌合され、エンジンのクランクシャフトまたはカムシャフトのうちの他方と一体回転する第2回転部材と、
    前記第1回転部材または前記第2回転部材に設けられ、前記流体圧室を遅角室および進角室に仕切るベーンと、
    前記遅角室および/または前記進角室に対して油の供給または排出を実行することにより、前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間で移動させる第1経路と、
    前記第1回転部材および前記第2回転部材の前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相にロックするロック部と、前記ロック部を作動させるロック油通路とを有する相対回転制御機構と、
    前記相対回転制御機構は油圧回路を有し、前記油圧回路は、スプールを移動させる油圧制御弁を有しており、
    前記第1経路に独立して設けられ、前記ロック油通路に繋がり前記ロック油通路に対して油の供給および/または排出を実行する第2経路と、
    エンジン停止信号に基づいて、前記遅角室および前記進角室のうちの一方または双方の油を前記第1経路を介して排出すると共に前記ロック油通路の油を第2経路を介して排出する主ドレイン操作を実行する制御手段とを具備する弁開閉時期制御装置において、
    前記油圧制御弁は、前記相対回転位相を進角方向に移動させる進角制御位置、前記相対回転位相を中間位相に保持する中間位相保持位置、前記相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角制御位置、前記主ドレイン操作を実行する主ドレイン制御位置を有し、前記スプールの移動に伴って前記中間位相保持位置、前記遅角制御位置、前記主ドレイン制御位置に切り替える構造であり、
    エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するため前記スプールが前記主ドレイン制御位置に向けて移動するとき前記遅角制御位置を通ることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
  4. 請求項において、エンジン停止信号に基づいて前記主ドレイン操作を実行するとき、前記制御手段は、前記相対回転位相の目標値を(中間位相+α)とすることを特徴とする弁開閉時期制御装置。ここで+αは相対回転位相が進角方向へ向かう設定値である。
JP2001371912A 2001-12-05 2001-12-05 弁開閉時期制御装置 Expired - Lifetime JP3867897B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001371912A JP3867897B2 (ja) 2001-12-05 2001-12-05 弁開閉時期制御装置
DE10256992.4A DE10256992B4 (de) 2001-12-05 2002-12-05 Ventilzeitpunktsteuervorrichtung
US10/309,901 US6684835B2 (en) 2001-12-05 2002-12-05 Valve timing control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001371912A JP3867897B2 (ja) 2001-12-05 2001-12-05 弁開閉時期制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003172109A JP2003172109A (ja) 2003-06-20
JP3867897B2 true JP3867897B2 (ja) 2007-01-17

Family

ID=19180890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001371912A Expired - Lifetime JP3867897B2 (ja) 2001-12-05 2001-12-05 弁開閉時期制御装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6684835B2 (ja)
JP (1) JP3867897B2 (ja)
DE (1) DE10256992B4 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123738A (ko) * 2009-02-09 2011-11-15 섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게 압력 매체 흐름을 제어하기 위한 제어 밸브
WO2012026010A1 (ja) * 2010-08-25 2012-03-01 トヨタ自動車 株式会社 内燃機関の制御装置
US9689283B2 (en) 2014-03-26 2017-06-27 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve opening/closing timing control device

Families Citing this family (69)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6941913B2 (en) * 2002-09-19 2005-09-13 Borgwarner Inc. Spool valve controlled VCT locking pin release mechanism
JP4126600B2 (ja) * 2002-09-26 2008-07-30 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置の制御機構
JP4000522B2 (ja) * 2003-02-26 2007-10-31 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP4147490B2 (ja) * 2004-07-28 2008-09-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102004039800B4 (de) * 2004-08-17 2006-07-27 Hydraulik-Ring Gmbh Nockenwellenverstellsystem
DE102004049124A1 (de) * 2004-10-07 2006-04-20 Ina-Schaeffler Kg Vorrichtung zur Veränderung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
JP2006170026A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関の弁開閉時期制御装置
JP2006170025A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd 内燃機関の弁開閉時期制御装置
JP2006170085A (ja) * 2004-12-16 2006-06-29 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置及び最低トルクの設定方法
DE102005023006B4 (de) 2005-05-19 2019-05-23 Daimler Ag Nockenwellenverstelleinrichtung
JP4692118B2 (ja) * 2005-07-15 2011-06-01 トヨタ自動車株式会社 エンジンの制御装置
JP4267635B2 (ja) 2006-03-27 2009-05-27 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
DE102006031594A1 (de) * 2006-07-08 2008-01-10 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102006031595A1 (de) * 2006-07-08 2008-02-21 Schaeffler Kg Hydraulisches Spannsystem
DE102007007072A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
FR2916799B1 (fr) * 2007-05-30 2013-06-07 Valeo Sys Controle Moteur Sas Procede et dispositif de commande de soupape avec plusieurs phases de levee, procede d'alimentation d'un moteur
JP5124203B2 (ja) * 2007-08-06 2013-01-23 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置
JP5124204B2 (ja) * 2007-08-06 2013-01-23 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置
JP4877523B2 (ja) * 2007-09-19 2012-02-15 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP5046015B2 (ja) 2007-09-19 2012-10-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102007054547A1 (de) * 2007-11-15 2009-05-20 Schaeffler Kg Motorsteuerstrategie für hydraulischen Nockenwellenversteller mit mechanischer Mittenverriegelung
DE102007058491A1 (de) 2007-12-05 2009-06-10 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102007058490A1 (de) * 2007-12-05 2009-06-10 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
EP2075421A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Delphi Technologies, Inc. Fluid control valve for a cam phaser
DE102008005277A1 (de) * 2008-01-19 2009-07-23 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
DE102008011915A1 (de) * 2008-02-29 2009-09-03 Schaeffler Kg Nockenwellenversteller mit Verriegelungseinrichtung
DE112009000333B4 (de) * 2008-03-13 2021-08-12 Borgwarner Inc. Vorrichtung zur variablen Nockenwellensteuerung mit hydraulischer Verriegelung in einer Zwischenposition
DE102008032948A1 (de) * 2008-07-12 2010-01-14 Schaeffler Kg Vorrichtung zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
JP4849150B2 (ja) * 2009-04-13 2012-01-11 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP5310218B2 (ja) * 2009-04-15 2013-10-09 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP5403341B2 (ja) * 2009-06-17 2014-01-29 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
WO2011081993A2 (en) * 2010-01-04 2011-07-07 Borgwarner Inc. Phaser with oil pressure assist
JP2011236781A (ja) * 2010-05-07 2011-11-24 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
WO2012094324A1 (en) 2011-01-04 2012-07-12 Hilite Germany Gmbh Valve timing control apparatus and method
JP2012241740A (ja) * 2011-05-16 2012-12-10 Denso Corp ソレノイドバルブおよび油圧制御装置
JP5713823B2 (ja) * 2011-07-08 2015-05-07 日立オートモティブシステムズ株式会社 バルブタイミング制御装置に用いられる制御弁
JP2013024089A (ja) * 2011-07-19 2013-02-04 Toyota Motor Corp 可変動弁装置の制御装置
US9243569B2 (en) * 2012-04-04 2016-01-26 Ford Global Technologies, Llc Variable cam timing control during engine shut-down and start-up
JP5304920B2 (ja) * 2012-04-25 2013-10-02 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
JP2014051919A (ja) * 2012-09-06 2014-03-20 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
US8973542B2 (en) 2012-09-21 2015-03-10 Hilite Germany Gmbh Centering slot for internal combustion engine
JP5772786B2 (ja) * 2012-10-23 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 オイルコントロールバルブ
US8904978B2 (en) * 2012-11-02 2014-12-09 Ford Global Technologies, Llc Variable cam timing system and method
US9366161B2 (en) 2013-02-14 2016-06-14 Hilite Germany Gmbh Hydraulic valve for an internal combustion engine
US9121358B2 (en) 2013-02-22 2015-09-01 Borgwarner Inc. Using camshaft timing device with hydraulic lock in an intermediate position for vehicle restarts
US8800515B1 (en) 2013-03-13 2014-08-12 Borgwarner Inc. Cam torque actuated variable camshaft timing device with a bi-directional oil pressure bias circuit
US8893677B2 (en) 2013-03-14 2014-11-25 Borgwarner Inc. Dual lock pin phaser
JP6134398B2 (ja) * 2013-06-19 2017-05-24 ボーグワーナー インコーポレーテッド 油圧により係合されるロックピンを備えた可変カムシャフトタイミング機構
JP6171731B2 (ja) * 2013-08-27 2017-08-02 アイシン精機株式会社 制御弁
DE102013220322B4 (de) * 2013-10-09 2020-11-26 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstelleinrichtung
JP5979115B2 (ja) 2013-10-16 2016-08-24 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP6187313B2 (ja) * 2014-02-26 2017-08-30 アイシン精機株式会社 ソレノイドバルブ
CN205876418U (zh) 2013-12-25 2017-01-11 爱信精机株式会社 控制阀
DE102014205568B4 (de) * 2014-03-26 2017-05-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nockenwellenverstelleinrichtung
DE102014212617B4 (de) 2014-06-30 2018-11-15 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Mittenverriegelung für einen Nockenwellenversteller
US9784143B2 (en) 2014-07-10 2017-10-10 Hilite Germany Gmbh Mid lock directional supply and cam torsional recirculation
DE102014215028A1 (de) 2014-07-31 2016-02-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Mittenverriegelung für einen Nockenwellenversteller
DE102014215136B4 (de) 2014-08-01 2017-10-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Optimierte hydraulische Mittenverriegelung für Nockenwellenversteller
JP6464800B2 (ja) 2014-08-29 2019-02-06 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
US9528399B2 (en) 2014-10-21 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Method and system for variable cam timing device
DE102014223020B4 (de) 2014-11-12 2016-09-29 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Ansteuerung der Verriegelungselemente bei Mittenverriegelung eines Nockenwellenverstellers
DE102014223215A1 (de) 2014-11-13 2016-05-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Phasenverstelleinrichtung mit Überlastkupplung zwischen einer Nockenwelle und einem Nockenwellenversteller
JP6402663B2 (ja) 2015-03-23 2018-10-10 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
DE102015213135B3 (de) * 2015-07-14 2017-01-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Steuerventil für einen Nockenwellenversteller
CN109209548B (zh) 2017-06-30 2022-01-25 博格华纳公司 具有两个锁定位置的可变凸轮轴正时装置
DE102017116222A1 (de) * 2017-07-19 2018-05-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulischer Nockenwellenversteller
US11459220B2 (en) * 2017-11-30 2022-10-04 Danfoss Power Solution II Technology A/S Hydraulic system with load sense and methods thereof
KR102703170B1 (ko) * 2019-03-18 2024-09-04 현대자동차 주식회사 엔진 정지시 cvvd 기구 제어 방법
US11898472B1 (en) 2023-06-06 2024-02-13 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hydraulically lockable variable camshaft phaser

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3705029B2 (ja) 1999-07-30 2005-10-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2001050063A (ja) 1999-08-05 2001-02-23 Denso Corp 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP4802394B2 (ja) * 2000-08-03 2011-10-26 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP2002097911A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Aisin Seiki Co Ltd 弁開閉時期制御装置
JP4465899B2 (ja) * 2001-02-22 2010-05-26 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP4487449B2 (ja) * 2001-06-28 2010-06-23 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110123738A (ko) * 2009-02-09 2011-11-15 섀플러 테크놀로지스 게엠베하 운트 코. 카게 압력 매체 흐름을 제어하기 위한 제어 밸브
KR101591554B1 (ko) 2009-02-09 2016-02-18 섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게 압력 매체 흐름을 제어하기 위한 제어 밸브
WO2012026010A1 (ja) * 2010-08-25 2012-03-01 トヨタ自動車 株式会社 内燃機関の制御装置
JP4918947B1 (ja) * 2010-08-25 2012-04-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
AU2010355262B2 (en) * 2010-08-25 2012-09-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
KR101258361B1 (ko) 2010-08-25 2013-04-30 도요타 지도샤(주) 내연 기관의 제어 장치
US8554455B2 (en) 2010-08-25 2013-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control apparatus for internal combustion engine
US9689283B2 (en) 2014-03-26 2017-06-27 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Valve opening/closing timing control device

Also Published As

Publication number Publication date
US6684835B2 (en) 2004-02-03
DE10256992A1 (de) 2003-07-17
JP2003172109A (ja) 2003-06-20
DE10256992B4 (de) 2016-01-21
US20030121486A1 (en) 2003-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3867897B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP3832730B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP4411814B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP5582363B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
KR20100126447A (ko) 중간 위치에 유압 잠금장치를 가지는 가변 캠샤프트 타이밍 장치
US7536985B2 (en) Valve timing control device
JP5321911B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
US20100175650A1 (en) Valve opening/closing timing control apparatus
JP5082164B2 (ja) 内燃機関のガス交換弁の制御時間を可変調節する装置
JP2002256825A (ja) バルブタイミング調整装置
WO2013064261A1 (en) Camshaft adjustment mechanism having a locking apparatus
US9464543B2 (en) Valve opening/closing timing control device
JP4043823B2 (ja) バルブタイミング調整装置
JP3864802B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP4531705B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP5772786B2 (ja) オイルコントロールバルブ
JP5288044B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP5288043B2 (ja) 内燃機関の可変動弁装置
JP2009222024A (ja) カム位相可変型内燃機関
JP4478855B2 (ja) 弁開閉時期制御装置
JP3817067B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP3714131B2 (ja) バルブタイミング制御装置
US11408309B2 (en) Valve opening and closing timing control device
JP6229538B2 (ja) ソレノイドバルブ
JP3817065B2 (ja) 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060922

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061005

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3867897

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091020

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101020

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111020

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121020

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131020

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term