JP4081893B2

JP4081893B2 - Valve timing control device

Info

Publication number: JP4081893B2
Application number: JP33457398A
Authority: JP
Inventors: 和己小川
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: JPH11223112A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御するために使用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の１つとして、カムシャフトと共に回転する回転部材に所定範囲で相対回転可能に外装されクランクシャフトのクランクスプロケット又はプーリからの回転動力が伝達される回転伝達部材と、回転部材に設けられた複数のベーンと、回転伝達部材に設けられた突部と回転部材との間に形成されベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される複数の流体圧室と、進角用室に流体を給排する第１流体通路と、遅角用室に流体を給排する第２流体通路と、回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の位相である時に回転部材と回転伝達部材の相対位相を保持する位相保持機構とを備えたものがあり、例えば特開平１−９２５０４号公報や特開平９−２５０３１０号公報に開示されている。
【０００３】
上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、第１流体通路を介して進角用室へ作動流体を供給すると共に第２流体通路を介して遅角用室から作動油を排出することにより、回転部材が回転伝達部材に対してベーンが突部の進角側の周方向端面に当接する最大進角位置までの任意な位置に進角方向へ回転して弁開閉時期が進角され、第２流体通路を介して遅角用室へ作動流体を供給すると共に第１流体通路を介して進角用室から作動油を排出することにより、回転部材が回転伝達部材に対してベーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最大遅角位置までの任意な位置に遅角方向へ回転して弁開閉時期が遅角される。
【０００４】
また、上記した各公報に開示されている弁開閉時期制御装置においては、内燃機関の運転中、カムシャフトに作用する変動トルクにより回転部材には常に遅角方向への力が作用しており、内燃機関の停止時に流体圧室への作動油の供給が停止されると、流体圧室の油圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し（クランクシャフトが完全に停止するまでの間）、回転部材と回転伝達部材は停止直前の両者の相対位相に応じた相対位相で停止する。この状態にて内燃機関が始動されると、上記した遅角方向への力により回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転し、ベーンが突部の遅角側の周方向端面に当接する最大遅角位置での位相となる。この状態にて内燃機関が始動されると、流体圧室の油圧が上昇し該油圧によりベーンを保持することができるようになるまでは不安定な状態となり、カムシャフトに作用する変動トルクによってベーンが振動し、突部の周方向端面と繰り返して衝突して打音が生じたりするので、これを回避するために、位相保持機構により回転部材と回転伝達部材との相対位相が最大遅角位置にて保持されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関の高速回転域では、ピストンが上死点に向かい始めても、吸気が慣性により更にシリンダ内へ入り込もうとするため、吸気弁の閉時期を遅らせることにより体積効率が向上して内燃機関の出力向上を図ることができることが知られている。
【０００６】
しかしながら、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置を吸気弁の開閉時期を制御するために用いる場合には、最大遅角位置での弁開閉時期は、上記したように内燃機関の始動時に吸気が可能な時期に設定される必要があるため、高速回転域において吸気弁の閉時期を遅らせて吸気の慣性による体積効率の向上を図ることができない。これは、最大遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時期に設定すると、最大遅角位置での内燃機関の始動時に、ピストンが下死点を過ぎ上死点に向かい始めても吸気弁が開いていて、また吸気に慣性がないため、一度吸入した吸気が逆流して排出してしまい、圧縮比が上がらずに、燃焼ができない状態が発生し、内燃機関の始動が困難となるからである。尚、この問題は、最大遅角位置での弁開閉時期を吸気の慣性による体積効率の向上が可能な時期に設定しなくても、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置のように、最大遅角位置での弁開閉時期を始動時に吸気が可能な時期に設定した場合であっても、吸気弁の閉時期がピストンの下死点後に設定されていると、気圧の低い高所等では発生しやすい。
【０００７】
また、上記した各公報に開示される弁開閉時期制御装置を排気弁の開閉時期を制御するために用いる場合にも、排気弁の閉時期を同様に遅らせると、吸気弁と排気弁のオーバーラップ期間が長くなり、内部ＥＧＲ量（排気ガス再循環量）が増大して内燃機関の始動性の低下を招く。
【０００８】
それゆえ、本発明は、内燃機関の始動時におけるベーンによる打音の発生及び始動不良を防止しつつ、その可変制御領域を拡大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、その課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
内燃機関のクランクシャフト又はカムシャフトの一方と共に回転する回転部材と、該回転部材に所定範囲で相対回転可能に装着され前記クランクシャフト又は前記カムシャフトの他方と共に回転する回転伝達部材と、前記回転部材に設けられたベーンと、前記回転部材と前記回転伝達部材との間に形成され前記ベーンによって進角用室と遅角用室とに二分される流体圧室と、前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が所定の位相である時に前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を保持する位相保持機構とを備え、前記進角用室及び前記遅角用室へ印加される流体圧によって前記回転部材と前記回転伝達部材とが相対回転し、前記クランクシャフトの回転位相に対する前記カムシャフトの回転位相が変更させられることによって前記カムシャフトにより駆動される弁の開閉時期を変更する弁開閉時期制御装置において、前記ベーンにより前記遅角用室の容積が最小とされる最大進角状態における前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相と前記ベーンにより前記進角用室の容積が最小とされる最大遅角状態における前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相の間の中間的な相対位相であって、前記内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の所定の中間的な相対位相時に前記位相保持機構により前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が保持されるようにすると共に、前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相を前記内燃機関の始動時に前記所定の中間的な相対位相に規制可能であり、前記内燃機関の停止直前の前記回転部材と前記回転伝達部材との相対位相が、前記所定の中間的な相対位相よりも進角側にある場合には、前記カムシャフトを駆動するために必要な変動トルクの平均値よりも小さい付勢力で進角側に付勢する付勢部材で構成される相対位相規制手段を設けたことである。
【００１０】
上記した手段によれば、内燃機関の停止時に流体圧室への作動流体の供給が停止されると、流体圧室の流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、内燃機関の始動時には相対位相規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相が所定の中間的な相対位相に規制され、位相保持機構により回転部材と回転伝達部材の相対位相が中間的な相対位相に保持される。これにより、内燃機関の始動時にベーンが回転伝達部材の周方向端面に衝突して打音が発生するのが的確に防止される。
【００１１】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、吸気の慣性を利用して体積効率の向上を図ることが可能となると共に、始動時の弁開閉時期を進角させることができ、圧縮比低下等による内燃機関の始動不良を防止することが可能となる。
【００１３】
また、上記した手段において、前記位相保持機構を、前記所定の相対位相時において前記第１流体通路及び前記第２流体通路の流体圧が低下した時に前記回転部材と前記回転伝達部材の相対位相を保持するように構成しても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
【００１５】
図１乃至図４に示した弁開閉時期制御装置の一実施形態は、当該内燃機関のシリンダヘッド７０に回転自在に支持されたカムシャフト１０の先端部（図１の右端）に一体的に組付けた内部ロータ２０とからなる弁開閉用の回転部材と、カムシャフト１０及び内部ロータ２０に所定範囲で相対回転可能に外装された外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０及びリアプレート５０の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット５１から成る回転伝達部材と、内部ロータ２０に組付けた５枚のベーン６０と、外部ロータ３０に組付けたロックピン１０１等からなる位相保持機構等によって構成されている。なお、タイミングスプロケット５１には、周知のように、クランクシャフト５３から図示しないクランクスプロケットとタイミングチェーン５４を介して図３の時計方向に回転動力が伝達されるように構成されている。
【００１６】
カムシャフト１０は、吸気弁を開閉する周知のカム１１を有していて、内部にはカムシャフト１０の軸方向に延びる進角通路１２と遅角通路１３が設けられている。進角通路１２は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７１を通して制御弁９０のハウジング９１の接続ポート９１ａに接続されている。また、遅角通路１３は、カムシャフト１０に設けた径方向の通路及び環状溝とシリンダヘッド７０に設けた接続通路７２を介して制御弁９０のハウジング９１の接続ポート９１ｂに接続されている。尚、図１中、１４は遅角通路１３の一端開口を閉塞するボールである。
【００１７】
図１及び図２において、制御弁９０は、ソレノイド９５へ通電することによりハウジング９１内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール９２を可動コア９４と共にスプリング９３に抗して図１の左方向へ移動できるものであり、非通電時には当該内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０に供給通路１００を介して接続されたハウジング９１の供給ポート９１ｃがスプール９２の環状溝９２ａを介して接続ポート９１ｂに連通すると共に、接続ポート９１ａがスプール９２の連通路９２ｂを介して排出ポート９１ｄに連通するように、また通電時には供給ポート９１ｃが環状溝９２ａを介して接続ポート９１ａに連通すると共に、接続ポート９１ｂが排出ポート９１ｄにスプール９２の連通路９２ｃを介して連通するように構成されている。このため、ソレノイド９５の非通電時には遅角通路１３に作動油が供給され、通電時には進角通路１２に作動油が供給され、そのソレノイド９５の通電が図示しない制御装置によりデューティ制御される。尚、排出ポート９１ｄはシリンダヘッド７０に設けた排出通路７３を通してオイルパン１１１に連通している。
【００１８】
図２に示すように、接続通路７２には、制御弁９０をバイパスしてオイルパン１１１に連通されるバイパス通路７４が接続されている。バイパス通路７４中には切換弁１２０が介装されている。切換弁１２０は、ソレノイド１２２へ通電することによりハウジング内に軸方向に移動可能に嵌挿されたスプール１２１をスプリング１２３に抗して図２の左側へ移動できるものである。切換弁１２０は、ソレノイド１２２の非通電時には接続通路７１のバイパス通路７４を介したオイルパン１１１との連通を遮断し、ソレノイド１２２の通電時には接続通路７２をバイパス通路７４を介してドレンに連通するように構成されている。尚、ソレノイド１２２への通電は図示しない制御装置によりオン・オフ制御される。
【００１９】
内部ロータ２０は、単一の取付ボルト８１によってカムシャフト１０に一体的に固着されていて、５枚の各ベーン６０を夫々径方向に移動可能に取り付けるためのベーン溝２１を有すると共に、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が後述する所定の位相（ベーンの中立位置）で同期したときロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が所定量嵌入される受容孔２６と、この受容孔２６に遅角通路１２から作動油を給排する通路２７と、各ベーン６０によって区画された進角用室Ｒ１に進角通路１２から作動油を給排する通路（進角通路１２に連通する径方向通路２２と、この径方向通路２２に連通する環状溝と、この環状溝から径方向外方に延びる５個の連通孔からなる）２４と、各ベーン６０によって区画された遅角用室Ｒ２に遅角通路１３から作動油を給排する通路２５を有している。受容孔２６は、内部ロータ２０の外周に径方向に形成されている。尚、各ベーン６０は、ベーン溝２１の底部に収容したベーンスプリング６１（図１参照）によって径方向外方に付勢されている。
【００２０】
外部ロータ３０は、内部ロータ２０の外周に所定範囲で相対回転可能に組付けられていて、その両側にはフロントプレート４０とリアプレート５０が接合され、３本の連結ボルト８２によって一体的に連結されている。また、外部ロータ３０の内周には所定の周方向間隔で５個の突部３１が径方向内方に向けて夫々突出形成されていて、これら突部３１の内周面が内部ロータ２０の外周面に摺接する構成で外部ロータ３０が内部ロータ２０に回転自在に支承されており、一つの突部３１にはロックピン１０１とスプリング１０２を収容する段付状の退避孔３２が外部ロータ３０の径方向に形成されている。
【００２１】
各ベーン６０は、先端の断面形状が円弧形状であり、両プレート４０、５０間にて内部ロータ２０のベーン溝２１に径方向に移動可能に取り付けられていて、外部ロータ３０と、外部ロータ３０の各突部３１と、内部ロータ２０と、フロントプレート４０と、リアプレート５０との間に形成される流体圧室Ｒ０を進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２とに二分しており、外部ロータ３０に形成した各突部３１の周方向端面に当接することにより、当該弁開閉時期制御装置により調整される位相（相対回転量）が制限されるようになっている。
【００２２】
ロックピン１０１は、その小径部１０１ａ及び大径部１０１ｂを段付状の退避孔３２内に軸方向へ摺動可能に組み付けられていて、スプリング１０２によって内部ロータ２０に向けて付勢されている。スプリング１０２はロックピン１０１とリテーナ１０３間に介装されていて、リテーナ１０３は退避孔３２内にてスナップリング１０４により抜け止め固定されている。ロックピン１０１の小径部１０１ａと大径部１０１ｂ間の段部には環状の窪みが形成されていて、カムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、受容孔２６と退避孔３２が同期する所定の位相（ベーンの中立位置）にて、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６に嵌入された図３の状態にて、退避孔３２の段部との間で環状空間３４が形成されるようになっている。この環状空間３４は、突部３１に形成される連通孔３３を介して隣設された進角用室Ｒ１に連通されている。
【００２３】
ところで、カムシャフト１０を駆動するために必要なトルクは、一定ではなく、図示しない吸気弁の開閉駆動に基いて変動している。即ち、図５に示すように、このトルクは、カムシャフト１０が吸気弁を開弁する際に生じる遅角側トルク（カムシャフト１０を遅角方向（図３、図４における反時計方向）へ回転させるように作用するトルク）の最大値とカムシャフト１０が吸気弁を閉弁させる際に生じる進角側トルク（カムシャフト１０を進角方向（図３、図４における時計方向）へ回転させるように作用するトルク）の最大値との間で周期的に変動している。図５に示すように、この変動トルクの遅角側トルクの最大値は進角側トルクの最大値よりも大きく、そのため、変動トルクの平均値は図５に一点鎖線で示すように遅角側トルク側に存在している。従って、内燃機関の運転中、変動トルクは、平均的にカムシャフト１０を遅角側に回転させるように作用している。
【００２４】
本実施形態においては、カムシャフト１０が内部ロータ２０及びベーン６０からなる回転部材と共に外部ロータ３０、フロントプレート４０、リアプレート５０及びリアプレート５０等からなる回転伝達部材に対して、トーションコイルスプリング８０により上記変動トルクの平均値相当の付勢力で常時進角方向に付勢されている。トーションコイルスプリング８０は、内部ロータ２０の後端面に対向するリアプレート５０の部分に内部ロータ２０側に開口するように形成された環状の中空部５２内に収容されている。トーションコイルスプリング８０の一端は、中空部５２の底部に形成される係止孔５０ａに係止され、他端は中空部５２の開口に対向する内部ロータ２０の端面に形成される係止孔２０ａに係止されている。
【００２５】
また、本実施形態においては、上記したようにカムシャフト１０及び内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、各ベーン６０が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置にある時（各ベーンが各突部３１の進角側の周方向端面及び遅角側の周方向端面にも当接しない位置にある中間位相の時）に退避孔３２と受容孔２６が同期するようになっていて、この相対位相にある時、図示しない吸気弁の開閉時期が内燃機関の始動が可能な時期になるように設定されている。
【００２６】
上記のように構成した本実施形態の弁開閉時期制御装置においては、図４に示した状態、すなわち内燃機関が始動され各進角用室Ｒ１及び各遅角用室Ｒ２に所定油圧が供給される中間位相でのバランス状態（各進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力とトーションコイルスプリング８０の付勢力との和が、各遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力とカムシャフト１０に作用する変動トルクの平均トルクとの和とバランスしている状態）において、内燃機関の運転状態に応じて、制御弁９０のソレノイド９５へ供給される電流のデューティ比を高くすることにより、進角通路１２と通路２４を通して各進角用室Ｒ１に作動油が供給されると共に、各遅角用室Ｒ２から各通路２５と遅角通路１３と制御弁９０等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベーン６０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して進角側（図４の時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大進角量）は図４に一点鎖線で示すように各ベーン６０が突部３１の進角側の周方向端面に当接することにより制限される。また、制御弁９０のソレノイド９５へ供給される電流のデューティ比を低くすることにより、遅角通路１３と通路２５を通して各遅角用室Ｒ２に作動油が供給されると共に、各進角用室Ｒ１から各通路２４と進角通路１２と制御弁９０等を通して作動油が排出されると、内部ロータ２０と各ベーン６０が外部ロータ３０、両プレート４０、５０等に対して遅角側（図４の反時計方向）に相対回転し、この相対回転量（最大遅角量）は各ベーン６０が突部３１の他端面に当接することにより制限される。尚、この位相変換制御中は、受容孔２６或いは退避孔３２内の環状空間３４の少なくともいずれか一方に通路２７或いは連通孔３３を通して所定油圧が供給されており、ロックピン１０１がスプリング１０２に抗して移動し、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６から退避孔３２に退避して、ロックピン１０１によるロックが解除されている。また、上記した位相変換制御中、切換弁１２０は非通電状態にあり、接続通路７２とオイルパン１１１との連通を遮断している。
【００２７】
本実施形態においては、上記したように内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、各ベーン６０が各流体圧室Ｒ０内にて中立位置（図３、図４に示す位置）にあり、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相にある時、図示しない吸気弁の開閉時期が内燃機関の始動が可能な時期になるように設定されている。そのため、この中立位置からベーン６０が遅角側の突部３１の周方向端面に当接する最遅角位置までは内燃機関が始動可能な弁開閉時期よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、内燃機関の高速回転時に、上記したように制御弁９０を制御して中立位置より遅角側へ位相変換し、内燃機関の始動が困難な時期まで図示しない吸気弁の閉時期を遅らせることで、吸気の慣性により体積効率が向上し、内燃機関の出力向上を図ることができる。
【００２８】
内燃機関の停止時には、オイルポンプ１１０の駆動が停止されて流体圧室Ｒ０への作動油の供給が停止されると共に、制御弁９０が非通電状態とされる。これにより、進角用室Ｒ１内の進角油圧による押圧力と遅角用室Ｒ２内の遅角油圧による押圧力がベーン６０に作用しなくなり、内部ロータ２０及びカムシャフト１０には、上記した変動トルクの平均値（内燃機関のクランクシャフト５３が完全に停止するまでの間）とトーションコイルスプリング８０の付勢力のみが作用しており、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相に応じて停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が決まることになる。この時、停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相にあれば、図３に示すように、スプリング１０２によりロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。また、停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相よりも進角側にある場合には、カムシャフト１０に作用する変動トルクの遅角側トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側へ回転し、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相になった時にスプリング１０２によりロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。尚、この時、内燃機関のクランクシャフト５３が完全に停止するまでの間は、図５に示す変動トルクがカムシャフト１０に作用するが、制御弁９０が非通電状態とされているため、カムシャフト１０に作用する進角側トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０は外部ロータ３０に対して進角側には回転し難く、遅角側には遅角側トルクにより回転し易くなる。また、トーションコイルスプリング８０により内部ロータ２０が変動トルクの平均値相当の付勢力で外部ロータ３０に対して進角側に付勢されているため、カムシャフト１０に作用する遅角側トルクの最大値は減少されており、外部ロータ３０に対する内部ロータ２０の上記した遅角側への回転時にロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し易い。
【００２９】
本実施形態においては、内燃機関の始動時に図示しないスタータスイッチがオンされると、スタータスイッチがオンされてから所定時間だけ切換弁１２０のソレノイド１２２へ通電されて、遅角通路１３に連通される接続通路７２がオイルパン１１１に接続される。これにより、内燃機関の始動時には、制御弁９０は非通電状態にあることから、進角用室Ｒ１及び遅角用室Ｒ２は共にオイルパン１１１に連通される。このため、内燃機関の始動時にはトーションコイルスプリング８０の付勢力とカムシャフト１０に作用する変動トルクにより内部ロータ２０が外部ロータ３０に対して遅角側及び進角側に大きくばたつき易くなる（振動し易くなる）。この時、上記したように、内燃機関の停止時の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相、或いは内燃機関の停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が所定位相よりも進角側にある場合には、ロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入しているため、内部ロータ２０及びベーン６０のばたつきが防止される。
【００３０】
ところで、内燃機関の停止直前の内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が、退避孔３２と受容孔２６が同期する所定位相よりも遅角側にある場合には、ロックピン１０１の頭部が受容孔２６に嵌入されない状態で内燃機関が停止されることがある。この状態にて内燃機関が始動されると、カムシャフト１０に作用する変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が外部ロータ３０に対して遅角側に回転し、最大遅角状態となり、内燃機関の始動が困難となる恐れがある。本実施形態においては、上記したように、内燃機関の始動時に進角用室Ｒ１と遅角用室Ｒ２が共にオイルパン１１１に連通されていると共に内部ロータ２０がトーションコイルスプリング８０により外部ロータ３０に対して変動トルクの平均値相当の付勢力で進角側に付勢されているため、変動トルクにより内部ロータ２０及びカムシャフト１０が進角側及び遅角側に大きくばたつき（振動し）、進角側へばたついた時に、退避孔３２と受容孔２６が同期してロックピン１０１の小径部１０１ａの頭部が受容孔２６内に嵌入し、内部ロータ２０と外部ロータ３０の相対位相が保持（ロック）される。
【００３１】
よって、内燃機関の始動時には、内部ロータ２０及び各ベーン６０等から成るの回転部材と、外部ロータ３０、フロントプレート４０及びリアプレート５０等から成る回転伝達部材の不必要な相対回転が規制され、カムシャフト１０に作用する変動トルクに起因する回転部材と回転伝達部材の不必要な相対回転に伴うベーン６０による打音の発生を防止することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態によれば、内燃機関の始動時におけるベーン６０と突部３１の周方向端面との衝突による打音の発生を防止しつつ、内燃機関の高速回転域において体積効率の向上を図ることができる。
【００３３】
上記した実施形態においては、各ベーン６０が各突部３１の周方向端面に当接することにより、内部ロータ２０等の回転部材と外部ロータ３０等の回転伝達部材の相対回転量が制限される弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は１枚のベーンのみが対応する突部の周方向端面に当接することにより回転部材と回転伝達部材の相対回転量が制限される弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。また、本実施形態においては、ベーンが内部ロータと別体に設けられると共に、受容孔及び退避孔が径方向に形成され、ロックピンが径方向に移動する弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明はベーンが周方向に厚肉とされて内部ロータに一体に設けられ、該ベーン又はリアプレート（又はフロントプレート）に退避孔を軸方向に形成すると共にリアプレート（又はフロントプレート）又はベーンに受容孔を軸方向に形成し、ロックピンが軸方向に移動する弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。
【００３４】
また、更に、上記実施形態においては、吸気用のカムシャフト１０に組付けられる弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気用のカムシャフトに組付けられる弁開閉時期制御装置にも同様に実施し得るものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、内燃機関の停止時に流体圧室への作動流体の供給が停止されると、流体圧室の流体圧によってベーンを保持できなくなり、回転部材は回転伝達部材に対して遅角方向へ回転するものの、内燃機関の始動時には相対位相規制手段により回転部材と回転伝達部材の相対位相が最大遅角位置と最大進角位置の間の中間的な相対位相であって、内燃機関が始動可能な弁開閉時期にある時の回転部材と回転伝達部材の所定の相対位相に位置され、この所定の相対位相が位相保持機構により保持される。これにより、内燃機関の始動時に、カムシャフトに作用する変動トルクによりベーンが回転伝達部材の周方向端面に衝突して打音が発生するのを的確に防止することができる。
【００３６】
また、内燃機関の始動時の弁開閉時期が上記した中間的な相対位相時に得られるので、最遅角位置では中間的な相対位相時よりも更に弁の開閉時期を遅らせることができ、内燃機関の高速回転時に吸気の慣性を利用して体積効率の向上を図ることで内燃機関の出力を向上することができると共に、始動時の弁開閉時期を進角させることができ、圧縮比低下等による内燃機関の始動不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】図１に示す一実施形態における制御弁及び切換弁の概略構成図である。
【図３】位相保持機構により位相が保持されている状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】位相保持機構が解除されている状態を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】カムシャフトに作用するトルクの変動を示すグラフである。
【符号の説明】
１０カムシャフト
１２進角通路
１３遅角通路
２０内部ロータ（回転部材）
２４通路
２５通路
２６受容孔
３０外部ロータ（回転伝達部材）
３１突部
３２退避孔
３３連通孔
４０フロントプレート（回転伝達部材）
５０リアプレート（回転伝達部材）
５１タイミングスプロケット（回転伝達部材）
５３クランクシャフト
６０ベーン
７０シリンダヘッド
８０トーションコイルスプリング（相対位相規制手段、付勢部材）
９０制御弁
１２０切換弁
Ｒ０流体圧室
Ｒ１進角用室
Ｒ２遅角用室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve opening / closing timing control device used for controlling the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in a valve operating apparatus for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
As one of the valve opening / closing timing control devices of this type, a rotation transmission member that is mounted on a rotation member that rotates together with a camshaft so as to be relatively rotatable in a predetermined range and that transmits rotational power from a crank sprocket or pulley of the crankshaft; A plurality of vanes provided on the rotating member, and a plurality of fluid pressure chambers formed between the protrusion provided on the rotation transmitting member and the rotating member and divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane A first fluid passage for supplying and discharging fluid to the advance chamber, a second fluid passage for supplying and discharging fluid to the retard chamber, and a relative phase of the rotation member and the rotation transmission member is a predetermined phase Some have a phase holding mechanism that holds the relative phase of the rotating member and the rotation transmitting member, and are disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 1-92504 and 9-250310.
[0003]
In the valve opening / closing timing control device disclosed in each of the above publications, the working fluid is supplied to the advance chamber through the first fluid passage, and the working oil is supplied from the retard chamber through the second fluid passage. By discharging, the rotation member rotates in the advance direction to any position up to the maximum advance position where the vane contacts the circumferential end surface on the advance side of the protrusion with respect to the rotation transmission member, and the valve opening / closing timing is The rotating member is advanced and supplied to the retarding chamber through the second fluid passage, and the working oil is discharged from the advance chamber through the first fluid passage, so that the rotating member moves against the rotation transmitting member. Then, the vane rotates in the retarding direction to an arbitrary position up to the maximum retarding position where the vane contacts the circumferential end surface on the retarding side of the protrusion, and the valve opening / closing timing is retarded.
[0004]
Further, in the valve opening / closing timing control device disclosed in each of the above-mentioned publications, during the operation of the internal combustion engine, a force in the retarding direction always acts on the rotating member due to the variable torque acting on the camshaft, If the supply of hydraulic oil to the fluid pressure chamber is stopped when the internal combustion engine is stopped, the vane cannot be held by the hydraulic pressure in the fluid pressure chamber, and the rotating member rotates in a retarded direction with respect to the rotation transmission member (crankshaft). Until the rotation is completely stopped), the rotation member and the rotation transmission member are stopped at a relative phase corresponding to the relative phase of both of them immediately before the stop. When the internal combustion engine is started in this state, the rotating member rotates in the retarding direction with respect to the rotation transmitting member by the force in the retarding direction described above, and the vane is placed on the circumferential end surface on the retarding side of the protrusion. It is the phase at the maximum retard angle position that abuts. When the internal combustion engine is started in this state, the hydraulic pressure in the fluid pressure chamber rises and becomes unstable until the vane can be held by the hydraulic pressure, and the vane is caused by the fluctuation torque acting on the camshaft. In order to avoid this, the relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member is set to the maximum retarded angle position by the phase holding mechanism. It is to be held at.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the high-speed rotation region of the internal combustion engine, even if the piston starts to approach the top dead center, the intake air tends to enter the cylinder further due to inertia, so that the volume efficiency is improved by delaying the closing timing of the intake valve. It is known that the output can be improved.
[0006]
However, when the valve opening / closing timing control device disclosed in each of the above publications is used to control the opening / closing timing of the intake valve, the valve opening / closing timing at the maximum retard position is determined as described above. Since it is sometimes necessary to set the timing at which intake is possible, the volumetric efficiency cannot be improved due to the inertia of the intake by delaying the closing timing of the intake valve in the high-speed rotation range. This is because if the valve opening / closing timing at the maximum retarded position is set to a time when volumetric efficiency can be improved by the inertia of the intake air, the piston will pass the bottom dead center at the time of starting the internal combustion engine at the maximum retarded position and top dead. The intake valve is open even if it starts to reach the point, and since there is no inertia in the intake air, the intake air once sucked back flows out and is discharged, the compression ratio does not rise, and the combustion cannot occur, and the internal combustion engine This is because it becomes difficult to start. Note that this problem is not caused by the valve opening / closing timing control device disclosed in each of the above publications, even if the valve opening / closing timing at the maximum retardation position is not set to a time at which volumetric efficiency can be improved by the inertia of intake air. Even when the valve opening / closing timing at the maximum retarded angle position is set to a timing at which intake is possible at start-up, if the closing timing of the intake valve is set after the bottom dead center of the piston, It is likely to occur in places.
[0007]
Further, when the valve opening / closing timing control device disclosed in each of the above publications is used to control the opening / closing timing of the exhaust valve, if the closing timing of the exhaust valve is similarly delayed, the overlap between the intake valve and the exhaust valve is also achieved. The period becomes longer, the internal EGR amount (exhaust gas recirculation amount) increases, and the startability of the internal combustion engine decreases.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, it is an object of the present invention to provide a valve opening / closing timing control device capable of expanding the variable control region while preventing the occurrence of a hammering sound caused by a vane at the time of starting an internal combustion engine and starting failure. And
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A rotating member that rotates together with one of a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine, a rotation transmission member that is mounted on the rotating member so as to be relatively rotatable within a predetermined range, and that rotates together with the other of the crankshaft or the camshaft; A fluid pressure chamber formed between the rotation member and the rotation transmission member and divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane, and the rotation member and the rotation transmission. Element When The rotation member and the rotation transmission member when the relative phase of the rotation is a predetermined phase When A phase holding mechanism for holding the relative phase of the rotating member and the rotation transmitting member by fluid pressure applied to the advance angle chamber and the retard angle chamber. When In the valve opening / closing timing control device that changes the opening / closing timing of the valve driven by the camshaft by changing the rotation phase of the camshaft relative to the rotation phase of the crankshaft. The rotating member and the rotation transmitting member in a maximum advance state in which the volume of the corner chamber is minimized When The rotating member and the rotation transmitting member in the maximum retarded state in which the volume of the advance chamber is minimized by the relative phase of the vane and the vane When Between the relative phases of the rotating member and the rotation transmitting member by the phase holding mechanism at a predetermined intermediate relative phase when the internal combustion engine is in a valve opening / closing timing at which the internal combustion engine can be started. When The relative phase of the rotating member and the rotation transmitting member are maintained. When Relative phase of the predetermined phase when the internal combustion engine is started. Intermediate Regulated to relative phase And when the relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member immediately before the stop of the internal combustion engine is on the advance side with respect to the predetermined intermediate relative phase, the camshaft is driven. It is composed of a biasing member that biases to the advance side with a biasing force smaller than the average value of the fluctuation torque required for The relative phase restricting means is provided.
[0010]
According to the above means, if the supply of the working fluid to the fluid pressure chamber is stopped when the internal combustion engine is stopped, the vane cannot be held by the fluid pressure in the fluid pressure chamber, and the rotating member is delayed with respect to the rotation transmitting member. Although rotating in the angular direction, when the internal combustion engine is started, the relative phase restriction means restricts the relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member to a predetermined intermediate relative phase, and the phase holding mechanism causes the relative rotation between the rotating member and the rotation transmitting member. The phase is maintained at an intermediate relative phase. As a result, it is possible to accurately prevent the vane from colliding with the circumferential end surface of the rotation transmission member and generating sound when starting the internal combustion engine.
[0011]
Further, since the valve opening / closing timing at the start of the internal combustion engine is obtained at the intermediate relative phase described above, the valve opening / closing timing can be further delayed at the most retarded position than at the intermediate relative phase, It is possible to improve the volumetric efficiency by utilizing inertia, advance the valve opening / closing timing at the time of starting, and prevent the starting failure of the internal combustion engine due to a decrease in the compression ratio or the like. .
[0013]
In the above-described means, the phase holding mechanism may be configured to change a relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member when a fluid pressure in the first fluid passage and the second fluid passage is reduced at the predetermined relative phase. You may comprise so that it may hold | maintain.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
One embodiment of the valve opening / closing timing control device shown in FIGS. 1 to 4 is assembled integrally with the tip end portion (right end in FIG. 1) of the camshaft 10 rotatably supported by the cylinder head 70 of the internal combustion engine. A rotary member for opening and closing a valve comprising an attached internal rotor 20, and an external rotor 30, a front plate 40, a rear plate 50, and a rear plate 50 that are externally mounted on the camshaft 10 and the internal rotor 20 so as to be relatively rotatable within a predetermined range. A rotation transmission member composed of a timing sprocket 51 provided integrally on the outer periphery, five vanes 60 assembled to the inner rotor 20, a phase holding mechanism composed of a lock pin 101 and the like assembled to the outer rotor 30, etc. Has been. As is well known, the timing sprocket 51 is configured so that rotational power is transmitted in the clockwise direction in FIG. 3 from a crankshaft 53 via a crank sprocket (not shown) and a timing chain 54.
[0016]
The camshaft 10 has a known cam 11 that opens and closes an intake valve, and an advance angle passage 12 and a retard angle passage 13 that extend in the axial direction of the camshaft 10 are provided therein. The advance passage 12 is connected to a connection port 91 a of the housing 91 of the control valve 90 through a radial passage provided in the camshaft 10 and an annular groove and a connection passage 71 provided in the cylinder head 70. The retard passage 13 is connected to a connection port 91 b of the housing 91 of the control valve 90 via a radial passage provided in the camshaft 10 and an annular groove and a connection passage 72 provided in the cylinder head 70. In FIG. 1, reference numeral 14 denotes a ball that closes one end opening of the retard passage 13.
[0017]
1 and 2, the control valve 90 has a spool 92, which is inserted in the housing 91 so as to be movable in the axial direction by energizing the solenoid 95, together with the movable core 94 against the spring 93. The supply port 91c of the housing 91, which is connected to the oil pump 110 driven by the internal combustion engine through the supply passage 100 when not energized, is connected to the connection port 91b via the annular groove 92a of the spool 92. And the connection port 91a communicates with the discharge port 91d through the communication passage 92b of the spool 92, and the supply port 91c communicates with the connection port 91a through the annular groove 92a when energized. 91 b is configured to communicate with the discharge port 91 d through the communication path 92 c of the spool 92. There. Therefore, hydraulic oil is supplied to the retard passage 13 when the solenoid 95 is not energized, and hydraulic oil is supplied to the advance passage 12 when the solenoid 95 is energized. The energization of the solenoid 95 is duty-controlled by a control device (not shown). The discharge port 91 d communicates with the oil pan 111 through a discharge passage 73 provided in the cylinder head 70.
[0018]
As shown in FIG. 2, a bypass passage 74 that bypasses the control valve 90 and communicates with the oil pan 111 is connected to the connection passage 72. A switching valve 120 is interposed in the bypass passage 74. The switching valve 120 can move the spool 121 inserted in the housing so as to be movable in the axial direction to the left in FIG. The switching valve 120 blocks communication with the oil pan 111 via the bypass passage 74 of the connection passage 71 when the solenoid 122 is not energized, and connects the connection passage 72 to the drain via the bypass passage 74 when the solenoid 122 is energized. It is configured as follows. The energization of the solenoid 122 is on / off controlled by a control device (not shown).
[0019]
The inner rotor 20 is integrally fixed to the camshaft 10 by a single mounting bolt 81, has a vane groove 21 for movably mounting each of the five vanes 60 in the radial direction, and the camshaft. 10 and a receiving hole 26 into which a predetermined amount of the head of the small-diameter portion 101a of the lock pin 101 is inserted when the relative phases of the inner rotor 20 and the outer rotor 30 are synchronized at a predetermined phase (vane neutral position) described later. A passage 27 for supplying and discharging hydraulic oil from the retard passage 12 to the receiving hole 26, and a passage for supplying and discharging hydraulic oil from the advance passage 12 to the advance chamber R1 defined by the vanes 60 (in the advance passage 12). Each of the vanes 60 is defined by a radial passage 22 that communicates, an annular groove that communicates with the radial passage 22, and five communication holes that extend radially outward from the annular groove. And a passage 25 for supplying and discharging hydraulic oil from the retarded angle passage 13 to the retarded angle chamber R2 was. The receiving hole 26 is formed in the radial direction on the outer periphery of the inner rotor 20. Each vane 60 is urged radially outward by a vane spring 61 (see FIG. 1) accommodated in the bottom of the vane groove 21.
[0020]
The outer rotor 30 is assembled to the outer periphery of the inner rotor 20 so as to be relatively rotatable within a predetermined range. A front plate 40 and a rear plate 50 are joined to both sides of the outer rotor 30 and are integrally connected by three connecting bolts 82. Has been. In addition, five protrusions 31 are formed on the inner periphery of the outer rotor 30 at predetermined intervals in the radial direction, and the inner peripheral surface of these protrusions 31 is the inner rotor 20. The outer rotor 30 is rotatably supported by the inner rotor 20 so as to be in sliding contact with the outer peripheral surface. A stepped retraction hole 32 that accommodates the lock pin 101 and the spring 102 is provided in one protrusion 31. It is formed in the radial direction.
[0021]
Each vane 60 has a circular arc cross-sectional shape at the tip, and is attached to the vane groove 21 of the internal rotor 20 between the plates 40 and 50 so as to be movable in the radial direction. The fluid pressure chamber R0 formed between each of the projections 31, the inner rotor 20, the front plate 40, and the rear plate 50 is divided into an advance chamber R1 and a retard chamber R2. The phase (relative rotation amount) adjusted by the valve opening / closing timing control device is limited by coming into contact with the circumferential end surface of each protrusion 31 formed on the external rotor 30.
[0022]
The lock pin 101 is assembled such that the small diameter portion 101 a and the large diameter portion 101 b are slidable in the axial direction in the stepped retraction hole 32, and is urged toward the internal rotor 20 by the spring 102. . The spring 102 is interposed between the lock pin 101 and the retainer 103, and the retainer 103 is secured to the escape hole 32 by a snap ring 104. An annular recess is formed in the step portion between the small diameter portion 101 a and the large diameter portion 101 b of the lock pin 101, and the relative phase of the camshaft 10, the internal rotor 20, and the external rotor 30 depends on the receiving hole 26 and the retraction hole 32. 3 in a state where the head of the small-diameter portion 101a of the lock pin 101 is fitted into the receiving hole 26 at a predetermined phase (vane neutral position) synchronized with the stepped portion of the retraction hole 32. An annular space 34 is formed. The annular space 34 communicates with an advance angle chamber R <b> 1 provided adjacently via a communication hole 33 formed in the protrusion 31.
[0023]
By the way, the torque required to drive the camshaft 10 is not constant and varies based on opening / closing driving of an intake valve (not shown). That is, as shown in FIG. 5, this torque is retarded when the camshaft 10 opens the intake valve (the camshaft 10 is moved in the retarding direction (counterclockwise in FIGS. 3 and 4)). (The torque that acts to rotate) and the advance side torque generated when the camshaft 10 closes the intake valve (rotates the camshaft 10 in the advance direction (clockwise in FIGS. 3 and 4)). And the maximum value of the torque that acts in this manner are periodically fluctuating. As shown in FIG. 5, the maximum value of the retard side torque of the variable torque is larger than the maximum value of the advance side torque. Therefore, the average value of the variable torque is on the retard side as shown by a one-dot chain line in FIG. Present on the torque side. Therefore, during operation of the internal combustion engine, the fluctuation torque acts to rotate the camshaft 10 to the retard side on average.
[0024]
In the present embodiment, the torsion coil spring 80 is applied to the rotation transmission member including the outer rotor 30, the front plate 40, the rear plate 50, the rear plate 50 and the like together with the rotating member including the camshaft 10 including the inner rotor 20 and the vane 60. Therefore, it is always urged in the advance angle direction with an urging force equivalent to the average value of the above-mentioned fluctuation torque. The torsion coil spring 80 is accommodated in an annular hollow portion 52 formed so as to open to the inner rotor 20 side at a portion of the rear plate 50 facing the rear end surface of the inner rotor 20. One end of the torsion coil spring 80 is locked in a locking hole 50 a formed at the bottom of the hollow portion 52, and the other end is a locking hole 20 a formed in the end surface of the internal rotor 20 facing the opening of the hollow portion 52. It is locked to.
[0025]
In the present embodiment, as described above, the relative phases of the camshaft 10, the inner rotor 20, and the outer rotor 30 are determined when each vane 60 is in a neutral position in each fluid pressure chamber R0 (each vane is The retracting hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized with each other at the intermediate phase at a position where they do not contact the circumferential end surface on the advance side and the circumferential end surface on the retard side of the protrusion 31. When in the relative phase, the opening / closing timing of an intake valve (not shown) is set to a timing at which the internal combustion engine can be started.
[0026]
In the valve timing control apparatus of the present embodiment configured as described above, the state shown in FIG. 4, that is, the internal combustion engine is started, and a predetermined hydraulic pressure is supplied to each advance chamber R1 and each retard chamber R2. (The sum of the pressing force by the advance hydraulic pressure in each advance chamber R1 and the urging force of the torsion coil spring 80 is the sum of the pressing force by the retard hydraulic pressure in each retard chamber R2) In a state balanced with the sum of the average torque of the fluctuating torque acting on the camshaft 10), the duty ratio of the current supplied to the solenoid 95 of the control valve 90 is increased in accordance with the operating state of the internal combustion engine. Thus, hydraulic oil is supplied to each advance chamber R1 through the advance passage 12 and the passage 24, and the hydraulic oil is discharged from each retard chamber R2 through each passage 25, the retard passage 13, the control valve 90, and the like. When The rotor 20 and the vanes 60 rotate relative to the external rotor 30, the plates 40, 50, etc. in the advance side (clockwise in FIG. 4), and the relative rotation amount (maximum advance angle amount) is shown in FIG. As indicated by the alternate long and short dash line, each vane 60 is restricted by contacting the circumferential end surface of the protrusion 31 on the advance side. Further, by reducing the duty ratio of the current supplied to the solenoid 95 of the control valve 90, the hydraulic oil is supplied to each retard chamber R2 through the retard passage 13 and the passage 25, and each advance chamber is provided. When hydraulic fluid is discharged from R1 through each passage 24, advance passage 12, control valve 90, etc., the inner rotor 20 and each vane 60 are retarded with respect to the outer rotor 30, both plates 40, 50, etc. (see FIG. 4 (counterclockwise 4), and the relative rotation amount (maximum retardation amount) is limited by the contact of each vane 60 with the other end surface of the protrusion 31. During the phase conversion control, a predetermined hydraulic pressure is supplied to at least one of the receiving hole 26 or the annular space 34 in the retraction hole 32 through the passage 27 or the communication hole 33, and the lock pin 101 resists the spring 102. Thus, the head of the small-diameter portion 101a of the lock pin 101 is retracted from the receiving hole 26 to the retract hole 32, and the lock by the lock pin 101 is released. Further, during the phase conversion control described above, the switching valve 120 is in a non-energized state and blocks communication between the connection passage 72 and the oil pan 111.
[0027]
In the present embodiment, as described above, the relative phase between the inner rotor 20 and the outer rotor 30 is such that each vane 60 is in a neutral position (position shown in FIGS. 3 and 4) in each fluid pressure chamber R0, and is retracted. When the hole 32 and the receiving hole 26 are in a predetermined phase that is synchronized, the opening / closing timing of an intake valve (not shown) is set to be a timing at which the internal combustion engine can be started. Therefore, the valve opening / closing timing can be further delayed from the neutral position to the most retarded position where the vane 60 comes into contact with the circumferential end surface of the retarded protrusion 31 from the valve opening / closing timing at which the internal combustion engine can be started. When the internal combustion engine rotates at high speed, the control valve 90 is controlled as described above to perform phase conversion from the neutral position to the retard side, thereby delaying the closing timing of the intake valve (not shown) until it is difficult to start the internal combustion engine. The volumetric efficiency is improved by the inertia of the intake air, and the output of the internal combustion engine can be improved.
[0028]
When the internal combustion engine is stopped, the drive of the oil pump 110 is stopped, the supply of hydraulic oil to the fluid pressure chamber R0 is stopped, and the control valve 90 is turned off. As a result, the pressing force by the advance hydraulic pressure in the advance chamber R1 and the press force by the retard hydraulic pressure in the retard chamber R2 do not act on the vane 60, and the internal rotor 20 and the camshaft 10 have the above-described effects. Only the average value of the fluctuating torque (until the crankshaft 53 of the internal combustion engine completely stops) and the urging force of the torsion coil spring 80 are acting, and the relative phases of the internal rotor 20 and the external rotor 30 immediately before the stop are acting. Accordingly, the relative phase between the internal rotor 20 and the external rotor 30 at the time of stop is determined. At this time, if the relative phase between the internal rotor 20 and the external rotor 30 at the time of stop is in a predetermined phase in which the retracting hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized, as shown in FIG. The head of 101a is fitted into the receiving hole 26, and the relative phase between the inner rotor 20 and the outer rotor 30 is maintained (locked). Further, when the relative phase of the internal rotor 20 and the external rotor 30 immediately before the stop is on the advance side with respect to the predetermined phase in which the retraction hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized, the fluctuation torque acting on the camshaft 10 is delayed. When the internal rotor 20 and the camshaft 10 are rotated to the retard side with respect to the external rotor 30 by the angular side torque, and the retraction hole 32 and the receiving hole 26 are in a predetermined phase, the small diameter portion of the lock pin 101 is caused by the spring 102. The head of 101a is fitted into the receiving hole 26, and the relative phase between the inner rotor 20 and the outer rotor 30 is maintained (locked). At this time, until the crankshaft 53 of the internal combustion engine is completely stopped, the fluctuating torque shown in FIG. 5 acts on the camshaft 10, but the control valve 90 is in a non-energized state. Due to the advance side torque acting on the shaft 10, the internal rotor 20 and the camshaft 10 are difficult to rotate on the advance side with respect to the external rotor 30, and easily turn on the retard side due to the retard side torque. In addition, since the internal rotor 20 is urged toward the advance side with respect to the external rotor 30 by the urging force corresponding to the average value of the fluctuation torque by the torsion coil spring 80, the maximum retard side torque acting on the camshaft 10 is obtained. The value is reduced, and the head of the small-diameter portion 101a of the lock pin 101 is likely to be fitted into the receiving hole 26 when the inner rotor 20 is rotated toward the retard side with respect to the outer rotor 30.
[0029]
In this embodiment, when a starter switch (not shown) is turned on at the time of starting the internal combustion engine, the solenoid 122 of the switching valve 120 is energized for a predetermined time after the starter switch is turned on, and is communicated with the retard passage 13. The connection passage 72 is connected to the oil pan 111. As a result, when the internal combustion engine is started, the control valve 90 is in a non-energized state, so that both the advance chamber R1 and the retard chamber R2 are communicated with the oil pan 111. For this reason, when the internal combustion engine is started, the inner rotor 20 is likely to flutter to the retard side and the advance side with respect to the outer rotor 30 due to the biasing force of the torsion coil spring 80 and the fluctuating torque acting on the camshaft 10 (vibrates). Easier). At this time, as described above, the relative phase between the internal rotor 20 and the external rotor 30 when the internal combustion engine is stopped is a predetermined phase in which the escape hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized, or the internal rotor 20 and the external rotor immediately before the internal combustion engine is stopped. When the relative phase of the rotor 30 is more advanced than the predetermined phase, the head of the small-diameter portion 101a of the lock pin 101 is fitted in the receiving hole 26, so that the internal rotor 20 and the vane 60 flutter. Is prevented.
[0030]
By the way, when the relative phase of the internal rotor 20 and the external rotor 30 immediately before the stop of the internal combustion engine is on the retard side with respect to a predetermined phase in which the retraction hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized, the head of the lock pin 101 is The internal combustion engine may be stopped in a state where it is not fitted into the receiving hole 26. When the internal combustion engine is started in this state, the internal rotor 20 and the camshaft 10 are rotated to the retard side with respect to the external rotor 30 by the fluctuating torque acting on the camshaft 10 to reach the maximum retarded state. May be difficult to start. In the present embodiment, as described above, both the advance chamber R1 and the retard chamber R2 are communicated with the oil pan 111 when the internal combustion engine is started, and the internal rotor 20 is connected to the external rotor 30 by the torsion coil spring 80. The internal rotor 20 and the camshaft 10 greatly fluctuate (vibrate) toward the advance side and the retard side due to the fluctuation torque because the biasing force is biased toward the advance side by the biasing force equivalent to the average value of the fluctuation torque. When flapping toward the advance side, the retraction hole 32 and the receiving hole 26 are synchronized, and the head of the small diameter portion 101a of the lock pin 101 is fitted into the receiving hole 26, and the relative phase between the inner rotor 20 and the outer rotor 30 is increased. Is held (locked).
[0031]
Therefore, when the internal combustion engine is started, unnecessary relative rotation of the rotation member composed of the internal rotor 20 and the vanes 60 and the rotation transmission member composed of the external rotor 30, the front plate 40, the rear plate 50, and the like is restricted. It is possible to prevent occurrence of hitting sound by the vane 60 due to unnecessary relative rotation between the rotating member and the rotation transmitting member due to the varying torque acting on the camshaft 10.
[0032]
As described above, according to the present embodiment, the volumetric efficiency in the high-speed rotation region of the internal combustion engine is prevented while preventing the generation of a hitting sound due to the collision between the vane 60 and the circumferential end surface of the protrusion 31 when the internal combustion engine is started. Can be improved.
[0033]
In the above-described embodiment, each vane 60 abuts on the circumferential end surface of each protrusion 31, so that the relative rotation amount of the rotation member such as the internal rotor 20 and the rotation transmission member such as the external rotor 30 is limited. Although the present invention has been implemented in the opening / closing timing control device, the present invention relates to a valve opening / closing in which the relative rotation amount of the rotating member and the rotation transmitting member is limited by only one vane contacting the circumferential end surface of the corresponding protrusion. The timing control device can be similarly implemented. In this embodiment, the present invention is applied to a valve opening / closing timing control device in which a vane is provided separately from the internal rotor, a receiving hole and a retraction hole are formed in the radial direction, and the lock pin moves in the radial direction. However, according to the present invention, the vane is thickened in the circumferential direction and is provided integrally with the inner rotor, and a retraction hole is formed in the vane or the rear plate (or front plate) in the axial direction and the rear plate (or front plate). Or a valve opening / closing timing control device in which a receiving hole is formed in the vane in the axial direction and the lock pin moves in the axial direction.
[0034]
Furthermore, in the above embodiment, the present invention is applied to the valve opening / closing timing control device assembled to the intake camshaft 10. However, the present invention relates to the valve opening / closing timing control device assembled to the exhaust camshaft. Similarly, it can be implemented.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the supply of the working fluid to the fluid pressure chamber is stopped when the internal combustion engine is stopped, the vane cannot be held by the fluid pressure in the fluid pressure chamber, and the rotating member becomes the rotation transmitting member. However, when the internal combustion engine is started, the relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member is an intermediate relative phase between the maximum retarded angle position and the maximum advanced angle position when the internal combustion engine is started. The rotation member and the rotation transmission member are positioned at a predetermined relative phase when the internal combustion engine is at a valve opening / closing timing at which the internal combustion engine can be started, and this predetermined relative phase is held by the phase holding mechanism. Thereby, when the internal combustion engine is started, it is possible to accurately prevent the vane from colliding with the circumferential end surface of the rotation transmitting member due to fluctuating torque acting on the camshaft and generating sound.
[0036]
Further, since the valve opening / closing timing at the start of the internal combustion engine is obtained at the intermediate relative phase described above, the valve opening / closing timing can be further delayed at the most retarded position than at the intermediate relative phase. By improving the volumetric efficiency by utilizing the inertia of the intake air during high-speed rotation of the engine, the output of the internal combustion engine can be improved, the valve opening / closing timing at the start can be advanced, and the compression ratio is reduced, etc. It is possible to prevent starting failure of the internal combustion engine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of a valve timing control apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a control valve and a switching valve in the embodiment shown in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing a state in which the phase is held by the phase holding mechanism.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing a state in which the phase holding mechanism is released.
FIG. 5 is a graph showing fluctuations in torque acting on the camshaft.
[Explanation of symbols]
10 Camshaft
12 advance passage
13 retarded passage
20 Internal rotor (rotating member)
24 passage
25 passage
26 Receiving hole
30 External rotor (rotation transmission member)
31 Projection
32 Retraction hole
33 communication hole
40 Front plate (Rotation transmission member)
50 Rear plate (Rotation transmission member)
51 Timing sprocket (Rotation transmission member)
53 Crankshaft
60 Vane
70 Cylinder head
80 Torsion coil spring (relative phase regulating means, biasing member)
90 Control valve
120 selector valve
R0 fluid pressure chamber
R1 advance angle chamber
R2 retarding chamber

Claims

A rotating member that rotates with one of the crankshaft or camshaft of the internal combustion engine;
A rotation transmitting member mounted on the rotating member so as to be relatively rotatable within a predetermined range and rotating with the other of the crankshaft or the camshaft;
A vane provided on the rotating member;
A fluid pressure chamber formed between the rotation member and the rotation transmission member and divided into an advance chamber and a retard chamber by the vane;
And a phase holding mechanism relative phase between the rotation transmission member and the rotating member holding the relative phase between the rotation transmission member and the rotating member when a predetermined phase,
Wherein the rotary member and the rotation transmitting member is relatively rotated by the fluid pressure applied to the advance angle chamber and the retarded angle chamber, the rotation phase of the camshaft relative to the rotational phase of the crankshaft is caused to change In the valve opening / closing timing control device for changing the opening / closing timing of the valve driven by the camshaft,
The maximum delay in which the volume of the advance chamber is minimized by the vane and the relative phase of the rotation member and the rotation transmission member in the maximum advance state in which the volume of the retard chamber is minimized by the vane. a intermediate relative phase between the relative phase between the rotation transmission member and the rotating member at the corner condition,
The relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member is held by the phase holding mechanism at a predetermined intermediate relative phase when the internal combustion engine is in a valve opening / closing timing at which the internal combustion engine can be started, and the rotation The relative phase between the member and the rotation transmission member can be restricted to the predetermined intermediate relative phase when starting the internal combustion engine ,
Necessary for driving the camshaft when the relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member immediately before the stop of the internal combustion engine is more advanced than the predetermined intermediate relative phase. A valve opening / closing timing control device comprising a relative phase restricting means comprising an urging member that urges the advance side with an urging force smaller than an average value of the fluctuation torque .

The phase holding mechanism holds a relative phase between the rotating member and the rotation transmitting member when fluid pressures in the advance angle chamber and the retard angle chamber are reduced at the predetermined relative phase. The valve opening / closing timing control device according to claim 1.