JP4487449B2 - 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】
本発明は内燃機関の弁開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−４１０１２号公報（従来の技術という）には、内燃機関のカムシャフトと、クランクシャフトとのうちの一方に連結されると共に、内部に放射状に形成された仕切壁を有するハウジングと、カムシャフトとクランクシャフトのうちの他方に連結されると共に、ハウジング内部に回動可能に配置され、仕切壁によりハウジング内に形成される区画を進角油圧室と遅角油圧室１２３とに区分する放射状ベーンを有するベーン体と、進角油圧室及び遅角油圧室とに供給する作動油圧力を制御しベーン体をハウジングに対して相対回転させることによりクランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を変化させる油圧制御装置と、ベーン体に設けられ、油圧室内の圧力が所定の圧力より低いときベーン体から突出してハウジングに設けられた係合孔に係合し、ベーン体をハウジングに対してバルブタイミング最進角位置と最遅角位置との中間位置に係止する中間位置ロックピンとを備えたバルブタイミング制御装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、中間位置ロックピンをハウジングに設けられた係合孔から離脱させるための作動油は、油圧通路を介して進角油室からあるいは油圧通路を介して遅角油室から中間位置ロックピンの受圧面へ供給されている。
【０００４】
このため、例えば、内燃機関が停止されてすぐに再始動された状態等のときには、進角油室（または遅角油室）内に作動油が満たされた状態で中間位置ロックピンが係合孔に係合してベーン体が中間位置に保持された状態となっている場合がある。このような場合には、カムシャフトから加わる変動トルクによってベーン体が回動させられると、進角油室（あるいは遅角油室）の容積が変化し、容積が小さくなったときには進角油室（遅角油室）内の作動油の圧力が一時的に高められ、大きくなると作動油の圧力は元の圧力に戻る、という圧力の変動が発生する。この作動油の圧力変動は進角油室（遅角油室）から油圧通路を介して中間位置ロックピンの受圧面に作用し、その結果、中間位置ロックピンは係合孔から離脱・係合を繰り返す。そして中間位置ロックピンが離脱して係合するよりも前にベーン体に変動トルクが加わると、ベーン体のハウジングに対する相対回転を許容してしまう（中間位置ロックピンによってベーン体のハウジングに対する相対位相を中間位置に保持できない）という不具合を発生させる。
【０００５】
それゆえ、本発明は、カムシャフトより加わる変動トルクによって発生する油室内の作動油の圧力変動が生じてもロックピンの係合が確保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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、内燃機関のクランク軸またはカム軸と一体的に回転するハウジングと、前記カム軸または前記クランク軸の他方と一体的に回転するロータと、前記ハウジングと前記ロータの間に設けられる流体圧室と、前記流体圧室を進角油室と遅角油室とに区画するベーンと、流体の給排により前記ハウジングと前記ロータとの相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置で規制可能とする相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への流体の給排を制御する油圧回路と、を備えた弁開閉時期制御装置において、前記油圧回路の前記相対回転制御機構へ流体を給排する通路は、前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成されていることである。
【０００７】
上記した手段によれば、前記油圧回路の前記相対回転制御機構へ流体を給排する通路は、前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成されていることによって、進角油室あるいは遅角油室への流体の給排に係らず、相対回転制御機構への流体の給排を制御可能である。
【０００８】
また、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、前記油圧回路は前記進角油室、前記遅角油室、前記相対回転制御機構にそれぞれ流体を給排可能な油圧制御弁を有すると共に、該油圧制御弁の前記相対回転制御機構に流体を給排可能な経路は前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排可能な経路とは独立して構成されていることである。
【０００９】
上記した手段によれば、前記油圧制御弁は前記進角油室および前記遅角油室への流体の給排とは独立して前記相対回転制御機構への流体の給排が可能になる。
【００１０】
更に、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、前記油圧制御弁は前記角油室及び前記遅角油室から流体を排出可能に構成されていることである。
【００１１】
上記した手段によれば、進角油室および遅角油室内から流体を排出可能としたことによって、流体室内をベーンが回動する際に流体がベーンの回動の抵抗となることを防止できる。
【００１２】
また、課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の技術的手段に加えて、前記油圧制御弁は、前記相対回転制御機構によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持される状態から、前記進角油室および／または前記遅角油室に供給された流体の圧力によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持される状態に移行する場合に、前記進角油室または前記遅角油室の少なくとも一方に流体を供給した後に前記相対回転制御機構に流体を供給するように制御されるようにしたことである。
【００１３】
上記した手段によれば、進角油室少なくとも一方に遅角油室に流体を供給している間、相対回転制御機構をロック状態に保つことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に従った実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の複雑化を防ぐため、図２のハッチング線は省略している。
【００１５】
図１、図２に示した本発明の弁開閉時期制御装置は、カム軸（従動軸）１０の先端部（図１の左端）に図示しないボルトによって一体的に組み付けられたロータ２１及びコネクタ４０と、このロータ２１の外側にロータ２１に対し相対回転可能に外装され、内燃機関の図示しないクランクシャフト（回転軸）から、伝達部材９０（本実施形態においてはタイミングチェーン）を介して回転力が伝達されるハウジング３０と、ハウジング３０とロータ２１の相対回転を制御する相対回転制御機構としての第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２、後述する進角室Ｒ１及び遅角室Ｒ２への作動油（流体）の給排を制御すると共に第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御する油圧制御弁１００とを備えている。
【００１６】
カム軸１０は、吸気弁または排気弁の一方（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関の図示しないシリンダヘッドに回転自在に支承されており、その内部にはカム軸１０の軸方向に延びる進角油路１１と４本の遅角油路１２とが設けられている。進角油路１１は径方向の通孔１３と環状の通路１４とを介して油圧制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。また、遅角通路１２は径方向の通孔１５と環状の通路１６とを介して油圧制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。
【００１７】
また、カム軸１０の内部には進角油路１１及び遅角油路１２とは独立した２本の軸方向の通路１７ａ、１７ｂ（通路１７ｂは図示せず）と、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ（通孔１８ｂは図示せず）、環状の通路１９とが設けられている。軸方向の通路１７ａ、径方向の通孔１８ａ、環状の通路１９は後述するように相対回転制御機構Ｂ１に、同様に、軸方向の通路１７ｂ、径方向の通孔１８ｂ、環状の通路１９は後述するように相対回転制御機構Ｂ２にそれぞれ作動油を供給する通路を構成する。この軸方向の通路１７ａ、１７ｂは径方向の通孔１８ａ、１８ｂを介して環状の通路１９に連通しており、環状の通路１９は油圧制御弁１００のロックポート１０８に接続されている。
【００１８】
カム軸１０の端面（図示左端）にはコネクタ４０が図示しないボルトによって一体的に取り付けられている。コネクタ４０はカム軸１０とロータ２１との間の対向する端面に配設されて両者を接続する。コネクタ４０の内部には進角通路１１と連通する軸方向の通路４１と、４本の遅角通路１２のそれぞれと連通する４本の軸方向の通路４２と、軸方向の通路１７ａ、１７ｂにそれぞれ連通する軸方向の通路４３ａ、４３ｂがそれぞれ設けられている。
【００１９】
図示しないボルトによってカム軸１０に取り付けられたコネクタ４０の先端に一体的に螺合されたロータ２１は、図示しないボルトの頭部によって前端を閉塞されたロータ２１の中心内孔２１ｂを有し、中心内孔２１ｂはコネクタ４０に設けた軸方向の通路４１を介してカム軸１０に設けた進角通路１１に連通している。
【００２０】
また、ロータ２１は図２に示すように、４個のベーン２３とこれを径方向へ付勢するスプリング２４（図１に示す）を組み付けるためのベーン溝２１ａを有している。各ベーン２３はベーン溝２１ａに組み付けられて径方向外方に延びており、ハウジング３０内に４個の進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２を区画形成している。
【００２１】
さらに、ロータ２１にはコネクタ４０の軸方向の通路４２を介してカム軸１０の遅角通路１２に連通する軸方向の通孔２１ｃと、コネクタ４０の軸方向の通路４３ａを介してカム軸１０の軸方向の通路１７ａと連通する軸方向の通孔２１ｄと、コネクタ４０の軸方向の通路４３ｂを介してカム軸１０の軸方向の通路１７ｂと連通する軸方向の通孔２１ｅとが、その内部に設けられている。
【００２２】
また、ロータ２１には、その径方向内端にて中心内孔２１ｂと連通し、径方向外端にて進角室Ｒ１に連通する径方向の通孔２１ｆが４個設けられると共に、径方向内端にて軸方向の通孔２１ｃに連通し、径方向外端にて遅角油室Ｒ２に連通する径方向の通孔２１ｇが４個設けられている。
【００２３】
加えて、ロータ２１には径方向内端にて軸方向の通孔２１ｄに連通し、径方向外端にて第１制御機構Ｂ１のロック溝２１ｋに連通する径方向の通孔２１ｈと、径方向内端にて軸方向の通孔２１ｅに連通し、径方向外端にて第２制御機構Ｂ２のロック溝２１ｌに連通する径方向の通孔２１ｊがそれぞれ設けられている。
【００２４】
ハウジング３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、リヤ薄肉プレート３３と、これらを一体的に連結するボルト３４によって構成されている。ハウジング本体３１の後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されている。スプロケット３１ａは周知のようにタイミングチェーン９０を介して内燃機関の図示しないクランク軸に連結されていて、クランク軸からの駆動力が伝達されて図２の反時計方向へ回転されるように構成されている。
【００２５】
ハウジング本体３１は、径方向内方に突出する４個の突出部３１ｂを有していて、各突出部３１ｂの間には流体圧室３１ｃが形成される。この流体圧室３１ｃ内にベーン２３が配置され、進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２とを区画する。
【００２６】
フロントプレート３２とリヤ薄肉プレート３３は軸方向の対向する端面にて、ロータ２１の軸方向端面及び、各ベーン２３の軸方向端面全体にそれぞれ摺動可能に接している。また、ハウジング本体３１の流体圧室３１ｃには図２に示すように最進角位相位置をベーンとの当接によって規制する突起３１ｄと、最遅角位相位置をベーン２３との当接によって規制する突起３１ｅとが形成されている。
【００２７】
第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２は、油圧制御弁１００のロックポート１０８から、環状の通路１９、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ、軸方向の通路１７ａ、１７ｂ、４３ａ、４３ｂ、２１ｄ、２１ｅ、径方向の通孔２１ｈ、２１ｊを介して供給される作動油によりアンロック作動してハウジング３０とロータ２１の相対回転を許容し、軸方向の通路１７ａ、１７ｂへの作動油の排出によりロック作動してハウジング３０とロータ２１の進角側への相対回転を最遅角位相位置と最進角位相位置の中間位相位置（図２の状態）にて規制するものであり、ロックプレート６１、６３とロックスプリング６２、６４を備えている。尚、環状の通路１９、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ、軸方向の通路１７ａ、１７ｂ、４３ａ、４３ｂ、２１ｄ、２１ｅ、径方向の通孔２１ｈ、２１ｊが本発明の相対回転制御機構に流体を給排する通路を構成する。
【００２８】
ロックプレート６１、６３は、ハウジング本体３１に設けられた径方向の退避孔３１ｆに径方向に摺動可能に組み付けられていて、収容部３１ｇに収容したロックスプリング６２、６４によって退避孔３１ｆから突出するように付勢されている。
【００２９】
また、ロックプレート６１、６３は、先端部（内径側端部）がロータ２１に設けたロック溝２１ｋ、２１ｌに摺動可能で抜き差し可能（嵌合・離脱可能）であり、ロック溝２１ｋ、２１ｌに作動油が供給されることによりロックスプリング６２、６４の付勢力に抗して径方向へ移動して退避孔３１ｆに退避収容されるようになっている。また、ロックプレート６１、６３の先端はロータ２１の周面に当接可能であり、当接状態ではロータ２１は回転可能である。
【００３０】
ロック溝２１ｋ、２１ｌは、図２に示したように、ハウジング３０に対してロータ２１が中間位相位置にあるとき、その端部（内径側端部）が各退避孔３１ｆに対向一致するように設けられている。
【００３１】
ハウジング３０とロータ２１間に介装したトーションスプリングＳは、ハウジング３０に対してロータ２１を進角側に回転付勢するものである。このトーションスプリングＳによって、ロータのハウジングに対する相対回転位相を進角側へ変更する際の作動応答性は良好とされている。
【００３２】
図１に示した油圧制御弁１００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイルパン１２０等からなる油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置ＥＣＵによるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して移動させる可変式電磁スプールバルブであり、ソレノイド１０３へのデューティ値（％）を変えることによりスプール１０４を押圧する押圧部材１３０のストローク量を変化させて、スリーブ１５０内に配設されたスプール１０４の位置を変化させることにより進角通路１１、遅角通路１２及び、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御可能に構成されている。油圧回路Ｃは、オイルパン１２０とオイルポンプ１１０とを連通する通路Ｓ１と、オイルポンプ１１０の図示しない吐出口と油圧制御弁１００の後述する第１供給ポート１０６ａとの間を連通する通路Ｓ２１と、後述する１０６ｂとの間を連通するＳ２２との間を連通する通路Ｓ２２と、後述するドレインポート１０７とオイルパン１２０との間を連通する通路Ｄとから構成される。
【００３３】
オイルポンプ１１０は、内燃機関によって駆動されるものであり、作動油を内燃機関のオイルパン１２０から油圧制御弁１００の供給ポート１０６ａ、１０６ｂに供給するようになっている。また、内燃機関のオイルパン１２０は、油圧制御弁１００の排出ポート１０７に接続されていて、作動油が排出ポート１０７から循環されるようになっている。通電制御装置ＥＣＵは各種センサ（クランク角、カム角、スロットル開度、内燃機関回転数、内燃機関冷却水温、車速等を検出するセンサ）からの検出信号に基づき、予め設定した制御パターンに従い、内燃機関の運転状況に応じて出力（ソレノイドに送られる電流のデューティ値）を制御するようになっている。
【００３４】
油圧制御弁１００のスプール１０４は、図５にて拡大して示したように、６個のランド部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆと、各ランド部間に形成した５個の環状溝１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｊ、１０４ｋ、１０４ｌと、環状溝１０４ｇ、１０４ｊ、１０４ｌを排出ポート１０７にそれぞれ連通させる連通孔１０４ｍ、１０４ｎ、１０４ｐを有していて、各部のラップ量がＬ１≦Ｌ２＜Ｌ３≦Ｌ４＜Ｌ５≦Ｌ６となるように設定されている。
【００３５】
ところで、スプール１０４が図５に示す状態（デューティ値０％、即ち制御電流が０で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出孔に接続された第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８との連通を阻止される。また、第２供給ポート１０６ｂはランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１との連通を阻止されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容される。また、ロックポート１０８はランド部１０４ｂによって環状溝１０４ｇと接続ポート１０４ｍを介して排出ポート１０７への連通が許容され、遅角ポート１０１はランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｊと接続ポート１０４ｎを介して排出ポート１０７への連通が許容されている。これにより、遅角ポート１０１、ロックポート１０８は作動油を排出可能となり、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能であると共に、進角油室Ｒ１に作動油を供給可能となる。
【００３６】
また、スプール１０４が図６に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容されると共に、排出ポート１０７はランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を遮断される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容されている。そして、遅角ポート１０１はランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｊと接続ポート１０４ｎを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能である。
【００３７】
また、スプール１０４が図７に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通も遮断されている。また、遅角ポート１０１は、ランド部１０４ｄによって、進角ポート１０２はランド部１０４ｅによってそれぞれ排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌへ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２への作動油の供給を停止（あるいは封止）可能である。
【００３８】
また、スプール１０４が図８に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｃによって環状溝１０４ｈを介してロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｋを介して遅角ポート１０１への連通が許容されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通が遮断される。そして進角ポート１０２はランド部１０４ｅによって環状溝１０４ｌ、接続ポート１０４ｐを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２へ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１からの作動油の排出が可能である。
【００３９】
上記のように構成した本第１実施形態においては、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置ＥＣＵによって予め設定した制御ルーチンに従って制御される。
【００４０】
まず、内燃機関の始動時には、通電制御装置ＥＣＵは、油圧制御弁のソレノイド１０３に通電しない。このため、スプール１０４は図５に示す状態に保持され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油は、油圧回路Ｃを介して進角油室Ｒ１に供給される。同時に、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２、遅角油室Ｒ２からは油圧回路Ｃを介して作動油が排出される。このため、進角油室Ｒ１には作動油が徐々に満たされていく。一方で、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２からは作動油が排出されるので第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック作動する。内燃機関の始動初期においては、カム軸１０から加わる変動トルクによってハウジング３０に対してロータ２１は遅角方向に相対回転する。これにより、内燃機関の停止時にハウジングに対するロータの相対位置が中間位相位置よりも進角側の位置で停止している場合には、この遅角方向への変動トルクによってロータ２１は徐々に遅角方向に回動して中間位相位置に至り（ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに対向し）ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに収容されることにより、第１制御機構Ｂ１と第２制御機構Ｂ２がロック作動してロータ２１のハウジング３０に対する相対回転が規制される。また、ハウジング３０に対するロータ２１の相対位置が中間位相位置よりも遅角側の位置で停止している場合には、進角油室Ｒ１に満たされていく作動油によってロータ２１は進角方向に回動して中間位相位置に至った（ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに対向した）ときに、ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに収容され、相対回転制御機構たる第１制御機構Ｂ１と第２制御機構Ｂ２がロック作動してロータ２１のハウジング３０に対する相対回転が規制される。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を確実にロック作動させ、ロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持することが可能となる。
【００４１】
また、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によって、ロータ２１の相対位置が中間位相位置に保持される際に、カム軸１０に作用する変動トルクによって生じるロータ２１の回動によりベーン２３が回転して作動油が満たされている（あるいは満たされつつある）進角油室Ｒ１の容積を変化（特に減少）させて作動油の圧力を変動（特に上昇）させることがある。しかしながら、この作動油の圧力の変動は第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を作動させる油圧通路が進角油室Ｒ１に作動油を給排する油圧通路とは独立して形成されていることによりロック溝２１ｈ、２１ｋには伝達しない。これによって内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１に作動油を供給しても変動トルクによって第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３が外れる、あるいは作動油の圧力によりロックプレート６１、６３が解除状態で保持されることがなく、ロータ２１のハウジングに対する相対位相を中間位相位置にて確実に保持できる。これにより、内燃機関に始動時に第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２がはずれ、カム軸１０に作用する変動トルクによりロータ２１が回動し、ベーン２３がハウジング３０の突起３１ｄ、３１ｅに当接することにより生じる打音の発生や、クランク軸に対するカム軸１０の相対位相がロータ２１のハウジングに対する相対位置の変化により所定の位相に保持されないことにより生じる内燃機関の始動性の悪化が防止できる。
【００４２】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が、通電制御装置によって予め設定された制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ２１のハウジングに対する相対回転位相が、最遅角位相（図４に示す進角油室Ｒ１の容積が最小となり、遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から、最進角位相（図３に示す遅角油室Ｒ２の容積が最小となり、進角油室Ｒ１の容積が最大となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁、または排気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動との間で適宜調整保持される。このとき、ロータが進角方向に回転するときには図６に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁１００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータが遅角方向に回転するときには図８に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁１００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。
【００４３】
さらに、油圧制御弁１００は、作動油が進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２のどちらかに供給されるときには必ず第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２にも供給されるように構成されている。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２は進角方向あるいは遅角方向への回転時には速やかにアンロック作動されて、ロータ２１の相対回転を許容し、ロータ２１の回転を阻害することはなく、当該弁開閉時期制御装置の円滑な作動を確保することができる。
【００４４】
また、上記した実施形態において、内燃機関の始動時に図６と図８の状態を交互に繰り返して進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２に交互に作動油を供給し、両室に作動油を供給するように制御することもできる。この場合にはロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２により中間位相位置に保持される状態から進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２に満たされる作動油により中間位相位置に保持される状態に移行するときに速やかに位相の変換を行うことができる。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態と比較して油圧制御弁２００の構成が異なるだけであるので、第１実施形態と同じ構成については第１実施形態で用いた番号符号を用いることとし、説明は省略する。
【００４６】
図９に示した油圧制御弁２００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイルパン１２０等からなる油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置ＥＣＵによるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して移動させる可変式電磁スプールバルブであり、ソレノイド１０３へのデューティ値（％）を変えることによりスプールのストローク量を変更して進角通路１１、遅角通路１２及び、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御可能に構成されている。
【００４７】
油圧制御弁２００は、図１０にて拡大して示したように、そのスプール２０４が、７個のランド部２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ、２０４ｅ、２０４ｆ、２０４ｇと、各ランド部間に形成した６個の環状溝２０４ｈ、２０４ｊ、２０４ｋ、２０４ｌ、２０４ｍ、２０４ｎと、環状溝２０４ｈ、２０４ｊ、２０４ｌを排出ポート１０７に連通させる連通孔２０４ｐ、２０４ｑ、２０４ｒを有していて、各部のラップ量がＬ１≦Ｌ２＜Ｌ３≦Ｌ４＜Ｌ５≦Ｌ６＜Ｌ７≦Ｌ８となるように設定されている。
【００４８】
そして、進角ポート１０２に連通する環状溝２０４ｓは環状溝２０４ｍ、２０４ｎのそれぞれと連通している。
【００４９】
ところで、スプール２０４が図１０に示す状態（デューティ値０％、即ち制御電流が０で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出孔に接続された第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８との連通を阻止される。また、第２供給ポート１０６ｂはランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１との連通を阻止されると共に、ランド部２０４ｅによって進角ポート１０２への連通も阻止される。また、ロックポート１０８はランド部２０４ｂにより環状溝２０４ｈと接続ポート２０４ｐを介して、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄにより環状溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑを介して、進角ポート１０２はランド部２０４ｇにより環状溝２０４ｎと接続ポート２０４ｒを介して、それぞれ排出ポート１０７への連通を許容されており、遅角ポート１０１、進角ポート１０２、ロックポート１０８から作動油を排出可能である。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ、遅角油室Ｒ２及び進角油室Ｒ１から作動油を排出可能である。
【００５０】
また、スプール２０４が図１１に示す状態のときには、ランド部２０４ｂによって第１供給ポート１０６ａからロックポート１０８への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｂによって環状溝２０４ｈと接続ポート２０４ｐを介して排出ポート１０７とロックポート１０８との連通が許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容されている。そして、進角ポート１０２はランド部２０４ｇにより排出ポート１０７への連通が遮断され、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄによって環状溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑを介して排出ポート１０７への連通が許容される。このため、進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能である。
【００５１】
また、スプール１０４が図１２に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通が許容されると共に排出ポート１０７への連通を遮断される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｄは遅角ポート１０１と排出ポート１０７との間を連通溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑとを介して連通することを許容する。さらに、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｅによって環状溝２０４ｌ、２０４ｍを介して進角ポート１０２への連通が許容される一方でランド部２０４ｆ、２０４ｇによって進角ポート１０２は排出ポート１０７への連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、遅角油室Ｒ２からの作動油の排出が可能である。
【００５２】
また、スプール１０４が図１３に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｆによって進角ポート１０２への連通が遮断される。そして、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄによって、進角ポート１０２はランド部２０４ｆ、２０４ｇによって排出ポート１０７への連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌへは作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２への作動油の供給及び排出を停止（即ち、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２に作動油を封止）可能である。
【００５３】
また、スプール１０４が図１４に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって連通溝２０４ｌを介して遅角ポート１０１への連通が許容されると共に、ランド部２０４ｆによって進角ポート１０２への連通が遮断される。さらに進角ポート１０２は、ランド部２０４ｆにより環状溝２０４ｎと接続ポート２０４ｒを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２へ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１からの作動油の排出が可能である。
【００５４】
上記のように構成した本第２実施形態においては、油圧制御弁２００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置ＥＣＵによって予め設定した制御ルーチンに従って制御される。
【００５５】
まず、内燃機関の始動時には、通電制御装置ＥＣＵは、油圧制御弁２００のソレノイド１０３に通電しない。このため、スプール１０４は図１０に示す状態に保持され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油は、油圧制御弁２００にて遮断され、弁開閉時期開閉装置には供給されない。同時に、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２からは油圧回路Ｃを介して作動油が排出される。第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２からは作動油が排出されることにより第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック作動する。このときに、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２からも作動油が排出されていることにより、カム軸１０に作用する変動トルクによってロータ２１はハウジング３０に対して相対回転しやすくなる。これにより、内燃機関の始動時にロータ２１がハウジング３０に対して相対回転する範囲が大きくなり、内燃機関の停止時にハウジング３０に対するロータ２１の相対位置が中間位相位置よりも進角側の位置で停止している場合、あるいは、遅角側の位置で停止している場合でも、カム軸１０に作用する変動トルクによってロータ２１のハウジング３０に対する相対位置を中間位相位置にまで回転させることができる。ハウジング３０に対するロータ２１の位置が中間位相位置に至れば、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック溝２１ｋ、２１ｌに収容され、ロータ２１のハウジング３０に対する相対回転を規制すると共に、ロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持することが可能となる。
【００５６】
また、本第２実施形態によれば第１実施形態と同様に、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によって、ロータ２１は中間位相位置に保持される。進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２に作動油が満たされている場合には、変動トルクによって生じるロータ２１の回動によりベーン２３が作動油の満たされている進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２の容積を変化（特に減少）させて作動油の圧力を変化（特に上昇）させることがある。しかしながら、この作動油の圧力の変動は第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を作動させる油圧回路Ｃが進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２に作動油を供給する油圧回路から独立していることによりロック溝２１ｈ、２１ｋには伝達しない。これによって内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１あるいは遅角油室Ｒ２に作動油を供給してもカム軸１０に作用する変動トルクによって第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３が外れる、あるいは作動油の圧力によりロックプレート６１、６３が解除状態で保持されるということがなく、ロータ２１のハウジングに対する相対位相を中間位相位置にて確実に保持できる。これにより、内燃機関に始動時にロータ２１の相対位相が変化することにより生じる打音の発生、相対位相の変化による内燃機関の始動性の悪化が防止できる。
【００５７】
また、本第２実施形態においては、図１０に示すように油圧制御弁２００が制御されて、内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２から作動油が排出されて、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によりロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が中間位相位置に機械的に保持されている状態から、図１１に示すように進角油室Ｒ１、あるいは遅角油室Ｒ２に満たされた作動油によってロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持する状態に移行する際に、進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に作動油を供給しつつ、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２をロック状態（作動油が排出状態）に保つことができる。これにより、進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２（または進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の両方）に十分な作動油が供給されていないにもかかわらず、上記した作動油の圧力変化により第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３とロック溝２１ｋ、２１ｌの係合が外れることがなく、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２による機械的なロータ２１の位相保持から、通常の（進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に供給された作動油による）ロータ２１の位相保持に移行する際にロータ２１の相対位相が意図しない変化を起こすことが防止できる。
【００５８】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁２００のソレノイド１０３への通電が、通電制御装置ＥＣＵによって予め設定された制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ２１のハウジングに対する相対回転位相が、最遅角位相（図４に示す進角油室Ｒ１の容積が最小となり、遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から、最進角位相（図３に示す遅角油室Ｒ２の容積が最小となり、進角油室Ｒ１の容積が最大となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁、または排気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動との間で適宜調整保持される。このとき、ロータ２１が進角方向に回転するときには図１２に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁２００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータ２１が遅角方向に回転するときには図１４に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁２００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータのハウジングに対する相対位相を所定の位相にて保持する場合には図１３に示した状態になるようにソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。このときに第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２には作動油が供給されるようにしたことにより、ロックプレート６１、６３は解除状態にて保持されているので、例えばロータ２１の相対位相を現在の状態から進角方向（あるいは遅角方向）に変化させようとする場合においても進角油室Ｒ１、または遅角油室Ｒ２に作動油を供給することにより速やかにロータ２１を回転させることができる。
【００５９】
また、作動油が進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２のどちらかに供給されるときには必ず第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２にも供給されるように構成されている。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロータ２１の進角方向あるいは遅角方向への回転時には速やかにアンロック作動されて、ロータ２１の相対回転を許容し、ロータ２１の回転を阻害することはない。
【００６０】
さらに、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の解除は進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２への作動油の供給とは独立して行えるので、これら油室に十分な作動油が供給された後に第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を解除することができ、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の解除によるロータ２１の位相変化の発生を防止できると共に、各油室の変動トルクの影響を受けないため、変動トルクによる第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の誤解除、誤ロックが生じる可能性を著しく低減できる。
【００６１】
尚、上記した実施形態においては相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２は作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌに供給されたときにアンロック作動し、作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌから排出されたときにロック作動するように構成されているが、作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌから排出されたときにロック作動し、供給されたときにアンロック作動するように構成してもよい。
【００６２】
さらに、上記した実施形態においてはソレノイド１０３への通電時に図５に示す状態から、図６、図７の状態を経て図８に示す状態に移行、あるいは図１０に示す状態から、図１１、図１２、図１３の状態を経て図１４の状態に移行するように構成したが、非通電時に図８あるいは図１４の状態とし、図７、図６あるいは図１３、図１２、図１１に示す状態をそれぞれ経て図５あるいは図１０に示す状態に移行するように構成することも可能であることはいうまでもない。
【００６３】
また、図１及び図９に示すように、第１供給ポート１０６ａとオイルポンプ１１０との間を連通する通路Ｓ２１に絞りＬを設ける構造としてもよい。この絞りＬによってオイルポンプ１１０により生じる作動油の圧力変動が油圧制御弁１００を介してロック溝６２、６４に伝達することが防止できる。これにより、ロックプレート６１、６３が変動する作動油の圧力によってロック溝６２、６４との係合・離脱を繰り返して打音を生じさせたり、ロックプレート６１、６３が離脱して相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２によるロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が確保できなくことを防止することができる。加えて、進角油室Ｒ１内でのロータ２１（ベーン２３）の回動に伴う油室内の容積変化により生じた作動油の圧力変動が進角油室Ｒ１に流体を給排する通路（径方向の通路２１ｆ、中心内孔２１ａ、軸方向の通路４１、進角通路１１、径方向の通路１３、環状の通路１４）、油圧調整弁１００（または、油圧調整弁２００）の進角ポート１０２、油圧制御弁１００（油圧制御弁２００）内にスプール１０４（スプール２０４）の環状溝１０４ｋ（環状溝２０４ｍ）により形成される通路、第２供給ポート１０６、第２供給通路Ｓ２２、第１供給ポートＳ２１を介してロック溝２１ｋ、２１ｌに伝達することを防止できる。同様に、遅角油室Ｒ２に流体を給排する通路（径方向の通路２１ｇ、軸方向の通孔２１ｃ、軸方向の通路４２、遅角通路１２、径方向の通路１５、環状の通路１６）、油圧調整弁１００（または、油圧調整弁２００）の遅角ポート１０１、油圧制御弁１００（油圧制御弁２００）内にスプール１０４（スプール２０４）の環状溝１０４ｋ（環状溝２０４ｌ）により形成される通路、第２供給ポート１０６、第２供給通路Ｓ２２、第１供給通路Ｓ２１を介してロック溝２１ｋ、２１ｌに伝達されることも防止できる。これにより、ロックプレート６１、６３が変動する作動油の圧力によってロック溝６２、６４との係合・離脱を繰り返して打音を生じさせたり、ロックプレート６１、６３が離脱して相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２によるロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が確保できなくことを防止することができる。上記カッコ内にて示したように絞りＬは第１、第２実施形態のどちらにでも適用することができる。また、絞りＬは第１供給通路Ｓ２１内に別途設けてもよいし、第１供給通路Ｓ２１の通路断面積を一部分縮小して形成すること、油圧制御弁１００、２００のスリーブ部１５０に形成される通孔１５０ａの幅や長さ、通孔１５０ａとスプール１０４の環状溝１０４ｈ、２０４ｊとを連通する通路１５０ｂ、１５０ｃの幅や長さ等を調整して形成することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１の発明によれば、油圧回路の相対回転制御機構へ流体を給排する通路を、進角油室および遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成したことによって、進角油室あるいは遅角油室への流体の給排に係らず、相対回転制御機構への流体の給排を制御可能である。
【００６５】
また、請求項１の発明によれば、前記油圧制御弁は前記進角油室および前記遅角油室への流体の給排とは独立して前記相対回転制御機構への流体の給排が可能になる。
【００６６】
更に、請求項１の発明によれば、進角油室および遅角油室内の流体を排出可能としたことによって、流体室内をベーンが回動する際に流体がベーンの回動の抵抗となることを防止できる。
【００６７】
また、請求項２の発明によれば、進角油室および／または遅角油室（または進角油室と遅角油室の両方）に十分な作動油が供給されていないにもかかわらず、変動トルクにより発生する作動油の圧力変化により相対回転制御機構がアンロック作動することが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の弁開閉時期制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す本発明の弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図３】本発明の弁開閉時期制御装置が最遅角状態にあるときを示す断面図である。
【図４】本発明の弁開閉時期制御装置が最進角状態にあるときを示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第１の通電状態を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第２の通電状態を示す拡大図である。
【図７】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第３の通電状態を示す拡大図である。
【図８】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第４の通電状態を示す拡大図である。
【図９】本発明の第２実施形態の弁開閉時期制御装置を示す全体構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第１の通電状態を示す拡大図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第２の通電状態を示す拡大図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第３の通電状態を示す拡大図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第４の通電状態を示す拡大図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第５の通電状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
１０ カム軸
１１ 進角通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１２ 遅角通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１３、１５ 径方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１４、１６ 環状の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１７ａ、４３ 軸方向の通路（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
１８ａ、２１ｈ、２１ｊ 径方向の通孔（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
１９ 環状の通路（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
２１ ロータ
２１ａ 中心内孔（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２１ｃ 軸方向の通孔（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２１ｄ、２１ｅ 軸方向の通孔（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
２１ｆ、２１ｇ 径方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２３ ベーン
３０ ハウジング
３１ｃ 流体圧室
４１、４２ 軸方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１５０ スリーブ
１５０ａ 通孔
１５０ｂ、１５０ｃ 通路
Ｒ１ 進角油室
Ｒ２ 遅角油室
Ｂ１ 第１制御機構（相対回転制御機構）
Ｂ２ 第２制御機構（相対回転制御機構）
Ｃ 油圧回路
Ｓ２１ 第１供給通路
Ｓ２２ 第２供給通路
Ｌ 絞り
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の弁開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−４１０１２号公報（従来の技術という）には、内燃機関のカムシャフトと、クランクシャフトとのうちの一方に連結されると共に、内部に放射状に形成された仕切壁を有するハウジングと、カムシャフトとクランクシャフトのうちの他方に連結されると共に、ハウジング内部に回動可能に配置され、仕切壁によりハウジング内に形成される区画を進角油圧室と遅角油圧室１２３とに区分する放射状ベーンを有するベーン体と、進角油圧室及び遅角油圧室とに供給する作動油圧力を制御しベーン体をハウジングに対して相対回転させることによりクランクシャフトとカムシャフトとの相対回転位相を変化させる油圧制御装置と、ベーン体に設けられ、油圧室内の圧力が所定の圧力より低いときベーン体から突出してハウジングに設けられた係合孔に係合し、ベーン体をハウジングに対してバルブタイミング最進角位置と最遅角位置との中間位置に係止する中間位置ロックピンとを備えたバルブタイミング制御装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術においては、中間位置ロックピンをハウジングに設けられた係合孔から離脱させるための作動油は、油圧通路を介して進角油室からあるいは油圧通路を介して遅角油室から中間位置ロックピンの受圧面へ供給されている。
【０００４】
このため、例えば、内燃機関が停止されてすぐに再始動された状態等のときには、進角油室（または遅角油室）内に作動油が満たされた状態で中間位置ロックピンが係合孔に係合してベーン体が中間位置に保持された状態となっている場合がある。このような場合には、カムシャフトから加わる変動トルクによってベーン体が回動させられると、進角油室（あるいは遅角油室）の容積が変化し、容積が小さくなったときには進角油室（遅角油室）内の作動油の圧力が一時的に高められ、大きくなると作動油の圧力は元の圧力に戻る、という圧力の変動が発生する。この作動油の圧力変動は進角油室（遅角油室）から油圧通路を介して中間位置ロックピンの受圧面に作用し、その結果、中間位置ロックピンは係合孔から離脱・係合を繰り返す。そして中間位置ロックピンが離脱して係合するよりも前にベーン体に変動トルクが加わると、ベーン体のハウジングに対する相対回転を許容してしまう（中間位置ロックピンによってベーン体のハウジングに対する相対位相を中間位置に保持できない）という不具合を発生させる。
【０００５】
それゆえ、本発明は、カムシャフトより加わる変動トルクによって発生する油室内の作動油の圧力変動が生じてもロックピンの係合が確保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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１の発明にて講じた技術的手段は、内燃機関のクランク軸またはカム軸と一体的に回転するハウジングと、前記カム軸または前記クランク軸の他方と一体的に回転するロータと、前記ハウジングと前記ロータの間に設けられる流体圧室と、前記流体圧室を進角油室と遅角油室とに区画するベーンと、流体の給排により前記ハウジングと前記ロータとの相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置で規制可能とする相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への流体の給排を制御する油圧回路と、を備えた弁開閉時期制御装置において、前記油圧回路の前記相対回転制御機構へ流体を給排する通路は、前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成されていることである。
【０００７】
上記した手段によれば、前記油圧回路の前記相対回転制御機構へ流体を給排する通路は、前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成されていることによって、進角油室あるいは遅角油室への流体の給排に係らず、相対回転制御機構への流体の給排を制御可能である。
【０００８】
また、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、前記油圧回路は前記進角油室、前記遅角油室、前記相対回転制御機構にそれぞれ流体を給排可能な油圧制御弁を有すると共に、該油圧制御弁の前記相対回転制御機構に流体を給排可能な経路は前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排可能な経路とは独立して構成されていることである。
【０００９】
上記した手段によれば、前記油圧制御弁は前記進角油室および前記遅角油室への流体の給排とは独立して前記相対回転制御機構への流体の給排が可能になる。
【００１０】
更に、請求項１の発明にて講じた技術的手段は、前記油圧制御弁は前記角油室及び前記遅角油室から流体を排出可能に構成されていることである。
【００１１】
上記した手段によれば、進角油室および遅角油室内から流体を排出可能としたことによって、流体室内をベーンが回動する際に流体がベーンの回動の抵抗となることを防止できる。
【００１２】
また、課題を解決するために請求項２の発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の技術的手段に加えて、前記油圧制御弁は、前記相対回転制御機構によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持される状態から、前記進角油室および／または前記遅角油室に供給された流体の圧力によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持される状態に移行する場合に、前記進角油室または前記遅角油室の少なくとも一方に流体を供給した後に前記相対回転制御機構に流体を供給するように制御されるようにしたことである。
【００１３】
上記した手段によれば、進角油室少なくとも一方に遅角油室に流体を供給している間、相対回転制御機構をロック状態に保つことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に従った実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の複雑化を防ぐため、図２のハッチング線は省略している。
【００１５】
図１、図２に示した本発明の弁開閉時期制御装置は、カム軸（従動軸）１０の先端部（図１の左端）に図示しないボルトによって一体的に組み付けられたロータ２１及びコネクタ４０と、このロータ２１の外側にロータ２１に対し相対回転可能に外装され、内燃機関の図示しないクランクシャフト（回転軸）から、伝達部材９０（本実施形態においてはタイミングチェーン）を介して回転力が伝達されるハウジング３０と、ハウジング３０とロータ２１の相対回転を制御する相対回転制御機構としての第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２、後述する進角室Ｒ１及び遅角室Ｒ２への作動油（流体）の給排を制御すると共に第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御する油圧制御弁１００とを備えている。
【００１６】
カム軸１０は、吸気弁または排気弁の一方（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関の図示しないシリンダヘッドに回転自在に支承されており、その内部にはカム軸１０の軸方向に延びる進角油路１１と４本の遅角油路１２とが設けられている。進角油路１１は径方向の通孔１３と環状の通路１４とを介して油圧制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。また、遅角通路１２は径方向の通孔１５と環状の通路１６とを介して油圧制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。
【００１７】
また、カム軸１０の内部には進角油路１１及び遅角油路１２とは独立した２本の軸方向の通路１７ａ、１７ｂ（通路１７ｂは図示せず）と、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ（通孔１８ｂは図示せず）、環状の通路１９とが設けられている。軸方向の通路１７ａ、径方向の通孔１８ａ、環状の通路１９は後述するように相対回転制御機構Ｂ１に、同様に、軸方向の通路１７ｂ、径方向の通孔１８ｂ、環状の通路１９は後述するように相対回転制御機構Ｂ２にそれぞれ作動油を供給する通路を構成する。この軸方向の通路１７ａ、１７ｂは径方向の通孔１８ａ、１８ｂを介して環状の通路１９に連通しており、環状の通路１９は油圧制御弁１００のロックポート１０８に接続されている。
【００１８】
カム軸１０の端面（図示左端）にはコネクタ４０が図示しないボルトによって一体的に取り付けられている。コネクタ４０はカム軸１０とロータ２１との間の対向する端面に配設されて両者を接続する。コネクタ４０の内部には進角通路１１と連通する軸方向の通路４１と、４本の遅角通路１２のそれぞれと連通する４本の軸方向の通路４２と、軸方向の通路１７ａ、１７ｂにそれぞれ連通する軸方向の通路４３ａ、４３ｂがそれぞれ設けられている。
【００１９】
図示しないボルトによってカム軸１０に取り付けられたコネクタ４０の先端に一体的に螺合されたロータ２１は、図示しないボルトの頭部によって前端を閉塞されたロータ２１の中心内孔２１ｂを有し、中心内孔２１ｂはコネクタ４０に設けた軸方向の通路４１を介してカム軸１０に設けた進角通路１１に連通している。
【００２０】
また、ロータ２１は図２に示すように、４個のベーン２３とこれを径方向へ付勢するスプリング２４（図１に示す）を組み付けるためのベーン溝２１ａを有している。各ベーン２３はベーン溝２１ａに組み付けられて径方向外方に延びており、ハウジング３０内に４個の進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２を区画形成している。
【００２１】
さらに、ロータ２１にはコネクタ４０の軸方向の通路４２を介してカム軸１０の遅角通路１２に連通する軸方向の通孔２１ｃと、コネクタ４０の軸方向の通路４３ａを介してカム軸１０の軸方向の通路１７ａと連通する軸方向の通孔２１ｄと、コネクタ４０の軸方向の通路４３ｂを介してカム軸１０の軸方向の通路１７ｂと連通する軸方向の通孔２１ｅとが、その内部に設けられている。
【００２２】
また、ロータ２１には、その径方向内端にて中心内孔２１ｂと連通し、径方向外端にて進角室Ｒ１に連通する径方向の通孔２１ｆが４個設けられると共に、径方向内端にて軸方向の通孔２１ｃに連通し、径方向外端にて遅角油室Ｒ２に連通する径方向の通孔２１ｇが４個設けられている。
【００２３】
加えて、ロータ２１には径方向内端にて軸方向の通孔２１ｄに連通し、径方向外端にて第１制御機構Ｂ１のロック溝２１ｋに連通する径方向の通孔２１ｈと、径方向内端にて軸方向の通孔２１ｅに連通し、径方向外端にて第２制御機構Ｂ２のロック溝２１ｌに連通する径方向の通孔２１ｊがそれぞれ設けられている。
【００２４】
ハウジング３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、リヤ薄肉プレート３３と、これらを一体的に連結するボルト３４によって構成されている。ハウジング本体３１の後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されている。スプロケット３１ａは周知のようにタイミングチェーン９０を介して内燃機関の図示しないクランク軸に連結されていて、クランク軸からの駆動力が伝達されて図２の反時計方向へ回転されるように構成されている。
【００２５】
ハウジング本体３１は、径方向内方に突出する４個の突出部３１ｂを有していて、各突出部３１ｂの間には流体圧室３１ｃが形成される。この流体圧室３１ｃ内にベーン２３が配置され、進角室Ｒ１と遅角室Ｒ２とを区画する。
【００２６】
フロントプレート３２とリヤ薄肉プレート３３は軸方向の対向する端面にて、ロータ２１の軸方向端面及び、各ベーン２３の軸方向端面全体にそれぞれ摺動可能に接している。また、ハウジング本体３１の流体圧室３１ｃには図２に示すように最進角位相位置をベーンとの当接によって規制する突起３１ｄと、最遅角位相位置をベーン２３との当接によって規制する突起３１ｅとが形成されている。
【００２７】
第１制御機構Ｂ１及び第２制御機構Ｂ２は、油圧制御弁１００のロックポート１０８から、環状の通路１９、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ、軸方向の通路１７ａ、１７ｂ、４３ａ、４３ｂ、２１ｄ、２１ｅ、径方向の通孔２１ｈ、２１ｊを介して供給される作動油によりアンロック作動してハウジング３０とロータ２１の相対回転を許容し、軸方向の通路１７ａ、１７ｂへの作動油の排出によりロック作動してハウジング３０とロータ２１の進角側への相対回転を最遅角位相位置と最進角位相位置の中間位相位置（図２の状態）にて規制するものであり、ロックプレート６１、６３とロックスプリング６２、６４を備えている。尚、環状の通路１９、径方向の通孔１８ａ、１８ｂ、軸方向の通路１７ａ、１７ｂ、４３ａ、４３ｂ、２１ｄ、２１ｅ、径方向の通孔２１ｈ、２１ｊが本発明の相対回転制御機構に流体を給排する通路を構成する。
【００２８】
ロックプレート６１、６３は、ハウジング本体３１に設けられた径方向の退避孔３１ｆに径方向に摺動可能に組み付けられていて、収容部３１ｇに収容したロックスプリング６２、６４によって退避孔３１ｆから突出するように付勢されている。
【００２９】
また、ロックプレート６１、６３は、先端部（内径側端部）がロータ２１に設けたロック溝２１ｋ、２１ｌに摺動可能で抜き差し可能（嵌合・離脱可能）であり、ロック溝２１ｋ、２１ｌに作動油が供給されることによりロックスプリング６２、６４の付勢力に抗して径方向へ移動して退避孔３１ｆに退避収容されるようになっている。また、ロックプレート６１、６３の先端はロータ２１の周面に当接可能であり、当接状態ではロータ２１は回転可能である。
【００３０】
ロック溝２１ｋ、２１ｌは、図２に示したように、ハウジング３０に対してロータ２１が中間位相位置にあるとき、その端部（内径側端部）が各退避孔３１ｆに対向一致するように設けられている。
【００３１】
ハウジング３０とロータ２１間に介装したトーションスプリングＳは、ハウジング３０に対してロータ２１を進角側に回転付勢するものである。このトーションスプリングＳによって、ロータのハウジングに対する相対回転位相を進角側へ変更する際の作動応答性は良好とされている。
【００３２】
図１に示した油圧制御弁１００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイルパン１２０等からなる油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置ＥＣＵによるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して移動させる可変式電磁スプールバルブであり、ソレノイド１０３へのデューティ値（％）を変えることによりスプール１０４を押圧する押圧部材１３０のストローク量を変化させて、スリーブ１５０内に配設されたスプール１０４の位置を変化させることにより進角通路１１、遅角通路１２及び、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御可能に構成されている。油圧回路Ｃは、オイルパン１２０とオイルポンプ１１０とを連通する通路Ｓ１と、オイルポンプ１１０の図示しない吐出口と油圧制御弁１００の後述する第１供給ポート１０６ａとの間を連通する通路Ｓ２１と、後述する１０６ｂとの間を連通するＳ２２との間を連通する通路Ｓ２２と、後述するドレインポート１０７とオイルパン１２０との間を連通する通路Ｄとから構成される。
【００３３】
オイルポンプ１１０は、内燃機関によって駆動されるものであり、作動油を内燃機関のオイルパン１２０から油圧制御弁１００の供給ポート１０６ａ、１０６ｂに供給するようになっている。また、内燃機関のオイルパン１２０は、油圧制御弁１００の排出ポート１０７に接続されていて、作動油が排出ポート１０７から循環されるようになっている。通電制御装置ＥＣＵは各種センサ（クランク角、カム角、スロットル開度、内燃機関回転数、内燃機関冷却水温、車速等を検出するセンサ）からの検出信号に基づき、予め設定した制御パターンに従い、内燃機関の運転状況に応じて出力（ソレノイドに送られる電流のデューティ値）を制御するようになっている。
【００３４】
油圧制御弁１００のスプール１０４は、図５にて拡大して示したように、６個のランド部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆと、各ランド部間に形成した５個の環状溝１０４ｇ、１０４ｈ、１０４ｊ、１０４ｋ、１０４ｌと、環状溝１０４ｇ、１０４ｊ、１０４ｌを排出ポート１０７にそれぞれ連通させる連通孔１０４ｍ、１０４ｎ、１０４ｐを有していて、各部のラップ量がＬ１≦Ｌ２＜Ｌ３≦Ｌ４＜Ｌ５≦Ｌ６となるように設定されている。
【００３５】
ところで、スプール１０４が図５に示す状態（デューティ値０％、即ち制御電流が０で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出孔に接続された第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８との連通を阻止される。また、第２供給ポート１０６ｂはランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１との連通を阻止されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容される。また、ロックポート１０８はランド部１０４ｂによって環状溝１０４ｇと接続ポート１０４ｍを介して排出ポート１０７への連通が許容され、遅角ポート１０１はランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｊと接続ポート１０４ｎを介して排出ポート１０７への連通が許容されている。これにより、遅角ポート１０１、ロックポート１０８は作動油を排出可能となり、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能であると共に、進角油室Ｒ１に作動油を供給可能となる。
【００３６】
また、スプール１０４が図６に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容されると共に、排出ポート１０７はランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を遮断される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容されている。そして、遅角ポート１０１はランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｊと接続ポート１０４ｎを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能である。
【００３７】
また、スプール１０４が図７に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通も遮断されている。また、遅角ポート１０１は、ランド部１０４ｄによって、進角ポート１０２はランド部１０４ｅによってそれぞれ排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌへ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２への作動油の供給を停止（あるいは封止）可能である。
【００３８】
また、スプール１０４が図８に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部１０４ｃによって環状溝１０４ｈを介してロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部１０４ｄによって環状溝１０４ｋを介して遅角ポート１０１への連通が許容されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通が遮断される。そして進角ポート１０２はランド部１０４ｅによって環状溝１０４ｌ、接続ポート１０４ｐを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２へ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１からの作動油の排出が可能である。
【００３９】
上記のように構成した本第１実施形態においては、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置ＥＣＵによって予め設定した制御ルーチンに従って制御される。
【００４０】
まず、内燃機関の始動時には、通電制御装置ＥＣＵは、油圧制御弁のソレノイド１０３に通電しない。このため、スプール１０４は図５に示す状態に保持され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油は、油圧回路Ｃを介して進角油室Ｒ１に供給される。同時に、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２、遅角油室Ｒ２からは油圧回路Ｃを介して作動油が排出される。このため、進角油室Ｒ１には作動油が徐々に満たされていく。一方で、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２からは作動油が排出されるので第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック作動する。内燃機関の始動初期においては、カム軸１０から加わる変動トルクによってハウジング３０に対してロータ２１は遅角方向に相対回転する。これにより、内燃機関の停止時にハウジングに対するロータの相対位置が中間位相位置よりも進角側の位置で停止している場合には、この遅角方向への変動トルクによってロータ２１は徐々に遅角方向に回動して中間位相位置に至り（ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに対向し）ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに収容されることにより、第１制御機構Ｂ１と第２制御機構Ｂ２がロック作動してロータ２１のハウジング３０に対する相対回転が規制される。また、ハウジング３０に対するロータ２１の相対位置が中間位相位置よりも遅角側の位置で停止している場合には、進角油室Ｒ１に満たされていく作動油によってロータ２１は進角方向に回動して中間位相位置に至った（ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに対向した）ときに、ロックプレート６１、６３がロック溝２１ｋ、２１ｌに収容され、相対回転制御機構たる第１制御機構Ｂ１と第２制御機構Ｂ２がロック作動してロータ２１のハウジング３０に対する相対回転が規制される。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を確実にロック作動させ、ロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持することが可能となる。
【００４１】
また、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によって、ロータ２１の相対位置が中間位相位置に保持される際に、カム軸１０に作用する変動トルクによって生じるロータ２１の回動によりベーン２３が回転して作動油が満たされている（あるいは満たされつつある）進角油室Ｒ１の容積を変化（特に減少）させて作動油の圧力を変動（特に上昇）させることがある。しかしながら、この作動油の圧力の変動は第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を作動させる油圧通路が進角油室Ｒ１に作動油を給排する油圧通路とは独立して形成されていることによりロック溝２１ｈ、２１ｋには伝達しない。これによって内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１に作動油を供給しても変動トルクによって第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３が外れる、あるいは作動油の圧力によりロックプレート６１、６３が解除状態で保持されることがなく、ロータ２１のハウジングに対する相対位相を中間位相位置にて確実に保持できる。これにより、内燃機関に始動時に第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２がはずれ、カム軸１０に作用する変動トルクによりロータ２１が回動し、ベーン２３がハウジング３０の突起３１ｄ、３１ｅに当接することにより生じる打音の発生や、クランク軸に対するカム軸１０の相対位相がロータ２１のハウジングに対する相対位置の変化により所定の位相に保持されないことにより生じる内燃機関の始動性の悪化が防止できる。
【００４２】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が、通電制御装置によって予め設定された制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ２１のハウジングに対する相対回転位相が、最遅角位相（図４に示す進角油室Ｒ１の容積が最小となり、遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から、最進角位相（図３に示す遅角油室Ｒ２の容積が最小となり、進角油室Ｒ１の容積が最大となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁、または排気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動との間で適宜調整保持される。このとき、ロータが進角方向に回転するときには図６に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁１００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータが遅角方向に回転するときには図８に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁１００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。
【００４３】
さらに、油圧制御弁１００は、作動油が進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２のどちらかに供給されるときには必ず第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２にも供給されるように構成されている。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２は進角方向あるいは遅角方向への回転時には速やかにアンロック作動されて、ロータ２１の相対回転を許容し、ロータ２１の回転を阻害することはなく、当該弁開閉時期制御装置の円滑な作動を確保することができる。
【００４４】
また、上記した実施形態において、内燃機関の始動時に図６と図８の状態を交互に繰り返して進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２に交互に作動油を供給し、両室に作動油を供給するように制御することもできる。この場合にはロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２により中間位相位置に保持される状態から進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２に満たされる作動油により中間位相位置に保持される状態に移行するときに速やかに位相の変換を行うことができる。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は第１実施形態と比較して油圧制御弁２００の構成が異なるだけであるので、第１実施形態と同じ構成については第１実施形態で用いた番号符号を用いることとし、説明は省略する。
【００４６】
図９に示した油圧制御弁２００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイルパン１２０等からなる油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置ＥＣＵによるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して移動させる可変式電磁スプールバルブであり、ソレノイド１０３へのデューティ値（％）を変えることによりスプールのストローク量を変更して進角通路１１、遅角通路１２及び、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２への作動油の給排を制御可能に構成されている。
【００４７】
油圧制御弁２００は、図１０にて拡大して示したように、そのスプール２０４が、７個のランド部２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、２０４ｄ、２０４ｅ、２０４ｆ、２０４ｇと、各ランド部間に形成した６個の環状溝２０４ｈ、２０４ｊ、２０４ｋ、２０４ｌ、２０４ｍ、２０４ｎと、環状溝２０４ｈ、２０４ｊ、２０４ｌを排出ポート１０７に連通させる連通孔２０４ｐ、２０４ｑ、２０４ｒを有していて、各部のラップ量がＬ１≦Ｌ２＜Ｌ３≦Ｌ４＜Ｌ５≦Ｌ６＜Ｌ７≦Ｌ８となるように設定されている。
【００４８】
そして、進角ポート１０２に連通する環状溝２０４ｓは環状溝２０４ｍ、２０４ｎのそれぞれと連通している。
【００４９】
ところで、スプール２０４が図１０に示す状態（デューティ値０％、即ち制御電流が０で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出孔に接続された第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８との連通を阻止される。また、第２供給ポート１０６ｂはランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１との連通を阻止されると共に、ランド部２０４ｅによって進角ポート１０２への連通も阻止される。また、ロックポート１０８はランド部２０４ｂにより環状溝２０４ｈと接続ポート２０４ｐを介して、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄにより環状溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑを介して、進角ポート１０２はランド部２０４ｇにより環状溝２０４ｎと接続ポート２０４ｒを介して、それぞれ排出ポート１０７への連通を許容されており、遅角ポート１０１、進角ポート１０２、ロックポート１０８から作動油を排出可能である。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ、遅角油室Ｒ２及び進角油室Ｒ１から作動油を排出可能である。
【００５０】
また、スプール２０４が図１１に示す状態のときには、ランド部２０４ｂによって第１供給ポート１０６ａからロックポート１０８への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｂによって環状溝２０４ｈと接続ポート２０４ｐを介して排出ポート１０７とロックポート１０８との連通が許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部１０４ｅによって進角ポート１０２への連通を許容されている。そして、進角ポート１０２はランド部２０４ｇにより排出ポート１０７への連通が遮断され、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄによって環状溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑを介して排出ポート１０７への連通が許容される。このため、進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２から作動油を排出可能である。
【００５１】
また、スプール１０４が図１２に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通が許容されると共に排出ポート１０７への連通を遮断される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｄは遅角ポート１０１と排出ポート１０７との間を連通溝２０４ｋと接続ポート２０４ｑとを介して連通することを許容する。さらに、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｅによって環状溝２０４ｌ、２０４ｍを介して進角ポート１０２への連通が許容される一方でランド部２０４ｆ、２０４ｇによって進角ポート１０２は排出ポート１０７への連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び進角油室Ｒ１へ作動油を供給可能であると共に、遅角油室Ｒ２からの作動油の排出が可能である。
【００５２】
また、スプール１０４が図１３に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって遅角ポート１０１への連通が遮断されると共に、ランド部２０４ｆによって進角ポート１０２への連通が遮断される。そして、遅角ポート１０１はランド部２０４ｄによって、進角ポート１０２はランド部２０４ｆ、２０４ｇによって排出ポート１０７への連通を遮断される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌへは作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２への作動油の供給及び排出を停止（即ち、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２に作動油を封止）可能である。
【００５３】
また、スプール１０４が図１４に示す状態のときには、第１供給ポート１０６ａはランド部２０４ｂによってロックポート１０８への連通を許容される。また、第２供給ポート１０６ｂは、ランド部２０４ｄによって連通溝２０４ｌを介して遅角ポート１０１への連通が許容されると共に、ランド部２０４ｆによって進角ポート１０２への連通が遮断される。さらに進角ポート１０２は、ランド部２０４ｆにより環状溝２０４ｎと接続ポート２０４ｒを介して排出ポート１０７への連通を許容される。このため、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロック溝２１ｋ、２１ｌ及び遅角油室Ｒ２へ作動油を供給可能であると共に、進角油室Ｒ１からの作動油の排出が可能である。
【００５４】
上記のように構成した本第２実施形態においては、油圧制御弁２００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置ＥＣＵによって予め設定した制御ルーチンに従って制御される。
【００５５】
まず、内燃機関の始動時には、通電制御装置ＥＣＵは、油圧制御弁２００のソレノイド１０３に通電しない。このため、スプール１０４は図１０に示す状態に保持され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油は、油圧制御弁２００にて遮断され、弁開閉時期開閉装置には供給されない。同時に、第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２からは油圧回路Ｃを介して作動油が排出される。第１制御機構Ｂ１、第２制御機構Ｂ２からは作動油が排出されることにより第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック作動する。このときに、進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２からも作動油が排出されていることにより、カム軸１０に作用する変動トルクによってロータ２１はハウジング３０に対して相対回転しやすくなる。これにより、内燃機関の始動時にロータ２１がハウジング３０に対して相対回転する範囲が大きくなり、内燃機関の停止時にハウジング３０に対するロータ２１の相対位置が中間位相位置よりも進角側の位置で停止している場合、あるいは、遅角側の位置で停止している場合でも、カム軸１０に作用する変動トルクによってロータ２１のハウジング３０に対する相対位置を中間位相位置にまで回転させることができる。ハウジング３０に対するロータ２１の位置が中間位相位置に至れば、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロック溝２１ｋ、２１ｌに収容され、ロータ２１のハウジング３０に対する相対回転を規制すると共に、ロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持することが可能となる。
【００５６】
また、本第２実施形態によれば第１実施形態と同様に、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によって、ロータ２１は中間位相位置に保持される。進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２に作動油が満たされている場合には、変動トルクによって生じるロータ２１の回動によりベーン２３が作動油の満たされている進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２の容積を変化（特に減少）させて作動油の圧力を変化（特に上昇）させることがある。しかしながら、この作動油の圧力の変動は第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を作動させる油圧回路Ｃが進角油室Ｒ１および遅角油室Ｒ２に作動油を供給する油圧回路から独立していることによりロック溝２１ｈ、２１ｋには伝達しない。これによって内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１あるいは遅角油室Ｒ２に作動油を供給してもカム軸１０に作用する変動トルクによって第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３が外れる、あるいは作動油の圧力によりロックプレート６１、６３が解除状態で保持されるということがなく、ロータ２１のハウジングに対する相対位相を中間位相位置にて確実に保持できる。これにより、内燃機関に始動時にロータ２１の相対位相が変化することにより生じる打音の発生、相対位相の変化による内燃機関の始動性の悪化が防止できる。
【００５７】
また、本第２実施形態においては、図１０に示すように油圧制御弁２００が制御されて、内燃機関の始動時に進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２から作動油が排出されて、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２によりロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が中間位相位置に機械的に保持されている状態から、図１１に示すように進角油室Ｒ１、あるいは遅角油室Ｒ２に満たされた作動油によってロータ２１のハウジング３０に対する相対位相を中間位相位置に保持する状態に移行する際に、進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に作動油を供給しつつ、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２をロック状態（作動油が排出状態）に保つことができる。これにより、進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２（または進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の両方）に十分な作動油が供給されていないにもかかわらず、上記した作動油の圧力変化により第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２のロックプレート６１、６３とロック溝２１ｋ、２１ｌの係合が外れることがなく、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２による機械的なロータ２１の位相保持から、通常の（進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に供給された作動油による）ロータ２１の位相保持に移行する際にロータ２１の相対位相が意図しない変化を起こすことが防止できる。
【００５８】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁２００のソレノイド１０３への通電が、通電制御装置ＥＣＵによって予め設定された制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ２１のハウジングに対する相対回転位相が、最遅角位相（図４に示す進角油室Ｒ１の容積が最小となり、遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から、最進角位相（図３に示す遅角油室Ｒ２の容積が最小となり、進角油室Ｒ１の容積が最大となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁、または排気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動との間で適宜調整保持される。このとき、ロータ２１が進角方向に回転するときには図１２に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁２００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータ２１が遅角方向に回転するときには図１４に示す状態になるように通電制御装置ＥＣＵが油圧制御弁２００のソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。また、ロータのハウジングに対する相対位相を所定の位相にて保持する場合には図１３に示した状態になるようにソレノイド１０３にデューティ制御した電流値を出力することにより成される。このときに第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２には作動油が供給されるようにしたことにより、ロックプレート６１、６３は解除状態にて保持されているので、例えばロータ２１の相対位相を現在の状態から進角方向（あるいは遅角方向）に変化させようとする場合においても進角油室Ｒ１、または遅角油室Ｒ２に作動油を供給することにより速やかにロータ２１を回転させることができる。
【００５９】
また、作動油が進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２のどちらかに供給されるときには必ず第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２にも供給されるように構成されている。これにより、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２はロータ２１の進角方向あるいは遅角方向への回転時には速やかにアンロック作動されて、ロータ２１の相対回転を許容し、ロータ２１の回転を阻害することはない。
【００６０】
さらに、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の解除は進角油室Ｒ１、遅角油室Ｒ２への作動油の供給とは独立して行えるので、これら油室に十分な作動油が供給された後に第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２を解除することができ、第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の解除によるロータ２１の位相変化の発生を防止できると共に、各油室の変動トルクの影響を受けないため、変動トルクによる第１、第２制御機構Ｂ１、Ｂ２の誤解除、誤ロックが生じる可能性を著しく低減できる。
【００６１】
尚、上記した実施形態においては相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２は作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌに供給されたときにアンロック作動し、作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌから排出されたときにロック作動するように構成されているが、作動油がロック溝２１ｋ、２１ｌから排出されたときにロック作動し、供給されたときにアンロック作動するように構成してもよい。
【００６２】
さらに、上記した実施形態においてはソレノイド１０３への通電時に図５に示す状態から、図６、図７の状態を経て図８に示す状態に移行、あるいは図１０に示す状態から、図１１、図１２、図１３の状態を経て図１４の状態に移行するように構成したが、非通電時に図８あるいは図１４の状態とし、図７、図６あるいは図１３、図１２、図１１に示す状態をそれぞれ経て図５あるいは図１０に示す状態に移行するように構成することも可能であることはいうまでもない。
【００６３】
また、図１及び図９に示すように、第１供給ポート１０６ａとオイルポンプ１１０との間を連通する通路Ｓ２１に絞りＬを設ける構造としてもよい。この絞りＬによってオイルポンプ１１０により生じる作動油の圧力変動が油圧制御弁１００を介してロック溝６２、６４に伝達することが防止できる。これにより、ロックプレート６１、６３が変動する作動油の圧力によってロック溝６２、６４との係合・離脱を繰り返して打音を生じさせたり、ロックプレート６１、６３が離脱して相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２によるロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が確保できなくことを防止することができる。加えて、進角油室Ｒ１内でのロータ２１（ベーン２３）の回動に伴う油室内の容積変化により生じた作動油の圧力変動が進角油室Ｒ１に流体を給排する通路（径方向の通路２１ｆ、中心内孔２１ａ、軸方向の通路４１、進角通路１１、径方向の通路１３、環状の通路１４）、油圧調整弁１００（または、油圧調整弁２００）の進角ポート１０２、油圧制御弁１００（油圧制御弁２００）内にスプール１０４（スプール２０４）の環状溝１０４ｋ（環状溝２０４ｍ）により形成される通路、第２供給ポート１０６、第２供給通路Ｓ２２、第１供給ポートＳ２１を介してロック溝２１ｋ、２１ｌに伝達することを防止できる。同様に、遅角油室Ｒ２に流体を給排する通路（径方向の通路２１ｇ、軸方向の通孔２１ｃ、軸方向の通路４２、遅角通路１２、径方向の通路１５、環状の通路１６）、油圧調整弁１００（または、油圧調整弁２００）の遅角ポート１０１、油圧制御弁１００（油圧制御弁２００）内にスプール１０４（スプール２０４）の環状溝１０４ｋ（環状溝２０４ｌ）により形成される通路、第２供給ポート１０６、第２供給通路Ｓ２２、第１供給通路Ｓ２１を介してロック溝２１ｋ、２１ｌに伝達されることも防止できる。これにより、ロックプレート６１、６３が変動する作動油の圧力によってロック溝６２、６４との係合・離脱を繰り返して打音を生じさせたり、ロックプレート６１、６３が離脱して相対回転制御機構Ｂ１、Ｂ２によるロータ２１のハウジング３０に対する相対位相が確保できなくことを防止することができる。上記カッコ内にて示したように絞りＬは第１、第２実施形態のどちらにでも適用することができる。また、絞りＬは第１供給通路Ｓ２１内に別途設けてもよいし、第１供給通路Ｓ２１の通路断面積を一部分縮小して形成すること、油圧制御弁１００、２００のスリーブ部１５０に形成される通孔１５０ａの幅や長さ、通孔１５０ａとスプール１０４の環状溝１０４ｈ、２０４ｊとを連通する通路１５０ｂ、１５０ｃの幅や長さ等を調整して形成することも可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１の発明によれば、油圧回路の相対回転制御機構へ流体を給排する通路を、進角油室および遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成したことによって、進角油室あるいは遅角油室への流体の給排に係らず、相対回転制御機構への流体の給排を制御可能である。
【００６５】
また、請求項１の発明によれば、前記油圧制御弁は前記進角油室および前記遅角油室への流体の給排とは独立して前記相対回転制御機構への流体の給排が可能になる。
【００６６】
更に、請求項１の発明によれば、進角油室および遅角油室内の流体を排出可能としたことによって、流体室内をベーンが回動する際に流体がベーンの回動の抵抗となることを防止できる。
【００６７】
また、請求項２の発明によれば、進角油室および／または遅角油室（または進角油室と遅角油室の両方）に十分な作動油が供給されていないにもかかわらず、変動トルクにより発生する作動油の圧力変化により相対回転制御機構がアンロック作動することが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の弁開閉時期制御装置を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す本発明の弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図３】本発明の弁開閉時期制御装置が最遅角状態にあるときを示す断面図である。
【図４】本発明の弁開閉時期制御装置が最進角状態にあるときを示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第１の通電状態を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第２の通電状態を示す拡大図である。
【図７】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第３の通電状態を示す拡大図である。
【図８】本発明の第１実施形態の油圧制御弁の第４の通電状態を示す拡大図である。
【図９】本発明の第２実施形態の弁開閉時期制御装置を示す全体構成図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第１の通電状態を示す拡大図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第２の通電状態を示す拡大図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第３の通電状態を示す拡大図である。
【図１３】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第４の通電状態を示す拡大図である。
【図１４】本発明の第２実施形態の油圧制御弁の第５の通電状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
１０ カム軸
１１ 進角通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１２ 遅角通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１３、１５ 径方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１４、１６ 環状の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１７ａ、４３ 軸方向の通路（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
１８ａ、２１ｈ、２１ｊ 径方向の通孔（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
１９ 環状の通路（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
２１ ロータ
２１ａ 中心内孔（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２１ｃ 軸方向の通孔（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２１ｄ、２１ｅ 軸方向の通孔（相対回転制御機構へ流体を給排する通路）
２１ｆ、２１ｇ 径方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
２３ ベーン
３０ ハウジング
３１ｃ 流体圧室
４１、４２ 軸方向の通路（進角油室または遅角油室に流体を給排する通路）
１５０ スリーブ
１５０ａ 通孔
１５０ｂ、１５０ｃ 通路
Ｒ１ 進角油室
Ｒ２ 遅角油室
Ｂ１ 第１制御機構（相対回転制御機構）
Ｂ２ 第２制御機構（相対回転制御機構）
Ｃ 油圧回路
Ｓ２１ 第１供給通路
Ｓ２２ 第２供給通路
Ｌ 絞り
Claims (2)
- 内燃機関のクランク軸またはカム軸と一体的に回転するハウジングと、
前記カム軸または前記クランク軸の他方と一体的に回転するロータと、
前記ハウジングと前記ロータの間に設けられる流体圧室と、
前記流体圧室を進角油室と遅角油室とに区画するベーンと、
流体の給排により前記ハウジングと前記ロータとの相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置の間との中間位相位置で規制可能とする相対回転制御機構と、
前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への流体の給排を制御する油圧回路と、を備えた弁開閉時期制御装置において、
前記油圧回路の前記相対回転制御機構へ流体を給排する通路は、前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排する通路から独立して形成されると共に、
前記油圧回路は前記進角油室、前記遅角油室、前記相対回転制御機構にそれぞれ流体を給排可能な油圧制御弁を有すると共に、該油圧制御弁の前記相対回転制御機構に流体を給排可能な経路は前記進角油室および前記遅角油室に流体を給排可能な経路とは独立して構成され、
前記油圧制御弁は前記進角油室及び前記遅角油室からの流体を排出可能に構成されて、前記油圧制御弁の非通電時には前記進角油室、前記遅角油室及び前記相対回転制御機構の流体を排出し、
前記内燃機関の停止時に前記ハウジングに対する前記ロータの相対位置が前記中間位相位置よりも前記最遅角位相位置側である場合には、次回前記内燃機関の始動時に前記進角油室に流体が供給されると共に前記相対回転制御機構から作動油が排出されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。 - 前記油圧制御弁は、前記相対回転制御機構によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置との間の中間位相位置に保持される状態から、前記進角油室および／または前記遅角油室に供給された流体の圧力によって前記ハウジングと前記ロータとの相対回転が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持される状態に移行する場合に、前記進角油室または前記遅角油室の少なくとも一方に流体を供給した後に前記相対回転制御機構に流体を供給するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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