JP5787183B2 - バルブタイミング調整システム - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミング調整システムに関する。

エンジンの駆動軸から吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動する従動軸まで回転を伝達する回転伝達系に設けられ、吸気バルブまたは排気バルブ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知られている。例えば特許文献１に開示されたバルブタイミング調整装置は、ハウジング内の進角室および遅角室の作動油の圧力を変化させ、ベーンロータをハウジングに対して相対回動させることによって、開閉タイミングを変更する。ベーンロータの相対回動は、ベーンロータの特定のベーンがハウジングの隔壁に当接することによって制限される。

特開２００２−２９５２０７号公報

特許文献１に開示されたバルブタイミング調整装置では、特定のベーンは、隔壁との当接時に受ける衝撃力によって破損または変形する可能性がある。ベーンロータは、特定のベーンが破損または変形すると、他のベーンがハウジングの隔壁に当接するまで相対回動する。その結果、ベーンロータとハウジングとの回転位相差が大きくなり、バルブ同士の接触、バルブとピストンとの接触、または異常燃焼が発生し、エンジンが損傷するおそれがある。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、エンジンの損傷を抑制可能なバルブタイミング調整システムを提供することである。

本発明によるバルブタイミング調整システムは、ハウジング、ベーンロータ、油圧制御弁、基本制限手段、補助制限手段および制御装置を備える。ベーンロータは、ハウジングに対して所定角度範囲内で相対回動可能である。油圧制御弁は、ハウジング内部の進角室および遅角室の油圧を制御し、ハウジングとベーンロータとの回転位相差を変更可能である。検出手段は、回転位相差を検出する。基本制限手段は、回転位相差が所定角度範囲よりも小さい基本角度範囲内となるようにハウジングとベーンロータとの相対回動を機械的に制限する。補助制限手段は、基本制限手段が破損した場合、回転位相差が、基本角度範囲よりも大きく且つ所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、ハウジングとベーンロータとの相対回動を機械的に制限する。

制御装置は、判定手段、目標設定手段および駆動手段を含む。判定手段は、回転位相差が基本角度範囲外か否かを判定する。目標設定手段は、回転位相差が基本角度範囲外であると判定された場合、回転位相差の目標値を基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内で設定する。駆動手段は、回転位相差が目標値と一致するように油圧制御弁を駆動する。

制御装置は、検出手段による検出結果を逐次的に取得し、回転位相差と目標値との差が可及的に小さくなるように油圧制御弁を制御する。したがって、例えば基本制限手段が破損することによってハウジングとベーンロータとの回転位相差が基本角度範囲外となったとき、制御装置は、回転位相差を速やかに基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内に制御する。そのため、回転位相差が基本角度範囲外となることに起因したエンジンの損傷を抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整システムを示す図である。 図１のバルブタイミング調整システムが適用されたエンジンの概略構成を説明する図である。 図１のバルブタイミング調整装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１のバルブタイミング調整装置を矢印ＩＶ方向から見た図である。 図１のバルブタイミング調整装置を矢印Ｖ方向から見た図である。 図１の電子制御装置によるバルブタイミング制御ルーチンのフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置の横断面図である。 図７のバルブタイミング調整装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図７のバルブタイミング調整装置を矢印ＩＸ方向から見た図である。 図７のバルブタイミング調整装置を矢印Ｘ方向から見た図である。 本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置をスプロケット側から見た図である。 図１１の矢印ＸＩＩ部分の拡大図である。 図１２のストッパピンが変形したときの図である。 本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置の横断面図である。 図１４の基本制限手段のＸＶ−ＸＶ線断面図である。 図１４の補助制限手段のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（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システムを図１に示す。バルブタイミング調整システム５は、図２に示すエンジン９０の吸気バルブ９１の開閉タイミングを調整するためのものである。図２に示すように、エンジン９０の駆動軸であるクランクシャフト９３の回転は、スプロケット１５、９４、９５に巻き掛けられているチェーン９６を介してカムシャフト９７、９８に伝達される。カムシャフト９７は吸気バルブ９１を開閉駆動する従動軸であり、カムシャフト９８は排気バルブ９２を開閉駆動する従動軸である。

バルブタイミング調整装置１０は、クランクシャフト９３と一体に回転するスプロケット１５に対してカムシャフト９７を回転方向に相対回動させることにより、吸気バルブ９１の開閉タイミングを早くする。このように吸気バルブ９１の開閉タイミングが早くなるようにカムシャフト９７を相対回動させることを「進角させる」という。
また、バルブタイミング調整装置１０は、スプロケット１５に対してカムシャフト９７を回転方向とは反対方向に相対回動させることにより、吸気バルブ９１の開閉タイミングを遅くする。このように吸気バルブ９１の開閉タイミングが遅くなるようにカムシャフト９７を相対回動させることを「遅角させる」という。

先ず、バルブタイミング調整システム５の構成を図１〜図５に基づき説明する。バルブタイミング調整システム５は、バルブタイミング調整装置１０、油圧制御弁７０および電子制御装置７５を備えている。
バルブタイミング調整装置１０は、スプロケット１５、カップ２０、ベーンロータ３０、ロックピン３９、基本制限手段４０および補助制限手段６０を備えている。スプロケット１５およびカップ２０は、特許請求の範囲に記載の「ハウジング」を構成する。

スプロケット１５は、図２のチェーン９６を巻き掛け可能な外歯１６を形成し、図２のカムシャフト９７の端部を挿入可能な挿入孔１７を有している。
カップ２０は、外郭部２１および複数の隔壁部２２を形成している。外郭部２１は、有底筒状に形成され、スプロケット１５と同軸上に配置されている。隔壁部２２は、外郭部２１の筒部２３から径内方向へ延び、カップ２０の外郭部２１とスプロケット１５とにより区画形成される空間を複数の油圧室に仕切っている。カップ２０は、ボルト２９によりスプロケット１５に固定され、スプロケット１５とともに図２のカムシャフト９７と一体に回転可能である。

ベーンロータ３０は、ボス３１および複数のベーン３２を形成している。ボス３１は、筒状に形成され、カップ２０の各隔壁部２２に対して径内方向に位置し、スプロケット１５と同軸上に配置されている。ボス３１は、図示しないスリーブボルトにより図２のカムシャフト９７に固定され、カムシャフト９７と一体に回転可能である。
各ベーン３２は、ボス３１から放射状に延び、ベーンロータ３０のボス３１とカップ２０とスプロケット１５との間に区画形成される圧力室を進角室２６と遅角室２７とに仕切っている。

ベーンロータ３０は、進角室２６に連通する進角油路３４、および、遅角室２７に連通する遅角油路３５を有している。ベーンロータ３０は、進角室２６の作動油と遅角室２７の作動油との圧力差に応じて、カップ２０に対して進角側および遅角側に相対回動可能である。ベーンロータ３０は、基本制限手段４０および補助制限手段６０が機能していない状態を想定すると、特定のベーン３２が特定の隔壁部２２に当接する最も遅角側の位置から、特定のベーン３２が特定の隔壁部２２に当接する最も進角側の位置まで、カップ２０に対して所定角度範囲内で相対回動可能である。

ベーンロータ３０の特定の隔壁部２２は、ロックピン３９を軸方向へ摺動可能に支持する摺動穴３３を有している。ロックピン３９は、カップ２０の底部２４の嵌合穴２５に抜き差し可能であり、嵌合穴２５に差し込まれるとベーンロータ３０とカップ２０との相対回動を制限する。本実施形態では、ロックピン３９は、後述する最遅角位置で嵌合穴２５に差し込まれる。

基本制限手段４０は、ストッパピン４１および基本ストッパ面５２、５３、５５、５６から構成されている。
ストッパピン４１は、ベーンロータ３０のボス３１を軸方向に貫通し、一端部４２がボス３１からスプロケット１５側に突き出し、他端部４３がボス３１からカップ２０の底部２４側に突き出している。ストッパピン４１は、円柱状であり、円柱外面４４を有している。本実施形態では、ストッパピン４１は１本設けられている。

基本ストッパ面５２、５３は、ベーンロータ３０のボス３１と同心の仮想円Ｓに沿って延びるようにスプロケット１５に形成された円弧溝５１の周方向の端面である。基本ストッパ面５２は、円弧溝５１の遅角側の端面であり、基本ストッパ面５３は、円弧溝５１の進角側の端面である。基本ストッパ面５２、５３は、ストッパピン４１の一端部４２と周方向に当接可能な凹曲面である。

基本ストッパ面５５、５６は、仮想円Ｓに沿って延びるようにカップ２０の底部２４に形成された円弧溝５４の周方向の端面である。基本ストッパ面５５は、円弧溝５４の遅角側の端面であり、基本ストッパ面５６は、円弧溝５４の進角側の端面である。基本ストッパ面５５、５６は、ストッパピン４１の他端部４３と周方向に当接可能な凹曲面である。

ストッパピン４１、スプロケット１５およびカップ２０は、金属製であり、例えば焼き入れ等の熱処理が施されることにより硬度が増大させられている。また、ストッパピン４１および円弧溝５１、５４の内壁は、表面処理が施されることにより耐摩耗性が向上させられている。上記表面処理は、例えばめっき、蒸着、プリント、または塗装などである。

基本制限手段４０は、ストッパピン４１の一端部４２が基本ストッパ面５２に当接するとともにストッパピン４１の他端部４３が基本ストッパ面５５に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を最遅角位置で制限する。また、基本制限手段４０は、ストッパピン４１の一端部４２が基本ストッパ面５３に当接するとともにストッパピン４１の他端部４３が基本ストッパ面５６に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を最進角位置で制限する。

基本制限手段４０は、カップ２０とベーンロータ３０との回転位相差（以下、単に「回転位相差」と記載する）が、所定角度範囲よりも小さい基本角度範囲内となるように、カップ２０とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。

補助制限手段６０は、ストッパピン６７および補助ストッパ面６２、６３、６５、６６から構成されている。
ストッパピン６７は、ベーンロータ３０のボス３１を軸方向に貫通し、一端部６８がボス３１からスプロケット１５側に突き出し、他端部６９がボス３１からカップ２０の底部２４側に突き出している。ストッパピン６７は、円柱状であり、円柱外面４４を有している。本実施形態では、ストッパピン６７は１本設けられている。

補助ストッパ面６２、６３は、ベーンロータ３０のボス３１と同心の仮想円Ｓに沿って延びるようにスプロケット１５に形成された円弧溝６１の周方向の端面である。補助ストッパ面６２は、円弧溝６１の遅角側の端面であり、補助ストッパ面６３は、円弧溝６１の進角側の端面である。補助ストッパ面６２、６３は、ストッパピン６７の一端部６８と周方向に当接可能な凹曲面である。

補助ストッパ面６５、６６は、仮想円Ｓに沿って延びるようにカップ２０の底部２４に形成された円弧溝６４の周方向の端面である。補助ストッパ面６５は、円弧溝６４の遅角側の端面であり、補助ストッパ面６６は、円弧溝６４の進角側の端面である。補助ストッパ面６５、６６は、ストッパピン６７の他端部６９と周方向に当接可能な凹曲面である。

ストッパピン６７は、金属製であり、例えば焼き入れ等の熱処理が施されることにより硬度が増大させられている。また、ストッパピン６７および円弧溝６１、６４の内壁は、表面処理が施されることにより耐摩耗性が向上させられている。上記表面処理は、例えばめっき、蒸着、プリント、または塗装などである。

補助制限手段６０は、ストッパピン６７の一端部６８が補助ストッパ面６２に当接するとともにストッパピン６７の他端部６９が補助ストッパ面６５に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を制限する。また、補助制限手段６０は、ストッパピン６７の一端部６８が補助ストッパ面６３に当接するとともにストッパピン６７の他端部６９が補助ストッパ面６６に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を制限する。

補助制限手段６０は、回転位相差が、基本角度範囲よりも大きく且つ所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、カップ２０とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。具体的には、補助制限手段６０の円弧溝６１、６４は、基本制限手段４０の円弧溝５１、５４よりも周方向長さが僅かに長く形成されている。補助角度範囲は、回転位相差が当該補助角度範囲内であるとき、エンジン９０の吸気バルブ９１がピストン等の他部材に干渉しないように、またエンジン９０が異常燃焼を起こさないように設定されている。

油圧制御弁７０は、オイルポンプ７１の吐出口と進角油路３４とを接続しつつ遅角油路３５とオイルパン７２の貯留部とを接続する進角作動位置と、オイルポンプ７１の吐出口と遅角油路３５とを接続しつつ進角油路３４とオイルパン７２の貯留部とを接続する遅角作動位置と、進角油路３４および遅角油路３５の両方を外部から遮断する遮断作動位置とに作動する。

油圧制御弁７０が進角作動位置に作動しているとき、オイルポンプ７１が汲み上げた作動油は進角室２６に供給され、遅角室２７の作動油はオイルパン７２に排出される。一方、油圧制御弁７０が遅角作動位置に作動しているとき、オイルポンプ７１が汲み上げた作動油は遅角室２７に供給され、進角室２６の作動油はオイルパン７２に排出される。油圧制御弁７０は、作動位置に応じて進角室２６および遅角室２７の油圧を制御し、回転位相差を変更可能である。

電子制御装置７５は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび入出力装置などを備えたマイクロコンピュータから構成されている。電子制御装置７５には、エンジン回転数センサ７６、吸入空気量センサ７７、クランク角センサ７８およびカム角センサ７９等から各種検出信号が入力される。エンジン回転数センサ７６は、エンジン回転数Ｎｅを検出する。吸入空気量センサ７７は、エンジン９０の吸入空気量Ｇｎを検出する。クランク角センサ７８は、クランクシャフト９３の回転角であるクランク角θｃｒを検出する。カム角センサ７９は、カムシャフト９７の回転角であるカム角θｃａｍを検出する。クランク角センサ７８およびカム角センサ７９の分解能は、所定角度範囲と補助角度範囲との片側の差、および、補助角度範囲と基本角度範囲との片側の差のうち小さい方よりも、小さい。電子制御装置７５は、予め内部に格納されている制御プログラムに従って各種検出信号を処理し、油圧制御弁７０の制御量を演算し、バルブタイミング制御を行う。

具体的には、電子制御装置７５は、クランク角θｃｒとカム角θｃａｍとに基づき回転位相差を算出する。電子制御装置７５、クランク角センサ７８およびカム角センサ７９は、特許請求の範囲に記載の「検出手段」として機能する。

また、電子制御装置７５は、算出した回転位相差が基本角度範囲外か否かを判定する。この判定が肯定されるということは、基本制限手段４０が機能していない、すなわち基本制限手段４０が破損していることを意味する。基本制限手段４０の破損には、例えばストッパピン４１が折れること或いは変形すること等が考えられる。電子制御装置７５は、特許請求の範囲に記載の「判定手段」として機能する。

また、電子制御装置７５は、予め設定され電子制御装置７５に格納された通常走行用マップおよび退避走行用マップを用いて回転位相差の目標値（以下、「目標回転位相差」と記載する）を設定する。通常走行用マップおよび退避走行用マップは、エンジン運転状態を示すパラメータのうちエンジン回転数Ｎｅおよび吸入空気量Ｇｎをパラメータとするマップであり、マップ上に所定ピッチ毎に設定された各格子点上には目標回転位相が格納されている。

通常走行用マップは、回転位相差が基本角度範囲外ではないとき、つまり基本制限手段４０が破損していないとき用いるマップである。電子制御装置７５は、回転位相差が基本角度範囲外ではないと判定されたとき、通常走行用マップを用いて目標回転位相差を基本角度範囲内で設定する。

退避走行用マップは、回転位相差が基本角度範囲外であるとき、つまり基本制限手段４０が破損しているとき用いるマップである。電子制御装置７５は、回転位相差が基本角度範囲外であると判定された場合、退避走行用マップを用いて目標回転位相差を基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内で設定する。電子制御装置７５は、特許請求の範囲に記載の「目標設定手段」として機能する。

また、電子制御装置７５は、回転位相差が目標回転位相差と一致するように油圧制御弁７０を駆動し、バルブタイミング調整装置１０をフィードバック制御する。電子制御装置７５は、特許請求の範囲に記載の「駆動手段」として機能する。

次に、電子制御装置７５が実行するバルブタイミング制御について、図６に示すバルブタイミング制御ルーチンのフローチャートに従って説明する。このルーチンは、エンジン９０の始動後から停止時まで所定時間毎に繰り返し実行される。以下の処理で用いられる各種パラメータは、例えばＲＡＭ等の記憶装置に随時記憶され、必要に応じて随時更新される。

図６のルーチンが開始すると、先ずステップＳ１０１において、電子制御装置７５は、通常走行制御を実行する。この通常走行制御は、クランク角θｃｒとカム角θｃａｍとに基づき回転位相差を算出し、通常走行用マップを用いて目標回転位相差を基本角度範囲内で設定し、回転位相差が目標回転位相差と一致するように油圧制御弁７０を駆動する制御である。

続くステップＳ１０２において、電子制御装置７５は、回転位相差が基本角度範囲外か否かを判定する。Ｓ１０２の判定が否定された場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、処理はＳ１０３に移行する。一方、Ｓ１０２の判定が肯定された場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、処理はＳ１０４に移行する。

Ｓ１０３では、電子制御装置７５は、Ｓ１０１と同様の通常走行制御を実行する。Ｓ１０３の後、電子制御装置７５による処理は図６に示す一連のルーチンを抜ける。
Ｓ１０４では、電子制御装置７５は、車両の例えばインストルメントパネル等に設けられたチェックランプを点灯する。

続くステップＳ１０５において、電子制御装置７５は、退避走行制御を実行する。この退避走行制御は、クランク角θｃｒとカム角θｃａｍとに基づき回転位相差を算出し、退避走行用マップを用いて目標回転位相差を規制角度範囲内で設定し、回転位相差が目標回転位相差と一致するように油圧制御弁７０を駆動する制御である。Ｓ１０５の後、電子制御装置７５による処理は図６に示す一連のルーチンを抜ける。

以上説明したように、第１実施形態によるバルブタイミング調整システム５では、カップ１５とベーンロータ３０との相対回動は、回転位相差が基本角度範囲内となるように基本制限手段４０により機械的に制限される。電子制御装置７５は、回転位相差が基本角度範囲外であると判定された場合、回転位相差の目標値を基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内で設定する。

したがって、例えば基本制限手段４０が破損することによってカップ１５とベーンロータ３０との回転位相差が基本角度範囲外となったとき、電子制御装置７５は、回転位相差を速やかに基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内に制御する。そのため、回転位相差が基本角度範囲外となることに起因したエンジン９０の損傷を抑制することができる。

また、第１実施形態では、補助制限手段６０が設けられている。補助制限手段６０は、回転位相差が、基本角度範囲よりも大きく且つ所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、カップ１５とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。補助角度範囲は、回転位相差が当該補助角度範囲内であるとき、エンジン９０の吸気バルブ９１がピストン等の他部材に干渉しないように、またエンジン９０が異常燃焼を起こさないように設定されている。

したがって、例えば基本制限手段４０が破損することによってカップ１５とベーンロータ３０との回転位相差が基本角度範囲外となった場合であっても、補助制限手段６０は、エンジン９０の吸気バルブ９１がピストン等の他部材に干渉することを回避し、またエンジン９０が異常燃焼を起こすことを回避することができる。

また、第１実施形態では、補助制限手段６０は、ベーンロータ３０のボス３１を軸方向に貫通しているストッパピン６７と、ストッパピン６７の一端部６８と周方向に当接可能な補助ストッパ面６２、６３と、ストッパピン６７の他端部６９と周方向に当接可能な補助ストッパ面６５、６６とから構成されている。
ストッパピン６７は、円柱状であり、円柱外面４４を有している。補助ストッパ面６２、６３、６５、６６は、ストッパピン６７の円柱外面４４と当接可能な凹曲面である。したがって、ストッパピン６７と補助ストッパ面６２、６３、６５、６６との当たり部位が安定するとともに、相互に作用する応力が低減する。

また、第１実施形態では、ストッパピン６７、スプロケット１５およびカップ２０は、例えば焼き入れ等の熱処理が施されることによって硬度が増大させられている。したがって、ストッパピン６７と補助ストッパ面６２、６３、６５、６６との当接時の衝撃による各部材の変形を抑制することができ、また耐摩耗性を向上することができる。

また、第１実施形態では、ストッパピン６７の外壁、補助ストッパ面６２、６３が形成された円弧溝６１の内壁、および、補助ストッパ面６５、６６が形成された円弧溝６４の内壁には、表面処理が施されている。そのため、ストッパピン６７と補助ストッパ面６２、６３、６５、６６との摩擦抵抗が低減し、耐摩耗性が向上させられている。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を図７〜図１０に基づき説明する。
バルブタイミング調整装置１００の基本制限手段１０１には、ストッパピン４１および円弧溝５１が３つずつ設けられている。各ストッパピン４１および各円弧溝５１は、ベーンロータ３０の軸心まわりに等角度間隔に設けられている。
また、補助制限手段１０２には、ストッパピン６７および円弧溝６１が３つずつ設けられている。各ストッパピン６７および各円弧溝６１は、ベーンロータ３０の軸心まわりに等角度間隔に設けられている。
第２実施形態によれば、基本制限手段１０１および補助制限手段１０２は、ベーンロータ３０の相対回動を制限するとき、ベーンロータ３０に作用する衝撃力を周方向で均等に分散させることができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１１〜図１３に基づき説明する。
バルブタイミング調整装置１１０の基本制限手段１１１は、ストッパピン１１２およびストッパ面１１３、１１４から構成されている。ストッパピン１１２は、円筒状に形成された金属部材であり、ベーンロータ３０からスプロケット１５側に突き出している。ストッパ面１１３、１１４は、円弧溝５１の周方向の端面である。ストッパ面１１３は、円弧溝５１の遅角側の端面であり、ストッパ面１１４は、円弧溝５１の進角側の端面である。ストッパ面１１３、１１４は、ストッパピン１１２と周方向に当接可能な凹曲面である。

基本制限手段１１１は、ストッパピン１１２がストッパ面１１３に当接することによって、スプロケット１５に対するベーンロータ３０の相対回動を最遅角位置で制限する。また、基本制限手段１１１は、ストッパピン１１２がストッパ面１１４に当接することによって、スプロケット１５に対するベーンロータ３０の相対回動を最進角位置で制限する。基本制限手段１１１は、カップとベーンロータ３０との回転位相差が、所定角度範囲よりも小さい基本角度範囲内となるように、スプロケット１５とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。

補助制限手段１１５は、ストッパピン１１６およびストッパ面１１３、１１４から構成されている。ストッパピン１１６は、軸状に形成されストッパピン１１２と同軸上に配置された金属部材であり、ベーンロータ３０からスプロケット１５側に突き出している。ストッパピン１１６とストッパピン１１２との間には、ゴム製の緩衝部材１１７が充填されている。

補助制限手段１１５は、ストッパピン１１２に一定以上の衝撃力が加わることによって図１３に示すようにストッパピン１１２が変形したとき、スプロケット１５に対するベーンロータ３０の相対回動を制限する。補助制限手段１１５は、回転位相差が、基本角度範囲よりも大きく且つ所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、スプロケット１５とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。
第３実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１４〜図１６に基づき説明する。
バルブタイミング調整装置１２０の基本制限手段１２１は、ストッパ面１２２、１２３および爪１２４、１２５から構成されている。ストッパ面１２２は、ベーンロータ３０のボス３１と同心の仮想円Ｓに沿って延びるようにカップ２０の底部２４に形成された円弧溝１２６のうち、遅角側の端面である。爪１２４は、ボス３１から円弧溝１２６内に突き出す突起であり、ストッパ面１２２と面接触可能である。

ストッパ面１２３は、ベーンロータ３０のボス３１と同心の仮想円Ｓに沿って延びるようにカップ２０の底部２４に形成された円弧溝１２７のうち、進角側の端面である。爪１２５は、ボス３１から円弧溝１２７内に突き出す突起であり、ストッパ面１２３と面接触可能である。

基本制限手段１２１は、爪１２４がストッパ面１２２に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を最遅角位置で制限する。また、基本制限手段１２１は、爪１２５がストッパ面１２３に当接することによって、カップ２０に対するベーンロータ３０の相対回動を最進角位置で制限する。基本制限手段１２１は、カップ２０とベーンロータ３０との回転位相差が、所定角度範囲よりも小さい基本角度範囲内となるように、カップ２０とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。

補助制限手段１２８は、ストッパ面１２２、１２３および複数の爪１２９、１３１から構成されている。各爪１２９は、爪１２４に対して進角側に連なるようにベーンロータ３０と一体に形成されている。各爪１３１は、爪１２５に対して遅角側に連なるようにベーンロータ３０と一体に形成されている。

補助制限手段１２８は、爪１２４に一定以上の衝撃力が加わることによって当該爪１２４が折れたとき、スプロケット１５に対するベーンロータ３０の遅角側への相対回動を制限する。また、補助制限手段１２８は、爪１２５に一定以上の衝撃力が加わることによって当該爪１２５が折れたとき、スプロケット１５に対するベーンロータ３０の進角側への相対回動を制限する。補助制限手段１２８は、回転位相差が、基本角度範囲よりも大きく且つ所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、スプロケット１５とベーンロータ３０との相対回動を機械的に制限する。
第４実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、ストッパピンは、ベーンロータと同一部材から構成してもよい。また、ストッパピンは、ベーンロータの軸方向の一端側と他端側とを別部材から構成してもよい。また、ストッパピンは、ベーンロータの軸方向の一端側および他端側の少なくとも一方に設けられればよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンの数は、２つ、または４つ以上であってもよい。また、ストッパピンが複数設けられる場合、各ストッパピンは、周方向で等角度間隔に設けられなくてもよい。

本発明の他の実施形態では、ストッパピンはスプロケットおよびカップの底部に設けられ、ストッパ面はベーンロータに設けられてもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピンとストッパ面との当接面は、円柱外面と凹曲面とから構成しなくてもよく、例えば平面と平面とから構成してもよい。
本発明の他の実施形態では、ストッパピン、スプロケットおよびカップの一部または全部は、金属以外の例えば樹脂などから構成されてもよいし、また熱処理により硬度が高められなくてもよい。

本発明の他の実施形態では、ストッパピンと円弧溝の内壁とには、表面処理が施されなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、通常走行用マップおよび退避走行用マップは、エンジン回転数および吸入空気量以外をパラメータとするマップであってもよい。例えば、吸入空気量に代えて、エンジン負荷を表す他のパラメータを用いてもよい。
本発明の他の実施形態では、ベーンロータは、厚み方向に積層されてなる積層体を含んでいてもよい。

本発明の他の実施形態では、カップの形状は、有底筒状以外の例えばドーム形状などであってもよい。
本発明の他の実施形態では、スプロケットおよびチェーン以外の回転伝達部材が用いられてもよい。
本発明の他の実施形態では、バルブタイミング調整システムは、エンジンの排気バルブの開閉タイミングを調整してもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

５・・・バルブタイミング調整システム
１５・・・スプロケット（ハウジング）
２０・・・カップ（ハウジング）
２６・・・進角室
２７・・・遅角室
３０・・・ベーンロータ
３２・・・ベーン
４０、１０１、１１１、１２１・・・基本制限手段
７０・・・油圧制御弁
７５・・・電子制御装置（制御装置、検出手段）
７８・・・クランク角センサ（検出手段）
７９・・・カム角センサ（検出手段）

Claims (8)

1. エンジン（９０）の駆動軸（９３）から吸気バルブ（９１）または排気バルブ（９２）を開閉駆動する従動軸（９７）まで回転を伝達する回転伝達系に設けられ、前記吸気バルブまたは前記排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整システム（５）であって、
   前記駆動軸および前記従動軸の一方と一体に回転可能なハウジング（１５、２０）と、
   前記駆動軸および前記従動軸の他方と一体に回転可能であり、前記ハウジング内部を進角室（２６）と遅角室（２７）とに仕切るベーン（３２）を形成し、前記ハウジングに対して所定角度範囲内で相対回動可能なベーンロータ（３０）と、
   前記進角室および前記遅角室の油圧を制御し、前記ハウジングと前記ベーンロータとの回転位相差を変更可能な油圧制御弁（７０）と、
   前記回転位相差を検出する検出手段（７８、７９、７５）と、
   前記回転位相差が、前記所定角度範囲よりも小さい基本角度範囲内となるように、前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回動を機械的に制限する基本制限手段（４０、１０１、１１１、１２１）と、
   前記基本制限手段が破損した場合、前記回転位相差が、前記基本角度範囲よりも大きく且つ前記所定角度範囲よりも小さい補助角度範囲内となるように、前記ハウジングと前記ベーンロータとの相対回動を機械的に制限する補助制限手段（６０、１０２、１１５、１２８）と、
   前記回転位相差が前記基本角度範囲外か否かを判定する判定手段、前記回転位相差が前記基本角度範囲外であると判定された場合、前記回転位相差の目標値を前記基本角度範囲よりも小さい規制角度範囲内で設定する目標設定手段、および、前記回転位相差が前記目標値と一致するように前記油圧制御弁を駆動する駆動手段、を含む制御装置（７５）と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整システム。
2. 前記補助制限手段（６０、１０２）は、
   前記ベーンロータおよび前記ハウジングの一方から他方へ軸方向に突き出すストッパピン（６７）と、
   前記ベーンロータおよび前記ハウジングの他方に形成され、前記ストッパピンと周方向に当接可能なストッパ面（６２、６３、６５、６６）と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整システム。
3. 前記ストッパピンは、円柱外面（４４）を有し、
   前記ストッパ面は、前記円柱外面と当接可能な凹曲面であることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整システム。
4. 前記ストッパピンは、前記ベーンロータの軸心まわりに等角度間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項２または３に記載のバルブタイミング調整システム。
5. 前記ストッパピンと前記ストッパ面が形成された部材とのうち少なくとも一方には、熱処理が施されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整システム。
6. 前記ストッパピンと前記ストッパ面とのうち少なくとも一方には、表面処理が施されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整システム。
7. 前記基本制限手段（１１１）は、前記ベーンロータおよび前記ハウジングの一方から他方へ突き出す筒状の第１ストッパピン（１１２）と、前記ベーンロータおよび前記ハウジングの他方に形成され、前記第１ストッパピンと周方向に当接可能なストッパ面（１１３、１１４）と、を含み、
   前記補助制限手段（１１５）は、前記第１ストッパピンの内側で前記ベーンロータおよび前記ハウジングの一方から他方へ突き出す軸状の第２ストッパピン（１１６）と、前記ストッパ面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整システム。
8. 前記基本制限手段（１２１）は、前記ベーンロータおよび前記ハウジングの一方から他方へ突き出す第１爪（１２４、１２５）と、前記ベーンロータおよび前記ハウジングの他方に形成され、前記第１爪と周方向に当接可能なストッパ面（１２２、１２３）と、を含み、
   前記補助制限手段（１２８）は、前記第１爪に対して前記ストッパ面とは反対側で前記ベーンロータおよび前記ハウジングの一方から他方へ突き出す第２爪（１２９、１３１）と、前記ストッパ面と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整システム。

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