JP4035770B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材とを備え、
油圧制御により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相が調整される回転位相調整機構と、前記相対回転位相をロック位相において拘束する回転位相拘束機構とを備え、
前記ロック位相が最遅角位相と最進角位相との中間位相域に設定され、
前記回転位相拘束機構が、油圧制御により前記両回転部材の相対回転を許容するロック解除姿勢と、拘束するロック姿勢との間で姿勢変更可能とされる弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置は、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を流体圧室内に設けられたベーンの回転位置制御により変更・設定可能とされており、内燃機関の運転状態に対応して相対回転位相を適切に設定することで好適な運転状態を達成する。
【０００３】
簡単に、この種の開閉時期制御装置の基本構造を説明すると、図２、３に示すように、ベーン５は流体圧室４０を進角室４３と遅角室４２とに仕切る。さらに、ベーン５は、従動側回転部材である内部ロータ１の径方向に設けられるベーン溝４１に出退移動可能に収納され、内部ロータ１に収納されているベーンスプリング５１により、駆動側回転部材である外部ロータ２の流体圧室内壁面ｗに付勢されている。
【０００４】
この種の弁開閉時期制御装置にあって、エンジン停止時に、両ロータの相対回転位相をロック位相に導き、ロックがかかった状態で次回のエンジン始動を開始するように制御を行なうものがある。
この種の制御は、弁開閉時期制御装置に設けられる進角室、遅角室内の油圧制御により、相対回転位相をイグニッションスイッチオフ（以降ＩＧ−ＯＦＦと記載する）後、油圧が残存している短時間に、前記相対回転位相をロック位相に制御するもの（以下の前者の技術）と、エンジン停止時のエンジン逆回転を利用するもの（以下の後者の技術）とがある。
【０００５】
前者の技術は、中間ロックを対象とするものであり、相対回転位相を何らかの手段で検出し、ロック位相に回転位相を近づける油圧制御を進角室・遅角室に対する油圧の制御を実行して、油圧制御によりロック位相に到達するようにする。（特許文献１）。
【０００６】
後者に属する技術としては、比較的古い技術で、中間ロック構造を採用しないもので、クランクシャフトに接続される電動機を利用してエンジンの逆転を起こさせるもの（特許文献２）、比較的新しいもので、中間ロック構造を採用しつつ、エンジンへの吸入空気量を増加させて、エンジン停止に伴った、その最終段階で、エンジン逆転を発生させるもの（特許文献３）がある。
【０００７】
後者の技術にあっては、回転位相拘束機構であるロック機構に関して、エンジン停止後にはロックがかかりうる状態にロック機構が設定される必要（ロック機構にロック体を備え、ロック姿勢において、ロック体がロック溝に侵入してロックがかかる構造のものにあっては、ロック溝から油圧が解除されている状態が確立されている必要）があるが、これら従来技術にあっては、ロック溝への油圧の供給系統が、ベーンの相対移動を起こすための油圧系統と共通とされていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−５００６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６６６６９号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２０３５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記ベーンに対する油圧制御を施して、停止ロックをかける技術では、ＩＧ−ＯＦＦ後も、相対回転位相を検知し、停止時に確実にロック位相まで制御する手法を施したり、停止までの間で、複雑な油圧制御を実行して、停止時に確実にロック位相まで到達するように制御する必要がある。
しかしながら、この種、エンジン回転に依存して発生する油圧を利用する場合は、ＩＧ−ＯＦＦ後、僅かな時間に残存する油圧を用いて、ＩＧ−ＯＦＦ時の相対回転位相からロック位相近傍まで、もしくは、ロック位相まで制御を施すことが必要となるため、確実なロックの保証を得るという点で信頼性に欠ける。
【００１０】
一方、後者の技術にあっては、従来、回転位相調整のために設けられている進角室、あるいは遅角室への油圧供給系統から、ロック溝への油圧の供給を受けるものとされていたため、ロック溝からの油の排出が遅れた場合、ロック機構自体がロック姿勢に移行することができず、この点で問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、ＩＧ−ＯＦＦ後に、相対回転位相をロック位相に移行させ、所謂、停止ロックをかける場合に、そのロックを信頼性良く、確実にかけることが可能な開閉時期制御装置を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本願に係る、
クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材とを備え、
油圧制御により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相が調整される回転位相調整機構と、前記相対回転位相をロック位相において拘束する回転位相拘束機構とを備え、
前記ロック位相が最遅角位相と最進角位相との中間位相域に設定され、
前記回転位相拘束機構が、油圧制御により前記両回転部材の相対回転を許容するロック解除姿勢と、拘束するロック姿勢との間で姿勢変更可能とされる弁開閉時期制御装置の特徴構成は、請求項１に記載されているように、前記回転位相調整機構に対する油圧系統と、前記回転位相拘束機構に対する油圧系統とが、独立に油圧供給を受ける構成を有し、
エンジン停止指令に従って、前記回転位相拘束機構を、前記ロック解除姿勢から前記ロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とするロック制御手段と、エンジンを逆回転制御するエンジン制御手段とを備え、
前記エンジン停止指令以降、前記エンジンの逆回転以前に、前記回転位相調整機構を働かせて、前記相対回転位相を前記最遅角位相と前記ロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段を備え、
前記ロック制御手段により実現される前記ロック待機状態において、前記エンジン制御手段により実現されるエンジン逆回転により、前記回転位相拘束機構の前記ロック姿勢が確保されることにある。
【００１３】
この構成の弁開閉時期制御装置は、ロック制御手段とエンジン制御手段とが備えられ、ＩＧ−ＯＦＦ後に、前記ロック手段が、回転位相拘束機構を、ロック解除姿勢から前記ロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とする。
従って、この制御手段の働きにより、回転位相拘束機構は、回転位相がロック位相に到達した段階において、ロック解除姿勢からロック姿勢への姿勢変更を容易、且つ確実に実行できるようになる。
この状態において、本願の弁開閉時期制御装置にあっては、回転位相調整機構に対する油圧系統と、回転位相拘束機構に対する油圧系統とが、独立に油圧供給を受ける構成とされているため、回転位相調整機構側の影響を受けることもない。従って、ロックに対する信頼性が高まる。
【００１４】
一方、エンジン制御手段は、エンジン逆回転を起こさせるように制御することで、この逆回転に起因して、回転位相をロック位相側に移行させることが可能となり、結果的に、確実なロックを実現できる。
【００１５】
しかも本願に係る弁開閉時期制御装置は、エンジン停止指令以降、エンジンの逆回転以前に、前記回転位相調整機構を働かせて、相対回転位相を最遅角位相とロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段を備えている。
【００１６】
上記したように、エンジンの停止操作は、エンジンが正転している場合、基本的には相対回転位相を遅角側に進める方向に働き、エンジン逆転が発生する段階において、回転位相が、最遅角位相とロック位相との間に到達している可能性は高いが、この構成のように、位相制御手段を備えて、ＩＧ−ＯＦＦ段階で、一旦、遅角側（最遅角位相とロック位相との間）に、回転位相を移行させておき、エンジンの逆転を起こさせて、ロック位相側への移動（進角移動）を起こさせることで、確実なロックをかけることができる。
この制御は、ロック位相が特定されているため、所定時間、あるいはそれ以下の所定時間の遅角側への移動制御とすることができる。
ここで、エンジンが逆転する時点にあっては、油圧も低下しており、ロック解除維持ができない状況に到達しているため、確実にロックがかかることとなる。
【００１７】
さて、エンジン制御手段による制御としては、請求項２に記載されているようなエンジン吸入空気量の増大制御、請求項３に記載されているような、クランクシャフトを逆回転可能な電動機に対するクランクシャフトを逆回転させる制御とすることができる。
この種の制御は、従来型の機器構成において、その制御プログラムを、ＩＧ−ＯＦＦ入力との関連において、適切に設定することで、容易に実現できる。
結果、従来型の構造を踏襲したまま、停止ロックを確実に実現できる。
【００１８】
さて、これまで説明してきた構成において、請求項４に記載されているように、前記回転位相拘束機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とのいずれか一方の回転部材側から他方の回転部材内に突入して、両回転部材の相対回転を拘束するロック体と、前記他方の回転部材に設けられて前記ロック体と係合するロック溝とを備えて構成され、
前記エンジンの逆回転に伴って、前記ロック体が前記ロック溝上まで近接移動されて前記ロック溝内に突入するに、前記近接移動経路にある前記他方の回転部材表面位置が、前記ロック溝を越えた側の前記近接移動経路の延長経路にある他方の回転部材表面位置より溝の内側に設定され、前記ロック体に対する案内路が設けられていることが好ましい。
【００１９】
この構成を採用することで、遅角側からロック体が他の回転部材表面に当接しながら、ロック溝上まで移動してきた段階で、ロック体の先端が、ロック溝側壁に当たり、ロック体を溝内への移動へと方向づけることで、確実なロックを実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図８に基づいて説明する。
図３、４及び７は、図２におけるＡ−Ａ断面の概略を一部に使用した機能説明図面である。
【００２１】
〔本願のエンジン制御システムの概略構成〕
このシステムは、エンジン１００に燃料及び燃焼用空気を供給する吸気系統、及びエンジンからの排気を排出するための排気系統を有して構成されるとともに、本願が対象とするバルブタイミング調整用の弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴを備えて構成される。このシステムの全体は、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴに対するコントローラとしても働く、電子制御ユニットＥＣＵによる動作制御を受ける。
【００２２】
エンジンまわりの機械的構成から説明すると、図１に示すように、内燃機関であるエンジン１００の吸気管１０１に、上流側から、吸入空気量を検出するエアフローメータ１０３、スロットルバルブ１０４、サージタンク１０５が記載順に設けられており、吸入された空気が、エンジン１００に送り込まれるように構成されている。
【００２３】
前記スロットルバルブ１０４に対して、これをバイパスするバイパス通路１０４ａが設けられ、このバイパス通路１０４ａに、スロットルバルブ１０４をバイパスする吸入空気量を調整するバイパス空気量調整弁としてアイドルスピードコントロールバルブ（以降ＩＳＣバルブ）１０４ｂが設けられている。
従って、ＩＳＣバルブ１０４ｂを使用して、エンジン停止時に、エンジン１００を逆転させることが可能となっている。
【００２４】
前記サージタンク１０５の下手には、エンジン１００の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１０６が設けられ、各気筒の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁１０７が取り付けられている。
各気筒のシリンダヘッドには、点火プラグ１０８が取り付けられている。
【００２５】
弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴは、前記電子制御ユニットＥＣＵからの指令を受けてオイルコントロールバルブＯＣＶが働き、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴの動作が制御される。
前記電子制御ユニットＥＣＵには、イグニッションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）１０９、スロットル開度センサ１１０等からの動作指令が入力されるように構成されている。
さらに、カムシャフトの位相を検知するカム角センサ１１１、クランクシャフトの位相を検知するクランク角センサ１１２、エンジンオイルの温度を検知する油温センサ１１３、クランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検知する回転数センサ１１４、その他の車速センサ、エンジンの冷却水温センサ、又は、スロット開度センサ等の各種センサの検知信号が入力される。
この電子制御ユニットＥＣＵは、オイルコントロールバルブＯＣＶ、ＩＳＣバルブ１０４ｂ、燃料噴射弁１０７、点火プラグ１０８等への動作指令を出力する。図９、１０に示す別実施の形態にあっては、電動機９に対する動作指令をも出すこととなる。
【００２６】
〔弁開閉時期制御装置本体の基本構成〕
弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴは、図１、２に示すように、自動車用エンジンのクランクシャフト８に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、前記外部ロータ２に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ１とを備えて構成されている。
【００２７】
上記内部ロータ１は、エンジン１００のシリンダヘッドに支持されたカムシャフト３の先端部に一体的に組付けられている。
【００２８】
上記外部ロータ２は、上記内部ロータ１に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に外装され、フロントプレート２２、リアプレート２３及び外部ロータ２の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット２０を備える。
【００２９】
タイミングスプロケット２０とエンジン１００のクランクシャフト８に取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材２４が架設されている。
【００３０】
エンジン１００のクランクシャフト８が回転駆動すると、動力伝達部材２４を介してタイミングスプロケット２０に回転動力が伝達され、上記タイミングスプロケット２０を備えた外部ロータ２が図３に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、ひいては、内部ロータ１が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト３が回転し、カムシャフト３に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。
【００３１】
〔回転位相調整機構〕
図３に示すように、上記外部ロータ２には、径内方向に突出するシューとして機能する突部４の複数個が回転方向に沿って互いに離間して並設されている。
外部ロータ２の隣接する突部４の夫々の間には、外部ロータ２と内部ロータ１で規定される流体圧室４０が形成されている。図示するものにあっては、４室備えられている。
【００３２】
内部ロータ１の外周部の、上記各流体圧室４０に対面する個所にはベーン溝４１が形成されており、このベーン溝４１には、上記流体圧室４０を相対回転方向（図３において矢印Ｓ１，Ｓ２方向）において進角室４３と遅角室４２とに仕切るベーン５が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。
【００３３】
このベーン５は、図２に示すように、その内径側に備えられるスプリング５１により、流体圧室内壁面ｗ側に付勢されている。
【００３４】
また、上記進角室４３は内部ロータ１に形成された進角通路１１に連通し、遅角室４２は内部ロータ１に形成された遅角通路１０に連通し、進角通路１１及び遅角通路１０は、後述する油圧回路７に接続されている。
一方、図２に示すように、内部ロータ１とフロントプレート２２との間に、ベーン５を進角方向に常時付勢するためのトーションコイルスプリング２７が備えられている。
【００３５】
〔回転位相拘束機構〕
内部ロータ１と外部ロータ２との間には、相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相（図３、４に示す位相）にあるときに、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転を拘束可能なロック機構６が設けられている。
【００３６】
このロック機構６は、外部ロータ２に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ１の外周部の一部に凹状の一対のロック油溝６２（これまで説明してきたロック溝である）とを備えて構成されている。
【００３７】
遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ２に径方向において摺動自在に設けられたロック体６０と、ロック体６０を径内方向に付勢するスプリング６１とを備えて構成されている。尚、ロック体６０の形状は、その用途に従って、プレート形状、ピン形状、又はその他の形状を採用することができる。ロック体６０の具体的構成の一例を図８に示した。
【００３８】
図３に示すように、上記遅角用ロック部６Ａは、ロック体６０をロック油溝６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対して遅角方向へ相対回転することを阻止し、上記進角用ロック部６Ｂは、ロック体６０をロック油溝６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対して進角方向へ相対回転することを阻止する。
【００３９】
遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂの両方のロック体６０が、ロック油溝６２内に突入した状態で、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との中間に設定された所定のロック位相に拘束する所謂ロック状態となる。
尚、上記ロック位相は、エンジン１００の弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。
【００４０】
ここで、ロック体６０のロック油溝６２内への突入は、ロック油溝６２内に油圧回路７を介して供給されるロック油がドレインされた状態で、スプリング６１による付勢で発生する。一方、ロック体６０のロック油溝６２からの離脱は、ロック油溝６２に油圧回路７を介してロック油が供給された状態で発生する。
従って、ロック油の給排出がロック機構６の動作を支配する。
但し、ロックされるためには、上述の外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相がロック位相となっている必要があることは当然である。
【００４１】
さて、図７に示すように、相対回転位相が最遅角位相とロック位相との間にある状態において、一対のロック体６０について、その進角規制用に設けられているロック体６０Ｂは、回転方向においてロック油溝６２間の内部ロータ１表面に当接する。
この表面位置は、他の内部ロータ１部位の表面位置より僅かに径方向で内側に設定されている。従って、この表面部位は、進角用ロック体６０Ｂの案内路Ｌ１として働き、このロック体６０Ｂが進角用ロック油溝６２Ｂ上に到達した段階で、進角用ロック体６０Ｂの遅角側端面が、溝壁面に当接し、ロック体６０Ｂの侵入を確実なものとするように構成されている。
【００４２】
〔作動油の給排出構成〕
油圧回路７は、基本的に、上記進角通路１１及び上記遅角通路１０を介して進角室４３及び遅角室４２の一方若しくは両方に対する作動油としてのオイルの給排出を実行し、ベーン５の流体圧室４０での相対位置を変更し、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を最進角位相（進角室４３の容積が最大となるときの相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となるときの相対回転位相）との間で調整可能な回転位相調整機構の一部として機能する。
さらに、この相対回転位相設定を実行するのに必要となる、ロック機構６によるロック、ロック解除動作をも実行する。
【００４３】
さらに詳細に、以下、個々に説明する。
図３に示すように、油圧回路７は、エンジンの駆動力で駆動し、作動油又は後述のロック油となるオイルを供給するオイルポンプ７０と、電子制御ユニットＥＣＵによる給電量制御によりスプールの位置を変化させて複数のポートにおけるオイルの給排出を実行するソレノイド式のオイルコントロールバルブＯＣＶと、オイルを貯留するオイルパン７５とを備えている。
【００４４】
上記進角通路１１及び上記遅角通路１０が、上記オイルコントロールバルブＯＣＶの所定のポートに互いに独立に接続されている。
【００４５】
上記ロック油溝６２は内部ロータ１に形成されたロック油通路６３に連通し、ロック油通路６３は上記油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶにおける所定のポートに、前記遅角通路１０、前記進角通路１１に対して独立に接続されている。
【００４６】
即ち、油圧回路７は、ロック油通路６３を介して、ロック油溝６２にロック油としてオイルの給排出を実行するように構成され、オイルコントロールバルブＯＣＶからロック油溝６２にロック油が供給されると、図４に示すように、ロック体６０が外部ロータ２側に退避して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態が解除される。この姿勢をロック解除姿勢と呼び、ロックされている姿勢をロック姿勢と呼ぶ。さらに、相対回転位相がロック位相になく、ロック油の供給が断たれている状態を、本願にあっては、ロック待機姿勢と呼ぶ。
また、本願にあっては、エンジンの逆転により、ロック体がロック位相に移動される位相を、ロック待機位相と呼ぶ。本実施形態にあっては、最遅角位相からロック位相までの位相である。
【００４７】
〔オイルコントロールバルブの動作制御〕
図５に示すように、油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶは、電子制御ユニットＥＣＵからの給電量に比例してスプール位置を位置Ｗ１から位置Ｗ４まで変化させ、進角室４３、遅角室４２、ロック油溝６２に、作動油、ロック油となるオイルの供給、ドレイン、停止等を切り替えるように構成されている。
【００４８】
即ち、オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ１とすることで、進角室４３及び遅角室４２の作動油と共にロック油溝６２のロック油をオイルパン７５側にドレインするドレイン操作を実行することができる。
【００４９】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ２とすることで、ロック油溝６２にロック油が供給されて外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態を解除し、更に、遅角室４２の作動油をドレインしつつ、進角室４３に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を進角方向Ｓ２に移動する進角移行操作を実行することができる。
【００５０】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ３とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロックを解除しつつ、進角室４３及び遅角室４２に対する作動油の供給を停止して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相をその時点での位相に保持する保持操作を実行することができる。
【００５１】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ４とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロックを解除しつつ、更に、進角室４３の作動油をドレインしつつ、遅角室４２に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を遅角方向Ｓ１に移動する遅角移行操作を実行することができる。
尚、オイルコントロールバルブＯＣＶの作動構成は、上記のものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００５２】
〔電子制御ユニット〕
電子制御ユニットＥＣＵには、所定のプログラム等を格納したメモリ、ＣＰＵ、入力出力インターフェース等が内蔵されている。このユニットＥＣＵには、先に示した様々な検出信号が入力されてくる。
【００５３】
電子制御ユニットＥＣＵは、カム角センサ１１１で検知したカムシャフト３の位相と、クランク角センサ１１２で検知したクランクシャフト８の位相とから、カムシャフトとクランクシャフトの相対回転位相、即ち、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴにおける内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を求めることができる構成とされている。この相対回転位相の導出は、相対回転位相導出手段Ｃ４が実行する。
従って、本願で問題となるＩＧ−ＯＦＦ指令の入力時に、前記相対回転位相はこのユニットＥＣＵ内で判明していることとなる。
【００５４】
電子制御ユニットＥＣＵには、ＩＧ−ＯＦＦ指令に伴って独特の動作を実行する手段が備えられている。
図１，２に示すように、エンジン停止指令であるＩＧ−ＯＦＦ指令に従って、所定タイミングで、ロック油溝６２から油圧をドレンする制御を実行するロック制御手段Ｃ１が備えられている。この手段Ｃ１が働くことにより、ロック油溝６２に供給されていた油圧が解除され、ロック体６０が、そのロック解除姿勢からロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とされる。従って、相対回転位相がロック位相に到達すれば、自動的にロックがかかることとなる。
【００５５】
さらに、電子制御ユニットＥＣＵには、エンジン１００を逆回転制御するための所定の操作を実行するエンジン制御手段Ｃ２が備えられている。
このエンジン制御手段Ｃ２による具体的な制御は、エンジン吸入空気量の増大制御、あるいは、元来、発電用にクランクシャフト８と一体に備えられる電動機９を利用したエンジン１００の逆転制御である。
【００５６】
さらに、電子制御ユニットＥＣＵには、ＩＧ−ＯＦＦ指令以降、エンジンの逆回転以前に、オイルコントロールバルブＯＣＶを制御して相対回転位相を最遅角位相とロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段Ｃ３が備えらている。
この位相制御手段Ｃ３による制御は、ＩＧ−ＯＦＦ指令の入力時に、ユニットＥＣＵ内で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にあると判別された場合に、これが働くように構成されている。
【００５７】
〔動作〕
以下、本願における電子制御ユニットＥＣＵの所定機能を含む弁開閉時期制御装置のＩＧ−ＯＦＦ指令入力以降の動作について、第一の実施形態、第二の実施形態について説明する。
【００５８】
１．第一実施の形態
この実施の形態は、イグニッションスイッチ１０９から入力されるＩＧ−ＯＦＦ指令に伴って、エンジン吸入空気量を増加させて、エンジンの逆回転をエンジン停止最終段階で起こさせロックをかける所謂、停止ロックを実現するための構成である。
【００５９】
この動作形態におけるイグニッションスイッチ信号（ＩＧ／ＳＷ信号）、クランクシャフト回転数、ＩＳＣバルブ開度、制御弁スプール位置、相対回転位相、ロック油の供給・排除状態を図６に示した。
【００６０】
動作は以下の順を追うこととなる。
１．エンジン１００の停止信号（ＩＧ−ＯＦＦ）の後、相対回転位相を中間ロック位置より遅角側へ移動させるためのオイルコントロールバルブＯＣＶの制御をおこなう（この制御時には、相対回転位相を検知するものとはせず、ある一定時間で制御する）。但し、現状で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にある場合に限る。
この制御は、先に示した位相制御手段Ｃ３によるものであり、所定時間の制御を施すことで、自動的に相対回転位相を、最遅角位相からロック位相までのロック待機位相に、確実に設定することができる。
２． 引き続き、ロック油溝６２の油圧を解除する制御を施す。この制御は、上記したロック制御手段Ｃ１による制御である。この制御を施すことで、相対回転位相がロック位相に到達した場合に、ロックがかかることとなる。
さらに、エンジン１００が完全に停止する前に、ＩＳＣバルブ１０４ｂを開く指令を出す。この制御はエンジン制御手段Ｃ２によるものとなる。
エンジン１００がほぼ停止する瞬間において、ＩＳＣバルブ１０４ｂが開いた状態では、エンジン１００内において、インテークの負圧発生が抑えられ、ピストンを正回転方向へ回す力が弱くなり、圧縮流のシリンダの圧縮力によってピストンが逆回転方向に押され、クランクシャフト８を逆回転させることとなる。
【００６１】
結果、クランクシャフト８の逆回転に伴って、これと同期回転している外部ロータ２が逆回転し、相対回転位相は進角方向へずれる。相対回転位相がロック位相に到達することによって、所謂、停止ロックがかかる。
【００６２】
２．第二実施の形態
上記の実施の形態にあっては、エンジン制御手段Ｃ２による制御を施すに、エンジン吸入空気量の増大制御で、逆転を発生させるものとしたが、エンジンのクランクシャフト８に電動機９を備えたものにあっては、この電動機９を逆転用に使用することができる。
この制御が可能なエンジン制御システムの構成を図９に示した。この電動機９の運転制御は、先に示した例と同様に、電子制御ユニットＥＣＵに備えられるエンジン制御手段Ｃ２によるものとされる。
この実施形態をとる場合の動作は、先に説明した実施の形態の記載方式と同様に示すと以下のようになる。
【００６３】
〔動作〕
この動作形態におけるイグニッションスイッチ信号（ＩＧ／ＳＷ信号）、クランクシャフト回転数、電動機回転、制御弁スプール位置、相対回転位相、ロック油の供給・排除状態を図１０に示した。
１．エンジン１００の停止信号（ＩＧ−ＯＦＦ信号）の後、相対回転位相を中間ロック位置より遅角側へ移動させるためのオイルコントロールバルブＯＣＶの制御をおこなう（この制御時には、先の実施の形態と同様に、相対回転位相を検知するものとはせず、ある一定時間での制御とする）。但し、現状で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にある場合に限る。
この制御は、先に示した位相制御手段Ｃ３によるものであり、所定時間の制御を施すことで、自動的に相対回転位相を、最遅角位相からロック位相までのロック待機位相に、確実に設定することができる。
２．引き続き、ロック油溝６２の油圧を解除する制御を施す。この制御は、上記したロック制御手段Ｃ１による制御である。この制御を施すことで、相対回転位相がロック位相に到達した場合に、ロックがかかることとなる。
さらに、エンジンが完全に停止した後、エンジン制御手段Ｃ２による逆回転制御をかけ、電動機９によるクランクシャフト８の逆回転を行う。この逆回転量は、最大、相対位相回転に関し、最遅角位相からロック位相にロックされるまでの位相を回転する量とする。
こうすることで、相対回転位相は、ロック位相側に戻され、良好にロックをかけることができる。
【００６４】
〔別実施の形態〕
本願の別実施の形態に関して説明する。
（１） 上記の実施の形態にあっては、エンジン停止後、一旦、遅角方向へのオイルコントロールバルブＯＣＶを使用する油圧制御を施し、その後、ロック油をドレンするものとしたが、バルブ構成に関して、遅角方向への移動とロック油のドレン操作を同時的に実行できるものにあっては、これら操作を同時的に実行できるものとしてもよい。
（２） 上記の実施の形態にあっては、ロック体がロータの径方向に移動することで、ロック、ロック解除操作を施すものとしたが、この方向はロータの軸方向に沿ったもの、この軸あるいは径方向に対して傾斜したものとしてもよい。
（３） 上記の実施の形態にあっては、一対のロック体を備えてロック機構を構成したが、ロック体が単一で、ロック油溝が、先に示したものより幅狭のものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の弁開閉時期制御装置を備えたエンジン周りのシステム構成を示す図
【図２】本願の弁開閉時期制御装置の概略構成を示す側断面図
【図３】ロック機構による相対回転位相のロック状態を示す立断面図
【図４】ロック機構によるロック位相でのロック解除状態を示す立断面図
【図５】オイルコントロールバルブの作動構成を示す図
【図６】第一実施の形態における、エンジン停止指令以降における弁開閉時期制御装置の状態を示すタイミングチャート
【図７】ロック待機位相における弁開閉時期制御装置の状態を示す立断面図
【図８】ロック体の斜視図
【図９】第二実施の形態におけるエンジン周りのシステム構成を示す図
【図１０】第二実施の形態における、エンジン停止指令以降における弁開閉時期制御装置の状態を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１ ：内部ロータ
２ ：外部ロータ
３ ：カムシャフト
４ ：突部
５ ：ベーン
６ ：ロック機構
６Ａ ：遅角用ロック部
６Ｂ ：進角用ロック部
７ ：油圧回路
８ ：クランクシャフト
９ ：電動機
１００ ：エンジン
１０４ｂ：ＩＣＳバルブ
ＥＣＵ ：電子制御ユニット
ＯＣＶ ：オイルコントロールバルブ
ＶＶＴ ：弁開閉時期制御装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材とを備え、
油圧制御により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相が調整される回転位相調整機構と、前記相対回転位相をロック位相において拘束する回転位相拘束機構とを備え、
前記ロック位相が最遅角位相と最進角位相との中間位相域に設定され、
前記回転位相拘束機構が、油圧制御により前記両回転部材の相対回転を許容するロック解除姿勢と、拘束するロック姿勢との間で姿勢変更可能とされる弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置は、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を流体圧室内に設けられたベーンの回転位置制御により変更・設定可能とされており、内燃機関の運転状態に対応して相対回転位相を適切に設定することで好適な運転状態を達成する。
【０００３】
簡単に、この種の開閉時期制御装置の基本構造を説明すると、図２、３に示すように、ベーン５は流体圧室４０を進角室４３と遅角室４２とに仕切る。さらに、ベーン５は、従動側回転部材である内部ロータ１の径方向に設けられるベーン溝４１に出退移動可能に収納され、内部ロータ１に収納されているベーンスプリング５１により、駆動側回転部材である外部ロータ２の流体圧室内壁面ｗに付勢されている。
【０００４】
この種の弁開閉時期制御装置にあって、エンジン停止時に、両ロータの相対回転位相をロック位相に導き、ロックがかかった状態で次回のエンジン始動を開始するように制御を行なうものがある。
この種の制御は、弁開閉時期制御装置に設けられる進角室、遅角室内の油圧制御により、相対回転位相をイグニッションスイッチオフ（以降ＩＧ−ＯＦＦと記載する）後、油圧が残存している短時間に、前記相対回転位相をロック位相に制御するもの（以下の前者の技術）と、エンジン停止時のエンジン逆回転を利用するもの（以下の後者の技術）とがある。
【０００５】
前者の技術は、中間ロックを対象とするものであり、相対回転位相を何らかの手段で検出し、ロック位相に回転位相を近づける油圧制御を進角室・遅角室に対する油圧の制御を実行して、油圧制御によりロック位相に到達するようにする。（特許文献１）。
【０００６】
後者に属する技術としては、比較的古い技術で、中間ロック構造を採用しないもので、クランクシャフトに接続される電動機を利用してエンジンの逆転を起こさせるもの（特許文献２）、比較的新しいもので、中間ロック構造を採用しつつ、エンジンへの吸入空気量を増加させて、エンジン停止に伴った、その最終段階で、エンジン逆転を発生させるもの（特許文献３）がある。
【０００７】
後者の技術にあっては、回転位相拘束機構であるロック機構に関して、エンジン停止後にはロックがかかりうる状態にロック機構が設定される必要（ロック機構にロック体を備え、ロック姿勢において、ロック体がロック溝に侵入してロックがかかる構造のものにあっては、ロック溝から油圧が解除されている状態が確立されている必要）があるが、これら従来技術にあっては、ロック溝への油圧の供給系統が、ベーンの相対移動を起こすための油圧系統と共通とされていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−５００６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−２６６６６９号公報
【特許文献３】
特開２０００−３２０３５６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記ベーンに対する油圧制御を施して、停止ロックをかける技術では、ＩＧ−ＯＦＦ後も、相対回転位相を検知し、停止時に確実にロック位相まで制御する手法を施したり、停止までの間で、複雑な油圧制御を実行して、停止時に確実にロック位相まで到達するように制御する必要がある。
しかしながら、この種、エンジン回転に依存して発生する油圧を利用する場合は、ＩＧ−ＯＦＦ後、僅かな時間に残存する油圧を用いて、ＩＧ−ＯＦＦ時の相対回転位相からロック位相近傍まで、もしくは、ロック位相まで制御を施すことが必要となるため、確実なロックの保証を得るという点で信頼性に欠ける。
【００１０】
一方、後者の技術にあっては、従来、回転位相調整のために設けられている進角室、あるいは遅角室への油圧供給系統から、ロック溝への油圧の供給を受けるものとされていたため、ロック溝からの油の排出が遅れた場合、ロック機構自体がロック姿勢に移行することができず、この点で問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、ＩＧ−ＯＦＦ後に、相対回転位相をロック位相に移行させ、所謂、停止ロックをかける場合に、そのロックを信頼性良く、確実にかけることが可能な開閉時期制御装置を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための、本願に係る、
クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材とを備え、
油圧制御により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相が調整される回転位相調整機構と、前記相対回転位相をロック位相において拘束する回転位相拘束機構とを備え、
前記ロック位相が最遅角位相と最進角位相との中間位相域に設定され、
前記回転位相拘束機構が、油圧制御により前記両回転部材の相対回転を許容するロック解除姿勢と、拘束するロック姿勢との間で姿勢変更可能とされる弁開閉時期制御装置の特徴構成は、請求項１に記載されているように、前記回転位相調整機構に対する油圧系統と、前記回転位相拘束機構に対する油圧系統とが、独立に油圧供給を受ける構成を有し、
エンジン停止指令に従って、前記回転位相拘束機構を、前記ロック解除姿勢から前記ロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とするロック制御手段と、エンジンを逆回転制御するエンジン制御手段とを備え、
前記エンジン停止指令以降、前記エンジンの逆回転以前に、前記回転位相調整機構を働かせて、前記相対回転位相を前記最遅角位相と前記ロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段を備え、
前記ロック制御手段により実現される前記ロック待機状態において、前記エンジン制御手段により実現されるエンジン逆回転により、前記回転位相拘束機構の前記ロック姿勢が確保されることにある。
【００１３】
この構成の弁開閉時期制御装置は、ロック制御手段とエンジン制御手段とが備えられ、ＩＧ−ＯＦＦ後に、前記ロック手段が、回転位相拘束機構を、ロック解除姿勢から前記ロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とする。
従って、この制御手段の働きにより、回転位相拘束機構は、回転位相がロック位相に到達した段階において、ロック解除姿勢からロック姿勢への姿勢変更を容易、且つ確実に実行できるようになる。
この状態において、本願の弁開閉時期制御装置にあっては、回転位相調整機構に対する油圧系統と、回転位相拘束機構に対する油圧系統とが、独立に油圧供給を受ける構成とされているため、回転位相調整機構側の影響を受けることもない。従って、ロックに対する信頼性が高まる。
【００１４】
一方、エンジン制御手段は、エンジン逆回転を起こさせるように制御することで、この逆回転に起因して、回転位相をロック位相側に移行させることが可能となり、結果的に、確実なロックを実現できる。
【００１５】
しかも本願に係る弁開閉時期制御装置は、エンジン停止指令以降、エンジンの逆回転以前に、前記回転位相調整機構を働かせて、相対回転位相を最遅角位相とロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段を備えている。
【００１６】
上記したように、エンジンの停止操作は、エンジンが正転している場合、基本的には相対回転位相を遅角側に進める方向に働き、エンジン逆転が発生する段階において、回転位相が、最遅角位相とロック位相との間に到達している可能性は高いが、この構成のように、位相制御手段を備えて、ＩＧ−ＯＦＦ段階で、一旦、遅角側（最遅角位相とロック位相との間）に、回転位相を移行させておき、エンジンの逆転を起こさせて、ロック位相側への移動（進角移動）を起こさせることで、確実なロックをかけることができる。
この制御は、ロック位相が特定されているため、所定時間、あるいはそれ以下の所定時間の遅角側への移動制御とすることができる。
ここで、エンジンが逆転する時点にあっては、油圧も低下しており、ロック解除維持ができない状況に到達しているため、確実にロックがかかることとなる。
【００１７】
さて、エンジン制御手段による制御としては、請求項２に記載されているようなエンジン吸入空気量の増大制御、請求項３に記載されているような、クランクシャフトを逆回転可能な電動機に対するクランクシャフトを逆回転させる制御とすることができる。
この種の制御は、従来型の機器構成において、その制御プログラムを、ＩＧ−ＯＦＦ入力との関連において、適切に設定することで、容易に実現できる。
結果、従来型の構造を踏襲したまま、停止ロックを確実に実現できる。
【００１８】
さて、これまで説明してきた構成において、請求項４に記載されているように、前記回転位相拘束機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とのいずれか一方の回転部材側から他方の回転部材内に突入して、両回転部材の相対回転を拘束するロック体と、前記他方の回転部材に設けられて前記ロック体と係合するロック溝とを備えて構成され、
前記エンジンの逆回転に伴って、前記ロック体が前記ロック溝上まで近接移動されて前記ロック溝内に突入するに、前記近接移動経路にある前記他方の回転部材表面位置が、前記ロック溝を越えた側の前記近接移動経路の延長経路にある他方の回転部材表面位置より溝の内側に設定され、前記ロック体に対する案内路が設けられていることが好ましい。
【００１９】
この構成を採用することで、遅角側からロック体が他の回転部材表面に当接しながら、ロック溝上まで移動してきた段階で、ロック体の先端が、ロック溝側壁に当たり、ロック体を溝内への移動へと方向づけることで、確実なロックを実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図１〜図８に基づいて説明する。
図３、４及び７は、図２におけるＡ−Ａ断面の概略を一部に使用した機能説明図面である。
【００２１】
〔本願のエンジン制御システムの概略構成〕
このシステムは、エンジン１００に燃料及び燃焼用空気を供給する吸気系統、及びエンジンからの排気を排出するための排気系統を有して構成されるとともに、本願が対象とするバルブタイミング調整用の弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴを備えて構成される。このシステムの全体は、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴに対するコントローラとしても働く、電子制御ユニットＥＣＵによる動作制御を受ける。
【００２２】
エンジンまわりの機械的構成から説明すると、図１に示すように、内燃機関であるエンジン１００の吸気管１０１に、上流側から、吸入空気量を検出するエアフローメータ１０３、スロットルバルブ１０４、サージタンク１０５が記載順に設けられており、吸入された空気が、エンジン１００に送り込まれるように構成されている。
【００２３】
前記スロットルバルブ１０４に対して、これをバイパスするバイパス通路１０４ａが設けられ、このバイパス通路１０４ａに、スロットルバルブ１０４をバイパスする吸入空気量を調整するバイパス空気量調整弁としてアイドルスピードコントロールバルブ（以降ＩＳＣバルブ）１０４ｂが設けられている。
従って、ＩＳＣバルブ１０４ｂを使用して、エンジン停止時に、エンジン１００を逆転させることが可能となっている。
【００２４】
前記サージタンク１０５の下手には、エンジン１００の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１０６が設けられ、各気筒の吸気ポート近傍に、それぞれ燃料を噴射する燃料噴射弁１０７が取り付けられている。
各気筒のシリンダヘッドには、点火プラグ１０８が取り付けられている。
【００２５】
弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴは、前記電子制御ユニットＥＣＵからの指令を受けてオイルコントロールバルブＯＣＶが働き、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴの動作が制御される。
前記電子制御ユニットＥＣＵには、イグニッションスイッチ（ＩＧ／ＳＷ）１０９、スロットル開度センサ１１０等からの動作指令が入力されるように構成されている。
さらに、カムシャフトの位相を検知するカム角センサ１１１、クランクシャフトの位相を検知するクランク角センサ１１２、エンジンオイルの温度を検知する油温センサ１１３、クランクシャフトの回転数（エンジン回転数）を検知する回転数センサ１１４、その他の車速センサ、エンジンの冷却水温センサ、又は、スロット開度センサ等の各種センサの検知信号が入力される。
この電子制御ユニットＥＣＵは、オイルコントロールバルブＯＣＶ、ＩＳＣバルブ１０４ｂ、燃料噴射弁１０７、点火プラグ１０８等への動作指令を出力する。図９、１０に示す別実施の形態にあっては、電動機９に対する動作指令をも出すこととなる。
【００２６】
〔弁開閉時期制御装置本体の基本構成〕
弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴは、図１、２に示すように、自動車用エンジンのクランクシャフト８に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、前記外部ロータ２に対して同軸状に配置され、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ１とを備えて構成されている。
【００２７】
上記内部ロータ１は、エンジン１００のシリンダヘッドに支持されたカムシャフト３の先端部に一体的に組付けられている。
【００２８】
上記外部ロータ２は、上記内部ロータ１に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に外装され、フロントプレート２２、リアプレート２３及び外部ロータ２の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット２０を備える。
【００２９】
タイミングスプロケット２０とエンジン１００のクランクシャフト８に取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材２４が架設されている。
【００３０】
エンジン１００のクランクシャフト８が回転駆動すると、動力伝達部材２４を介してタイミングスプロケット２０に回転動力が伝達され、上記タイミングスプロケット２０を備えた外部ロータ２が図３に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、ひいては、内部ロータ１が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト３が回転し、カムシャフト３に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。
【００３１】
〔回転位相調整機構〕
図３に示すように、上記外部ロータ２には、径内方向に突出するシューとして機能する突部４の複数個が回転方向に沿って互いに離間して並設されている。
外部ロータ２の隣接する突部４の夫々の間には、外部ロータ２と内部ロータ１で規定される流体圧室４０が形成されている。図示するものにあっては、４室備えられている。
【００３２】
内部ロータ１の外周部の、上記各流体圧室４０に対面する個所にはベーン溝４１が形成されており、このベーン溝４１には、上記流体圧室４０を相対回転方向（図３において矢印Ｓ１，Ｓ２方向）において進角室４３と遅角室４２とに仕切るベーン５が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。
【００３３】
このベーン５は、図２に示すように、その内径側に備えられるスプリング５１により、流体圧室内壁面ｗ側に付勢されている。
【００３４】
また、上記進角室４３は内部ロータ１に形成された進角通路１１に連通し、遅角室４２は内部ロータ１に形成された遅角通路１０に連通し、進角通路１１及び遅角通路１０は、後述する油圧回路７に接続されている。
一方、図２に示すように、内部ロータ１とフロントプレート２２との間に、ベーン５を進角方向に常時付勢するためのトーションコイルスプリング２７が備えられている。
【００３５】
〔回転位相拘束機構〕
内部ロータ１と外部ロータ２との間には、相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定のロック位相（図３、４に示す位相）にあるときに、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転を拘束可能なロック機構６が設けられている。
【００３６】
このロック機構６は、外部ロータ２に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ１の外周部の一部に凹状の一対のロック油溝６２（これまで説明してきたロック溝である）とを備えて構成されている。
【００３７】
遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ２に径方向において摺動自在に設けられたロック体６０と、ロック体６０を径内方向に付勢するスプリング６１とを備えて構成されている。尚、ロック体６０の形状は、その用途に従って、プレート形状、ピン形状、又はその他の形状を採用することができる。ロック体６０の具体的構成の一例を図８に示した。
【００３８】
図３に示すように、上記遅角用ロック部６Ａは、ロック体６０をロック油溝６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対して遅角方向へ相対回転することを阻止し、上記進角用ロック部６Ｂは、ロック体６０をロック油溝６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対して進角方向へ相対回転することを阻止する。
【００３９】
遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂの両方のロック体６０が、ロック油溝６２内に突入した状態で、内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との中間に設定された所定のロック位相に拘束する所謂ロック状態となる。
尚、上記ロック位相は、エンジン１００の弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。
【００４０】
ここで、ロック体６０のロック油溝６２内への突入は、ロック油溝６２内に油圧回路７を介して供給されるロック油がドレインされた状態で、スプリング６１による付勢で発生する。一方、ロック体６０のロック油溝６２からの離脱は、ロック油溝６２に油圧回路７を介してロック油が供給された状態で発生する。
従って、ロック油の給排出がロック機構６の動作を支配する。
但し、ロックされるためには、上述の外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相がロック位相となっている必要があることは当然である。
【００４１】
さて、図７に示すように、相対回転位相が最遅角位相とロック位相との間にある状態において、一対のロック体６０について、その進角規制用に設けられているロック体６０Ｂは、回転方向においてロック油溝６２間の内部ロータ１表面に当接する。
この表面位置は、他の内部ロータ１部位の表面位置より僅かに径方向で内側に設定されている。従って、この表面部位は、進角用ロック体６０Ｂの案内路Ｌ１として働き、このロック体６０Ｂが進角用ロック油溝６２Ｂ上に到達した段階で、進角用ロック体６０Ｂの遅角側端面が、溝壁面に当接し、ロック体６０Ｂの侵入を確実なものとするように構成されている。
【００４２】
〔作動油の給排出構成〕
油圧回路７は、基本的に、上記進角通路１１及び上記遅角通路１０を介して進角室４３及び遅角室４２の一方若しくは両方に対する作動油としてのオイルの給排出を実行し、ベーン５の流体圧室４０での相対位置を変更し、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を最進角位相（進角室４３の容積が最大となるときの相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となるときの相対回転位相）との間で調整可能な回転位相調整機構の一部として機能する。
さらに、この相対回転位相設定を実行するのに必要となる、ロック機構６によるロック、ロック解除動作をも実行する。
【００４３】
さらに詳細に、以下、個々に説明する。
図３に示すように、油圧回路７は、エンジンの駆動力で駆動し、作動油又は後述のロック油となるオイルを供給するオイルポンプ７０と、電子制御ユニットＥＣＵによる給電量制御によりスプールの位置を変化させて複数のポートにおけるオイルの給排出を実行するソレノイド式のオイルコントロールバルブＯＣＶと、オイルを貯留するオイルパン７５とを備えている。
【００４４】
上記進角通路１１及び上記遅角通路１０が、上記オイルコントロールバルブＯＣＶの所定のポートに互いに独立に接続されている。
【００４５】
上記ロック油溝６２は内部ロータ１に形成されたロック油通路６３に連通し、ロック油通路６３は上記油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶにおける所定のポートに、前記遅角通路１０、前記進角通路１１に対して独立に接続されている。
【００４６】
即ち、油圧回路７は、ロック油通路６３を介して、ロック油溝６２にロック油としてオイルの給排出を実行するように構成され、オイルコントロールバルブＯＣＶからロック油溝６２にロック油が供給されると、図４に示すように、ロック体６０が外部ロータ２側に退避して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態が解除される。この姿勢をロック解除姿勢と呼び、ロックされている姿勢をロック姿勢と呼ぶ。さらに、相対回転位相がロック位相になく、ロック油の供給が断たれている状態を、本願にあっては、ロック待機姿勢と呼ぶ。
また、本願にあっては、エンジンの逆転により、ロック体がロック位相に移動される位相を、ロック待機位相と呼ぶ。本実施形態にあっては、最遅角位相からロック位相までの位相である。
【００４７】
〔オイルコントロールバルブの動作制御〕
図５に示すように、油圧回路７のオイルコントロールバルブＯＣＶは、電子制御ユニットＥＣＵからの給電量に比例してスプール位置を位置Ｗ１から位置Ｗ４まで変化させ、進角室４３、遅角室４２、ロック油溝６２に、作動油、ロック油となるオイルの供給、ドレイン、停止等を切り替えるように構成されている。
【００４８】
即ち、オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ１とすることで、進角室４３及び遅角室４２の作動油と共にロック油溝６２のロック油をオイルパン７５側にドレインするドレイン操作を実行することができる。
【００４９】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ２とすることで、ロック油溝６２にロック油が供給されて外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロック状態を解除し、更に、遅角室４２の作動油をドレインしつつ、進角室４３に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を進角方向Ｓ２に移動する進角移行操作を実行することができる。
【００５０】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ３とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロックを解除しつつ、進角室４３及び遅角室４２に対する作動油の供給を停止して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相をその時点での位相に保持する保持操作を実行することができる。
【００５１】
オイルコントロールバルブＯＣＶのスプール位置を位置Ｗ４とすることで、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転のロックを解除しつつ、更に、進角室４３の作動油をドレインしつつ、遅角室４２に作動油を供給して、外部ロータ２と内部ロータ１との相対回転位相を遅角方向Ｓ１に移動する遅角移行操作を実行することができる。
尚、オイルコントロールバルブＯＣＶの作動構成は、上記のものに限定されるものではなく、適宜変更可能である。
【００５２】
〔電子制御ユニット〕
電子制御ユニットＥＣＵには、所定のプログラム等を格納したメモリ、ＣＰＵ、入力出力インターフェース等が内蔵されている。このユニットＥＣＵには、先に示した様々な検出信号が入力されてくる。
【００５３】
電子制御ユニットＥＣＵは、カム角センサ１１１で検知したカムシャフト３の位相と、クランク角センサ１１２で検知したクランクシャフト８の位相とから、カムシャフトとクランクシャフトの相対回転位相、即ち、弁開閉時期制御装置本体ＶＶＴにおける内部ロータ１と外部ロータ２との相対回転位相を求めることができる構成とされている。この相対回転位相の導出は、相対回転位相導出手段Ｃ４が実行する。
従って、本願で問題となるＩＧ−ＯＦＦ指令の入力時に、前記相対回転位相はこのユニットＥＣＵ内で判明していることとなる。
【００５４】
電子制御ユニットＥＣＵには、ＩＧ−ＯＦＦ指令に伴って独特の動作を実行する手段が備えられている。
図１，２に示すように、エンジン停止指令であるＩＧ−ＯＦＦ指令に従って、所定タイミングで、ロック油溝６２から油圧をドレンする制御を実行するロック制御手段Ｃ１が備えられている。この手段Ｃ１が働くことにより、ロック油溝６２に供給されていた油圧が解除され、ロック体６０が、そのロック解除姿勢からロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とされる。従って、相対回転位相がロック位相に到達すれば、自動的にロックがかかることとなる。
【００５５】
さらに、電子制御ユニットＥＣＵには、エンジン１００を逆回転制御するための所定の操作を実行するエンジン制御手段Ｃ２が備えられている。
このエンジン制御手段Ｃ２による具体的な制御は、エンジン吸入空気量の増大制御、あるいは、元来、発電用にクランクシャフト８と一体に備えられる電動機９を利用したエンジン１００の逆転制御である。
【００５６】
さらに、電子制御ユニットＥＣＵには、ＩＧ−ＯＦＦ指令以降、エンジンの逆回転以前に、オイルコントロールバルブＯＣＶを制御して相対回転位相を最遅角位相とロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段Ｃ３が備えらている。
この位相制御手段Ｃ３による制御は、ＩＧ−ＯＦＦ指令の入力時に、ユニットＥＣＵ内で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にあると判別された場合に、これが働くように構成されている。
【００５７】
〔動作〕
以下、本願における電子制御ユニットＥＣＵの所定機能を含む弁開閉時期制御装置のＩＧ−ＯＦＦ指令入力以降の動作について、第一の実施形態、第二の実施形態について説明する。
【００５８】
１．第一実施の形態
この実施の形態は、イグニッションスイッチ１０９から入力されるＩＧ−ＯＦＦ指令に伴って、エンジン吸入空気量を増加させて、エンジンの逆回転をエンジン停止最終段階で起こさせロックをかける所謂、停止ロックを実現するための構成である。
【００５９】
この動作形態におけるイグニッションスイッチ信号（ＩＧ／ＳＷ信号）、クランクシャフト回転数、ＩＳＣバルブ開度、制御弁スプール位置、相対回転位相、ロック油の供給・排除状態を図６に示した。
【００６０】
動作は以下の順を追うこととなる。
１．エンジン１００の停止信号（ＩＧ−ＯＦＦ）の後、相対回転位相を中間ロック位置より遅角側へ移動させるためのオイルコントロールバルブＯＣＶの制御をおこなう（この制御時には、相対回転位相を検知するものとはせず、ある一定時間で制御する）。但し、現状で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にある場合に限る。
この制御は、先に示した位相制御手段Ｃ３によるものであり、所定時間の制御を施すことで、自動的に相対回転位相を、最遅角位相からロック位相までのロック待機位相に、確実に設定することができる。
２． 引き続き、ロック油溝６２の油圧を解除する制御を施す。この制御は、上記したロック制御手段Ｃ１による制御である。この制御を施すことで、相対回転位相がロック位相に到達した場合に、ロックがかかることとなる。
さらに、エンジン１００が完全に停止する前に、ＩＳＣバルブ１０４ｂを開く指令を出す。この制御はエンジン制御手段Ｃ２によるものとなる。
エンジン１００がほぼ停止する瞬間において、ＩＳＣバルブ１０４ｂが開いた状態では、エンジン１００内において、インテークの負圧発生が抑えられ、ピストンを正回転方向へ回す力が弱くなり、圧縮流のシリンダの圧縮力によってピストンが逆回転方向に押され、クランクシャフト８を逆回転させることとなる。
【００６１】
結果、クランクシャフト８の逆回転に伴って、これと同期回転している外部ロータ２が逆回転し、相対回転位相は進角方向へずれる。相対回転位相がロック位相に到達することによって、所謂、停止ロックがかかる。
【００６２】
２．第二実施の形態
上記の実施の形態にあっては、エンジン制御手段Ｃ２による制御を施すに、エンジン吸入空気量の増大制御で、逆転を発生させるものとしたが、エンジンのクランクシャフト８に電動機９を備えたものにあっては、この電動機９を逆転用に使用することができる。
この制御が可能なエンジン制御システムの構成を図９に示した。この電動機９の運転制御は、先に示した例と同様に、電子制御ユニットＥＣＵに備えられるエンジン制御手段Ｃ２によるものとされる。
この実施形態をとる場合の動作は、先に説明した実施の形態の記載方式と同様に示すと以下のようになる。
【００６３】
〔動作〕
この動作形態におけるイグニッションスイッチ信号（ＩＧ／ＳＷ信号）、クランクシャフト回転数、電動機回転、制御弁スプール位置、相対回転位相、ロック油の供給・排除状態を図１０に示した。
１．エンジン１００の停止信号（ＩＧ−ＯＦＦ信号）の後、相対回転位相を中間ロック位置より遅角側へ移動させるためのオイルコントロールバルブＯＣＶの制御をおこなう（この制御時には、先の実施の形態と同様に、相対回転位相を検知するものとはせず、ある一定時間での制御とする）。但し、現状で認識されている相対回転位相が、ロック位相と最進角位相との間にある場合に限る。
この制御は、先に示した位相制御手段Ｃ３によるものであり、所定時間の制御を施すことで、自動的に相対回転位相を、最遅角位相からロック位相までのロック待機位相に、確実に設定することができる。
２．引き続き、ロック油溝６２の油圧を解除する制御を施す。この制御は、上記したロック制御手段Ｃ１による制御である。この制御を施すことで、相対回転位相がロック位相に到達した場合に、ロックがかかることとなる。
さらに、エンジンが完全に停止した後、エンジン制御手段Ｃ２による逆回転制御をかけ、電動機９によるクランクシャフト８の逆回転を行う。この逆回転量は、最大、相対位相回転に関し、最遅角位相からロック位相にロックされるまでの位相を回転する量とする。
こうすることで、相対回転位相は、ロック位相側に戻され、良好にロックをかけることができる。
【００６４】
〔別実施の形態〕
本願の別実施の形態に関して説明する。
（１） 上記の実施の形態にあっては、エンジン停止後、一旦、遅角方向へのオイルコントロールバルブＯＣＶを使用する油圧制御を施し、その後、ロック油をドレンするものとしたが、バルブ構成に関して、遅角方向への移動とロック油のドレン操作を同時的に実行できるものにあっては、これら操作を同時的に実行できるものとしてもよい。
（２） 上記の実施の形態にあっては、ロック体がロータの径方向に移動することで、ロック、ロック解除操作を施すものとしたが、この方向はロータの軸方向に沿ったもの、この軸あるいは径方向に対して傾斜したものとしてもよい。
（３） 上記の実施の形態にあっては、一対のロック体を備えてロック機構を構成したが、ロック体が単一で、ロック油溝が、先に示したものより幅狭のものとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の弁開閉時期制御装置を備えたエンジン周りのシステム構成を示す図
【図２】本願の弁開閉時期制御装置の概略構成を示す側断面図
【図３】ロック機構による相対回転位相のロック状態を示す立断面図
【図４】ロック機構によるロック位相でのロック解除状態を示す立断面図
【図５】オイルコントロールバルブの作動構成を示す図
【図６】第一実施の形態における、エンジン停止指令以降における弁開閉時期制御装置の状態を示すタイミングチャート
【図７】ロック待機位相における弁開閉時期制御装置の状態を示す立断面図
【図８】ロック体の斜視図
【図９】第二実施の形態におけるエンジン周りのシステム構成を示す図
【図１０】第二実施の形態における、エンジン停止指令以降における弁開閉時期制御装置の状態を示すタイミングチャート
【符号の説明】
１ ：内部ロータ
２ ：外部ロータ
３ ：カムシャフト
４ ：突部
５ ：ベーン
６ ：ロック機構
６Ａ ：遅角用ロック部
６Ｂ ：進角用ロック部
７ ：油圧回路
８ ：クランクシャフト
９ ：電動機
１００ ：エンジン
１０４ｂ：ＩＣＳバルブ
ＥＣＵ ：電子制御ユニット
ＯＣＶ ：オイルコントロールバルブ
ＶＶＴ ：弁開閉時期制御装置
Claims (4)
- クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸状に配置され、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材とを備え、
油圧制御により前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相が調整される回転位相調整機構と、前記相対回転位相をロック位相において拘束する回転位相拘束機構とを備え、
前記ロック位相が最遅角位相と最進角位相との中間位相域に設定され、
前記回転位相拘束機構が、油圧制御により前記両回転部材の相対回転を許容するロック解除姿勢と、拘束するロック姿勢との間で姿勢変更可能とされる弁開閉時期制御装置であって、
前記回転位相調整機構に対する油圧系統と、前記回転位相拘束機構に対する油圧系統とが、独立に油圧供給を受ける構成を有し、
エンジン停止指令に従って、前記回転位相拘束機構を、前記ロック解除姿勢から前記ロック姿勢への移行動作可能なロック待機状態とするロック制御手段と、エンジンを逆回転制御するエンジン制御手段とを備え、
前記エンジン停止指令以降、前記エンジンの逆回転以前に、前記回転位相調整機構を働かせて、前記相対回転位相を前記最遅角位相と前記ロック位相との間のロック待機位相とする位相制御手段を備え、
前記ロック制御手段により実現される前記ロック待機状態において、前記エンジン制御手段により実現されるエンジン逆回転により、前記回転位相拘束機構の前記ロック姿勢が確保される弁開閉時期制御装置。 - 前記エンジン制御手段による制御が、エンジン吸入空気量の増大制御である請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記クランクシャフトを逆回転可能な電動機を備え、前記エンジン制御手段による制御が、前記電動機を働かせて、前記クランクシャフトを逆回転させる制御である請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記回転位相拘束機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とのいずれか一方の回転部材側から他方の回転部材内に突入して、両回転部材の相対回転を拘束するロック体と、前記他方の回転部材に設けられて前記ロック体と係合するロック溝とを備えて構成され、
前記エンジンの逆回転に伴って、前記ロック体が前記ロック溝上まで近接移動されて前記ロック溝内に突入するに、前記近接移動経路にある前記他方の回転部材表面位置が、前記ロック溝を越えた側の前記近接移動経路の延長経路にある他方の回転部材表面位置より溝の内側に設定され、前記ロック体に対する案内路が設けられている請求項１〜３のいずれか１項記載の弁開閉時期制御装置。
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