JP5536702B2 - Valve timing adjustment device - Google Patents
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Description
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。 The present invention relates to a valve timing adjusting device.
従来、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力を従動軸としてのカムシャフトに伝達するとともにクランクシャフトとカムシャフトとの回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置が公知である。バルブタイミング調整装置には、カムシャフトに接続されるベーンロータのベーンを正方向(遅角方向)と負方向(進角方向)に揺動するカムトルクが交互に作用している。このため、バルブタイミング調整装置は、ベーンに設けたストッパピンをハウジングの嵌合孔に嵌合することで、エンジン始動時等の低油圧時においてカムトルクにより正逆方向に揺動するベーンとハウジングとの打音を防止している。 Conventionally, the driving force of the crankshaft as the drive shaft of the engine is transmitted to the camshaft as the driven shaft and the rotation phase between the crankshaft and the camshaft is made variable to adjust the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve A valve timing adjusting device is known. In the valve timing adjusting device, cam torque that swings the vane of the vane rotor connected to the camshaft in the positive direction (retard direction) and the negative direction (advance direction) alternately acts. For this reason, the valve timing adjusting device includes a vane and a housing that are oscillated in a forward / reverse direction by a cam torque at a low oil pressure such as when starting an engine by fitting a stopper pin provided on the vane into a fitting hole of the housing. Prevents the sound of hitting.
バルブタイミング調整装置では、エンジン始動時等の低油圧時から一定時間が経過した後にストッパピンによるベーンロータのロックを解除して、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整する。ストッパピンによるベーンロータのロックを解除するとき、ストッパピンには油圧制御弁によって調整された油圧が作用することでストッパピンの嵌合が解除される。このとき、バルブタイミング調整装置の異常により、ストッパピンが嵌合孔から抜けずにベーンロータのロックが解除されないときがある。特許文献1には、油圧制御弁の弁体を往復移動することにより油圧制御弁が噛み込んだ異物を除去し、油圧制御弁の異常を解消する可変バルブタイミング制御装置が記載されている。 In the valve timing adjusting device, the lock of the vane rotor by the stopper pin is released after a certain time has elapsed since the low oil pressure at the time of engine start or the like, and the opening / closing timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is adjusted. When releasing the lock of the vane rotor by the stopper pin, the stopper pin is released from fitting by the hydraulic pressure adjusted by the hydraulic control valve acting on the stopper pin. At this time, the stopper of the vane rotor may not be released because the stopper pin does not come out of the fitting hole due to an abnormality of the valve timing adjusting device. Patent Document 1 describes a variable valve timing control device that removes foreign matter caught by a hydraulic control valve by reciprocating a valve body of the hydraulic control valve to eliminate an abnormality of the hydraulic control valve.
しかしながら、特許文献1に記載の可変バルブタイミング制御装置では、油圧制御弁における異常を解消できるが、ストッパピンの作動不良によるバルブタイミング調整装置の異常は解消できない。 However, the variable valve timing control device described in Patent Document 1 can solve the abnormality in the hydraulic control valve, but cannot solve the abnormality in the valve timing adjusting device due to the malfunction of the stopper pin.
本発明の目的は、エンジン始動時におけるストッパピンの作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止するバルブタイミング調整装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a valve timing adjusting device that prevents the occurrence of unlocking failure of a vane rotor due to malfunction of a stopper pin during engine start.
請求項1に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに駆動軸と従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整する。
バルブタイミング調整装置は、駆動軸または従動軸の一方とともに回転するハウジングを備える。駆動軸の駆動力は動力伝達部材によりハウジングを介して従動軸に伝達される。ハウジングに対して相対回動するベーンロータはハウジングの内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有している。また、ベーンロータの相対回動を規制する規制部材は、ベーンに形成された収容孔に摺動可能に収容される。規制部材は、ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回動を拘束する。圧力発生手段は、制御手段からの圧力値の指令を受けて作動流体の圧力を発生し、規制部材と嵌合孔との嵌合または嵌合の解除を切り換える。また、バルブタイミング調整装置は、駆動軸角度検出手段および従動軸角度検出手段を備える。駆動軸角度検出手段は、駆動軸の回転角度を検出する。従動軸角度検出手段は、吸気弁および排気弁の少なくとも一方を開閉する従動軸の回転角度を検出する。
According to the first aspect of the present invention, the valve timing adjusting device transmits the driving force of the driving shaft of the internal combustion engine to the driven shaft, makes the rotational phase of the driving shaft and the driven shaft variable, and at least the intake valve and the exhaust valve. One of the opening / closing timings is adjusted.
The valve timing adjusting device includes a housing that rotates together with one of a drive shaft and a driven shaft. The driving force of the drive shaft is transmitted to the driven shaft through the housing by the power transmission member. The vane rotor that rotates relative to the housing has a vane that partitions the interior of the housing into a retard chamber and an advance chamber. Moreover, the regulating member that regulates the relative rotation of the vane rotor is slidably accommodated in an accommodation hole formed in the vane. The restriction member restrains the relative rotation of the vane rotor with respect to the housing by fitting into a fitting hole formed in one inner wall in the rotation axis direction of the housing. The pressure generating means generates a pressure of the working fluid in response to a pressure value command from the control means, and switches between fitting and release of the regulating member and the fitting hole. Further, the valve timing adjusting device includes a drive shaft angle detection unit and a driven shaft angle detection unit. The drive shaft angle detection means detects the rotation angle of the drive shaft. The driven shaft angle detecting means detects the rotation angle of the driven shaft that opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve.
請求項1に記載のバルブタイミング調整装置では、以下の2つの条件(1)および(2)を同時に満たしたとき、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を規制部材と嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御する。
(1)駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が、動力伝達部材によりハウジングに作用する張力の方向である張力方向と収容孔の進行方向において張力方向に平行な成分の方向である平行成分方向とが同じ方向になる第1角度範囲内であること。
(2)従動軸角度検出手段が検出する従動軸の回転角度が、吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉によって従動軸に作用するカムトルクがベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と張力方向とが反対方向になる第2角度範囲内であること。
In the valve timing adjusting device according to claim 1, when the following two conditions (1) and (2) are simultaneously satisfied, the control means controls the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means and the fitting hole. Is controlled to a release pressure value that is a pressure value capable of releasing the fitting.
(1) The rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is the direction of the component that is parallel to the tension direction in the direction of tension acting on the housing by the power transmission member and the traveling direction of the receiving hole. Within the first angle range in which the parallel component direction is the same direction.
(2) The rotation angle of the driven shaft detected by the driven shaft angle detecting means is determined by the cam torque direction and the tension direction, which are directions in which the cam torque acting on the driven shaft by opening / closing at least one of the intake valve and the exhaust valve acts on the vane rotor. Within the second angle range that is in the opposite direction.
条件(1)は、駆動軸の回転角度が動力伝達部材によりハウジングに作用する張力方向と収容孔の進行方向とが同じ方向になる第1角度範囲内であることが条件となる。バルブタイミング調整装置において規制部材の嵌合を解除する場合、規制部材が嵌合孔の側壁に接触しない方が規制部材の嵌合は解除しやすい。ここで、嵌合孔を形成しているハウジングは動力伝達部材の張力方向に引っ張られている。一方、収容孔を形成しているベーンロータは、規制部材が嵌合孔に嵌合している場合、ハウジングとともに従動軸を中心に回転している。このとき、ハウジングの張力方向とベーンロータの回転方向における当該張力方向に平行な成分の方向である平行方向成分とが同じ方向になる場合、収容孔に収容されている規制部材は嵌合孔の側壁に接触しない。したがって、駆動軸の回転角度が張力方向と平行方向成分とが同じ方向になる第1角度範囲内である場合、規制部材と嵌合孔との嵌合は解除しやすくなる。 Condition (1) is that the rotation angle of the drive shaft is within a first angle range in which the direction of tension acting on the housing by the power transmission member and the traveling direction of the receiving hole are the same. When releasing the fitting of the restricting member in the valve timing adjusting device, it is easier to release the fitting of the restricting member if the restricting member does not contact the side wall of the fitting hole. Here, the housing forming the fitting hole is pulled in the tension direction of the power transmission member. On the other hand, the vane rotor forming the accommodation hole rotates around the driven shaft together with the housing when the regulating member is fitted in the fitting hole. At this time, when the tension direction of the housing and the parallel direction component, which is the direction of the component parallel to the tension direction in the rotation direction of the vane rotor, are the same direction, the regulating member accommodated in the accommodation hole is the side wall of the fitting hole. Do not touch. Therefore, when the rotation angle of the drive shaft is within the first angle range in which the tension direction and the parallel direction component are in the same direction, the fitting between the restriction member and the fitting hole is easily released.
条件(2)は、従動軸の回転角度がカムトルクによりベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と張力方向とが反対方向になる第2角度範囲内であることが条件となる。カムトルク方向は、吸気弁または排気弁の作動状態によって動力伝達部材の張力方向と同じ方向、または反対方向のいずれかになる。このとき、カムトルク方向が張力方向と同じ方向である場合、規制部材は嵌合孔の側壁に接触するため、規制部材の嵌合を解除しにくくなる。一方、カムトルク方向が張力方向と反対方向である場合、規制部材は嵌合孔の側壁から離れるため、規制部材の嵌合は解除しやすい。なお、カムトルク方向は従動軸の回転角度から算出される。したがって、従動軸の回転角度がカムトルク方向と張力方向とが反対方向となる第2角度範囲内である場合、規制部材と嵌合孔との嵌合は解除しやすくなる。
請求項1に記載のバルブタイミング調整装置では、条件(1)および(2)を組み合わせることにより規制部材の嵌合を解除しやすいタイミングを算出し、そのタイミングにおいて規制部材の嵌合を解除する。これにより、規制部材の作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止することができる。
Condition (2) is that the rotation angle of the driven shaft is within the second angle range in which the cam torque direction, which is the direction acting on the vane rotor by the cam torque, and the tension direction are opposite directions. The cam torque direction is either the same direction as the tension direction of the power transmission member or the opposite direction depending on the operating state of the intake valve or the exhaust valve. At this time, when the cam torque direction is the same direction as the tension direction, the restriction member comes into contact with the side wall of the fitting hole, so that it is difficult to release the fitting of the restriction member. On the other hand, when the cam torque direction is opposite to the tension direction, the regulating member is separated from the side wall of the fitting hole, so that the fitting of the regulating member is easily released. The cam torque direction is calculated from the rotation angle of the driven shaft. Therefore, when the rotation angle of the driven shaft is within the second angle range in which the cam torque direction and the tension direction are opposite to each other, the fitting between the restriction member and the fitting hole is easily released.
In the valve timing adjusting apparatus according to the first aspect, by combining the conditions (1) and (2), the timing for easily releasing the fitting of the regulating member is calculated, and the fitting of the regulating member is released at that timing. Thereby, it is possible to prevent the occurrence of the unlocking failure of the vane rotor due to the malfunction of the restricting member.
請求項2に記載の発明によると、請求項1に記載のバルブタイミング調整装置における規制部材の嵌合を解除する条件(2)にさらに以下の条件(3)を組み合わせた条件を満たすことにより、規制部材の嵌合を解除する。
(3)駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度がベーンロータの目標位相が入力された時刻における駆動軸の回転位相から720度以上であること。
条件(3)では、ベーンロータの目標位相が入力された時刻からの駆動軸の回転角度が条件となる。請求項1に記載のバルブタイミング調整装置では、条件(1)が満たされない場合、規制部材の嵌合を解除することができない。そこで、請求項2に記載のバルブタイミング調整装置では、条件(1)が満たされない場合でも、ベーンロータの目標位相が入力された時刻からの駆動軸の回転角度が720度以上となる場合、条件(2)を満たすことにより、制御手段は規制部材の嵌合を解除する。これは、駆動軸が内燃機関の1周期にあたる720度回転した結果、駆動軸の回転角度が第1角度範囲外としかならなかった場合、これ以上駆動軸が回転しても張力方向と平行成分方向とが同じ方向となることはない。そこで、バルブタイミング調整装置はカムトルクがベーンロータに作用する方向のみで規制部材の嵌合を解除する。これにより、駆動軸の回転角度が第1角度範囲外としかならなかった場合、バルブタイミング調整装置は、規制部材の嵌合を解除することができる。
According to the invention described in
(3) The rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is 720 degrees or more from the rotation phase of the drive shaft at the time when the target phase of the vane rotor is input.
In condition (3), the rotation angle of the drive shaft from the time when the target phase of the vane rotor is input is a condition. In the valve timing adjusting apparatus according to the first aspect, when the condition (1) is not satisfied, the fitting of the regulating member cannot be released. Therefore, in the valve timing adjusting apparatus according to
請求項3に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置では、以下の2つの条件(4)および(5)を同時に満たしたとき、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を解除圧力値に制御する。
(4)圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻において駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が、張力方向と平行成分方向とが同じ方向になる第3角度範囲内であること。
(5)圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻において従動軸角度検出手段により検出する従動軸の回転角度がカムトルク方向と張力方向とが反対方向になる第4角度範囲内であること。
According to the invention described in claim 3, in the valve timing adjusting device, when the following two conditions (4) and (5) are simultaneously satisfied, the control means releases the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means. Control to value.
(4) Thirdly, the rotational angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detecting means at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is the same as the tension direction and the parallel component direction. Within the angle range.
(5) A fourth angle range in which the rotation angle of the driven shaft detected by the driven shaft angle detecting means is opposite to the cam torque direction and the tension direction at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member. Be within.
バルブタイミング調整装置では、制御手段より圧力発生手段に対して所定圧力の発生が指令されてから実際に圧力発生手段が所定の圧力を発生するまでに時間を要する。そこで、請求項3に記載のバルブタイミング調整装置では、条件(4)および(5)を満たす場合、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を解除圧力値に制御して、規制部材の嵌合を解除する。
条件(4)は、圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻における駆動軸の回転角度が第3角度範囲内となることが条件となる。また、条件(5)は、圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻における従動軸の回転角度が第4角度範囲内となることが条件となる。これらの条件では、判定に用いる駆動軸の回転角度および従動軸の回転角度は、圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻において検出すると予想される回転角度としている。これにより、バルブタイミング調整装置では制御手段による所定圧力の発生の指令から圧力発生手段での圧力発生までに要する時間を遡って制御手段が圧力発生手段に所定圧力の発生を指令することができる。したがって、規制部材の嵌合を解除するのに適したタイミングにおいて圧力発生手段は圧力を発生するので、確実に規制部材の嵌合を解除することができる。
請求項4に記載のバルブタイミング調整装置の効果は請求項2に記載のバルブタイミング調整装置と同様である。
In the valve timing adjusting device, it takes time until the pressure generating means actually generates the predetermined pressure after the control means instructs the pressure generating means to generate the predetermined pressure. Therefore, in the valve timing adjusting apparatus according to claim 3, when the conditions (4) and (5) are satisfied, the control means controls the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means to the release pressure value, and the regulating member Release the fitting.
Condition (4) is that the rotation angle of the drive shaft at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is within the third angle range. Further, the condition (5) is that the rotation angle of the driven shaft at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is within the fourth angle range. Under these conditions, the rotation angle of the drive shaft and the rotation angle of the driven shaft used for determination are assumed to be rotation angles that are expected to be detected at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member. Thus, in the valve timing adjusting device, the control means can instruct the pressure generating means to generate the predetermined pressure by tracing back the time required from the instruction for generating the predetermined pressure by the control means to the pressure generation by the pressure generating means. Therefore, since the pressure generating means generates pressure at a timing suitable for releasing the fitting of the restricting member, the fitting of the restricting member can be reliably released.
The effect of the valve timing adjusting device according to the fourth aspect is the same as that of the valve timing adjusting device according to the second aspect.
請求項5に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は、請求項1に記載のバルブタイミング調整装置と比べて従動軸角度検出手段を備えていない。請求項5に記載のバルブタイミング調整装置では、駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が解除角度である場合、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を規制部材と嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御する。ここで、「解除角度」とは、以下の2つの条件(6)および(7)を満たす駆動軸の回転角度である。
(6)駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が張力方向と平行成分方向とが同じ方向になる第5角度範囲内であること。
(7)駆動軸角度から算出される従動軸の回転角度がカムトルク方向と張力方向とが反対方向となる第6角度範囲内であること。
請求項5に記載のバルブタイミング調整装置では、制御手段が駆動軸の回転角度から、前述の張力方向、平行成分方向およびカムトルク方向を算出する。さらに、バルブタイミング調整装置では、算出した張力方向、平行成分方向およびカムトルク方向から、張力方向と平行成分方向との関係、およびカムトルク方向と張力方向との関係を算出し、条件(6)および(7)を満たす規制部材の嵌合を解除するのに適した駆動軸の回転角度を「解除角度」として算出する。これにより、駆動軸の回転角度を検出するだけで規制部材の嵌合を解除することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the valve timing adjusting device does not include the driven shaft angle detecting means as compared with the valve timing adjusting device according to the first aspect. In the valve timing adjusting apparatus according to
(6) The rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is within a fifth angle range in which the tension direction and the parallel component direction are the same direction.
(7) The rotation angle of the driven shaft calculated from the drive shaft angle is within a sixth angle range in which the cam torque direction and the tension direction are opposite directions.
In the valve timing adjusting apparatus according to the fifth aspect, the control means calculates the tension direction, the parallel component direction, and the cam torque direction from the rotation angle of the drive shaft. Further, the valve timing adjusting device calculates the relationship between the tension direction and the parallel component direction and the relationship between the cam torque direction and the tension direction from the calculated tension direction, parallel component direction, and cam torque direction, and the conditions (6) and ( The rotation angle of the drive shaft suitable for releasing the fitting of the restricting member that satisfies 7) is calculated as the “release angle”. Thereby, the fitting of the regulating member can be released only by detecting the rotation angle of the drive shaft.
請求項6に記載の発明によると、制御手段は、ベーンロータの目標位相が入力されてから最も短い時間で駆動軸の回転角度が第5角度範囲内であって、従動軸の回転角度が第6角度範囲内となる駆動軸の回転角度を「解除角度」として算出する。
制御手段では、ベーンロータの目標位相が入力されてからベーンロータのロック解除目標位置を読み込むとき、最も短い時間で規制部材の嵌合を解除できる駆動軸の回転角度を解除角度として算出する。これにより、短時間で規制部材の嵌合を解除でき、目標とするベーンロータの位相に変更することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the control means is such that the rotation angle of the drive shaft is within the fifth angle range and the rotation angle of the driven shaft is the sixth time in the shortest time after the target phase of the vane rotor is input. The rotation angle of the drive shaft within the angle range is calculated as the “release angle”.
In the control means, when the target unlocking position of the vane rotor is read after the target phase of the vane rotor is input, the rotation angle of the drive shaft that can release the fitting of the restricting member in the shortest time is calculated as the releasing angle. Thereby, the fitting of the restricting member can be released in a short time, and the target phase of the vane rotor can be changed.
請求項7に記載の発明によると、駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が解除角度である場合、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を規制部材と嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御する。ここで、「解除角度」とは、以下の2つの条件(8)および(9)を満たす駆動軸の回転角度である。
(8)圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻において駆動軸角度検出手段が検出する駆動軸の回転角度が張力方向と平行成分方向とが同じ方向になる第7角度範囲内であること。
(9)圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻において駆動軸角度から算出される従動軸の回転角度がカムトルク方向と張力方向とが反対方向となる第8角度範囲内であること。
According to the seventh aspect of the present invention, when the rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is the release angle, the control means controls the pressure of the working fluid generated by the pressure generation means and the fitting hole. Is controlled to a release pressure value that is a pressure value capable of releasing the fitting. Here, the “release angle” is a rotation angle of the drive shaft that satisfies the following two conditions (8) and (9).
(8) A seventh angle at which the rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is the same as the tension direction and the parallel component direction at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generation means acts on the regulating member. Within range.
(9) The rotation angle of the driven shaft calculated from the drive shaft angle at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is within the eighth angle range in which the cam torque direction and the tension direction are opposite directions. Be.
バルブタイミング調整装置では、制御手段より圧力発生手段に対して所定圧力の発生が指令されてから実際に圧力発生手段が所定の圧力を発生するまでに時間を要する。そこで、請求項7に記載のバルブタイミング調整装置では、圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が規制部材に作用する時刻における駆動軸の回転角度を検出する。駆動軸の回転角度が条件(8)および(9)を満たす場合、制御手段は圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を解除圧力値に制御して、規制部材の嵌合を解除する。これにより、バルブタイミング調整装置では制御手段による所定圧力の発生の指令から圧力発生手段での圧力発生までに要する時間を遡って制御手段が圧力発生手段に所定圧力の発生を指令することができる。したがって、規制部材の嵌合を解除するのに適したタイミングにおいて圧力発生手段は圧力を発生するので、確実に規制部材の嵌合を解除することができる。
請求項8に記載のバルブタイミング調整装置の効果は請求項6に記載のバルブタイミング調整装置と同様である。
In the valve timing adjusting device, it takes time until the pressure generating means actually generates the predetermined pressure after the control means instructs the pressure generating means to generate the predetermined pressure. Accordingly, in the valve timing adjusting apparatus according to the seventh aspect, the rotation angle of the drive shaft at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is detected. When the rotation angle of the drive shaft satisfies the conditions (8) and (9), the control means controls the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means to the release pressure value, and releases the fitting of the regulating member. Thus, in the valve timing adjusting device, the control means can instruct the pressure generating means to generate the predetermined pressure by tracing back the time required from the instruction for generating the predetermined pressure by the control means to the pressure generation by the pressure generating means. Therefore, since the pressure generating means generates pressure at a timing suitable for releasing the fitting of the restricting member, the fitting of the restricting member can be reliably released.
The effect of the valve timing adjusting device according to the eighth aspect is the same as that of the valve timing adjusting device according to the sixth aspect.
請求項9に記載の発明によると、制御手段は、収容孔の進行方向が張力方向と同じ方向となる駆動軸の回転角度を「解除角度」として算出する。
規制部材の嵌合を解除する場合、動力伝達部材の張力方向と収容孔の平行成分方向とが同じ方向となる角度範囲内である場合、規制部材の嵌合は解除しやすい。さらに、収容孔の平行成分方向が最大となる場合、ハウジングおよびベーンロータの移動方向が同じになるため規制部材の嵌合を解除するには最適である。収容孔の平行成分方向が最大となる駆動軸の回転角度は、収容孔の進行方向が張力方向と同じ方向になる駆動軸の回転角度と同じである。そこで、制御手段は、収容孔の進行方向が張力方向と同じ方向になる駆動軸の回転角度を解除角度として算出し、駆動軸の回転角度が当該解除角度となったとき圧力発生手段が発生する圧力を解除圧力値に制御する。これにより、規制部材の作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生をさらに防止することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, the control means calculates, as the “release angle”, the rotation angle of the drive shaft in which the traveling direction of the accommodation hole is the same as the tension direction.
When releasing the fitting of the restriction member, if the tension direction of the power transmission member and the parallel component direction of the accommodation hole are within the same angle range, the fitting of the restriction member is easily released. Further, when the parallel component direction of the accommodation hole is maximized, the movement directions of the housing and the vane rotor are the same, which is optimal for releasing the fitting of the restriction member. The rotation angle of the drive shaft that maximizes the parallel component direction of the accommodation hole is the same as the rotation angle of the drive shaft in which the traveling direction of the accommodation hole is the same direction as the tension direction. Therefore, the control means calculates the rotation angle of the drive shaft in which the traveling direction of the accommodation hole is the same as the tension direction as the release angle, and the pressure generating means is generated when the rotation angle of the drive shaft reaches the release angle. Control the pressure to the release pressure value. As a result, it is possible to further prevent the occurrence of the unlocking failure of the vane rotor due to the malfunction of the restricting member.
以下、本発明の実施形態のバルブタイミング調整装置について図面に基づいて説明する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態によるバルブタイミング調整装置を図1〜図8に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式である。
第1実施形態のバルブタイミング調整装置が設けられる駆動力伝達系では、図1に示すように、エンジン1の「駆動軸」としてのクランクシャフト2に固定されるギア3と、「従動軸」としてのカムシャフト4、5に固定されるギア6、191に「動力伝達部材」としてのチェーン7が巻き掛けられ、クランクシャフト2からカムシャフト4、5に駆動力が伝達される。一方のカムシャフト4はカム機構を経由して吸気弁8を開閉駆動し、他方のカムシャフト5はカム機構を経由して排気弁9を開閉駆動する。第1実施形態のバルブタイミング調整装置10は、ギア191をチェーン7に、ベーンロータをカムシャフト4に接続して、吸気弁8の開閉タイミングを調整する。クランクシャフト2にはクランクシャフトの回転角度を検出する「駆動軸角度検出手段」としてのクランク角センサ2aが取り付けられている。また、カムシャフト4にはカムシャフト4の回転角度を検出する「従動軸角度検出手段」としてのカム角センサ4aが取り付けられている。
Hereinafter, a valve timing adjusting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
A valve timing adjusting apparatus according to a first embodiment of the present invention is shown in FIGS. The valve timing adjusting device of this embodiment is a hydraulic control type that uses hydraulic oil as a hydraulic fluid.
In the driving force transmission system provided with the valve timing adjusting device of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the gear 3 fixed to the
図2および図3に示すように、バルブタイミング調整装置10は、ハウジング11、ベーンロータ20、および「規制部材」としてのストッパピン30等を備えている。
ハウジング11は、環状の周壁12および仕切り部材としてのシュウ13、14、15、16から一体に形成されたシュウハウジング17、フロントプレート18、並びにリアプレート19等から構成されている。略台形に形成されたシュウ13、14、15、16は、周壁12から径方向内側へ延びており、周壁12の周方向に略等間隔に設けられている。周方向に隣接するシュウ同士の間隙には略扇状の圧力室50が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the valve
The
リアプレート19は、径外側にギア191を備え、周壁12の回転軸方向の一方に設けられている。リアプレート19は、軸方向にカムシャフト4を通す軸孔192を有している。
フロントプレート18は、略円盤状に形成され、周壁12の回転軸方向の他方に設けられている。フロントプレート18は、円盤の中心に板厚方向に通じる円孔181を有している。
シュウハウジング17、フロントプレート18およびリアプレート19は、ボルト111によって同軸上に固定されている。
The
The
The
ベーンロータ20は、ハウジング11と略同軸に設けられ、ハウジング11の内側に相対回転可能に収容されている。ベーンロータ20は、略円筒状のロータ21、およびこのロータ21から径外方向に突出する4個のベーン22、23、24、25を有している。
ベーンロータ20とカムシャフト4とはボルト26によって固定されている。ベーンロータ20とカムシャフト4とは、ノックピン27によって周方向の位置決めがされている。これにより、ベーンロータ20は、カムシャフト4とともに回転する。
各ベーン22、23、24、25は、各圧力室50を、それぞれ遅角室51、52、53、54と進角室55、56、57、58とに仕切っている。
The
The
Each
遅角室51、52、53、54に油圧を供給する遅角通路61、62は、ベーンロータ20のロータ21に形成されている。進角室55、56、57、58に油圧を供給する進角通路63、64は、ロータ21のリアプレート19側の外壁に形成されている。遅角通路61、62および進角通路63、64は、それぞれカムシャフト4に形成された遅角通路65および進角通路66に連通している。
The
シール部材28、29は、例えば樹脂で形成され、各ベーン22〜25の径外方向の外壁と、各シュウ13、14、15、16の径内方向の内壁とに嵌合している。各ベーン22、23、24、25の径外方向の外壁に嵌合するシール部材28は、板ばね281の弾性力により周壁12に押し付けられている。各シュウ13、14、15、16の径内方向の内壁に嵌合するシール部材29は、板ばね291の弾性力によりロータ21に押し付けられている。このため、シール部材28、29は、遅角室51、52、53、54と進角室55、56、57、58との間の作動油の漏れを抑制している。
The
ストッパピン30は、有底円筒状に形成されベーン22を回転軸方向に通じる収容孔221に軸方向に往復移動可能に収容されている。
図3に示すように、リアプレート19にはベーンロータ20が最遅角位置に位相制御されている状態でストッパピン30に対応する位置に嵌合孔31が形成されている。この嵌合孔31にブッシュ32が設けられている。ストッパピン30は、一方の端部にブッシュ32の径内側に嵌合する嵌合部33を有している。
ストッパピン30の他方の端部には、嵌合孔31側に凹む凹部34が設けられている。この凹部34には、付勢部材としてのコイルスプリング35が収容されている。コイルスプリング35は、一端が凹部34の内壁に当接し、他端がフロントプレート18の内壁に当接する圧縮コイルスプリングであり、ストッパピン30をリアプレート19側へ付勢している。
The
As shown in FIG. 3, a
A
次に、バルブタイミング調整装置10の作動を説明する。
<エンジン始動時>
エンジン1が停止している状態では、図3に示すようにストッパピン30は嵌合孔31のブッシュ32に嵌合している。エンジン1を始動した直後の状態では、遅角室51、52、53、54および進角室55、56、57、58に油圧ポンプ90から十分に作動油が供給されない。このため、ストッパピン30はブッシュ32に嵌合した状態を維持し、クランクシャフト2に対しカムシャフト4は最遅角位置に保持されている。
Next, the operation of the valve
<When starting the engine>
When the engine 1 is stopped, the
<エンジン始動後>
エンジン始動後、図4に示すような手順に従って「圧力発生手段」である油圧制御弁92はストッパピン30と嵌合孔31との嵌合を解除するための油圧を供給する。
最初のステップ(以下、「ステップ」を省略し、単に記号Sで示す)101では、ベーンロータ20の固定状態を解除する信号が電子制御装置(以下、「ECU」という)91に入力される。具体的には、図5(a)に示すように時刻t1にベーンロータ20の目標位相がECU91に入力される。ここで、目標位相とは、吸気弁8の開閉を所定のタイミングとするベーンロータ20の回動位相を指す。ECU91は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」に相当する。
<After starting the engine>
After the engine is started, the hydraulic
In the first step (hereinafter, “step” is omitted, and simply indicated by symbol S) 101, a signal for releasing the fixed state of the
S102では、エンジン1のクランクシャフト2に取り付けられているクランク角センサ2aによってクランクシャフト2の回転角度、すなわちクランク角を検出する。検出されたクランク角はECU91に入力される。
In S102, the
S103では、チェーン7がハウジング11のリアプレート19を引っ張る方向を算出する。図1に示すようにクランクシャフト2で発生する駆動力は、チェーン7を介してギア191を備えるリアプレート19に伝達される。また、チェーン7は排気弁9側のギア6にもかかっているため、リアプレート19はチェーン7によってクランクシャフト2の方向と排気弁9側のギア6の方向とに引っ張られる。すなわち、図6に示すようにリアプレート19に作用するチェーン7の張力は図6の紙面に向かって左下方向にリアプレート19の中心19cに作用している。S103ではS102で検出したクランク角から、クランク角とチェーン7の張力の方向との関係を示したマップを使ってチェーン7がリアプレート19を引っ張る方向であるチェーン張力方向7aを算出する。
In S103, the direction in which the
S104では、ストッパピン30を収容する収容孔221の進行方向221aについてチェーン張力方向7aに平行な成分を算出する。具体的には、次のように収容孔221の進行方向221aを分解してチェーン張力方向7aと平行な成分を算出する。図6に示すように収容孔221の中心221cを原点として、チェーン張力方向7aに平行な軸として平行軸X、およびチェーン張力方向7aに垂直な軸として垂直軸Yを設定する。また、平行軸Xにおいてチェーン張力方向7aと同じ方向を方向+X、方向+Xとは反対の方向を方向−Xとする。
In S104, a component parallel to the
S104では、収容孔221の進行方向221aを平行軸Xと垂直軸Yとに成分分解したとき、平行軸Xに平行な成分である平行成分221xの方向が、方向+Xの方向であるか、または方向−Xの方向であるかをS102において検出したクランク角から算出する。例えば、図6の場合、平行成分221xは方向+Xの方向に向いている。ここで、図7(a)〜(c)にはリアプレート19が回転移動した場合の収容孔221の位置を示す。図7(a)では、収容孔221の進行方向221aの平行成分221xは方向−Xの方向を向いている。図7(b)では、収容孔221は方向7aと同じ軸a上にあるため、進行方向221aにおいてチェーン張力方向7aに平行な成分は0である。また、図7(c)では、図6で示したように収容孔221の進行方向221aの平行成分221xは方向+Xの方向を向いている。
In S104, when the traveling
S105では、クランク角がチェーン張力方向7aと平行成分221xの方向とが同じ方向となる第1角度範囲内であるか否かを判定する。具体的には、S104において算出された平行成分221xの方向が方向+Xの方向である場合、クランク角は第1角度範囲内であると判定する。一方、平行成分221xの方向が方向−Xの方向である場合、クランク角は第1角度範囲外であると判定する。S105では、クランク角は第1角度範囲内であると判定された場合、S106に移行する。クランク角は第1角度範囲内でないと判定された場合、S102に戻り、エンジン1のクランク角を再度検出する。
In S105, it is determined whether or not the crank angle is within a first angle range in which the
S106では、カムシャフト4の回転角度であるカム角をカム角センサ4aによって検出する。
S107では、ベーンロータ20に作用するカムトルクを算出する。バルブタイミング調整装置10では、エンジン1の運転中、図示しないスプリングによる吸気弁8からの反力等によって、図5(d)に示すように周期的に変動する正負のカムトルクがカムシャフト4を経由してベーンロータ20に作用する。このとき、負のカムトルクはベーンロータ20がハウジング11に対して進角方向に相対回動するように作用し、正のカムトルクはベーンロータ20がハウジング11に対して遅角方向に相対回動するように作用する。
S107では、S106で検出したカム角からベーンロータ20に作用するカムトルクを算出する。
In S106, the cam angle which is the rotation angle of the
In S107, the cam torque acting on the
In S107, the cam torque acting on the
S108では、カム角がベーンロータ20に作用するカムトルク方向とチェーン張力方向7aとが反対方向となる第2角度範囲内であるか否かを判定する。
図8にストッパピン30、収容孔221を形成するベーンロータ20、および嵌合孔31を形成するリアプレート19の位置関係を示す。図8(a)ではベーンロータ20に作用するカムトルクは0であって、リアプレート19にはチェーン張力が作用している。このとき、リアプレート19はチェーン張力により進角方向に引っ張られている。これにより、ストッパピン30のテーパ壁331は、嵌合孔31の側壁311に接触しにくい。また、図8(b)では、ベーンロータ20には、正のカムトルクがチェーン張力方向7aとは反対方向に作用している。一方、リアプレート19にはチェーン張力方向7aにチェーン張力が作用している。これにより、ベーンロータ20の収容孔221に収容されているストッパピン30は嵌合孔31に対して遅角方向に移動する。このとき、嵌合部33のテーパ壁331と嵌合孔31の側壁311との間隔は大きくなるため、ストッパピン30と嵌合孔31との嵌合は解除しやすい。ここで、このときのカムトルクの作用方向とチェーン張力方向7aとの関係をつくるカムシャフト4の回転角度の範囲を第2角度範囲とする。一方、図8(c)ではベーンロータ20には、負のカムトルクがチェーン張力方向7aとは同じ方向に作用している。一方、リアプレート19にはチェーン張力方向7aにチェーン張力が作用している。これにより、ベーンロータ20の収容孔221に収容されているストッパピン30は嵌合孔31に対して進角方向に移動する。このとき、嵌合部33のテーパ壁331は嵌合孔31の側壁311に当接する。このため、ストッパピン30は嵌合孔31より抜けにくくなる。
S108では、カム角が第2角度範囲内である場合、S109に移行する。一方、カム角が第2角度範囲内でない場合、カムトルクが正になるまでS106に戻り、カム角を検出する。
In S108, it is determined whether or not the cam angle is within a second angle range in which the cam torque direction acting on the
FIG. 8 shows the positional relationship between the
In S108, when the cam angle is within the second angle range, the process proceeds to S109. On the other hand, when the cam angle is not within the second angle range, the process returns to S106 until the cam torque becomes positive, and the cam angle is detected.
S109では、時刻t2においてECU91は油圧制御弁92のデューティ比を目標位相となるように変更する。これにより、図5(c)に示すように時刻t3において油圧制御弁92が発生する油圧が解除圧力値となる。解除圧力値となっている作動油の圧力は、コイルスプリング35の付勢力よりも高いため、図5(e)に示すようにストッパピン30の嵌合孔31との嵌合深さは0となる。これにより、ベーンロータ20とハウジング11とが相対回動可能となる。その後、遅角室51、52、53、54および進角室55、56、57、58の油圧を制御することにより、クランクシャフト2に対するカムシャフト4の位相差が調整可能となる。
In S109, at time t2, the
<進角作動時>
バルブタイミング調整装置10を進角制御するとき、ECU91は、油圧制御弁92のデューティ比を変更する。油圧制御弁92は、油圧ポンプ90と進角通路93とを接続し、遅角通路94とオイルパン95とを接続する。油圧ポンプ90が吐出する作動油は、進角通路93、66、63、64を経由し、進角室55、56、57、58に供給される。一方、遅角室51、52、53、54の作動油は、遅角通路61、62、65、94を経由し、オイルパン95に排出される。進角室55、56、57、58の油圧はベーン22、23、24、25に作用し、ベーンロータ20を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ20は、ハウジング11に対し進角方向に回転する。
<Advance angle operation>
When the valve
<遅角作動時>
バルブタイミング調整装置10を遅角制御するとき、ECU91は、油圧制御弁92のデューティ比を変更する。油圧制御弁92は、油圧ポンプ90と遅角通路94とを接続し、進角通路93とオイルパン95とを接続する。油圧ポンプ90から吐出される作動油は、遅角通路94、65、61、62を経由し、遅角室51、52、53、54に供給される。一方、進角室55、56、57、58の作動油は進角通路63、64、66、93を経由し、オイルパン95に排出される。遅角室51、52、53、54の油圧がベーン51、52、53、54に作用し、ベーンロータ20を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ20は、ハウジング11に対して遅角方向に回転する。
<At retarded angle operation>
When the valve
<中間保持作動時>
ベーンロータ20が目標位相に到達すると、ECU91は油圧制御弁92のデューティ比を変更する。油圧制御弁92は、油圧ポンプ90と、遅角通路94および進角通路93との接続を遮断し、遅角室51、52、53、54および進角室55、56、57、58からオイルパン95に作動油が排出されることを規制する。このため、ベーンロータ20は目標位相に保持される。
<Intermediate holding operation>
When the
<エンジン停止時作動>
バルブタイミング調整装置10の作動中にエンジン停止が指示されると、上記遅角作動時と同じように、ベーンロータ20はハウジング11に対して遅角方向に回転し、ロック位相である最遅角位置に位相制御される。また、エンジン停止指示後、エンジンの回転低下に伴って、バルブタイミング調整装置10に供給される油圧は次第に低くなり、ストッパピン30に作用する圧力も低下する。
<Operation when the engine is stopped>
When the engine stop is instructed during the operation of the valve
(効果)
次に第1実施形態のバルブタイミング調整装置10の効果について説明する。
(A)エンジン1の始動時にストッパピン30の嵌合を解除する場合、チェーン張力方向7aおよび平行成分221xの方向を算出して比較する。平行成分221xの方向がチェーン張力方向7aと同じ方向+Xである場合、次にベーンロータ20に作用するカムトルク方向を算出する。このとき、カムトルクがベーンロータ20に作用する方向が遅角方向である場合、ストッパピン30のテーパ壁331と嵌合孔31の側壁311とは当接していないため、ストッパピン30の嵌合を解除しやすい。そこで、ECU91は、前述の2つの条件を満たす場合に油圧制御弁92に解除圧力値の圧力をもつ作動流体の発生を指令する。これにより、ストッパピン30の動作不良によるベーンロータ20のロック解除異常の発生を防止することができる。
(effect)
Next, the effect of the valve
(A) When the engagement of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図9に基づいて説明する。第2実施形態は、第1実施形態に対して、ストッパピンの嵌合を解除する手順が一部異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is partially different from the first embodiment in the procedure for releasing the stopper pin. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
第2実施形態では、油圧制御弁92が発生する圧力がストッパピン30に作用する時のクランク角を用いてクランク角が第3角度範囲内であるか否かを判定する。同様に、油圧制御弁92が発生する圧力がストッパピン30に作用する時のカム角を用いてカム角が第4角度範囲内であるか否かを判定する。
具体的には、S104のYes判定の後、S205では、油圧制御弁92においてストッパピン30の嵌合を解除するための油圧が発生する時刻でのクランク角がチェーン張力方向7aと平行成分221xとが同じ方向になる第3角度範囲内であるか否かを判定する。また、S107の次にS208では、油圧制御弁92においてストッパピン30の嵌合を解除するための油圧が発生する時刻でのカム角がカムトルクの作用方向とチェーン張力方向7aとが反対方向となる第4角度範囲内であるか否かを判定する。
In the second embodiment, it is determined whether or not the crank angle is within the third angle range by using the crank angle when the pressure generated by the
Specifically, after the Yes determination in S104, in S205, the crank angle at the time when the hydraulic pressure for releasing the fitting of the
バルブタイミング調整装置10では、ECU91が油圧制御弁92に油圧の発生を指令するとき、油圧制御弁92では指令を受けてから実際に油圧が発生するまでに時間がかかる。バルブタイミング装置10では、ストッパピン30の嵌合を解除する場合、油圧制御弁92での油圧の立ち上がり遅れを考慮して、ストッパピン30の嵌合を解除する時にデューティ比の変更を指令するではなく、油圧の立ち上がりに要する時間分だけ前の時刻に油圧制御弁92にデューティ比の変更を指令する。これにより、ストッパピン30の嵌合を解除するのに適したタイミングにおいて油圧制御弁92は圧力を発生する。したがって、第2実施形態のバルブタイミング調整装置は、第1実施形態の効果(A)に加えて、ストッパピン30の嵌合を確実に解除することができる。
In the valve
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図10に基づいて説明する。第3実施形態は、第1実施形態に対して、ストッパピンの嵌合を解除する手順が一部異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment is partially different from the first embodiment in the procedure for releasing the stopper pin. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
S105のNo判定の次にS305では、S101においてECU91にベーンロータ20の目標位相が入力された時刻でのクランクシャフト2の回転位相から720度回転したか否かを判定する。クランクシャフト2が720度回転している場合、S206に移行する。クランクシャフト2が720度回転していない場合、S102に戻り再度クランク角を検出する。
In step S305 after the determination of No in S105, it is determined whether or not the
S306では、カムシャフト4の回転角をカム角センサ4aによって検出する。さらにS307では、ベーンロータ20に作用するカムトルクをECU91が算出する。
S308では、カム角が第2角度範囲内であるか否かを判定する。
カム角が第2角度範囲内である場合、S109に移行する。一方、カム角が第2角度範囲内でない場合、カムトルクが正になるまでS306に戻り、カム角を検出する。
In S306, the rotation angle of the
In S308, it is determined whether the cam angle is within the second angle range.
When the cam angle is within the second angle range, the process proceeds to S109. On the other hand, if the cam angle is not within the second angle range, the process returns to S306 until the cam torque becomes positive, and the cam angle is detected.
第3実施形態では、クランク角が第1角度範囲内でないと判定された場合、S305においてECU91にベーンロータ20の目標位相が入力されてからクランクシャフト2が720度回転したか否かを判定する。バルブタイミング調整装置10では、クランクシャフト2が720度回転することにより、チェーン張力方向7aと平行成分221xとの関係が同じ方向、または反対方向に変化する。しかしながら、クランクシャフト2が720度回転してもチェーン張力方向7aと平行成分221xとの関係が同じ方向とならない場合、バルブタイミング調整装置10は、カムトルクの方向のみの判定でストッパピン30の嵌合を解除する。これにより、第1実施形態の効果(A)に加えて、チェーン張力方向7aと平行成分221xの方向とが反対方向にしかならない場合、カムトルクが正となることでストッパピン30の嵌合を解除することができる。
In the third embodiment, when it is determined that the crank angle is not within the first angle range, it is determined whether or not the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態を図11に基づいて説明する。第4実施形態は、第1実施形態に対して、ストッパピンの嵌合を解除する手順が一部異なる。なお、第1実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is partially different from the first embodiment in the procedure for releasing the stopper pin fitting. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part substantially the same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
図11に第4実施形態におけるストッパピン30の嵌合を解除する手順のフローチャートを示す。
最初にS101では、ECU91にベーンロータ20の目標位相が入力される。
FIG. 11 shows a flowchart of a procedure for releasing the fitting of the
First, in S101, the target phase of the
次にS401では、ベーンロータ20のロックを解除するベーンロータ20の位置を算出する。このとき、ECU91は、チェーン張力方向7a、嵌合孔221の進行方向221a、およびカムトルクの方向の関係を示すマップを有している。そこで、ECU91にベーンロータ20の目標位相が入力されると、ECU91は、クランク角がチェーン張力方向7aと嵌合孔221の進行方向221aの平行軸Xの平行成分221xの方向とが同じ方向となる第5角度範囲内であり、かつカム角がカムトルクの作用方向とチェーン張力方向7aとが反対方向となる第6角度範囲内となるベーンロータ20の位置を読み込む。このとき、ストッパピン30と嵌合孔31との嵌合を解除するベーンロータ20の位置は、収容孔221の進行方向221aの平行軸Xの平行成分221xが最も大きくなる位置としてもよい。また、クランク角が第5角度範囲内であって、かつカム角が第6角度範囲内であり、ベーンロータ20のロックを解除可能な位置が複数ある場合は目標位相を入力してから最も短い時間でベーンロータ20のロックを解除できる位置でもよい。
Next, in S401, the position of the
S401に続いてS102では、エンジン1のクランクシャフト2に取り付けられているクランク角センサ2aによってクランク角を検出する。
In S102 following S401, the crank angle is detected by the
S402では、油圧制御弁92を制御するデューティ比を変更するベーンロータ20の位置を算出する。
In S402, the position of the
S403では、クランクシャフト2のクランク角がデューティ比を変更する位置であるか否かを判定する。クランク角がデューティ比を変更する位置である場合、S110に移行する。クランク角がデューティ比を変更する位置でない場合、S102に戻る。
In S403, it is determined whether or not the crank angle of the
S109では、ECU91より油圧制御弁92のデューティ比の変更が指令される。これにより、油圧制御弁92は油圧を発生し、ストッパピン30の嵌合は解除される。
In S109, the
第4実施形態では、ECU91はクラックシャフト2のクランク角を検出することで油圧制御弁92のデューティ比を変更する位置を算出する。このとき、ECU91はチェーン張力方向7a、嵌合孔221の進行方向221a、およびカムトルクの方向の関係を示すマップを有している。ECU91は、クランク角91を検出することで、マップを用いてストッパピン30の嵌合を解除するのに適した位置を算出する。これにより、第1実施形態の効果(A)に加えて、カム角センサによるカム角の検出を必要とせず、クランク角のみでストッパピン30の作動不良を低減することができる。
In the fourth embodiment, the
また、ECU91においてロックを解除する位置を選択することができる。例えば、ストッパピン30と嵌合孔31との嵌合を最も解除しやすいベーンロータ20の位置を選択することでストッパピン30の作動不良によるベーンロータ20のロック解除不良をさらに防止することができる。また、ストッパピン30と嵌合孔31との嵌合を最も早く解除することができるベーンロータ20の位置を選択することで、短時間でベーンロータ20を目標位相に変更することができる。
In addition, the
(他の実施形態)
(ア)上述の実施形態では、本発明は吸気弁側のバルブタイミング装置に適用されるとした。しかしながら、本発明が適用される場所はこれに限定されない。排気弁側のバルブタイミング調整装置にも適用できるし、また、吸気弁および排気弁に同時に適用することもできる。これにより、ストッパピンの作動不良によるベーンロータのロック解除をさらに低減することができる。
(Other embodiments)
(A) In the above-described embodiment, the present invention is applied to the valve timing device on the intake valve side. However, the place where the present invention is applied is not limited to this. The present invention can be applied to the valve timing adjusting device on the exhaust valve side, and can also be applied to the intake valve and the exhaust valve at the same time. Thereby, the unlocking of the vane rotor due to the malfunction of the stopper pin can be further reduced.
(イ)上述の実施形態では、クランクシャフトと連結するチェーンは、吸気弁のギアおよび排気弁のギアにかかっているとした。しかしながら、チェーンがかかるギアはこれに限定されない。例えば、クランクシャフトと連結するチェーンは吸気弁のギアのみにかかっており、吸気弁の別異のギアと排気弁のギアとにかかるチェーンによって排気弁が駆動されてもよい。このとき、チェーン張力方向は、吸気弁の一方のギアにかかるクランクシャフトと連結するチェーンの張力方向と、吸気弁の他方のギアにかかる排気弁のギアにかかるチェーンの張力方向とを足し合わせた方向となる。 (A) In the above-described embodiment, the chain connected to the crankshaft depends on the gear of the intake valve and the gear of the exhaust valve. However, the gear which a chain takes is not limited to this. For example, the chain connected to the crankshaft is applied only to the gear of the intake valve, and the exhaust valve may be driven by a chain applied to a different gear of the intake valve and a gear of the exhaust valve. At this time, the chain tension direction is the sum of the tension direction of the chain connected to the crankshaft applied to one gear of the intake valve and the tension direction of the chain applied to the exhaust valve gear applied to the other gear of the intake valve. Direction.
(ウ)上述の第3実施形態では、クランク角センサまたはカム角センサが検出した値をクランク角またはカム角として用いてチェーン張力方向、平行成分方向およびカムトルク方向の関係を判定した。また上述の第4実施形態では、クランク角センサが検出した値をクランク角として用いてチェーン張力方向、平行成分方向およびカムトルク方向の関係を判定した。しかしながら、判定に用いるクランク角またはカム角はこれに限定されない。第2実施形態のように油圧制御弁がストッパピンの嵌合を解除するための作動油の圧力を発生する時刻におけるクランク角またはカム角でもよい。特に第4実施形態でのクランク角を油圧制御弁がストッパピンの嵌合を解除するための作動油の圧力を発生する時刻におけるクランク角とした場合、当該クランク角が第7角度範囲内であって、当該クランク角から算出されるカム角が第8角度範囲内となるクランク角を解除角度として算出する。これにより、ストッパピンの嵌合を解除するのに適したタイミングにおいて油圧制御弁は圧力を発生することができる。 (C) In the above-described third embodiment, the relationship between the chain tension direction, the parallel component direction, and the cam torque direction is determined using the value detected by the crank angle sensor or cam angle sensor as the crank angle or cam angle. In the fourth embodiment, the relationship between the chain tension direction, the parallel component direction, and the cam torque direction is determined using the value detected by the crank angle sensor as the crank angle. However, the crank angle or cam angle used for the determination is not limited to this. The crank angle or cam angle at the time when the hydraulic control valve generates hydraulic oil pressure for releasing the fitting of the stopper pin as in the second embodiment may be used. In particular, when the crank angle in the fourth embodiment is the crank angle at the time when the hydraulic control valve generates hydraulic oil pressure for releasing the stopper pin, the crank angle is within the seventh angle range. Thus, the crank angle at which the cam angle calculated from the crank angle falls within the eighth angle range is calculated as the release angle. Accordingly, the hydraulic control valve can generate pressure at a timing suitable for releasing the stopper pin.
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。 As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, It can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary.
1 ・・・エンジン(内燃機関)、
2 ・・・クランクシャフト(駆動軸)、
2a ・・・クランク角センサ(駆動軸角度検出手段)、
4、5 ・・・カムシャフト(従動軸)、
4a ・・・カム角センサ(従動軸角度検出手段)、
7 ・・・チェーン(動力伝達部材)、
7a ・・・張力方向、
8 ・・・吸気弁、
9 ・・・排気弁、
10 ・・・バルブタイミング調整装置、
11 ・・・ハウジング、
20 ・・・ベーンロータ、
22、23、24、25・・・ベーン、
221 ・・・収容孔、
221a ・・・進行方向、
221x ・・・平行成分、
31 ・・・嵌合孔、
30 ・・・ストッパピン(規制部材)、
51、52、53、54・・・遅角室、
55、56、57、58・・・進角室、
92 ・・・油圧制御弁(圧力発生手段)、
91 ・・・ECU(制御手段)。
1 ... Engine (internal combustion engine),
2 ... Crankshaft (drive shaft),
2a ... crank angle sensor (drive shaft angle detection means),
4, 5 ... camshaft (driven shaft),
4a... Cam angle sensor (driven shaft angle detecting means),
7 ・ ・ ・ Chain (power transmission member),
7a ... tension direction,
8 ・ ・ ・ Intake valve,
9 ... exhaust valve,
10: Valve timing adjusting device,
11 ・ ・ ・ Housing,
20 ・ ・ ・ Vane rotor,
22, 23, 24, 25 ... vanes,
221... Accommodation hole,
221a ... direction of travel,
221x ... parallel component,
31 ... fitting hole,
30 ・ ・ ・ Stopper pin (regulating member),
51, 52, 53, 54 ... retardation chamber,
55, 56, 57, 58 ... advance chamber,
92 ・ ・ ・ Hydraulic control valve (pressure generating means),
91 ... ECU (control means).
Claims (9)
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する動力伝達部材と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合または嵌合の解除を切り換えるための作動流体の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
を備え、
前記駆動軸角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度が前記動力伝達部材により前記ハウジングに作用する張力の方向である張力方向と前記収容孔の進行方向において前記張力方向に平行な成分の方向である平行成分方向とが同じ方向になる第1角度範囲内であって、かつ前記従動軸角度検出手段が検出する前記従動軸の回転角度が前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクが前記ベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と前記張力方向とが反対方向になる第2角度範囲内である場合、前記制御手段は前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device that transmits a driving force of a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft and makes a rotational phase of the driving shaft and the driven shaft variable to adjust an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve. And
A housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A power transmission member that transmits the driving force of the drive shaft to the driven shaft via the housing;
A vane rotor that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and has a vane that partitions the interior of the housing into a retard chamber and an advance chamber, and is rotatable relative to the housing;
The vane rotor is slidably received in the receiving hole formed in the vane rotor, and is fitted into a fitting hole formed in one inner wall in the rotation axis direction of the housing, thereby restraining the relative rotation of the vane rotor with respect to the housing. A regulating member,
Pressure generating means for generating a pressure of the working fluid for switching between fitting or release of fitting between the regulating member and the fitting hole;
Control means for controlling the pressure value of the working fluid generated by the pressure generating means;
Drive shaft angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft;
Driven shaft angle detection means for detecting a rotation angle of the driven shaft;
With
The rotation direction of the drive shaft detected by the drive shaft angle detecting means is a tension direction which is a direction of tension acting on the housing by the power transmission member, and a direction of a component parallel to the tension direction in the traveling direction of the receiving hole. And the rotational angle of the driven shaft detected by the driven shaft angle detecting means is determined by opening and closing of at least one of the intake valve and the exhaust valve. When the cam torque acting on the driven shaft is within a second angle range in which the cam torque direction, which is the direction acting on the vane rotor, and the tension direction are opposite directions, the control means is a working fluid generated by the pressure generating means The valve timing adjustment is characterized in that the pressure of the valve is controlled to a release pressure value that is a pressure value capable of releasing the fitting between the restriction member and the fitting hole. Location.
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する動力伝達部材と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合または嵌合の解除を切り換えるための作動流体の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
を備え、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が前記規制部材に作用する時刻において前記駆動軸角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度が前記動力伝達部材により前記ハウジングに作用する張力の方向である張力方向と前記収容孔の進行方向において前記張力方向に平行な成分の方向である平行成分方向とが同じ方向になる第3角度範囲内であって、かつ前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が前記規制部材に作用する時刻において前記従動軸角度検出手段により検出する前記従動軸の回転角度が前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクが前記ベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と前記張力方向とが反対方向になる第4角度範囲内である場合、前記制御手段は前記圧力発生手段が発生する圧力を前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合を解除可能な作動流体の圧力値である解除圧力値に制御することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device that transmits a driving force of a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft and makes a rotational phase of the driving shaft and the driven shaft variable to adjust an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve. And
A housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A power transmission member that transmits the driving force of the drive shaft to the driven shaft via the housing;
A vane rotor that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and has a vane that partitions the interior of the housing into a retard chamber and an advance chamber, and is rotatable relative to the housing;
The vane rotor is slidably received in the receiving hole formed in the vane rotor, and is fitted into a fitting hole formed in one inner wall in the rotation axis direction of the housing, thereby restraining the relative rotation of the vane rotor with respect to the housing. A regulating member,
Pressure generating means for generating a pressure of the working fluid for switching between fitting or release of fitting between the regulating member and the fitting hole;
Control means for controlling the pressure value of the working fluid generated by the pressure generating means;
Drive shaft angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft;
Driven shaft angle detection means for detecting a rotation angle of the driven shaft;
With
The rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detecting means at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is the direction of the tension acting on the housing by the power transmission member. A working fluid that is within a third angle range in which a certain tension direction and a parallel component direction that is a direction parallel to the tension direction in the traveling direction of the accommodation hole are in the same direction and that is generated by the pressure generating means A cam torque that acts on the driven shaft when the rotational angle of the driven shaft detected by the driven shaft angle detecting means at the time when the pressure of the driven shaft acts on the regulating member by opening and closing at least one of the intake valve and the exhaust valve is the vane rotor. When the cam torque direction, which is the direction acting on the tension, and the tension direction are in the fourth angle range in the opposite direction, the control means The valve timing control apparatus and controls the pressure which the pressure generating means generates the release pressure value is a pressure value releasable working fluid fitting between the regulating member and the fitting hole.
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する動力伝達部材と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合または嵌合の解除を切り換えるための作動流体の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記駆動軸角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度が前記動力伝達部材により前記ハウジングに作用する張力方向と前記収容孔の進行方向において前記張力方向に平行な成分の方向である平行成分方向とが同じ方向になる第5角度範囲内であって、かつ前記従動軸の回転角度が前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクが前記ベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と前記張力方向とが反対方向となる第6角度範囲内となる前記駆動軸の回転角度を解除角度として算出し、
前記駆動軸角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度が前記解除角度である場合、前記制御手段は前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device that transmits a driving force of a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft and makes a rotational phase of the driving shaft and the driven shaft variable to adjust an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve. And
A housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A power transmission member that transmits the driving force of the drive shaft to the driven shaft via the housing;
A vane rotor that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and has a vane that partitions the interior of the housing into a retard chamber and an advance chamber, and is rotatable relative to the housing;
The vane rotor is slidably received in the receiving hole formed in the vane rotor, and is fitted into a fitting hole formed in one inner wall in the rotation axis direction of the housing, thereby restraining the relative rotation of the vane rotor with respect to the housing. A regulating member,
Pressure generating means for generating a pressure of the working fluid for switching between fitting or release of fitting between the regulating member and the fitting hole;
Control means for controlling the pressure value of the working fluid generated by the pressure generating means;
Drive shaft angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft;
With
The control means includes a direction in which a rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means acts on the housing by the power transmission member and a direction of a component parallel to the tension direction in the traveling direction of the receiving hole. The cam torque acting on the driven shaft by the opening / closing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is within a fifth angle range in which the parallel component direction is the same direction. A rotation angle of the drive shaft that is within a sixth angle range in which the cam torque direction acting on the vane rotor and the tension direction are opposite directions is calculated as a release angle;
When the rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means is the release angle, the control means applies the pressure of the working fluid generated by the pressure generation means between the restriction member and the fitting hole. A valve timing adjusting device that controls to a release pressure value that is a pressure value capable of releasing a combination.
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記ハウジングを介して前記駆動軸の駆動力を前記従動軸に伝達する動力伝達部材と、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合または嵌合の解除を切り換えるための作動流体の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が前記規制部材に作用する時刻において前記駆動軸角度検出手段が検出する前記駆動軸の回転角度が前記動力伝達部材により前記ハウジングに作用する張力方向と前記収容孔の進行方向において前記張力方向に平行な成分の方向である平行成分方向とが同じ方向になる第7角度範囲内であって、かつ前記従動軸の回転角度が前記吸気弁および前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクが前記ベーンロータに作用する方向であるカムトルク方向と前記張力方向とが反対方向となる第8角度範囲内となる前記駆動軸の角度を解除角度として算出し、
前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力が前記規制部材に作用する時刻における前記駆動軸の回転角度が前記解除角度である場合、前記制御手段は前記圧力発生手段が発生する作動流体の圧力を前記規制部材と前記嵌合孔との嵌合を解除可能な圧力値である解除圧力値に制御することを特徴とするバルブタイミング調整装置。 A valve timing adjusting device that transmits a driving force of a driving shaft of an internal combustion engine to a driven shaft and makes a rotational phase of the driving shaft and the driven shaft variable to adjust an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve. And
A housing that rotates with one of the drive shaft or the driven shaft;
A power transmission member that transmits the driving force of the drive shaft to the driven shaft via the housing;
A vane rotor that rotates together with the other of the drive shaft or the driven shaft and has a vane that partitions the interior of the housing into a retard chamber and an advance chamber, and is rotatable relative to the housing;
The vane rotor is slidably received in the receiving hole formed in the vane rotor, and is fitted into a fitting hole formed in one inner wall in the rotation axis direction of the housing, thereby restraining the relative rotation of the vane rotor with respect to the housing. A regulating member,
Pressure generating means for generating a pressure of the working fluid for switching between fitting or release of fitting between the regulating member and the fitting hole;
Control means for controlling the pressure value of the working fluid generated by the pressure generating means;
Drive shaft angle detection means for detecting the rotation angle of the drive shaft;
With
In the control means, the rotation angle of the drive shaft detected by the drive shaft angle detection means acts on the housing by the power transmission member at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generation means acts on the restriction member. And the rotational direction of the driven shaft is within the seventh angle range in which the parallel component direction that is the direction of the component parallel to the tension direction is the same in the traveling direction of the receiving hole. A cam torque acting on the driven shaft by opening and closing at least one of a valve and the exhaust valve, and a cam torque direction which is a direction acting on the vane rotor and an eighth angle range in which the tension direction is opposite. Calculate the angle as the release angle,
When the rotation angle of the drive shaft at the time when the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means acts on the regulating member is the release angle, the control means sets the pressure of the working fluid generated by the pressure generating means. The valve timing adjusting device is controlled to a release pressure value that is a pressure value capable of releasing the fitting between the restriction member and the fitting hole.
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