JP4109972B2 - Valve timing control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、内燃機関の吸気側または排気側の機関弁の開閉タイミングを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のバルブタイミング制御装置として、次のようなものが案出されている。
【0003】
このバルブタイミング制御装置は、クランクシャフトにタイミングチェーン等を介して連係されたハウジング(駆動回転体)がカムシャフトの端部に回動可能に組み付けられ、ハウジングの内側端面に形成された径方向ガイドに可動案内部が径方向に沿って摺動自在に係合支持されると共に、径方向外側に突出するレバーを有するレバー軸(従動回転体)がカムシャフトの端部にボルト結合され、可動案内部とレバー軸のレバーとがリンクによって枢支連結されている。そして、前記径方向ガイドに対向する位置には、渦巻き状ガイドを有する中間回転体がハウジングとレバー軸に対して相対回動可能に設けられ、前記可動案内部の軸方向の一方の端部に突設された略円弧状の複数の突条が前記渦巻き状ガイドに案内係合されている。また、中間回転体はハウジングに対して回転を進める側にゼンマイばねによって付勢されると共に、電磁ブレーキによって回転を遅らせる側の力を適宜受けるようになっている。この装置の場合、中間回転体に操作力を付与するゼンマイばね及び電磁ブレーキと、中間回転体の回動に応じてハウジング(駆動回転体)とレバー軸(従動回転体)の組付角を回動操作するリンクと、によって組付角変更手段が構成されている。
【0004】
この装置においては、電磁ブレーキがOFF状態のときには、中間回転体がゼンマイばねの付勢力を受けハウジングに対して初期位置に位置されており、渦巻き状ガイドに突条でもって噛合う可動案内部は径方向外側に最大に変位し、リンクを引き起こしてハウジングとレバー軸の組付角を最遅角位相の角度位置(以下、「最遅角位置」と呼ぶ。)または最進角位相の角度位置(以下、「最進角位置」と呼ぶ。)に維持している。そして、この状態から電磁ブレーキがONにされると、中間回転体が減速されてハウジングに対して遅れ側に相対回転する結果、渦巻き状ガイドに噛合う可動案内部が径方向内側に変位し、今まで引き起こされていたリンクを次第に倒すようにしてハウジングとレバー軸の組付角を最進角位置または最遅角位置に変更する。
【0005】
【特許文献】
特開2001−41013号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のバルブタイミング制御装置の場合、電磁ブレーキのON作動によってハウジングとレバー軸の組付角を変更し得るようになっているが、電磁ブレーキを含む組付変更手段には、構成部材各部の接触摩擦やゼンマイばねのセット荷重等が抵抗として作用するため、電磁ブレーキに通電する電流値が設定値以上にならないと、組付角変更手段の回動作動は実際には開始されない。
【0007】
したがって、従来のバルブタイミング制御装置においては、電磁ブレーキの通電電流が設定値に達するまでにタイムラグが存在し、このことが組付角の変更を迅速に行ううえでのネックとなっていた。
【0008】
そこでこの出願の発明は、駆動回転体と従動回転体の組付角を電磁ブレーキの通電によって迅速に変更できるようにして、応答性に優れた内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、本願請求項1に係る発明は、内燃機関のクランクシャフトによって回転駆動される駆動回転体と、カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成り、前記駆動回転体が必要に応じて相対回動できるように組み付けられた従動回転体と、電磁ブレーキの制動力を用いて前記駆動回転体と従動回転体の組付角を操作する組付角変更手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
車両電源がオンされてから前記組付角変更手段の制御を開始するまでの前記駆動回転体と従動回転体の組付角を変更しない待機状態のときに、前記電磁ブレーキに、前記両回転体が相対回動することのないイニシャル電流を通電するようにした。
【0010】
この発明の場合、電磁ブレーキには予めイニシャル電流が通電されているため、駆動回転体と従動回転体の組付角を変更するときには、電磁ブレーキの通電電流が設定電流に達するまでの時間が短縮されることとなる。したがって、この発明によれば、駆動回転体と従動回転体の組付角を迅速に変更して、速やかなバルブタイミング制御を実現することができる。
【0011】
前記イニシャル電流は、内燃機関の回転速度に応じて可変制御するようにしても良い。この場合、内燃機関の回転速度に応じてイニシャル電流を緻密に制御することができるため、例えば、カムシャフトの回転負荷の大きくなる高回転域ではイニシャル電流を大きくする等によって、内燃機関の広い回転域において組付角の迅速な変更を実現できる。
【0012】
また、前記イニシャル電流は、内燃機関を循環する潤滑油の温度に応じて可変制御するようにしても良い。この場合、潤滑油の潤滑性が高まる温度領域ではイニシャル電流を小さくし、潤滑性が低下する領域ではイニシャル電流を大きくする等により、広い温度領域において組付角の迅速な変更を実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、この出願の発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
この実施形態は、この出願の発明にかかるバルブタイミング制御装置を内燃機関の吸気側の動弁系に適用したものであるが、排気側の動弁系に同様に適用することも可能である。
【0015】
バルブタイミング制御装置は、図1に示すように内燃機関のシリンダヘッド(図示せず)に回転自在に支持されたカムシャフト1と、このカムシャフト1の前端部に結合された従動軸部材7(従動回転体)と、この従動軸部材7に必要に応じて相対回動できるように組み付けられ、チェーン(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)に連係されるタイミングスプロケット2を外周に有する駆動リング3(駆動回転体)と、この駆動リング3と従動軸部材7の前方側(図1中左側)に配置され、両者3,1を相対回動させて組付角を操作する組付角変更手段4と、内燃機関の図外のシリンダヘッドとヘッドカバーの前面に跨って取り付けられて組付角変更手段4の前面と周域を覆う図外のVTCカバーと、を備えている。尚、組付角変更手段4は、回動操作力を発生する操作力発生部40と、その操作力発生部40で発生した回動操作力を駆動リング3と従動軸部材7の相対的な回転力に変換する変換機構部41と、によって構成されている。
【0016】
駆動リング3は、段差状の挿通孔6を備えた略円板状に形成され、この挿通孔6部分が従動軸部材7(従動回転体)に回転可能に組み付けられている。そして、駆動リング3の前面(カムシャフト1と逆側の面)には、図2,図3に示すように、対面する平行な側壁を有する3つの径方向溝8(径方向ガイド)が同リング3のほぼ半径方向に沿うように形成されている。
【0017】
また、従動軸部材7は、図1に示すように、カムシャフト1の前端部に突き合される基部側の外周に拡径部が形成されると共に、その拡径部よりも前方側の外周面に放射状に突出する三つのレバー9が一体に形成され、軸芯部を貫通するボルト10によってカムシャフト1に結合されている。各レバー9には、リンク11の基端がピン12によって枢支連結され、各リンク11の先端には前記各径方向溝8に摺動自在に係合する円柱状の突出部13が一体に形成されている。
【0018】
各リンク11は、突出部13が対応する径方向溝8に係合した状態において、ピン12を介して従動軸部材7に連結されているため、リンク11の先端側が外力を受けて径方向溝8に沿って変位すると、駆動リング3と従動軸部材7はリンク11の作用でもって突出部13の変位に応じた方向及び角度だけ相対回動する。
【0019】
また、各リンク11の先端部には、軸方向前方側に開口する収容穴14が形成され、この収容穴14に、後述する渦巻き溝15(渦巻き状ガイド)に係合する係合ピン16と、この係合ピン16を前方側(渦巻き溝15側)に付勢するコイルばね17とが収容されている。尚、この実施形態の場合、リンク11の先端の突出部13と係合ピン16、コイルばね17等によって径方向に変位可能な可動案内部が構成されている。
【0020】
一方、従動軸部材7のレバー9の突設位置よりも前方側には、円板状のフランジ壁を有する中間回転体18が軸受19を介して回転自在に支持されている。この中間回転体18のフランジ壁の後面側には断面半円状の前述の渦巻き溝15が形成され、この渦巻き溝15に、前記各リンク11の先端の係合ピン16が転動自在に案内係合されている。渦巻き溝15の渦巻きは、機関回転方向Rに沿って次第に縮径するように形成されている。したがって、各リンク11先端の係合ピン16が渦巻き溝15に係合した状態において、中間回転体18が駆動リング3に対して遅れ方向に相対回転すると、リンク11の先端部は径方向溝8に案内されつつ、渦巻き溝15の渦巻き形状に誘導されて半径方向内側に移動し、逆に、中間回転体18が進み方向に相対変位すると、半径方向外側に移動する。
【0021】
組付角変更手段4の変換機構部41は、以上説明した駆動リング3の径方向溝8、リンク11、突出部13、係合ピン16、レバー9、中間回転体18、渦巻き溝15等によって構成されている。この変換機構部41は、後述する操作力発生部40から中間回転体18にカムシャフト1に対する相対的な回動操作力が入力されると、その操作力が渦巻き溝15と係合ピン16の係合部を通してリンク11の先端を径方向に変位させ、このときリンク11が揺動してその揺動量に応じて駆動リング3と従動軸部材7を相対回動させる。
【0022】
一方、操作力発生部5は、中間回転体18を駆動リング3に対して機関回転方向Rに付勢する付勢手段としてのゼンマイばね45と、中間回転体18に制動力を付与することで同回転体18を駆動リング3に対して機関回転方向Rと逆方向に作動させるヒステリシスブレーキ20と、を備え、ゼンマイばね45の付勢力とヒステリシスブレーキ20の作動力とのバランスによって中間回転体18を回動操作するようになっている。尚、ヒステリシスブレーキ20はこの出願の発明における電磁ブレーキを構成している。
【0023】
ゼンマイばね45は、駆動リング3に延設された円筒壁21にその外周端部が結合される一方、内周端部が中間回転体18の円筒状の基部に結合されている。
【0024】
また、中間回転体18のカムシャフト1と逆側の端面には、封止壁46が一体に結合され、その封止壁46の外周面が前記円筒壁21の内面に摺動自在に密接している。
【0025】
図1,図4に示すように、ヒステリシスブレーキ20は、略円筒状の隙間を挟む対向面を備え、非回転部材であるVTCカバーに取り付けられた磁気誘導部材22と、前記対向面に設けられた内側極歯23、及び、外側極歯24と、磁気誘導部材22に取り付けられて内側極歯23と外側極歯24の間に磁界を生じさせる電磁コイル25と、前記両極歯23,24間に非接触状態で挿入配置された円筒状のヒステリシスリング26と、外周端がこのヒステリシスリング26に一体に結合された状態で中間回転体18に連結ピン47とゴムブッシュ48を介して結合された円環プレート27と、を備え、電磁コイル25が内燃機関の運転状態に応じてコントローラ42によって適宜通電制御されるようになっている。
【0026】
磁気誘導部材22の内側極歯23と外側極歯24は夫々軸方向に沿って延出する複数の極歯要素を有している。両極歯23,24の極歯要素は夫々円周方向に沿って配置され、極歯23,24の極歯要素相互は円周方向にオフセットされている。したがって、電磁コイル25が通電されると、両極歯23,24間には、オフセットした位置関係にある相手極歯要素に向かう磁界が発生する。
【0027】
ヒステリシスリング26は、磁気的ヒステリシス特性を有するヒステリシス材から成り、同リング26の回転中に内側極歯23と外側極歯24の間に磁界が発生すると、その磁界の向きとヒステリシスリング26内の磁束の向きとにずれが生じるようになっている。ヒステリシスブレーキ20は、このずれによって制動力を発生する。また、円環プレート27は、磁気誘導部材22の内周面に軸受28,29を介して支持された軸部材30に一体に結合されている。したがって、ヒステリシスリング20は、円環プレート27と軸部材30を介して磁気誘導部材22に相対回転可能に支持されている。
【0028】
尚、図中43は、中間回転体18と駆動リング3の間に設けられ、両者18,3の相対回動範囲を規制するストッパである。
【0029】
ここで、駆動リング3と従動軸部材7は、前記ストッパ43による中間回転体18の回動規制によって組付角が規制され、それによって両者の遅角側と進角側の最大角度位置である最遅角位置と最進角位置とが決定されているが、このバルブタイミング制御装置の場合、内燃機関の始動に適した組付角(確実な始動が可能な組付角)は前記最遅角位置と最進角位置のほぼ中間位置に設定されている。また、内燃機関の始動時には、駆動リング3と従動軸部材7の組付角が始動に適した角度位置になっていなければならないが、この装置においては、内燃機関のクランキング時、つまり、イグニッションキー等による操作によって始動モータがオンにされているときに、コントローラ42から組付角変更手段4に組付角を始動に適した角度位置に制御すべく出力信号が発されるようになっている。
【0030】
また、コントローラ42には、クランクシャフトの回転角(回転位置)を検出するクランク角センサ35、カムシャフト1の回転角(回転位置)を検出するカム角センサ36、内燃機関を循環する潤滑油の温度を検出する油温センサ37等の検出信号が入力され、コントローラ42は、これらの信号を基にしてヒステリシスブレーキ20に通電する電流を適宜制御するようになっている。
【0031】
このバルブタイミング制御装置の場合、イグニッションキーの操作等によって車両電源がオンにされると、ヒステリシスブレーキ20には所定のイニシャル電流I1が通電されるようになっている。このイニシャル電流I1は、車両電源がオンにされた後、組付角が最遅角位置にあるとき(最遅角位置を基準として、図5の変換角θが0のとき)に常に付与されるものであり、その値は中間回転体18が駆動リング3に対して相対回動を開始する直前の臨界電流値に設定されている。
【0032】
このバルブタイミング制御装置は以上のような構成であるため、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相(機関弁の開閉タイミング)を最進角側に変更する場合には、コントローラ42による制御によってヒステリシスブレーキ20にイニシャル電流I1以上の所定の電流を通電することにより、ゼンマイばね45の力に抗する制動力を円環プレート27から中間回転体18に連結ピン47とゴムブッシュ48を介して伝達する。これにより、中間回転体18が駆動リング3に対して逆方向に回転し、それによってリンク11の先端の係合ピン16が渦巻き溝15に誘導されてリンク11の先端部が径方向内側に変位し、このとき、図3に示すようにリンク11の作用によって駆動リング3と従動軸部材7の組付角が最進角位置に変更される。
【0033】
また、クランクシャフトとカムシャフト1の回転位相(機関弁の開閉タイミング)を最遅角側に変更する場合には、コントローラ42による制御によってヒステリシスブレーキ20に通電する電流を再びイニシャル電流I1に戻す。これにより、中間回転体18がゼンマイばね45の力によって機関回転方向に回転させられる。すると、渦巻き溝15による係合ピン16の誘導によってリンク11の先端部が径方向外側に変位し、このとき、図2に示すようにリンク11の作用によって駆動リング3と従動軸部材7の組付角が最遅角位置に変更される。
【0034】
このバルブタイミング制御装置の場合、駆動リング3と従動軸部材7の組付角が最遅角位置にあるときには、ヒステリシスブレーキ20に常に所定のイニシャル電流I1が通電されているため、図6のタイミングチャートに示すように、この状態から所定の変更指令信号がヒステリシスブレーキ20の電源回路に発されると、ヒステリシスブレーキ20の通電電流はI1からI2まで立ち上がり、その結果、組付角変更手段4の変換角は0°からθ1へと速やかに変更される。
【0035】
イニシャル電流I1を通電しない図6中鎖線で示す従来のものの場合、変更指令信号が発された後に、ヒステリシスブレーキ20の通電電流が0からI2に達するまで電流値はある勾配をもって立ち上がるため、変更指令信号が発されてから組付角変換手段4が実際に作動を開始し得る臨界電流値I1に達するまでにロスタイムt0を生じ、その結果、組付角の変更を完了するまでに多くの時間t1を要することとなる。しかし、この実施形態のバルブタイミング制御装置の場合、前述のように予めイニシャル電流I1を通電することにより、ロスタイムt0を無くして組付角の変更を完了するまでの時間をt2に短縮することができる。
【0036】
したがって、このバルブタイミング制御装置においては、組付角を最遅角位置から変更する場合であっても、その作動を迅速に行うことができ、従来のものに比較してバルブタイミング制御の応答性を確実に向上させることができる。
【0037】
また、この実施形態の場合、ヒステリシスブレーキ20に通電するイニシャル電流I1は常に一定なものではなく、機関回転速度や潤滑油温度の変化に応じてコントローラ42によって可変制御するようにしている。
【0038】
ヒステリシスブレーキ20によって組付角変換手段4を作動させるうえでの抵抗は機関の回転速度や潤滑油の温度の影響を受け、組付角変換手段4が作動を開始する直前の臨界電流値はこれらの環境変化によって変わってくる。具体的には、機関回転速度との関係では、カムシャフトの負荷トルクは機関回転速度の増加に応じて増大するため、臨界電流値は、図7に示すように機関回転速度の増加に略比例して増加する。また、潤滑油温度との関係では、潤滑油の潤滑性はある温度でピークとなる山形状に変化するため、臨界電流値は、図8に示すように潤滑油温度の増加に対して二次関数的に変化する。尚、潤滑油の潤滑性がある設定温度を境に次第に低下するのは、温度低下によって潤滑油の粘性抵抗が増大するためであり、逆に設定温度を越えたとき低下するのは潤滑油の油膜ができにくくなるためである。
【0039】
この実施形態のバルブタイミング装置においては、これらのことを考慮し、図7,図8の臨界電流値の変化にほぼ合致するように、機関回転速度や潤滑油温度の変化に応じてイニシャル電流を可変制御するようにしている。例えば、図7,図8中のI1→I1'のように変化させるようにしている。
【0040】
したがって、この装置によれば、機関回転速度や潤滑油温度が変化した場合であっても、変更指令信号が入力されてから組付角の変更が実際に開始されるまでのロスタイムをより少なくすることができる。
【0041】
尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものではなく、例えば、上記の実施形態においては、組付角変更手段の操作力発生部はゼンマイばねとヒステリシスブレーキによって構成したが、操作力発生部はこれら以外の付勢手段と電磁ブレーキによって構成するようにしても良い。また、操作力発生部は必ずしも付勢手段を用いる必要はなく、遊星歯車機構と一対の電磁ブレーキを用いて中間回転体を駆動リングに対して正逆回転させるようにしても良い。この場合には、両電磁ブレーキに対して同様にイニシャル電流を付与すれば、組付角を正逆両方向に迅速に変更することが可能となる。
【0042】
次に、上記の各実施形態から把握し得る請求項に記載以外の発明について、以下にその作用効果と共に記載する。
【0043】
(イ) 組付角変更手段は、
駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向ガイドと、
前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向ガイドに対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、
前記径方向ガイドと渦巻き状ガイドに変位可能に案内係合される可動案内部と、
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動案内部とを揺動可能に連結するリンクと、
前記中間回転体を回動させる回動操作力を発生する電磁ブレーキと、を備え、中間回転体に入力された回動操作力を、渦巻き状ガイドと可動案内部の係合部によって増幅して、駆動回転体と従動回転体の組付角操作力に変換することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【0044】
この場合、操作力発生部から中間回転体に入力された回動操作力を増幅して、駆動回転体と従動回転体の組付角操作力に変換するため、駆動回転体と従動回転体の組付角をより迅速に変更することができる。
【0045】
(ロ) 前記イニシャル電流の電流値を、駆動回転体と従動回転体が相対回動を開始する直前の臨界電流値に設定したことを特徴とする請求項1〜3、(イ)のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【0046】
この場合、駆動回転体と従動回転体の組付角を変更する際の応答性を最大に高めることができる。
【0047】
(ハ) 前記イニシャル電流は、内燃機関の回転数の増大に応じて大きくなるように可変制御することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【0048】
内燃機関の回転数が増大してカムシャフトに作用する負荷トルクが大きくなるが、この発明の場合、イニシャル電流が回転数の増大と共に大きくなることから、より迅速な組付角の変更が可能になる。
【0049】
(ニ)前記イニシャル電流は、潤滑油の温度が設定温度よりも低い範囲では、潤滑油の温度の上昇に応じて小さくなるように可変制御し、潤滑油の温度が設定温度よりも高い範囲では、潤滑油の温度の上昇に応じて大きくなるように制御することを特徴とする請求項3に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【0050】
内燃機関の潤滑油は、設定温度までは温度の上昇と共に粘度が低下することで潤滑性能が高まるが、設定温度を越えると潤滑面に油膜ができにくくなることから逆に潤滑性能が低下してしまう。したがって、上記の構成により、潤滑性能がピークになる設定温度で電流値が最も小さくなるようにイニシャル電流を可変制御することにより、常に、組付角変更の応答性を効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この出願の発明の一実施形態を示す縦断面図。
【図2】同実施形態を示す図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】同実施形態の作動状態を示す図2に対応の断面図。
【図4】同実施形態を示す分解斜視図。
【図5】同実施形態を示す変換角−通電電流特性図。
【図6】同実施形態を示す指令信号、通電電流、変換角のタイミングチャート。
【図7】同実施形態を示す機関回転数−イニシャル電流特性図。
【図8】同実施形態を示す潤滑油油温−イニシャル電流特性図。
【符号の説明】
1…カムシャフト
3…駆動リング(駆動回転体)
4…組付角変更手段
7…従動軸部材(従動回転体)
20…ヒステリシスブレーキ(電磁ブレーキ)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention of this application relates to a valve timing control device for an internal combustion engine that variably controls the opening / closing timing of an intake-side or exhaust-side engine valve of the internal combustion engine in accordance with an operating state.
[0002]
[Prior art]
As this type of valve timing control device, the following has been devised.
[0003]
In this valve timing control device, a housing (drive rotary member) linked to a crankshaft via a timing chain or the like is rotatably assembled to an end portion of a camshaft, and a radial guide formed on an inner end surface of the housing. The movable guide is slidably engaged and supported along the radial direction, and a lever shaft (driven rotor) having a lever protruding radially outward is bolted to the end of the camshaft, so that the movable guide The part and the lever of the lever shaft are pivotally connected by a link. An intermediate rotating body having a spiral guide is provided at a position facing the radial guide so as to be rotatable relative to the housing and the lever shaft, and is provided at one end in the axial direction of the movable guide portion. A plurality of substantially arc-shaped protruding protrusions are guided and engaged with the spiral guide. Further, the intermediate rotating body is biased by a mainspring spring toward the side where the rotation is advanced with respect to the housing, and appropriately receives a force on the side of delaying rotation by an electromagnetic brake. In the case of this device, the springs and electromagnetic brakes that apply operating force to the intermediate rotating body, and the assembly angle of the housing (drive rotating body) and lever shaft (driven rotating body) are rotated according to the rotation of the intermediate rotating body. The assembly angle changing means is constituted by the link that is operated and operated.
[0004]
In this device, when the electromagnetic brake is in the OFF state, the intermediate rotating body is positioned at the initial position with respect to the housing under the urging force of the mainspring spring, and the movable guide portion that meshes with the spiral guide with the ridge is provided. Displacement to the outside in the radial direction to the maximum, causing the link to cause the assembly angle of the housing and lever shaft to be the angle position of the most retarded angle phase (hereinafter referred to as the “most retarded angle position”) or the angle position of the most advanced angle phase. (Hereinafter referred to as “the most advanced position”). Then, when the electromagnetic brake is turned on from this state, the intermediate rotating body is decelerated and rotates relatively to the delay side with respect to the housing, so that the movable guide portion that meshes with the spiral guide is displaced radially inward, The assembly angle of the housing and the lever shaft is changed to the most advanced position or the most retarded position by gradually tilting the link that has been caused so far.
[0005]
[Patent Literature]
JP-A-2001-41013
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional valve timing control device described above, the assembly angle between the housing and the lever shaft can be changed by the ON operation of the electromagnetic brake. Since the contact friction and the set load of the mainspring spring act as resistances, the rotation operation of the assembly angle changing means is not actually started unless the value of the current supplied to the electromagnetic brake exceeds the set value.
[0007]
Therefore, in the conventional valve timing control device, there is a time lag until the energization current of the electromagnetic brake reaches the set value, and this has become a bottleneck in quickly changing the assembly angle.
[0008]
Therefore, the invention of this application is to provide a valve timing control device for an internal combustion engine having excellent responsiveness by enabling the assembly angle of the drive rotor and the driven rotor to be quickly changed by energization of an electromagnetic brake. It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above-mentioned problem, the invention according to
When the vehicle power is turned on in the standby state without changing the driving rotor and the driven rotor assembling angle until the start of control of the assembly angle changing means, the electromagnetic brake, the two rotary bodies An initial current that does not rotate relative to each other is applied.
[0010]
In the case of this invention, since the initial current is supplied to the electromagnetic brake in advance, when changing the assembly angle of the drive rotating body and the driven rotating body, the time until the current supplied to the electromagnetic brake reaches the set current is shortened. Will be. Therefore, according to the present invention, quick valve timing control can be realized by quickly changing the assembly angle of the drive rotator and the driven rotator.
[0011]
The initial current may be variably controlled according to the rotational speed of the internal combustion engine. In this case, since the initial current can be precisely controlled according to the rotational speed of the internal combustion engine, for example, by increasing the initial current in a high rotation range where the rotational load of the camshaft becomes large, a wide rotation of the internal combustion engine can be achieved. It is possible to quickly change the assembly angle in the area.
[0012]
Further, the initial current may be variably controlled according to the temperature of the lubricating oil circulating in the internal combustion engine. In this case, the assembly angle can be quickly changed in a wide temperature range by reducing the initial current in a temperature range where the lubricity of the lubricating oil is high and increasing the initial current in a region where the lubricity is low.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the invention of this application will be described with reference to the drawings.
[0014]
In this embodiment, the valve timing control device according to the invention of this application is applied to the valve system on the intake side of the internal combustion engine, but can also be applied to the valve system on the exhaust side.
[0015]
As shown in FIG. 1, the valve timing control device includes a
[0016]
The
[0017]
Further, as shown in FIG. 1, the driven
[0018]
Each
[0019]
In addition, a
[0020]
On the other hand, an intermediate
[0021]
The
[0022]
On the other hand, the operating force generator 5 applies a spring force to the
[0023]
The
[0024]
A sealing
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 4, the
[0026]
Each of the
[0027]
The
[0028]
In the figure,
[0029]
Here, the assembly angle of the
[0030]
Further, the
[0031]
In the case of this valve timing control device, when the vehicle power source is turned on by operating an ignition key or the like, a predetermined initial current I 1 is supplied to the
[0032]
Since this valve timing control device is configured as described above, the hysteresis brake is controlled by the
[0033]
Further, when changing the crankshaft and the
[0034]
In the case of this valve timing control device, when the assembly angle of the
[0035]
In the case of the conventional device indicated by the chain line in FIG. 6 in which the initial current I 1 is not supplied, the current value rises with a certain gradient until the current supplied to the
[0036]
Therefore, in this valve timing control device, even when the assembly angle is changed from the most retarded position, the operation can be performed quickly, and the responsiveness of the valve timing control compared to the conventional one is possible. Can be reliably improved.
[0037]
In this embodiment, the initial current I 1 energized to the
[0038]
The resistance for operating the assembly angle conversion means 4 by the
[0039]
In the valve timing device of this embodiment, considering these points, the initial current is set according to changes in the engine speed and the lubricating oil temperature so as to substantially match the changes in the critical current values in FIGS. Variable control is performed. For example, the change is made as I 1 → I 1 ′ in FIGS.
[0040]
Therefore, according to this device, even when the engine speed and the lubricating oil temperature change, the loss time from when the change command signal is input until the change of the assembly angle is actually started is further reduced. be able to.
[0041]
The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above embodiment, the operating force generating portion of the assembly angle changing means is configured by a spring and a hysteresis brake. You may make it comprise a force generation part with urging means and electromagnetic brakes other than these. Further, the operating force generator does not necessarily need to use an urging means, and the intermediate rotating body may be rotated forward and backward with respect to the drive ring using a planetary gear mechanism and a pair of electromagnetic brakes. In this case, if an initial current is similarly applied to both electromagnetic brakes, the assembly angle can be quickly changed in both forward and reverse directions.
[0042]
Next, inventions other than those described in the claims that can be grasped from each of the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
[0043]
(B) The assembly angle changing means is
A radial guide provided on one of the drive rotor and the driven rotor,
An intermediate rotator that is provided so as to be relatively rotatable with respect to the drive rotator and the driven rotator, and that has a spiral guide on a surface facing the radial guide;
A movable guide unit that is movably guided and engaged with the radial guide and the spiral guide;
A link that oscillates and couples the movable guide portion with a portion spaced from the rotation center of the other of the drive rotator and the driven rotator,
An electromagnetic brake that generates a rotating operation force for rotating the intermediate rotating body, and the rotating operation force input to the intermediate rotating body is amplified by the engaging portion of the spiral guide and the movable guide portion. The valve timing control device for an internal combustion engine according to any one of
[0044]
In this case, in order to amplify the rotation operation force input from the operation force generator to the intermediate rotator and convert it into an assembly angle operation force between the drive rotator and the driven rotator, The assembly angle can be changed more quickly.
[0045]
(B) The current value of the initial current is set to a critical current value immediately before the drive rotator and the driven rotator start relative rotation. A valve timing control device for an internal combustion engine according to
[0046]
In this case, the responsiveness when changing the assembly angle of the drive rotator and the driven rotator can be maximized.
[0047]
(C) The valve timing control device for an internal combustion engine according to
[0048]
Although the rotational speed of the internal combustion engine increases and the load torque acting on the camshaft increases, in the case of the present invention, the initial current increases with the increase of the rotational speed, so that the assembly angle can be changed more quickly. Become.
[0049]
(D) The initial current is variably controlled so as to decrease as the temperature of the lubricating oil increases in the range where the temperature of the lubricating oil is lower than the set temperature, and in the range where the temperature of the lubricating oil is higher than the set temperature. 4. The valve timing control device for an internal combustion engine according to
[0050]
Lubricating oil for internal combustion engines increases in lubrication performance by decreasing the viscosity as the temperature rises up to the set temperature, but if the temperature exceeds the set temperature, it becomes difficult to form an oil film on the lubricated surface. End up. Therefore, with the above configuration, the responsiveness of the assembly angle change can always be effectively improved by variably controlling the initial current so that the current value becomes the smallest at the set temperature at which the lubrication performance reaches a peak. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the invention of this application.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing the embodiment.
3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 showing an operating state of the embodiment.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the embodiment.
FIG. 5 is a conversion angle-energization current characteristic diagram showing the embodiment.
FIG. 6 is a timing chart of command signals, energization currents, and conversion angles showing the embodiment.
FIG. 7 is an engine speed-initial current characteristic diagram showing the embodiment.
FIG. 8 is a lubricating oil temperature-initial current characteristic diagram showing the embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
4 ... Assembly
20 ... Hysteresis brake (electromagnetic brake)
Claims (8)
カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成り、前記駆動回転体が必要に応じて相対回動できるように組み付けられた従動回転体と、
電磁ブレーキの制動力を用いて前記駆動回転体と従動回転体の組付角を操作する組付角変更手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
車両電源がオンされてから前記組付角変更手段の制御を開始するまでの前記駆動回転体と従動回転体の組付角を変更しない待機状態のときに、前記電磁ブレーキに、前記両回転体が相対回動することのないイニシャル電流を通電することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。A drive rotor that is driven to rotate by the crankshaft of the internal combustion engine;
A driven rotary body composed of a camshaft or a separate member coupled to the shaft, and assembled so that the drive rotary body can be relatively rotated as required;
In a valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: an assembly angle changing means for operating an assembly angle of the drive rotor and the driven rotor using a braking force of an electromagnetic brake;
When the vehicle power is turned on in the standby state without changing the driving rotor and the driven rotor assembling angle until the start of control of the assembly angle changing means, the electromagnetic brake, the two rotary bodies A valve timing control device for an internal combustion engine, wherein an initial current that does not relatively rotate is supplied.
カムシャフト若しくは同シャフトに結合された別体部材から成り、前記駆動回転体が必要に応じて相対回動できるように組み付けられた従動回転体と、
電磁ブレーキの制動力を用いて前記駆動回転体と従動回転体の組付角を操作する組付角変更手段と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記組付角変更手段によって前記両回転体の組付角が最遅角位置にあるときに、前記電磁ブレーキに、前記両回転体が相対回動することのないイニシャル電流を通電することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。 A drive rotor that is driven to rotate by the crankshaft of the internal combustion engine;
A driven rotary body composed of a camshaft or a separate member coupled to the shaft, and assembled so that the drive rotary body can be relatively rotated as required;
In a valve timing control device for an internal combustion engine, comprising: an assembly angle changing means for operating an assembly angle of the drive rotor and the driven rotor using a braking force of an electromagnetic brake;
When the assembly angle of the rotating bodies is at the most retarded angle position by the assembly angle changing means, an initial current is applied to the electromagnetic brake so that the rotating bodies do not relatively rotate. A valve timing control device for an internal combustion engine.
駆動回転体と従動回転体のいずれか一方に設けられた径方向ガイドと、 A radial guide provided on one of the drive rotor and the driven rotor,
前記駆動回転体と従動回転体に対して相対回転可能に設けられ、前記径方向ガイドに対峙する側の面に渦巻き状ガイドを有する中間回転体と、 An intermediate rotator which is provided so as to be relatively rotatable with respect to the drive rotator and the driven rotator, and which has a spiral guide on a surface facing the radial guide;
前記径方向ガイドと渦巻き状ガイドに変位可能に案内係合される可動案内部と、 A movable guide unit that is movably guided and engaged with the radial guide and the spiral guide;
前記駆動回転体と従動回転体のいずれか他方のものの回転中心から離間した部位と前記可動案内部とを揺動可能に連結するリンクと、 A link that oscillates and couples the movable guide portion with a portion spaced from the rotation center of the other of the drive rotator and the driven rotator,
前記中間回転体を回動させる回動操作力を発生する電磁ブレーキと、を備え、 An electromagnetic brake for generating a turning operation force for turning the intermediate rotating body,
中間回転体に入力された回動操作力を、渦巻き状ガイドと可動案内部の係合部によって増幅して、駆動回転体と従動回転体の組付角操作力に変換することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。 The rotating operation force input to the intermediate rotating body is amplified by the engaging portion of the spiral guide and the movable guide portion, and converted into an assembly angle operating force of the driving rotating body and the driven rotating body. The valve timing control apparatus of the internal combustion engine as described in any one of Claims 1-4.
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