JP4760814B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関(以下、エンジンと称す)のカムシャフトの進角量を油圧制御によってコントロールし、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを可変させるバルブタイミング調整装置(以下、VVTと称す)に関する。 The present invention controls a valve timing adjustment device (hereinafter referred to as VVT) that controls the advance angle of a camshaft of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) by hydraulic control and varies the opening and closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve. Name).
背景技術を、図5を参照して説明する(図中における各符号は後述する実施例と共通)。
VVTは、エンジンのカムシャフトに取り付けられて、バルブの開閉タイミングを連続的に可変可能なバルブタイミング可変機構(以下、VCTと称す)2と、このVCT2の作動を油圧制御する油圧制御手段3と、油圧制御手段3に設けられるオイル・フロー・コントロール・バルブ(以下、OCVと称す)22を電気的に制御するECU(エンジン・コントロール・ユニットの略:制御装置)4とから構成されている(例えば、特許文献1、2参照)。
The background art will be described with reference to FIG. 5 (the reference numerals in the figure are common to the embodiments described later).
The VVT is attached to the camshaft of the engine and has a variable valve timing mechanism (hereinafter referred to as VCT) 2 that can continuously change the valve opening and closing timing, and a hydraulic control means 3 that hydraulically controls the operation of the
VCT2は、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動される入力側ロータ5と、エンジンのカムシャフトを回転駆動する出力側ロータ6とを備え、進角室A(出力側ロータ6を進角側へ変位させる油圧室)と遅角室B(出力側ロータ6を遅角側へ変位させる油圧室)に与えられる油圧差により、入力側ロータ5に対して出力側ロータ6を相対回転させて、クランクシャフトに対するカムシャフトの進角量の調整を行うものである。
The VCT 2 includes an
カムシャフトは、吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するものであるため、カムシャフトにはバルブの開閉駆動に伴うトルク変動が発生する。
このカムシャフトに生じるトルク変動は、出力側ロータ6に伝わるため、入力側ロータ5に対して出力側ロータ6が遅角側および進角側にトルク変動することになる。
出力側ロータ6に進角側に向かうトルク変動が与えられると、進角室Aに拡張力が生じて進角室A内が負圧方向に作用する。
逆に、出力側ロータ6に遅角側に向かうトルク変動が与えられると、遅角室Bに拡張力が生じて遅角室B内が負圧方向に作用する。
即ち、カムシャフトから伝わるトルク変動により、進角室Aと遅角室Bには繰り返して拡張力が与えられる。
Since the camshaft drives the intake valve or the exhaust valve to open and close, the camshaft generates torque fluctuations accompanying the opening and closing drive of the valve.
The torque fluctuation generated in the camshaft is transmitted to the output-
When torque fluctuation toward the advance side is given to the
On the other hand, when torque fluctuation toward the retard side is given to the
That is, the expansion force is repeatedly applied to the advance chamber A and the retard chamber B by the torque fluctuation transmitted from the camshaft.
ここで、オイルポンプ21の吐出油圧が低油圧の場合(油温が高く、エンジン低回転で供給油量が低い状態)、OCV22から進角室Aおよび遅角室Bに与えられる作動油圧が低油圧になる。
このような状態で、出力側ロータ6に進角側に向かうトルク変動が与えられると、遅角室Bの油圧によってトルク変動を押さえ込むことができず、進角室Aが拡張しようとする。OCV22は、オイルの流れ抵抗が大きいため、オイルポンプ21からOCV22を介して進角室Aに与えられるオイルの供給が間に合わないと進角室Aが負圧となる。
逆に、出力側ロータ6に遅角側へ向かうトルク変動が与えられると、進角室Aの油圧によってトルク変動を押さえ込むことができず、遅角室Bが拡張しようとする。OCV22は、オイルの流れ抵抗が大きいため、オイルポンプ21からOCV22を介して遅角室Bに与えられるオイルの供給が間に合わないと遅角室Bが負圧となる。
Here, when the discharge hydraulic pressure of the
In this state, if torque fluctuation toward the advance side is given to the
Conversely, when torque fluctuation toward the retard angle side is given to the
トルク変動により進角室Aに負圧が生じると、出力側ロータ6には遅角方向の力が働くことになる。このため、カムシャフトの位相を遅角側から進角側へ変更する場合に、目標位相に到達するまでの応答時間が長くなるという問題が生じる。
同様に、トルク変動により遅角室Bに負圧が生じると、出力側ロータ6には進角方向の力が働くことになる。このため、カムシャフトの位相を進角側から遅角側へ変更する場合に、目標位相に到達するまでの応答時間が長くなるという問題が生じる。
Similarly, when a negative pressure is generated in the retard chamber B due to torque fluctuation, a force in the advance direction acts on the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、進角室や遅角室に負圧が生じることによる応答性の劣化を防ぐことのできるVVTの提供にある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a VVT capable of preventing deterioration of responsiveness due to negative pressure generated in an advance chamber or a retard chamber.
〔請求項1の手段〕
請求項1の手段を採用するVVTは、カムシャフトのトルク変動を受けて進角室に拡張力が与えられて進角室が負圧になると、進角側油路開閉弁が進角側高圧バイパス路を開く。すると、オイルポンプの発生した油圧が、オイルの流れ抵抗の大きいOCVをバイパスして進角室に与えられて進角室の油圧が上昇する。進角室の油圧が正圧になると、進角側油路開閉弁が進角側高圧バイパス路を閉じる。この結果、OCVで調圧された油圧のみが進角室および遅角室に与えられる。
このようにして進角室の負圧が防がれるため、出力側ロータに働く遅角方向の力が抑えられる。その結果、カムシャフトの位相を遅角側から進角側へ変更する場合に、目標位相に到達するまでの応答時間を短縮できる。
[Means of Claim 1]
In the VVT employing the means of
Thus, since the negative pressure in the advance chamber is prevented, the retarding force acting on the output-side rotor is suppressed. As a result, when the phase of the camshaft is changed from the retard side to the advance side, the response time until the target phase is reached can be shortened.
〔請求項2の手段〕
請求項2の手段を採用するVVTの進角側油路開閉弁は、負圧により作動するスプール弁、あるいはダイヤフラムを用いた切替弁などの構造を採用するものであり、進角側高圧バイパス路を開閉する弁体と、進角側高圧バイパス路が閉じる側に弁体を付勢する閉弁力付与手段と、大気圧と進角室の油圧との差圧で弁体を駆動する差圧作動手段とを備える。
[Means of claim 2]
The advance side oil passage opening / closing valve of the VVT employing the means of
〔請求項3の手段〕
請求項3の手段を採用するVVTは、カムシャフトのトルク変動を受けて遅角室に拡張力が与えられて遅角室が負圧になると、遅角側油路開閉弁が遅角側高圧バイパス路を開く。すると、オイルポンプの発生した油圧が、オイルの流れ抵抗の大きいOCVをバイパスして遅角室に与えられて遅角室の油圧が上昇する。遅角室の油圧が正圧になると、遅角側油路開閉弁が遅角側高圧バイパス路を閉じる。この結果、OCVで調圧された油圧のみが進角室および遅角室に与えられる。
このようにして遅角室の負圧が防がれるため、出力側ロータに働く進角方向の力が抑えられる。その結果、カムシャフトの位相を進角側から遅角側へ変更する場合に、目標位相に到達するまでの応答時間を短縮できる。
[Means of claim 3]
In the VVT employing the means of
In this way, the negative pressure in the retard chamber is prevented, so that the advance force acting on the output-side rotor is suppressed. As a result, when the phase of the camshaft is changed from the advance side to the retard side, the response time until the target phase is reached can be shortened.
〔請求項4の手段〕
請求項4の手段を採用するVVTの遅角側油路開閉弁は、負圧により作動するスプール弁、あるいはダイヤフラムを用いた切替弁などの構造を採用するものであり、遅角側高圧バイパス路を開閉する弁体と、遅角側高圧バイパス路が閉じる側に弁体を付勢する閉弁力付与手段と、大気圧と遅角室の油圧との差圧で弁体を駆動する差圧作動手段とを備える。
[Means of claim 4]
The VVT retarded side oil passage opening / closing valve employing the means of claim 4 employs a structure such as a spool valve operated by negative pressure or a switching valve using a diaphragm, and the retarded side high pressure bypass passage. A valve body that opens and closes the valve body, a valve closing force applying means that urges the valve body toward the closing side of the retard-side high-pressure bypass, and a differential pressure that drives the valve body by the differential pressure between the atmospheric pressure and the hydraulic pressure of the retard chamber Operating means.
VVTは、エンジンのクランクシャフトによって回転駆動される入力側ロータに対してエンジンのカムシャフトを回転駆動する出力側ロータを油圧によって進角側に駆動する進角室、および入力側ロータに対して出力側ロータを油圧によって遅角側に駆動する遅角室を備えるVCTと、進角室および遅角室に対して油圧の給排を行うOCVを備える油圧制御手段とを具備する。 The VVT outputs an output side rotor for rotationally driving an engine camshaft with respect to an input side rotor that is rotationally driven by an engine crankshaft, and an output to an advance side chamber for hydraulically driving the output side rotor. VCT having a retarding chamber for driving the side rotor to the retarding angle side by hydraulic pressure, and hydraulic control means having an OCV for supplying and discharging hydraulic pressure to and from the advance chamber and the retarding chamber.
最良の形態1のVVTの油圧制御手段は、OCVをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を進角室に与える進角側高圧バイパス路と、進角室の負圧によって駆動され、進角室の負圧時に進角側高圧バイパス路を開き、進角室の正圧時に進角側高圧バイパス路を閉じる進角側油路開閉弁とを備える。
The VVT hydraulic pressure control means of the
最良の形態2のVVTの油圧制御手段は、OCVをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を遅角室に与える遅角側高圧バイパス路と、遅角室の負圧によって駆動され、遅角室の負圧時に遅角側高圧バイパス路を開き、遅角室の正圧時に遅角側高圧バイパス路を閉じる遅角側油路開閉弁とを備える。
The hydraulic control means for the VVT of the
最良の形態3のVVTの油圧制御手段は、最良の形態1、2を組み合わせたものであり、OCVをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を進角室に与える進角側高圧バイパス路と、進角室の負圧によって駆動され、進角室の負圧時に進角側高圧バイパス路を開き、進角室の正圧時に進角側高圧バイパス路を閉じる進角側油路開閉弁と、OCVをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を遅角室に与える遅角側高圧バイパス路と、遅角室の負圧によって駆動され、遅角室の負圧時に遅角側高圧バイパス路を開き、遅角室の正圧時に遅角側高圧バイパス路を閉じる遅角側油路開閉弁とを備える。
The VVT hydraulic control means of the
本発明を適用した実施例1を、図1〜図4を参照して説明する。
(VVTの説明)
先ず、VVTの構造を図3、図4を参照して説明する。
VVTは、エンジンのカムシャフト(吸気バルブ用、排気バルブ用、吸排気兼用カムシャフトのいずれか)1に取り付けられて、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングを連続的に可変可能なVCT2と、このVCT2の作動を油圧によって制御する油圧制御手段3と、この油圧制御手段3を電気的に制御するECU4とから構成される。
A first embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.
(Explanation of VVT)
First, the structure of the VVT will be described with reference to FIGS.
The VVT is attached to the engine camshaft (intake valve, exhaust valve, intake / exhaust combined camshaft) 1 and can continuously change the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve.
(VCT2の説明)
VCT2は、エンジンのクランクシャフトに同期して回転駆動される入力側ロータ(ハウジングロータ)5と、この入力側ロータ5に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフト1と一体に回転する出力側ロータ(ベーンロータ)6とを備えるものであり、入力側ロータ5内に構成される油圧アクチュエータによって入力側ロータ5に対して出力側ロータ6を相対的に回転駆動して、カムシャフト1を進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。
(Explanation of VCT2)
The
入力側ロータ5は、エンジンのクランクシャフトにタイミングベルトやタイミングチェーン等を介して回転駆動されるスプロケット7と、略リング円盤形状のフロントプレート8と、スプロケット7とフロントプレート8に軸方向に挟まれるシューハウジング9との3部品が複数のボルト10によって結合されて、スプロケット7と一体回転するものである。なお、フロントプレート8とシューハウジング9とを、1つの部品で形成したものであっても良い。
シューハウジング9は、図4に示すように、内径方向に仕切り部材として複数(この実施例では3つ)のシュー9aを有しており、各シュー9aの間に略扇状凹部が形成される。なお、入力側ロータ5は、図4において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。
The input-
As shown in FIG. 4, the
出力側ロータ6は、カムシャフト1の端部にノックピン11で一体回転するように位置決めされた後、センターボルト12によってカムシャフト1の端部に固定されるものであり、カムシャフト1と一体に回転する。
出力側ロータ6は、各シュー9aの間に形成される略扇状凹部を進角室Aと遅角室Bに区画する複数(この実施例では3つ)のベーン6aを備えるものであり、出力側ロータ6は入力側ロータ5に対して所定角度内で回転可能に設けられている。
進角室Aは、油圧によってベーン6aを進角側へ駆動するための油圧室であってベーン6aの反回転方向側の略扇状凹部内に形成される。逆に、遅角室Bは、油圧によってベーン6aを遅角側へ駆動するための油圧室である。各ベーン6aの外周面には、シューハウジング9の内周面に摺動するシール部材13が設けられており、進角室Aと遅角室Bの連通を遮断している。
The output-
The output-
The advance chamber A is a hydraulic chamber for driving the
VCT2は、出力側ロータ6を最遅角位置で入力側ロータ5に係合させるストッパピン14を備える。
ストッパピン14は、略円柱棒状を呈し、3つのベーン6aのうちの1つにおいて軸方向に貫通形成された略円穴形状のストッパ挿入穴15の内部に軸方向に摺動自在に挿入されている。このストッパピン14は、スプリング16によってスプロケット7側に付勢されており、最遅角位置においてスプロケット7に圧入固定されたストッパブッシュ17内に嵌合するように設けられている。なお、ストッパピン14とストッパブッシュ17の嵌合部にはテーパ部が形成されており、ストッパピン14がストッパブッシュ17に滑らかに嵌合するようになっている。
The
The stopper pin 14 has a substantially cylindrical rod shape, and is slidably inserted in the axial direction into a substantially circular
ストッパピン14の図3右側先端とスプロケット7との間に形成される第1ストッパ解除油室18は、進角室Aと連通しており、進角室Aに印加される油圧によりストッパピン14を図3左側へ押し戻し、ストッパピン14とストッパブッシュ17の嵌合を解除するように設けられている。
また、ストッパピン14は、図3左側が大径に設けられており、このストッパピン14の段差部とストッパ挿入穴15との間に形成される第2ストッパ解除油室19は、遅角室Bと連通しており、遅角室Bに印加される油圧によりストッパピン14を図3左側へ押し戻し、ストッパピン14とストッパブッシュ17の嵌合を解除するように設けられている。
A first stopper releasing
Further, the stopper pin 14 is provided with a large diameter on the left side in FIG. 3, and the second stopper release oil chamber 19 formed between the step portion of the stopper pin 14 and the
(油圧制御手段3の説明)
次に、油圧制御手段3を図2、図3を参照して説明する。
油圧制御手段3は、進角室Aおよび遅角室Bのオイルを給排して、進角室Aと遅角室Bに油圧差を発生させて出力側ロータ6を入力側ロータ5に対して相対回転させるための手段であり、クランクシャフト等によって駆動されるオイルポンプ(油圧発生源)21から圧送されるオイル(油圧)を進角室Aまたは遅角室Bに切り替えて供給するOCV22を備える。なお、OCV22のバイパス路等については後述する。
(Description of hydraulic control means 3)
Next, the hydraulic control means 3 will be described with reference to FIGS.
The hydraulic pressure control means 3 supplies and discharges oil from the advance chamber A and the retard chamber B, generates a hydraulic pressure difference between the advance chamber A and the retard chamber B, and connects the
OCV22は、スプール弁と、このスプール弁を駆動する電磁アクチュエータとを結合してなる周知の電磁スプール弁である。
スプール弁は、オイルポンプ21に連通する入力ポート23と、進角室Aに進角油路24を介して連通する進角側出力ポート25と、遅角室Bに遅角油路26を介して連通する遅角側出力ポート27と、進角室Aのオイル排出を行う進角側排出ポート28と、遅角室Bのオイル排出を行う遅角側排出ポート29とを備える。なお、進角側排出ポート28と遅角側排出ポート29を共通化したものであっても良い。
そして、電磁アクチュエータの作動によりスプール弁内のスプールを変位させることで各ポートの連通状態を制御して、進角側出力ポート25の発生油圧(進角室Aの油圧)と、遅角側出力ポート27の発生油圧(遅角室Bの油圧)とを制御するものである。
The
The spool valve includes an
Then, the communication state of each port is controlled by displacing the spool in the spool valve by the operation of the electromagnetic actuator, and the hydraulic pressure generated by the advance side output port 25 (hydraulic pressure of the advance chamber A) and the retard side output It controls the hydraulic pressure generated by the port 27 (hydraulic pressure in the retard chamber B).
なお、OCV22の進角側出力ポート25から進角室Aに通じる進角油路24と、遅角側出力ポート27から遅角室Bに通じる遅角油路26は、図3に示すように、エンジン側の固定油路→カムシャフト1を回転自在に支持するカムジャーナル30→カムシャフト1の内部油路→出力側ロータ6の内部油路によって設けられている。
As shown in FIG. 3, the
(ECU4の説明)
ECU4は、周知のコンピュータである。このECU4は、各種センサ等により読み込まれたエンジン運転状態(乗員の運転状態を含む)と、メモリに記憶されたプログラムとに基づいてOCV22の通電量(供給電流量)をデューティ比制御するVVT制御機能を備えており、OCV22の通電量が制御されることで進角室Aおよび遅角室Bの油圧が制御されて、カムシャフト1の進角位相(進角量)をエンジン運転状態に応じた進角位相に制御する。
(Description of ECU 4)
The ECU 4 is a known computer. The ECU 4 performs duty ratio control on the energization amount (supply current amount) of the
〔実施例1の特徴1〕
この実施例1の油圧制御手段3には、図2(a)に示すように、OCV22をバイパスしてオイルポンプ21の発生した油圧を進角室Aに与える進角側高圧バイパス路41が設けられている。この進角側高圧バイパス路41は、エンジン側の固定油路であり、例えば、OCV22が取り付けられるシリンダヘッドあるいはカムカバーに形成されている。
進角側高圧バイパス路41には、進角室Aの負圧によって駆動され、進角室Aの負圧時に進角側高圧バイパス路41を開き、進角室Aの正圧時に進角側高圧バイパス路41を閉じる進角側油路開閉弁42が設けられている。
[
As shown in FIG. 2A, the hydraulic pressure control means 3 of the first embodiment is provided with an advance side high
The advance side high
進角側油路開閉弁42は、大気圧と進角室Aの圧力差によって進角側高圧バイパス路41を開閉する切替弁であり、応答性を高めるために小型に設けられている。この進角側油路開閉弁42は、進角側高圧バイパス路41を開閉する弁体43と、進角側高圧バイパス路41が閉じる側に弁体43を付勢する閉弁力付与手段44と、大気圧と進角室Aの油圧との差圧で弁体43を駆動する差圧作動手段とを備える。
この実施例1の進角側油路開閉弁42は、図2(b)に示すように、スプール弁構造を採用する。また、この実施例1の差圧作動手段は、弁体43および弁体43の軸方向両側の空間(大気に連通する空間と、進角室Aに連通する空間)とで構成され、弁体43の両側の空間の差圧により弁体43が変位するように設けられている。なお、差圧でダイヤフラムを変位させ、ダイヤフラムの変位によって弁体43を駆動させるように進角側油路開閉弁42を設けても良い。
The advance side oil passage opening / closing
The advance side oil passage opening / closing
ここで、進角側油路開閉弁42の構造を、図2(b)を参照して具体的に説明する。
進角側油路開閉弁42は、OCV22が取り付けられるシリンダヘッドあるいはカムカバーに形成された軸穴45(シリンダヘッドあるいはカムカバーに取り付けられる筒状スリーブの軸穴)の内部において軸方向へ摺動自在に支持される弁体43(スプール)を備える。この弁体43によって区画される軸穴45の一方の空間(図示左側空間)は、開口部を介して大気に連通する大気室である。また、弁体43によって区画される軸穴45の他方の空間(図示右側空間)は油路を介して進角側高圧バイパス路41の進角室A側と連通する背圧室(進角室Aと略同圧の空間)である。
Here, the structure of the advance side oil passage opening / closing
The advance side oil passage opening / closing
弁体43は、大気室側に変位すると進角側高圧バイパス路41を閉じ、背圧室側に変位すると進角側高圧バイパス路41を開くように設けられている。
背圧室の内部には、弁体43を大気室側、即ち進角側高圧バイパス路41を閉じる側(閉弁方向)に付勢する閉弁力付与手段44が設けられている。この閉弁力付与手段44は、弁体43を大気室側(閉弁側)へ付勢するスプリング(例えば、圧縮コイルスプリング等)である。この閉弁力付与手段44は、進角側油路開閉弁42の開弁圧の設定を行うものであり、開弁時の応答性を高めるために閉弁力付与手段44による弁体43の付勢力は弱めに設定されている。
The
Inside the back pressure chamber, there is provided a valve closing force applying means 44 for biasing the
〔実施例1の特徴2〕
また、この実施例1の油圧制御手段3には、図2(a)に示すように、OCV22をバイパスしてオイルポンプ21の発生した油圧を遅角室Bに与える遅角側高圧バイパス路51が設けられている。この遅角側高圧バイパス路51は、上述した進角側高圧バイパス路41と同様、エンジン側の固定油路であり、例えば、OCV22が取り付けられるシリンダヘッドあるいはカムカバーに形成されている。
遅角側高圧バイパス路51には、遅角室Bの負圧によって駆動され、遅角室Bの負圧時に遅角側高圧バイパス路51を開き、遅角室Bの正圧時に遅角側高圧バイパス路51を閉じる遅角側油路開閉弁52が設けられている。
[
Further, in the hydraulic pressure control means 3 of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, the retard side high
The retard side
遅角側油路開閉弁52は、大気圧と遅角室Bの圧力差によって遅角側高圧バイパス路51を開閉する切替弁であり、応答性を高めるために小型に設けられている。この遅角側油路開閉弁52は、遅角側高圧バイパス路51を開閉する弁体53と、遅角側高圧バイパス路51が閉じる側に弁体53を付勢する閉弁力付与手段54と、大気圧と遅角室Bの油圧との差圧で弁体53を駆動する差圧作動手段とを備える。
この実施例1の遅角側油路開閉弁52は、進角側油路開閉弁42と同様の構成を採用する。即ち、スプール弁構造を採用するものであり、差圧作動手段は弁体53および弁体53の軸方向両側の空間(大気に連通する空間と、遅角室Bに連通する空間)とで構成され、弁体53の両側の空間の差圧により弁体53が変位するように設けられている。なお、差圧でダイヤフラムを変位させ、ダイヤフラムの変位によって弁体53を駆動させるように遅角側油路開閉弁52を設けても良い。
実施例1の遅角側油路開閉弁52の具体的な構造は、上述した進角側油路開閉弁42と同一構造{図2(b)参照}を採用するものであり、説明は省略する。
The retarding-side oil passage opening / closing
The retard angle side oil passage opening / closing
The specific structure of the retard side oil passage opening / closing
(VVTの作動説明)
エンジンの停止状態では、ストッパピン14はストッパブッシュ17に嵌合している。エンジンの始動直後の状態では、オイルポンプ21から各油圧室に油圧が十分に供給されないため、ストッパピン14はストッパブッシュ17に嵌合したままであり、カムシャフト1は最遅角位置に保持されている。これにより、油圧が各油圧室に供給されるまでの間、カムシャフト1が受けるトルク変動によって入力側ロータ5と出力側ロータ6とが揺動して衝突する不具合がない。
(Explanation of VVT operation)
When the engine is stopped, the stopper pin 14 is fitted to the
エンジンの始動後、オイルポンプ21から各油圧室に油圧が十分に供給されると、第1、第2ストッパ解除油室18、19に供給される油圧によりストッパピン14がストッパブッシュ17から抜け出すため、入力側ロータ5に対して出力側ロータ6が相対的に回転可能になる。そして、進角室Aの油圧を遅角室Bの油圧より大きくすることで出力側ロータ6が入力側ロータ5に対して相対的に進角側へ変位してカムシャフト1が進角し、逆に遅角室Bの油圧を進角室Aの油圧より大きくすることで出力側ロータ6が入力側ロータ5に対して相対的に遅角側へ変位してカムシャフト1が遅角する。
出力側ロータ6が目標位相に到達すると、ECU4はOCV22の通電量をデューティ比制御して、進角室Aおよび遅角室Bの駆動油圧を保持し、出力側ロータ6を目標位相に保持する。
After the engine is started, if the hydraulic pressure is sufficiently supplied from the
When the
(実施例1の効果1)
図1(a)を参照して、オイルポンプ21の吐出油圧が低油圧のエンジン運転状態(油温が高く、エンジン低回転で供給油量が低い状態)で、OCV22から進角室Aおよび遅角室Bに与えられる作動油圧が低油圧の場合におけるVVTの「進角作動」を説明する。 この状態で、出力側ロータ6に進角側に向かうカムシャフト1のトルク変動が与えられると、遅角室Bの油圧によってトルク変動を押さえ込むことができず、進角室Aが拡張しようとする。この時、オイルポンプ21からOCV22を介して進角室Aに与えられるオイルの供給が間に合わないと進角室Aが負圧となる。すると、進角室Aに連通する進角側油路開閉弁42の背圧室も負圧になり、進角側油路開閉弁42の弁体43が開弁側へ変位して、進角側油路開閉弁42が進角側高圧バイパス路41を開く。これにより、オイルポンプ21の発生した油圧が、オイルの流れ抵抗の大きいOCV22をバイパスして進角室Aに与えられて進角室Aの油圧が上昇する。
(
Referring to FIG. 1A, in the engine operating state where the
進角側油路開閉弁42の開弁動作により進角室Aの油圧が上昇して正圧になると、進角室Aに連通する進角側油路開閉弁42の背圧室も正圧になり、進角側油路開閉弁42の弁体43が閉弁側へ変位して、進角側油路開閉弁42が進角側高圧バイパス路41を閉じる。これによって、OCV22で調圧された油圧のみが進角室Aおよび遅角室Bに与えられる。
上記の作動により進角室Aの負圧が防がれるため、出力側ロータ6に働く遅角方向の力が抑えられ、カムシャフト1の位相を遅角側から進角側へ変更する場合における目標位相への到達時間を短縮できる。即ち、進角時の応答性を高めることができる。
When the hydraulic pressure in the advance chamber A rises to a positive pressure due to the opening operation of the advance side oil passage opening / closing
Since the negative pressure in the advance chamber A is prevented by the above operation, the retard force acting on the
(実施例1の効果2)
図1(b)を参照して、オイルポンプ21の吐出油圧が低油圧のエンジン運転状態(油温が高く、エンジン低回転で供給油量が低い状態)で、OCV22から進角室Aおよび遅角室Bに与えられる作動油圧が低油圧の場合におけるVVTの「遅角作動」を説明する。 この状態で、出力側ロータ6に遅角側に向かうカムシャフト1のトルク変動が与えられると、進角室Aの油圧によってトルク変動を押さえ込むことができず、遅角室Bが拡張しようとする。この時、オイルポンプ21からOCV22を介して遅角室Bに与えられるオイルの供給が間に合わないと遅角室Bが負圧となる。すると、遅角室Bに連通する遅角側油路開閉弁52の背圧室も負圧になり、遅角側油路開閉弁52の弁体53が開弁側へ変位して、遅角側油路開閉弁52が遅角側高圧バイパス路51を開く。これにより、オイルポンプ21の発生した油圧が、オイルの流れ抵抗の大きいOCV22をバイパスして遅角室Bに与えられて遅角室Bの油圧が上昇する。
(
Referring to FIG. 1B, in the engine operating state where the discharge hydraulic pressure of the
遅角側油路開閉弁52の開弁動作により遅角室Bの油圧が上昇して正圧になると、遅角室Bに連通する遅角側油路開閉弁52の背圧室も正圧になり、遅角側油路開閉弁52の弁体53が閉弁側へ変位して、遅角側油路開閉弁52が遅角側高圧バイパス路51を閉じる。これによって、OCV22で調圧された油圧のみが進角室Aおよび遅角室Bに与えられる。
上記の作動により遅角室Bの負圧が防がれるため、出力側ロータ6に働く進角方向の力が抑えられ、カムシャフト1の位相を進角側から遅角側へ変更する場合における目標位相への到達時間を短縮できる。即ち、遅角時の応答性を高めることができる。
When the hydraulic pressure in the retarding chamber B rises to a positive pressure due to the opening operation of the retarding-side oil passage opening / closing
Since the negative pressure in the retard chamber B is prevented by the above operation, the force in the advance direction acting on the
(実施例1の効果3)
上記実施例1の効果1、2では、進角作動時および遅角作動時における効果を説明したが、出力側ロータ6が目標位相に到達し、その状態を保持する際であっても次の効果を得ることができる。
オイルポンプ21の吐出油圧が低油圧のエンジン運転状態(油温が高く、エンジン低回転で供給油量が低い状態)で、OCV22から進角室Aおよび遅角室Bに与えられる作動油圧が低油圧の場合におけるVVTの「目標位相保持作動」を説明する。
この状態でカムシャフト1のトルク変動を受けると、進角室Aと遅角室Bとが交互に繰り返して負圧になる。進角室Aが負圧になると、上記実施例1の効果1で説明したように、進角側油路開閉弁42が開き、進角室Aの負圧を解消する。同様に、遅角室Bが負圧になると、上記実施例1の効果2で説明したように、遅角側油路開閉弁52が開き、遅角室Bの負圧を解消する。
この結果、入力側ロータ5に対して出力側ロータ6が左右回転方向に1回づつ揺動しただけで、進角室Aおよび遅角室Bの油圧が高まって負圧が解消され、出力側ロータ6の揺動が抑えられる。
(
In the
The operating hydraulic pressure applied from the
When the torque fluctuation of the
As a result, the
(実施例1の効果4)
ここで、従来技術では、トルク変動により進角室Aおよび遅角室Bが負圧になると、カムシャフト1とカムジャーナル30の摺動部などから進角油路24および遅角油路26にエアを吸い込む懸念があった。そこで、従来技術では、特許文献1、2に示すように、エアの吸込みを防止する手段を設けることが提案されている。
これに対し、この実施例1では、進角室Aおよび遅角室Bが負圧になると、進角側油路開閉弁42および遅角側油路開閉弁52が開弁作動して進角室Aおよび遅角室Bの負圧を解消するように設けられているため、従来技術における「エアの吸込み防止手段」を用いる必要がない。即ち、進角室Aおよび遅角室Bの作動油中にエアが混入することで生じるカムシャフト1の振動増加を防ぐことができるとともに、エアの混入によるカムシャフト1の進角量の制御精度の低下を防ぐことができ、高い信頼性を得ることができる。
(Effect 4 of Example 1)
Here, in the prior art, when the advance chamber A and the retard chamber B become negative pressure due to torque fluctuation, the
On the other hand, in the first embodiment, when the advance chamber A and the retard chamber B become negative pressure, the advance side oil passage opening / closing
〔変形例〕
上記の実施例では、油圧制御手段3に「進角側高圧バイパス路41+進角側油路開閉弁42」と「遅角側高圧バイパス路51+遅角側油路開閉弁52」の両方を設ける例を示したが、「進角側高圧バイパス路41+進角側油路開閉弁42」または「遅角側高圧バイパス路51+遅角側油路開閉弁52」のいずれか一方のみを用いるものであっても良い。
[Modification]
In the above embodiment, the hydraulic pressure control means 3 is provided with both “advance side high
上記の実施例に追加して、出力側ロータ6の固定保持力を高める手段を設けても良い。具体的な一例を示すと、進角油路24に進角室AからOCV22側へのオイルの逆流を防ぐ進角逆止弁を設けるとともに、遅角油路26に遅角室BからOCV22側へのオイルの逆流を防ぐ遅角逆止弁を設けて、進角量を固定する際の出力側ロータ6の固定保持力を高める手段を追加しても良い。この手段に示す進角逆止弁および遅角逆止弁には、進角量の可変時に各逆止弁の機能を解除するための逆止弁解除手段(例えば、逆止弁のバイパス路の開閉手段)が設けられるものである。
このように、出力側ロータ6の固定保持力を高める手段を採用することにより、カムシャフト1のトルク変動による出力側ロータ6の揺動が抑えられるため、信頼性をさらに高めることができる。
In addition to the above embodiment, a means for increasing the fixing holding force of the
Thus, by adopting a means for increasing the fixing holding force of the
上記の実施例では、OCV22のバルブ構造の一例としてスプール弁を例示したが、他のバルブ構造(ロータリ弁等)を採用しても良い。
また、上記の実施例では、OCV22を電磁アクチュエータ(リニアソレノイド)により駆動する例を示したが、電動モータの回転を軸力に変換してOCV22を駆動する電動アクチュエータや、ピエゾアクチュエータなど、他の構造の電動アクチュエータを用いても良い。あるいはパイロット油圧によりOCV22を駆動しても良い。
In the above embodiment, the spool valve is exemplified as an example of the valve structure of the
In the above-described embodiment, the
上記の実施例では、VCT2をカムシャフト1に設ける例を示したが、VCT2をエンジンのクランクシャフトに設けるなど、他の部位に設けるものであっても良い。
上記の実施例では、入力側ロータ5内を3つのシュー9aにより3つの略扇状凹部に区画し、出力側ロータ6の外周部に3つのベーン6aを設けた例を示したが、シュー9aの数やベーン6aの数は構成上1つあるいはそれ以上であればいくつでも構わないものであり、シュー9aおよびベーン6aの数を他の数にしても良い。
上記の実施例では、入力側ロータ5がクランクシャフトと同期回転し、出力側ロータ6がカムシャフト1と一体回転する例を示したが、逆に出力側ロータ6をクランクシャフトと同期回転させ、入力側ロータ5がカムシャフト1と一体回転するように構成しても良い。
In the above-described embodiment, the example in which the
In the above embodiment, the
In the above embodiment, the input-
1 カムシャフト
2 VCT(バルブタイミング可変機構)
3 油圧制御手段
5 入力側ロータ
6 出力側ロータ
21 オイルポンプ
22 OCV(オイルフローコントロールバルブ)
41 進角側高圧バイパス路
42 進角側油路開閉弁
43 進角側油路開閉弁の弁体
44 進角側油路開閉弁の閉弁力付与手段
51 遅角側高圧バイパス路
52 遅角側油路開閉弁
53 遅角側油路開閉弁の弁体
54 遅角側油路開閉弁の閉弁力付与手段
A 進角室
B 遅角室
1
3 Hydraulic control means 5
41 Advance angle side high
Claims (4)
前記進角室および前記遅角室に対して油圧の給排を行うオイルフローコントロールバルブを備える油圧制御手段と、を具備するバルブタイミング調整装置において、
前記油圧制御手段は、前記オイルフローコントロールバルブをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を前記進角室に与える進角側高圧バイパス路と、
前記進角室の負圧によって駆動され、前記進角室の負圧時に前記進角側高圧バイパス路を開き、前記進角室の正圧時に前記進角側高圧バイパス路を閉じる進角側油路開閉弁と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 With respect to an input side rotor that is rotationally driven by a crankshaft of the internal combustion engine, an advance angle chamber that drives an output side rotor that rotationally drives the camshaft of the internal combustion engine to an advance side by hydraulic pressure, and the input side rotor A variable valve timing mechanism including a retard chamber that drives the output-side rotor to the retard side by hydraulic pressure;
In a valve timing adjustment device comprising: an oil flow control valve that includes an oil flow control valve that supplies and discharges hydraulic pressure to and from the advance chamber and the retard chamber.
The hydraulic pressure control means bypasses the oil flow control valve, and provides an advance side high-pressure bypass path that supplies the hydraulic pressure generated by the oil pump to the advance chamber;
Advancing oil that is driven by the negative pressure of the advance chamber, opens the advance-side high-pressure bypass when the advance chamber is negative, and closes the advance-side high-pressure bypass when the advance chamber is positive A valve timing adjusting device comprising: a road opening / closing valve.
前記進角側油路開閉弁は、前記進角側高圧バイパス路を開閉する弁体と、前記進角側高圧バイパス路が閉じる側に前記弁体を付勢する閉弁力付与手段と、大気圧と前記進角室の油圧との差圧で前記弁体を駆動する差圧作動手段とを備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 In the valve timing adjustment device according to claim 1,
The advance side oil passage opening / closing valve includes a valve body that opens and closes the advance side high pressure bypass passage, a valve closing force applying means that biases the valve body toward a side where the advance side high pressure bypass passage is closed, A valve timing adjusting device comprising: a differential pressure operating means for driving the valve body by a differential pressure between an atmospheric pressure and a hydraulic pressure of the advance chamber.
前記進角室および前記遅角室に対して油圧の給排を行うオイルフローコントロールバルブを備える油圧制御手段と、を具備するバルブタイミング調整装置において、
前記油圧制御手段は、前記オイルフローコントロールバルブをバイパスしてオイルポンプの発生した油圧を前記遅角室に与える遅角側高圧バイパス路と、
前記遅角室の負圧によって駆動され、前記遅角室の負圧時に前記遅角側高圧バイパス路を開き、前記遅角室の正圧時に前記遅角側高圧バイパス路を閉じる遅角側油路開閉弁と、を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 With respect to an input side rotor that is rotationally driven by a crankshaft of the internal combustion engine, an advance angle chamber that drives an output side rotor that rotationally drives the camshaft of the internal combustion engine to an advance side by hydraulic pressure, and the input side rotor A variable valve timing mechanism including a retard chamber that drives the output-side rotor to the retard side by hydraulic pressure;
In a valve timing adjustment device comprising: an oil flow control valve that includes an oil flow control valve that supplies and discharges hydraulic pressure to and from the advance chamber and the retard chamber.
The hydraulic pressure control means bypasses the oil flow control valve and provides a retarded-side high-pressure bypass path that supplies the hydraulic pressure generated by the oil pump to the retarded chamber;
Retarded side oil that is driven by the negative pressure of the retarded chamber, opens the retarded high pressure bypass when the retarded chamber is negative, and closes the retarded high pressure bypass when the retarded chamber is positive A valve timing adjusting device comprising: a road opening / closing valve.
前記遅角側油路開閉弁は、前記遅角側高圧バイパス路を開閉する弁体と、前記遅角側高圧バイパス路が閉じる側に前記弁体を付勢する閉弁力付与手段と、大気圧と前記遅角室の油圧との差圧で前記弁体を駆動する差圧作動手段とを備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。 In the valve timing adjusting device according to claim 3,
The retard angle side oil passage on-off valve includes a valve body that opens and closes the retard side high pressure bypass passage, a valve closing force applying means that biases the valve body toward a side where the retard angle high pressure bypass passage is closed, A valve timing adjusting device comprising: a differential pressure operating means for driving the valve body by a differential pressure between an atmospheric pressure and a hydraulic pressure of the retard chamber.
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