JP5913140B2 - 無端伝動帯の押圧力調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の伝動機構において回転動力の伝達を行う無端伝動帯（チェーンおよびベルトなど）に与える押圧力を調整する装置に関する。

下記の特許文献１に開示されているように、自動車等に搭載されるエンジン（内燃機関）には、クランクシャフトの回転力をカムシャフトに伝達するタイミングチェーンの張力を適正に維持するためのチェーンテンショナが備えられている。このチェーンテンショナによってタイミングチェーンに与えられる押圧力は、オイルポンプからの吐出油圧に基づいて決定される。

下記の特許文献２には、可変バルブタイミング機構の進角動作または遅角動作の過渡期に生じるタイミングチェーンのばたつきの抑制を目的として、この過渡期に、タイミングチェーンに与える押圧力を調整することが開示されている。具体的には、可変バルブタイミング機構を遅角側に作動させる際の遅角速度が高いほど、タイミングチェーンに与える押圧力を高く設定している。

特開２０１２−２１１７０６号公報 特開２０１１−１７９３３５号公報

前記タイミングチェーンに与える押圧力はオイルポンプの動力に相関がある。このため、この押圧力の目標値（目標油圧）を高く設定するほどオイルポンプに要求される動力は大きくなる。

従って、オイルポンプの動力を必要最小限に抑えてエンジンの燃料消費率の改善を図るためには、前記タイミングチェーンに与える押圧力も必要最小限に抑えることが要求される。

しかしながら、前記特許文献２にあっては、可変バルブタイミング機構の遅角速度のみによってタイミングチェーンに与える押圧力（目標油圧）を決定しているため、必要以上に大きな押圧力が生じている可能性がある。つまり、オイルポンプの動力が必要以上に大きくなってしまっているため、エンジンの燃料消費率を改善するには改良の余地があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、タイミングチェーンなどの無端伝動帯に与える押圧力の最適化を図ることができる無端伝動帯の押圧力調整装置を提供することにある。

−発明の解決原理−
前記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関の運転状態に応じて設定された無端伝動帯（例えばタイミングチェーン）に対する基準押圧力を、無端伝動帯のばたつき量が所定の許容範囲内となるように補正し、これによりオイルポンプの動力の低減を図るようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、内燃機関の回転動力の伝達を行う無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を調整する押圧力調整装置を前提とする。この無端伝動帯の押圧力調整装置に対し、前記無端伝動帯が、前記内燃機関のクランクシャフト、吸気カムシャフト、排気カムシャフトに亘って架け渡されて、前記内燃機関の回転動力を前記吸気カムシャフトおよび前記排気カムシャフトにそれぞれ伝達するようになっている。また、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された前記テンショナの基準押圧力を、前記無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量によって補正する構成としている。そして、前記無端伝動帯のばたつき量を、前記内燃機関のクランクシャフトと、前記排気カムシャフトまたは前記吸気カムシャフトとの間の張架部分における前記無端伝動帯の走行方向に対して直交する方向の振動幅、および、前記吸気カムシャフトと前記排気カムシャフトとの間の張架部分における前記無端伝動帯の走行方向に対して直交する方向の振動幅に基づいて認識する構成としている。

この特定事項により、まず、内燃機関の運転状態に応じた押圧力（無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力）としての基準押圧力を設定する。そして、この基準押圧力に対し、無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量だけ補正することにより、無端伝動帯のばたつき量が所定の範囲内となるようにする。例えば、ばたつきに伴う異音が許容範囲内となる最も低い押圧力を設定する。これにより、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を略必要最小限の値に調整することができ、この押圧力の発生源（例えばオイルポンプ）でのエネルギ消費量を略必要最小限に抑えながら、無端伝動帯のばたつき量を所定範囲内に抑えることができる。
また、無端伝動帯のばたつき量を直接的に検出することができるため、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力の調整を高い精度で適正化することが可能になる。
また、２箇所の張架部分でのばたつき量に基づいて無端伝動帯のばたつき量を認識するようにしたことにより、ばたつき量の認識精度の向上を図ることができる。その結果、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力の調整を高い精度で適正化することが可能になる。
また、他の解決手段としては、内燃機関の回転動力の伝達を行う無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を調整する押圧力調整装置を前提とする。この無端伝動帯の押圧力調整装置に対し、前記テンショナの押圧力を、前記内燃機関の動力を利用するオイルポンプから吐出されたオイルの油圧を利用するようにする。また、前記内燃機関の運転状態に応じて設定された前記テンショナの基準押圧力を、前記無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量によって補正する構成とする。そして、前記テンショナの基準押圧力を、前記内燃機関の回転数、前記オイルの油温、可変バルブタイミング機構の進角度に応じ、前記内燃機関の回転数が高いほど前記基準押圧力を高く設定し、前記オイルの油温が高いほど前記基準押圧力を高く設定し、前記可変バルブタイミング機構の進角度が大きいほど前記基準押圧力を高く設定するようにしている。
これは、内燃機関の回転数が高いほど無端伝動帯のばたつき量が大きくなりやすい点、オイルの油温が高いほどオイルの粘性が低くなって各所でのオイル漏れに起因してテンショナが無端伝動帯に与える押圧力が低くなりやすい点、可変バルブタイミング機構の進角度が大きいほどカムトルク変動が大きくなって無端伝動帯のばたつき量が大きくなりやすい点を考慮したものである。これにより内燃機関の運転状態に応じたテンショナの基準押圧力を求めることが可能になる。

より具体的には、前記押圧力の補正として、前記無端伝動帯のばたつき量が予め設定されたばたつき範囲よりも大きい場合には、基準押圧力に対して押圧力を高くするように補正し、前記無端伝動帯のばたつき量が前記ばたつき範囲よりも小さい場合には、基準押圧力に対して押圧力を低くするように補正する。

これにより、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を過不足の無い値に設定して無端伝動帯のばたつき量を所定の範囲内に調整することができる。

前記無端伝動帯のばたつき量を認識するためのその他の構成としては以下のものも挙げられる。

まず、前記無端伝動帯が、内燃機関の回転動力を吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を行う動弁系に伝達するものである場合に、前記無端伝動帯のばたつき量を、前記動弁系に備えられたカムシャフトの回転速度の変化を検出することによって認識する構成である。

また、前記テンショナの押圧力が、内燃機関の動力を利用するオイルポンプから吐出されたオイルの油圧を利用するものである場合に、前記無端伝動帯のばたつき量を、前記オイルポンプからテンショナに亘る油圧供給系における油圧の変化を検出することによって認識する構成も挙げられる。

これらの手段によれば、既存のセンサ（カムポジションセンサや油圧センサ）を利用して無端伝動帯のばたつき量を認識することができる。このため、無端伝動帯のばたつき量を認識するための特別なセンサを必要とすることがなく、構成の簡素化および製造コストの低廉化を図ることができる。

前記テンショナの押圧力を可変とする構成として具体的には以下のものが挙げられる。つまり、前記テンショナの押圧力が、内燃機関の動力を利用するオイルポンプから吐出されたオイルの油圧を利用するものである場合に、前記オイルポンプを容量可変型オイルポンプで構成し、前記テンショナの押圧力の補正として、前記無端伝動帯のばたつき量が予め設定されたばたつき範囲よりも大きい場合には、オイルポンプの吐出油圧を高くするように補正し、前記無端伝動帯のばたつき量が前記ばたつき範囲よりも小さい場合には、オイルポンプの吐出油圧を低くするように補正するものである。

これにより、比較的容易な制御手法によって、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を適切に調整することが可能になる。

本発明では、内燃機関の運転状態に応じて設定されたテンショナの基準押圧力を、無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量によって補正するようにしている。これにより、無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を略必要最小限の値に調整することが可能になり、この押圧力の発生源でのエネルギ消費量を略必要最小限に抑えることができる。

実施形態に係るエンジンの動弁系およびその周辺の構成を示す断面図である。 エンジンのオイル供給経路の概略を示す斜視図である。 オイルポンプの内部構造を示す断面図である。 ＶＶＴ機構の断面および油圧制御系の概略構成を示す図である。 図４におけるＡ−Ａ線に対応した位置におけるＶＶＴ機構の断面図である。 タイミングチェーンおよびチェーンテンショナの構成を説明するためのエンジンの側面図である。 制御系の概略構成を示すブロック図である。 油圧制御の手順を示すフローチャート図である。 図９（ａ）は油温が８０℃の場合における目標ベース油圧設定マップの一例を示し、図９（ｂ）は油温が−１０℃の場合における目標ベース油圧設定マップの一例を示す図である。 図１０（ａ）はＶＶＴ機構の進角度が２５°ＣＡの場合におけるカムトルクおよびチェーンばたつき量の変動状態の一例を示し、図１０（ｂ）はＶＶＴ機構の進角度が４０°ＣＡの場合におけるカムトルクおよびチェーンばたつき量の変動状態の一例を示す図である。 エンジン回転数とチェーンばたつき量との関係の一例を示す図である。 図１２（ａ）はチェーンばたつき量が許容範囲よりも小さい場合のカムポジションセンサの出力の変化を示し、図１２（ｂ）はチェーンばたつき量が許容範囲よりも大きい場合のカムポジションセンサの出力の変化を示す図である。 図１３（ａ）はチェーンばたつき量が許容範囲よりも小さい場合の油圧センサの出力の変化を示し、図１３（ｂ）はチェーンばたつき量が許容範囲よりも大きい場合の油圧センサの出力の変化を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の多気筒（例えば直列４気筒）ガソリンエンジンに本発明を適用した場合について説明する。また、本発明に係る無端伝動帯として、エンジンの動弁系に動力を伝達するタイミングチェーンを採用した場合について説明する。

−エンジンの概略構成−
図１は、本実施形態に係るエンジン（内燃機関）１の動弁系およびその周辺の構成を示す断面図である。この図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、４気筒分（図１では１気筒分のみを示す）のシリンダボア２１を有するシリンダブロック２と、シリンダヘッド３とを備えている。各シリンダボア２１内には往復移動可能に設けられたピストン４が備えられ、このピストン４が、コンロッド（コネクティングロッド）４１を介してエンジン１の出力軸であるクランクシャフト（図１では図示せず）に連結されている。そして、シリンダボア２１の内部において、ピストン４とシリンダヘッド３とにより囲まれた空間によって燃焼室１１が区画形成されている。

前記シリンダヘッド３には、各燃焼室１１に対応して点火プラグ１２が取り付けられている。この点火プラグ１２は燃焼室１１内に供給された混合気への点火を行うものである。

また、シリンダヘッド３には、各燃焼室１１に通じる吸気ポート３１および排気ポート３２がそれぞれ設けられている。吸気ポート３１および排気ポート３２における燃焼室１１に通じる各開口端には、吸気バルブ６１および排気バルブ６２がそれぞれ設けられている。吸気バルブ６１および排気バルブ６２は、クランクシャフトの動力によってそれぞれ回転する吸気カムシャフト６３および排気カムシャフト６４により、ロッカアーム６５，６６を介して開閉される。なお、図６に示すように、クランクシャフト１３の動力は、タイミングチェーン６９および各タイミングスプロケット６７，６８を介して、前記吸気カムシャフト６３および排気カムシャフト６４に伝達されている。この動力伝達機構については後述する。

また、図１に示すように、シリンダヘッド３には、吸気ポート３１内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）７が設けられている。つまり、本実施形態に係るエンジン１は、吸気ポート３１を介してシリンダボア２１内に向けて吸入される空気中にインジェクタ７から燃料を噴射して混合気を生成し、これをピストン４によって圧縮し、これに対して点火プラグ１２により着火させて燃焼を行わせるようになっている。

なお、図１における符号３６はシリンダヘッドカバー（仮想線で示している）、３７，３７は各カムシャフト６３，６４のジャーナル部の上側部分を回転自在に支持するカムキャップ、８１，８２は前記ロッカアーム６５，６６を支持するラッシュアジャスタである。

−エンジン１のオイル供給経路の説明−
次に、本実施形態に係るエンジン１におけるオイル供給経路の概略構成について説明する。

図２に示すように、オイル供給経路は、オイルパン９１からストレーナ９２を介して汲み上げたオイルを、オイルポンプ５によって各摺動部に供給して潤滑油として利用したり、油圧作動機器に供給して作動油として利用したりするようになっている。

具体的に、オイルポンプ５から圧送されたオイルは、オイルフィルタ９４を経て、気筒列方向に沿って延びるメインオイルホール（メインギャラリ）９５に送り出される。このメインオイルホール９５の一端側および他端側には、シリンダブロック２からシリンダヘッド３に亘って上方に延びるオイル通路９６，９７が連通されている。

メインオイルホール９５の一端側（図２における左側）に連通されているオイル通路９６は、さらに、チェーンテンショナ側通路９６ａと、ＶＶＴ側通路９６ｂとに分岐されている。

チェーンテンショナ側通路９６ａに供給されたオイルは、タイミングチェーン６９（図６を参照）の張力を調整するためのチェーンテンショナ１５の作動油として利用される。一方、ＶＶＴ側通路９６ｂに供給されたオイルは、ＯＣＶ用オイルフィルタ９６ｃを経て、ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄおよび可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ機構という）１００ｉ，１００ｅの作動油として利用される。このＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅの詳細構成については後述する。

一方、メインオイルホール９５の他端側（図２における右側）に連通されているオイル通路９７は、ラッシュアジャスタ側通路（作動油供給路）９７ａとシャワーパイプ側通路９７ｂとに分岐されている。

ラッシュアジャスタ側通路９７ａは、吸気側通路９７ａ−ｉと排気側通路９７ａ−ｅとに更に分岐されている。吸気側通路９７ａ−ｉにあっては、各気筒の吸気バルブ６１，６１，…に対応して配設されたラッシュアジャスタ８１，８１，…の給油路（図示省略）に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ８１の作動油として利用されるようになっている。同様に、排気側通路９７ａ−ｅにあっては、各気筒の排気バルブ６２，６２，…に対応して配設されたラッシュアジャスタ８２，８２，…の給油路に連通され、この給油路を経たオイルがラッシュアジャスタ８２の作動油として利用されるようになっている。

シャワーパイプ側通路９７ｂも、吸気側通路９７ｂ−ｉと排気側通路９７ｂ−ｅとに分岐されている。吸気側通路９７ｂ−ｉにあっては、吸気カムシャフト６３のカムロブに対応してオイル散布孔が形成されており、この吸気側通路９７ｂ−ｉを流れるオイルがオイル散布孔から吸気カムシャフト６３のカムロブとロッカアーム６５との接触部分に向けて散布されるようになっている。同様に、排気側通路９７ｂ−ｅにあっては、排気カムシャフト６４のカムロブに対応してオイル散布孔が形成されており、この排気側通路９７ｂ−ｅを流れるオイルがオイル散布孔から排気カムシャフト６４のカムロブとロッカアーム６６との接触部分に向けて散布されるようになっている。

−オイルポンプ−
次に、前記オイルポンプ５の構成について説明する。このオイルポンプ５は容量可変型のオイルポンプとして構成されている。

図３はオイルポンプ５の内部構成を示す断面図である。この図３に示すように、オイルポンプ５は、入力軸５ａにより回転される外歯車のドライブロータ５１と、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータ５２と、このドリブンロータ５２を外周から回転自在に保持する調整リング５３と、をハウジング５０（ポンプハウジング）内に収容してなる。

ハウジング５０は全体としては厚肉の板状であり、図３に示すようにエンジン後方から見た場合には左右に長い楕円形状とされ、図の右上部から右側に向かって突出部５０ａが、また、図の左下部からは下方に向かって突出部５０ｂが、それぞれ形成されている。また、ハウジング５０の全体に後方、即ちエンジン１の内方（図の手前側）に向かって開放された凹部５０ｃが形成されている。

この凹部５０ｃは前記ドライブロータ５１、ドリブンロータ５２、調整リング５３等を収容するものであり（以下、収容凹部５０ｃという）、ハウジング５０に後方から重ね合わされるカバー（図示せず）によって閉止される。また、収容凹部５０ｃの中央よりもやや右側位置には円形断面の貫通孔（図には示さず）が形成され、ここに挿通された入力軸５ａがハウジング５０の前方に突出している。

そうしてハウジング５０の前方に突出する入力軸５ａの前端部に、チェーン６９の巻き掛けられるポンプスプロケット（図示省略）が取り付けられている一方、入力軸５ａの後端部は、ドライブロータ５１の中央部を貫通し、例えばスプラインによって嵌合されている。このドライブロータ５１には、外周にトロコイド曲線またはトロコイド曲線に近似した曲線（例えばインボリュート、サイクロイドなど）を有する外歯５１ａが複数（図の例では１１個）、形成されている。

一方、ドリブンロータ５２は円環状に形成され、その内周には前記ドライブロータ５１の外歯５１ａと噛み合うよう、これより歯数が１歯多い（図の例では１２個の）内歯５２ａが形成されている。ドリブンロータ５２の中心は、ドライブロータ５１の中心に対して所定量、偏心しており、その偏心している側（図３の左上側）でドライブロータ５１の外歯５１ａとドリブンロータ５２の内歯５２ａとが噛み合っている。

また、ドリブンロータ５２は、調整リング５３の円環状の本体部５３ａによって摺動自在に嵌合支持されている。この例では調整リング５３には、その本体部５３ａの外周から周方向に所定の角度範囲（図の例では約５０°）に亘って径方向外方に張り出す２つの張出部５３ｂ，５３ｃと、径方向外方に大きく延びるアーム部５３ｄと、小さな突起部５３ｅとが一体に形成されている。調整リング５３について詳しくは後述する。

そのようにして調整リング５３に保持されたドライブロータ５１およびドリブンロータ５２によって、本実施形態では１１葉１２節のトロコイドポンプが構成されており、２つのロータ５１，５２の間の環状の空間には、互いに噛合する歯と歯の間に円周方向に並んだ複数の作動室Ｒが形成される。これらの各作動室Ｒは２つのロータ５１，５２の回転に連れてドライブロータ５１の外周に沿うように移動しながら、その容積が増減する。

即ち、２つのロータ５１，５２の歯が互いに噛み合う位置から、図に矢印で示すロータ回転方向に約１８０度に亘る範囲（図３では左下側の範囲）では、２つのロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が増大してゆき、オイルを吸入する吸入範囲となる。一方、残りの約１８０度に亘る範囲（図３では右上側の範囲）では、ロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が減少してゆき、オイルを加圧しながら吐出する吐出範囲となる。

そして、それらの吸入範囲および吐出範囲にそれぞれ対応するように、ハウジング５０およびカバーに吸入ポートおよび吐出ポートが形成されている。図３にはハウジング５０の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅのみを示すが、この吸入ポート５０ｄは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面において前記の吸入領域に対応するように開口し、同じく吐出領域に対応するように吐出ポート５０ｅが開口している。

吸入ポート５０ｄは、図ではハウジング５０の左下側に位置して、図示しないカバーの吸入ポートと連通しており、これを介してオイルストレーナ９２の吸入管路に連通している。一方、吐出ポート５０ｅはハウジング５０の右上側に位置して、図示しないカバーの吐出ポートと連通するとともに、ハウジング５０の突出部５０ａに対応するように図の右側に向かって延びていて、オイルフィルタ９４に向かう連通路に至る。

かかる構成によりオイルポンプ５は、ポンプスプロケットに伝達されるクランクシャフト１３からの力を受けて入力軸５ａが回転すると、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２が互いに噛み合いながら回転し、それらの間に形成される作動室Ｒに吸引ポート５０ｄからオイルが吸入され、加圧されて吐出ポート５０ｅから吐出される。

こうして吐出されるオイルの流量は、オイルポンプ５の回転数（入力軸５ａの回転数）、即ちエンジン回転数が高くなるほど多くなるので、エンジン１の高回転域においてクランクジャーナルなどの被潤滑部に供給されるオイルの量が多くなっても、メインオイルホール９５の油圧は所定以上の大きさに維持して、被潤滑部に適正にオイルを分配することができる。

次に、前記オイルポンプ５における容量可変機構について説明する。本実施形態のオイルポンプ５は、ドライブロータ５１の１回転につき吐出するオイルの量、即ちポンプ容量を変更可能な容量可変機構を備えている。本実施形態では、主に吐出ポート５０ｅから導かれた油圧（吐出圧）によって前記の調整リング５３を変位させて、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅに対する相対的な位置を変更することにより、１回転あたりに吸入および吐出するオイルの流量を変更する。

詳しくは図３に表れているように、調整リング５３の本体部５３ａから径方向外方に延びるアーム部５３ｄには、圧縮コイルスプリング５４からの押圧力が作用しており、これによって調整リング５３が図の時計回り方向に回動しながら、少し上方に変位するように付勢されている。また、このような変位の際に調整リング５３は、ガイドピン５５，５６によって案内される。

即ち、調整リング５３の張出部５３ｂ，５３ｃはそれぞれ湾曲する楕円の枠状に形成されていて、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面に突設されたガイドピン５５，５６を収容している。これらガイドピン５５，５６はそれぞれ枠状の張出部５３ｂ，５３ｃの内周に接触して、その長手方向に摺動するようになっており、これにより調整リング５３の変位の軌跡が規定される。

こうしてガイドピン５５，５６によって案内されて変位する調整リング５３が、収容凹部５０ｃ内を図の右上側の高圧空間ＴＨと、左側から下側にかけての低圧空間ＴＬとに仕切っており、高圧空間ＴＨの油圧を受けて動作される。即ち、高圧空間ＴＨは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の張出部５３ｃの外周とハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ、第１および第２のシール材５７，５８によってオイルの流れが制限される領域に形成される。

そして、この高圧空間ＴＨには吐出ポート５０ｅの開口の一部が臨み、オイルポンプ５の吐出圧が高圧空間ＴＨに導かれて調整リング５３外周面に作用するようになる。これに対して、吸入ポート５０ｄの連通する低圧空間ＴＬには概ね大気圧が作用しているので、調整リング５３は、高圧空間ＴＨからの油圧によって図の反時計回り方向に回動するように付勢されることになる。

一方で調整リング５３は、前記したようにアーム部５３ｄに作用するコイルスプリング５４の弾発力を受けて時計回り方向に付勢されており、主にそれらの付勢力によって変位するようになる。例えばアイドリングのようにエンジン回転数が低いときに調整リング５３は、コイルスプリング５４の弾発力によって図３の最大容量位置に変位する。このとき、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の１回転あたりに、吸入ポート５０ｄから吸い込んで吐出ポート５０ｅから吐出するオイルの量、即ちポンプ容量が最大になる。

この状態からエンジン回転数が上昇すると、オイルの吐出量の増大によって吐出圧も増大傾向となるので、高圧空間ＴＨの油圧を受けて調整リング５３は、コイルスプリング５４の弾発力に抗して反時計回り方向に変位する。これによりポンプ容量は減少し、回転数が高くても吐出量ひいては吐出圧の増大が抑制される。そして、調整リング５３が最小容量位置に位置づけられると、１回転あたりの吐出量は最小になる。

さらに、本実施形態では、ハウジング５０内には高圧空間ＴＨに隣接するように制御空間ＴＣ（油圧室）を設けて、ここに電子制御式の制御弁１６０（Oil Control Vale：以下、ＯＣＶという）から制御油圧を供給し、前記のような調整リング５３の変位を補助する力を発生させる。ＯＣＶ１６０により制御油圧を高精度に調圧し、調整リング５３の変位を補助する力の大きさを調整することで、前記のようなポンプ容量の制御性が高くなる。

具体的には、前記調整リング５３の２つの張出部５３ｂ，５３ｃのほぼ中間においてその外周には第２のシール材５８が配設され、収容凹部５０ｃを取り囲むハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。この第２シール材５８は、高圧空間ＴＨと制御空間ＴＣとの間のシール部であって、前記のような調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動することになる。

同様に調整リング５３のアーム部５３ｄの先端には第３のシール材５９が配設されて、対向するハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。なお、これら第２および第３のシール材５８，５９、および、前記した第１のシール材５７は、いずれも調整リング５３の厚み（図３の紙面に直交する方向の寸法）と同程度の寸法を有し、耐摩耗性に優れた金属材や樹脂材にて形成されている。

こうして制御空間ＴＣは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の外周（詳しくは張出部５３ｂの外周）とアーム部５３ｄと、それらに対向するハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ前記第２および第３のシール材５８，５９によってオイルの流れが制限される領域に形成される。そして、この制御空間ＴＣには、制御油路１６１によってＯＣＶ１６０から制御油圧が供給されるようになっている。

即ち、制御油路１６１は、その一端部が、制御空間ＴＣに臨む丸孔１６１ａとして開口する一方、他端部がＯＣＶ１６０の制御ポート１６０ａに連通している。ＯＣＶ１６０は、後述するＥＣＵ３００（図７を参照）からの信号を受けてスプールの位置が変更され、供給ポート１６０ｂからのオイルを制御ポート１６０ａから制御油路１６１へ送り出す状態と、制御油路１６１から排出されてきたオイルを制御ポート１６０ａに受け入れて、ドレンポート１６０ｃから排出する状態とに切り換えられる。

また、一例としてリニアソレノイドバルブであるＯＣＶ１６０は、ＥＣＵ３００からの信号に応じてスプールの位置が連続的に変化し、前記のように制御ポート１６０ａから制御油路１６１へ送り出すオイルの圧力をリニアに増大または減少させることができる。よって、例えば前記のようにエンジン回転数の上昇に伴い調整リング５３が図３の反時計回り方向に変位する際に、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を増大させて、調整リング５３の変位を補助することができる。

一方、ＯＣＶ１６０の制御によって制御空間ＴＣに供給する制御油圧を低下させれば、調整リング５３の反時計回り方向の変位を抑えることができる。これによりポンプ容量の制御性が向上する。なお、図３に示すように本実施形態では、オイルポンプ５の吐出ポート５０ｅからオイルフィルタ９４への連通路１６ａの途中に分岐路１６ｂを接続して、ＯＣＶ１６０にオイルを供給するようにしているが、これに限らず、例えばオイルフィルタ９４によって濾過されたオイルをＯＣＶ１６０に供給するようにしてもよい。

−ＶＶＴ機構−
次に、ＶＶＴ機構について説明する。なお、吸気側のＶＶＴ機構１００ｉと排気側のＶＶＴ機構１００ｅとは共に略同一構成であるので、ここでは吸気側のＶＶＴ機構１００ｉについて主に説明する。

ＶＶＴ機構１００ｉ（１００ｅ）は、図４および図５に示すように、略中空円盤状のハウジング１０１と、このハウジング１０１内に回転自在に収容された内部ロータ１０４とを備えている。内部ロータ１０４には複数（本実施形態では４枚）のベーン１０５が一体形成されている。内部ロータ１０４はセンタボルト１０６によって吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）に固定されており、吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）と一体となって回転する。

ハウジング１０１の前面側はカバー１０７によって、後面側は側板１０９ａによってそれぞれ覆われている。これらハウジング１０１、カバー１０７および側板１０９ａはボルト１０８にてタイミングスプロケット６７（６８）に固定されており、ハウジング１０１、カバー１０７および側板１０９ａはタイミングスプロケット６７（６８）と一体となって回転する。タイミングスプロケット６７（６８）は、タイミングチェーン６９（図６を参照）を介してクランクシャフト１３に連係されている。

前記ハウジング１０１の内部には、内部ロータ１０４のベーン１０５と同数の凸部１０２が形成されており、その各凸部１０２間に形成された凹部１０３内に内部ロータ１０４の各ベーン１０５が収容されている。各ベーン１０５の先端面は凹部１０３の内周面に摺動可能に接触している。内部ロータ１０４は、作動油の圧力をベーン１０５で受けることによりハウジング１０１に対して相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト１３に対する吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）の回転位相が変化する。

ハウジング１０１の各凹部１０３には、内部ロータ１０４のベーン１０５によって区画された２つの空間が形成されている。これら２つの空間のうち、ベーン１０５に対してカムシャフト回転方向（図５に矢印で示す方向）の前側の空間が遅角側油圧室１１０を構成し、カムシャフト回転方向の後側の空間が進角側油圧室１１１を構成している。

内部ロータ１０４のベーン１０５の１つには、段差付きの貫通孔１１２が形成されている。この貫通孔１１２にはフランジ付きロックピン１１３が摺動可能に収容されている。ロックピン１１３は圧縮コイルばね１１４の弾性力によってタイミングスプロケット６７（６８）側に向けて付勢されている。一方、タイミングスプロケット６７（６８）に固定された側板１０９ａには、ロックピン１１３に対応する位置に係止孔１１５が形成されており、内部ロータ１０４の相対回転によりロックピン１１３が係止孔１１５に一致したときには、圧縮コイルばね１１４の弾性力によってロックピン１１３が突き出し、その先端が係止孔１１５に突入する（図４に示す状態を参照）。

このようなロックピン１１３の係止孔１１５への突入により、内部ロータ１０４のハウジング１０１に対する相対回転が規制され、その規制状態での相対回転位相を維持した状態で吸気カムシャフト６３（排気カムシャフト６４）とタイミングスプロケット６７（６８）とが一体に回転する。なお、ロックピン１１３と係止孔１１５とは、ロック位相つまり吸気カムシャフト６３（排気カムシャフト６４）の回転位相が最遅角位相（または最進角位相）となったときに一致する。

ロックピン１１３のロックを解除するために、そのロックピン１１３を有するベーン１０５には油通路１１６が設けられている。この油通路１１６は進角側油圧室１１１および係止孔１１５に連通しており、進角側油圧室１１１に供給された油圧が係止孔１１５に導入される。また、ロックピン１１３のフランジ部分と貫通孔１１２の段差部分との間には環状油空間１１７が形成されている。この環状油空間１１７は、油通路１１８を介して遅角側油圧室１１０と連通しており、遅角側油圧室１１０に供給された油圧が環状油空間１１７にも導入される。そして、係止孔１１５の油圧または環状油空間１１７の油圧が圧縮コイルばね１１４の付勢力に打ち勝つと、ロックピン１１３が係止孔１１５から外れ、ロックピン１１３の係止が解除される。このようなロックピン１１３の係止解除によって、ハウジング１０１および内部ロータ１０４間の相対回転が許容され、進角側油圧室１１１および遅角側油圧室１１０に供給される油圧に基づいて、ハウジング１０１に対する内部ロータ１０４の回転位相の調整が可能となる。

以上の構造のＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅでは、進角側油圧室１１１内と遅角側油圧室１１０内の各油圧によって内部ロータ１０４がハウジング１０１に対して相対回転する。即ち、進角側油圧室１１１内の油圧を遅角側油圧室１１０内の油圧よりも高くすると、内部ロータ１０４はハウジング１０１に対して吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）の回転方向に相対回転する。このとき、吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）の回転位相はクランクシャフト１３の回転位相に対して進められる（進角）。これとは逆に、遅角側油圧室１１０内の油圧を進角側油圧室１１１の油圧よりも高くすると、内部ロータ１０４はハウジング１０１に対して吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）の回転方向と逆方向に相対回転され、吸気カムシャフト６３（または排気カムシャフト６４）の回転位相はクランクシャフト１３の回転位相に対して遅らされる（遅角）。そして、このような回転位相の調整によって吸気バルブ６１（または排気バルブ６２）のバルブタイミングを可変とすることができる。

次に、遅角側油圧室１１０と進角側油圧室１１１に供給する作動油の圧力を制御する油圧制御系の構成について説明する。

まず、シリンダヘッド３、吸気カムシャフト６３、排気カムシャフト６４、内部ロータ１０４等には、遅角側油圧室１１０に連通する遅角側通路１１９と進角側油圧室１１１に連通する進角側通路１２０とが形成されている。これら遅角側通路１１９と進角側通路１２０には、前記ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ（９６ｄ−ｅ）が接続されている。このＶＶＴ用ＯＣＶとしては、吸気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉと、排気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｅとがあるが、以下の説明では吸気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉについて主に説明する。

このＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ（９６ｄ−ｅ）には、前記したオイルポンプ５によってオイルパン９１から汲み上げられた潤滑油（作動油）が前記メインオイルホール９５およびＶＶＴ側通路９６ｂを介して供給される。また、ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ（９６ｄ−ｅ）には２つのオイル排出通路１２２，１２３が接続されている。ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ（９６ｄ−ｅ）は電磁駆動式の流量制御弁であり、後述するＥＣＵ３００によって制御される。

また、ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ（９６ｄ−ｅ）は、４ポート弁であって、ケーシング２０１の内部に往復移動可能に配設されたスプール２０２と、スプール２０２に弾性力を付勢する圧縮コイルばね２０３と、電磁ソレノイド２０４とを備えており、電磁ソレノイド２０４に電圧が印加されたときにスプール２０２が吸引されるようになっている。電磁ソレノイド２０４に印加する電圧は、後述するＥＣＵ３００によってデューティ制御される。電磁ソレノイド２０４の発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイド２０４が発生する吸引力と圧縮コイルばね２０３の付勢力との釣り合いによってスプール２０２の位置が決定される。

そして、スプール２０２が移動することによって、遅角側通路１１９および進角側通路１２０と、ＶＶＴ側通路９６ｂおよびオイル排出通路１２２，１２３との連通量が変化し、遅角側通路１１９および進角側通路１２０に対して供給される作動油の量、あるいは、これら遅角側通路１１９および進角側通路１２０から排出される作動油の量が変化する。

例えば、吸気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉは、電磁ソレノイド２０４に印加される電圧のデューティ比が大きいほど、進角側通路１２０に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト６３の回転位相が進角される。一方、デューティ比が小さいほど、遅角側通路１１９に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト６３の回転位相が遅角される。このようにして遅角側油圧室１１０および進角側油圧室１１１内の油圧を調整することにより、内部ロータ１０４の回転位相を最遅角位相から最進角位相までの範囲で任意に調整することができる。なお、排気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｅについても、吸気側と同様にデューティ制御される。ただし、遅角と進角との関係が吸気側のＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉの場合とは逆になる。

−タイミングチェーンおよびチェーンテンショナ−
次に、前記タイミングチェーン６９およびチェーンテンショナ１５について説明する。図６は、前記タイミングチェーン６９およびチェーンテンショナ１５を示すエンジン１の側面図である。

前記クランクシャフト１３、吸気カムシャフト６３および排気カムシャフト６４の軸心方向の一方側の軸端には、クランクスプロケット１４、吸気カムスプロケット６７、排気カムスプロケット６７がそれぞれ固設されており、これらにタイミングチェーン６９が巻き掛けられている。従って、エンジン１の運転に伴ってクランクシャフト１３が回転駆動することにより吸気カムシャフト６３および排気カムシャフト６４が従動回転するようになっている。なお、これらのクランクスプロケット１４、吸気カムスプロケット６７、排気カムスプロケット６８、タイミングチェーン６９等からなるカムシャフト駆動機構は、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３の前面に取り付けられた図示しないカバーによって外方から覆われている。

クランクシャフト１３およびクランクスプロケット１４が図６の矢印Ａで示す方向（時計回り方向）に回転駆動すると、タイミングチェーン６９は矢印Ｂで示す方向（時計回り方向）に走行する。このとき、クランクスプロケット１４と排気カムスプロケット６８との間の張架部分６９ａは比較的弛みを生じやすく、吸気カムスプロケット６７とクランクスプロケット１４との間の張架部分６９ｂは比較的張りを生じやすい。

タイミングチェーン６９には、前記弛みを生じやすい張架部分６９ａにおいて適正な張力を付与するとともに、この張架部分６９ａにおいてタイミングチェーン６９の振動を減衰させるために、前記チェーンテンショナ１５および可動ガイド１６が設けられている。

なお、前記張架部分６９ｂには、タイミングチェーン６９をガイドするチェーンガイド１７が設けられている。

チェーンテンショナ１５は、可動ガイド１６を介してタイミングチェーン６９を押圧可能に配置されている。可動ガイド１６は、クランクスプロケット１４側の端部（図６では下側の端部）がシリンダブロック２に回転自在に支持され、排気カムスプロケット６８側の端部（図６では上側の端部）が自由端となっている。チェーンテンショナ１５は、可動ガイド１６の自由端部を外方から押し付けることで、タイミングチェーン６９の張架部分６９ａに対して適度の張力を付与する。

前述したように、メインオイルホール９５からオイル通路９６およびチェーンテンショナ側通路９６ａを経たオイルはチェーンテンショナ１５に供給される。このチェーンテンショナ１５では、このオイルの油圧を受けてプランジャ１５ａが可動ガイド１６に対して押圧力を付与し、これにより、可動ガイド１６がタイミングチェーン６９の張架部分６９ａに押圧力を与えることで、タイミングチェーン６９に所定の張力を付与するようになっている。このチェーンテンショナ１５の内部構成については公知であるため、ここでの説明は省略する。

そして、このチェーンテンショナ１５のプランジャ１５ａがタイミングチェーン６９の張架部分６９ａに付与する押圧力は、前記オイルポンプ５からの吐出油圧によって調整される。つまり、ＥＣＵ３００からの信号によって前記ＯＣＶ１６０のスプール位置を変更し、供給ポート１６０ｂからのオイルを制御ポート１６０ａを経て制御油路１６１へ送り出す状態とすることでオイルポンプ５からの吐出油量を減少させ、タイミングチェーン６９の張架部分６９ａに付与する押圧力を減少させることができる。逆に、制御油路１６１のオイルを制御ポート１６０ａを経てドレンポート１６０ｃから排出させる状態とすることでオイルポンプ５からの吐出油量を増加させ、タイミングチェーン６９の張架部分６９ａに付与する押圧力を増加させることができる。このタイミングチェーン６９の張架部分６９ａに付与する押圧力の調整制御については後述する。

なお、前記チェーンガイド１７は、樹脂など可撓性のある材料で構成され、その両端部がボルトによってシリンダブロック２またはクランクケースに固定されている。

また、本実施形態では、タイミングチェーン６９の張架部分６９ａ，６９ｃにおける振動振幅（タイミングチェーン６９のばたつき量）を検出するためのチェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂが設けられている。具体的に、クランクスプロケット１４と排気カムスプロケット６８との間の張架部分６９ａにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量を検出する第１チェーンばたつき検出センサ３１８ａ、および、カムスプロケット６７，６８間の張架部分６９ｃにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量を検出する第２チェーンばたつき検出センサ３１８ｂが設けられている。

これらチェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂは、公知の電磁ピックアップまたは加速度ピックアップにより構成されており、タイミングチェーン６９の走行方向に対して直交する方向の振動幅（ばたつき量）を検出し、そのばたつき量に応じた出力信号を前記ＥＣＵ３００に向けて送信するようになっている（図７を参照）。

−制御系−
図７は制御系の概略構成を示すブロック図である。この図７に示すように、ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３およびバックアップＲＡＭ３０４などを備えている。ＲＯＭ３０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ３０３はＣＰＵ３０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ３０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ３０２、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０３、および、バックアップＲＡＭ３０４はバス３０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース３０５および出力インターフェース３０６と接続されている。

入力インターフェース３０５には、水温センサ３１０、エアフロメータ３１１、吸気温センサ３１２、Ｏ₂センサ３１３、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ３１４、スロットルポジションセンサ３１５、クランクポジションセンサ３１６、カムポジションセンサ３１７ｉ，３１７ｅ、前記チェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂ、および、油温センサ３１９などの各種センサが接続されている。

出力インターフェース３０６には、インジェクタ７、点火プラグ１２のイグナイタ１８、スロットルバルブのスロットルモータ１９、ＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ，９６ｄ−ｅ、および、前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する前記ＯＣＶ１６０などが接続されている。そして、ＥＣＵ３００は、前記した各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ７の噴射時期制御、点火プラグ１２の点火時期制御、および、バルブタイミング制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。さらにＥＣＵ３００は、オイルポンプ５の吐出油圧を制御する下記の油圧制御を実行する。

前記バルブタイミング制御では、ＥＣＵ３００は、クランクポジションセンサ３１６等の各種センサの検出結果から得られるエンジン１の運転状態に基づいて、ＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅの目標変位角ｅｖｔｔを算出するとともに、クランクポジションセンサ３１６および各カムポジションセンサ３１７ｉ，３１７ｅの検出信号からＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅの実変位角（実回転位相）ｅｖｔを採取し、その実変位角が目標変位角に収束するようにＶＶＴ用ＯＣＶ９６ｄ−ｉ，９６ｄ−ｅをＰＤ制御することによって、ＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅのバルブタイミングを制御する。

−油圧制御−
以下、本実施形態において特徴とするオイルポンプ５の吐出油圧制御（以下、単に油圧制御という）について説明する。まず、この油圧制御の概略について説明する。

前記オイルポンプ５の動力を略必要最小限に抑えてエンジン１の燃料消費率の改善を図るためには、前記チェーンテンショナ１５がタイミングチェーン６９の張架部分６９ａを押圧する押圧力を略必要最小限に抑えることが有効である。

しかしながら、従来技術（前記特許文献２）にあっては、ＶＶＴ機構の遅角速度のみによってタイミングチェーンに与える押圧力（目標油圧）を決定しているため、必要以上に大きな押圧力が生じている可能性があった。つまり、オイルポンプの動力が必要以上に大きくなってしまっているため、エンジンの燃料消費率を改善するには改良の余地があった。

本実施形態ではこの点に鑑み、前記タイミングチェーン６９のばたつき量を考慮することによって、前記チェーンテンショナ１５がタイミングチェーン６９の張架部分６９ａを押圧する押圧力を略必要最小限に抑えるようにしている。具体的には、エンジン回転数、油温、ＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅにより設定されている各バルブ６１，６２の進角位置の情報に基づいてオイルポンプ５の吐出油圧の目標値（目標ベース油圧；本発明でいう基準押圧力を得るための油圧）を設定する。そして、前記チェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂによって検出されたタイミングチェーン６９のばたつき量に応じて、前記目標ベース油圧に対する補正を行って最終目標制御油圧を得るようにしている。より具体的には、タイミングチェーン６９のばたつき量が所定範囲（許容範囲）の上限値よりも大きい場合には油圧を高める補正を行って制御油圧を高く設定する。具体的にはオイルポンプ５からの吐出油圧を高く設定する。一方、タイミングチェーン６９のばたつき量が所定範囲の下限値よりも小さい場合には油圧を低くする補正を行って制御油圧を低く設定する。具体的にはオイルポンプ５からの吐出油圧を低く設定する。

以下、この油圧制御について図８のフローチャートを用いて具体的に説明する。この図８に示すフローチャートは、エンジン１の運転中において数ｍｓｅｃ毎に実行される。以下の説明では、目標ベース油圧を求めるパラメータの一つとして吸気バルブ６１の開閉タイミング（進角度）を採用した場合を例に挙げて説明する。なお、吸気バルブ６１および排気バルブ６２両方の開閉タイミング（進角度）をパラメータとして目標ベース油圧を求めるようにしてもよい。

まず、ステップＳＴ１において、各センサからの情報を取得する。具体的には、前記クランクポジションセンサ３１６からの入力信号に基づいてエンジン回転数を算出してエンジン回転数情報を得る。また、油温センサ３１９からの入力信号によってエンジンオイルの油温情報を得る。また、カムポジションセンサ３１７ｉからの入力信号に基づいてＶＶＴ機構１００ｉにより設定されている吸気バルブ６１の進角位置情報を得る。

これら情報を取得した後、ステップＳＴ２に移り、目標ベース油圧を算出する。この目標ベース油圧は、前記エンジン回転数、油温および吸気バルブ６１の進角位置をパラメータとした目標ベース油圧設定マップに従って求められる。図９（ａ）は油温が８０℃の場合における目標ベース油圧設定マップの一例を示し、図９（ｂ）は油温が−１０℃の場合における目標ベース油圧設定マップの一例を示している。これら目標ベース油圧設定マップは、予め実験やシミュレーションによって作成されて前記ＥＣＵ３００のＲＯＭ３０２に記憶されている。

これら目標ベース油圧設定マップにあっては、吸気バルブ６１の進角位置が進角側であるほど目標ベース油圧としては高く設定されるようになっている。これは、吸気バルブ６１の進角位置が進角側であるほど吸気カムシャフト６３におけるカムトルク変動が大きくなってタイミングチェーン６９のばたつき量が大きくなりやすいことから、このばたつき量を低減させるべくタイミングチェーン６９に対する押圧力を高めるためである。図１０（ａ）はＶＶＴ機構１００ｉの進角度が２５°ＣＡの場合におけるカムトルクおよびチェーンばたつき量の変動状態の一例を示し、図１０（ｂ）はＶＶＴ機構１００ｉの進角度が４０°ＣＡの場合におけるカムトルクおよびチェーンばたつき量の変動状態の一例を示す図である。これらの図からも判るように、カムトルクが大きいほど、つまり、吸気バルブ６１の進角度が大きくなるほどチェーンばたつき量も大きくなっている。このため、図９（ａ）および図９（ｂ）の目標ベース油圧設定マップに示すように、吸気バルブ６１の進角位置が進角側であるほど目標ベース油圧としては高く設定される。

また、油温が高いほど（図９（ｂ）に比べて図９（ａ）の方が油温が高い）目標ベース油圧としては高く設定されるようになっている。これは、油温が高い場合には、オイルの粘性が低くなり、各所でのオイル漏れに起因して前記チェーンテンショナ１５がタイミングチェーン６９に与える押圧力が低くなりやすいことを考慮したものである。

また、タイミングチェーン６９のばたつき量は、このタイミングチェーン６９の共振点に対応したエンジン回転数で特に大きくなる。このため、この共振点付近のエンジン回転数以外の回転数領域では、エンジン回転数が高いほど目標ベース油圧としては高く設定されるようになっているのに対し、前記共振点付近のエンジン回転数領域では、特に目標ベース油圧としては高く設定されるようになっている。図１１はエンジン回転数とチェーンばたつき量との関係の一例を示す図である。この図からも判るように、タイミングチェーン６９の共振点付近におけるエンジン回転数領域（図中の回転数領域ＸおよびＹ）においてタイミングチェーン６９のばたつき量は特に大きくなっている。このため、図９（ａ）および図９（ｂ）の目標ベース油圧設定マップに示すように、前記共振点付近のエンジン回転数領域では、特に目標ベース油圧としては高く設定される。

また、図９（ａ）および図９（ｂ）における実線Ｚ１，Ｚ２は、エンジン回転数のみに応じて目標ベース油圧を設定するようにした目標ベース油圧設定マップをそれぞれ表している。つまり、吸気バルブ６１の進角位置に応じて目標ベース油圧を設定していないことから、目標ベース油圧を必要以上に高く設定してしまっているものである。

なお、ここでは油温が異なる２種類の目標ベース油圧設定マップについてのみ説明したが、その他の油温に対応した目標ベース油圧設定マップをＲＯＭ３０２に記憶させるようにしてもよい。また、各目標ベース油圧設定マップ上に設定されていない値（エンジン回転数、油温、進角位置の値）に応じた目標ベース油圧を算出する場合には、各目標ベース油圧設定マップから求められた目標ベース油圧を補間計算することになる。

また、目標ベース油圧を求める手法としては、前述した目標ベース油圧設定マップを利用するもの以外に、エンジン回転数、油温および吸気バルブ６１の進角位置をパラメータとする演算式を利用するようにしてもよい。

前記目標ベース油圧設定マップに基づいて目標ベース油圧を求めた後、ステップＳＴ３に移り、チェーンばたつき量の情報を取得する。具体的には、前記各チェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂからの入力信号に基づいて現在のチェーンばたつき量を認識する。例えば、第１チェーンばたつき検出センサ３１８ａによって検出された前記張架部分６９ａにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量と、第２チェーンばたつき検出センサ３１８ｂによって検出された前記張架部分６９ｃにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量との平均値を算出してチェーンばたつき量の情報を取得する。なお、第１チェーンばたつき検出センサ３１８ａによって検出された前記張架部分６９ａにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量、および、第２チェーンばたつき検出センサ３１８ｂによって検出された前記張架部分６９ｃにおけるタイミングチェーン６９のばたつき量それぞれに所定の係数（重み付け係数）を乗算した値の和をチェーンばたつき量の情報として取得したり、各チェーンばたつき量の加重平均をチェーンばたつき量情報として取得したりしてもよい。また各張架部分６９ａ，６９ｃのうち一方のばたつき量のみをチェーンばたつき量情報として取得するようにしてもよい。

このようにしてチェーンばたつき量の情報を取得した後、ステップＳＴ４に移り、このチェーンばたつき量が所定範囲内（Ａ≦チェーンばたつき量≦Ｂ）であるか否かを判定する。ここで設定されているチェーンばたつき量の上限値Ｂは、タイミングチェーン６９のばたつきによって発生する異音を許容範囲内とするものとして予め設定されている。また、チェーンばたつき量の下限値Ａは、前記上限値Ｂを基準とし、この上限値Ｂから所定量だけ小さい値として予め設定されている。例えばチェーンばたつき量の下限値（前記値Ａ）としては５ｍｍ、上限値（前記値Ｂ）としては１５ｍｍ等が一例として挙げられる。これら値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。

そして、チェーンばたつき量が前記所定範囲内となっており、ステップＳＴ４でＹＥＳ判定された場合には、タイミングチェーン６９に与える押圧力が適切に得られており、油圧（オイルポンプ５の吐出油圧）を補正する必要がないとして、そのままリターンされる。

一方、チェーンばたつき量が前記所定範囲内となっておらず、ステップＳＴ４でＮＯ判定された場合には、ステップＳＴ５に移り、チェーンばたつき量が上限値を超えているか（チェーンばたつき量＞Ｂ）否かを判定する。

チェーンばたつき量が上限値を超えており、ステップＳＴ５でＹＥＳ判定された場合には、ステップＳＴ６に移り、前記ステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧は、前回ルーチンにおける目標ベース油圧と同一であるか否かを判定する。エンジン回転数、油温、吸気バルブ６１の進角位置が変化しておらず、または、変化量が僅かであって、目標ベース油圧が変化していない場合、つまり、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧と前回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧とが同一である場合には、ステップＳＴ６でＹＥＳ判定されてステップＳＴ７に移る。

このステップＳＴ７では、前回ルーチンにおいて設定されていた目標油圧に対して所定量αだけ加算した値（前回目標油圧＋α）を今回ルーチンにおける目標油圧として設定する。ここでいう前回ルーチンにおいて設定されていた目標油圧とは、前回ルーチンで、ステップＳＴ７、または、以下に述べるステップＳＴ８、１０、１１（前回ルーチンでのステップＳＴ８、１０、１１）の何れかによって設定された目標油圧である。

このようにして目標油圧を設定した後、ステップＳＴ１２に移り、この目標油圧（最終目標油圧）が得られるように前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する。このオイルポンプ５における吐出油圧の調整動作については前述したので、ここでの説明は省略する。

一方、エンジン回転数の変化、油温の変化、吸気バルブ６１の進角位置の変化等によって目標ベース油圧が変化した場合、つまり、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧が前回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧と同一でない場合には、ステップＳＴ６においてＮＯ判定されてステップＳＴ８に移る。

このステップＳＴ８では、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧（今回ルーチンで更新された目標ベース油圧）に対して所定量αだけ加算した値（目標ベース油圧＋α）を今回ルーチンにおける目標油圧として設定する。このようにして目標油圧を設定した後、ステップＳＴ１２に移り、この目標油圧（最終目標油圧）が得られるように前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する。

また、前記ステップＳＴ５の判定において、チェーンばたつき量が上限値を超えていない（チェーンばたつき量≦Ｂ）場合にはＮＯ判定されてステップＳＴ９に移り、前記ステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧は、前回ルーチンにおける目標ベース油圧と同一であるか否かを判定する。エンジン回転数、油温、吸気バルブ６１の進角位置が変化しておらず、または、変化量が僅かであって、目標ベース油圧が変化していない場合、つまり、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧と前回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧とが同一である場合には、ステップＳＴ９でＹＥＳ判定されてステップＳＴ１０に移る。

このステップＳＴ１０では、前回ルーチンにおいて設定されていた目標油圧に対して所定量βだけ減算した値（前回目標油圧−β）を今回ルーチンにおける目標油圧として設定する。

このようにして目標油圧を設定した後、ステップＳＴ１２に移り、この目標油圧（最終目標油圧）が得られるように前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する。

一方、エンジン回転数の変化、油温の変化、吸気バルブ６１の進角位置の変化等によって目標ベース油圧が変化した場合、つまり、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧が前回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧と同一でない場合には、ステップＳＴ９においてＮＯ判定されてステップＳＴ１１に移る。

このステップＳＴ１１では、今回ルーチンにおいてステップＳＴ２で算出した目標ベース油圧（今回ルーチンで更新された目標ベース油圧）に対して所定量βだけ減算した値（目標ベース油圧−β）を今回ルーチンにおける目標油圧として設定する。このようにして目標油圧を設定した後、ステップＳＴ１２に移り、この目標油圧（最終目標油圧）が得られるように前記オイルポンプ５の吐出油圧を制御する。

以上の動作が繰り返され、タイミングチェーン６９のばたつき量が許容範囲内に抑えられるように前記目標ベース油圧が補正されながらタイミングチェーン６９に与えられる押圧力が調整されていくことになる。

以上説明したように、本実施形態では、前記目標ベース油圧に対して、チェーンばたつき量に応じた補正量だけ補正を行って最終目標油圧を設定し、この最終目標油圧が得られるようにオイルポンプ５の吐出油圧を制御するようにしている。このため、タイミングチェーン６９に対するチェーンテンショナ１５からの押圧力を過不足の無い値に設定してタイミングチェーン６９のばたつき量を所定の範囲内に調整することが可能になる。その結果、このタイミングチェーン６９に対するチェーンテンショナ１５からの押圧力を略必要最小限の値に調整することができ、オイルポンプ５の動力を略必要最小限に抑えることができて、エンジン１の燃料消費率の改善を図りながら、タイミングチェーン６９のばたつき量を所定範囲内に抑えることができる。

また、本実施形態では、２箇所の張架部分６９ａ，６９ｃでのばたつき量に基づいてタイミングチェーン６９のばたつき量を認識するようにしているため、チェーンばたつき量の認識精度の向上を図ることができ、その結果、タイミングチェーン６９に対するチェーンテンショナ１５からの押圧力の調整を高い精度で適正化することが可能である。

（変形例１）
前記実施形態では、タイミングチェーン６９の張架部分６９ａ，６９ｃのばたつき量をチェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂによって検出するようにしていた。本変形例では、これに代えて、前記カムポジションセンサ３１７ｉからの出力に基づいてタイミングチェーン６９のばたつき量を認識するようにしたものである。

つまり、タイミングチェーン６９のばたつき量が大きくなるに従って吸気カムシャフト６３におけるカムトルクの変動が大きくなるので、これをカムポジションセンサ３１７ｉからの出力に基づいて認識する。そして、このカムトルクの変動が所定量未満である場合にはタイミングチェーン６９のばたつき量は前記所定範囲よりも小さいと判断して前記目標油圧を小さくするように補正する（前記ステップＳＴ１０またはステップＳＴ１１の動作）。一方、このカムトルクの変動が所定量を超えた場合にはタイミングチェーン６９のばたつき量も前記所定範囲を超えたと判断して前記目標油圧を大きく設定するようにしている（前記ステップＳＴ７またはステップＳＴ８の動作）。

図１２（ａ）はチェーンばたつき量が前記所定範囲よりも小さい場合のカムポジションセンサ３１７ｉの出力の変化を示し、図１２（ｂ）はチェーンばたつき量が前記所定範囲よりも大きい場合のカムポジションセンサ３１７ｉの出力の変化を示している。

本変形例においても前記実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。また、本変形例では、既存のカムポジションセンサ３１７ｉを利用してタイミングチェーン６９のばたつき量を認識することができる。つまり、前記チェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂを不要とすることができ、構成の簡素化および製造コストの低廉化を図ることができる。なお、排気側のカムポジションセンサ３１７ｅからの出力に基づいてタイミングチェーン６９のばたつき量を認識するようにしてもよい。

（変形例２）
本変形例は、前記メインオイルホール９５等に配設された油圧センサ（図示省略）によって検出された油圧値の変化に基づいてタイミングチェーン６９のばたつき量を認識するようにしたものである。

つまり、タイミングチェーン６９のばたつき量が大きくなるに従ってメインオイルホール９５等の油路における油圧の変動が大きくなるので、これを油圧センサからの出力に基づいて認識する。そして、この油圧の変動が所定量未満である場合にはタイミングチェーン６９のばたつき量は前記所定範囲よりも小さいと判断して前記目標油圧を小さくするように補正する。一方、この油圧の変動が所定量を超えた場合にはタイミングチェーン６９のばたつき量も前記所定範囲を超えたと判断して前記目標油圧を大きく設定するようにしている。

図１３（ａ）はチェーンばたつき量が前記所定範囲よりも小さい場合の油圧センサの出力の変化を示し、図１３（ｂ）はチェーンばたつき量が前記所定範囲よりも大きい場合の油圧センサの出力の変化を示している。

本変形例においても前記実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。また、本変形例では、既存の油圧センサを利用してタイミングチェーン６９のばたつき量を認識することができる。このため、前記変形例１の場合と同様に、前記チェーンばたつき検出センサ３１８ａ，３１８ｂを不要とすることができ、構成の簡素化および製造コストの低廉化を図ることができる。

−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例では、自動車用の多気筒ガソリンエンジン１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、自動車以外に搭載されるエンジンに適用することも可能である。また、ディーゼルエンジンに適用することも可能である。

また、前記実施形態および各変形例では、無端伝動帯として、エンジン１の動弁系に動力を伝達するタイミングチェーン６９を採用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、エンジンの動弁系に動力を伝達するタイミングベルトを採用したものに対しても適用可能である。

また、前記実施形態および各変形例では、吸気側および排気側それぞれにＶＶＴ機構１００ｉ，１００ｅを備えたエンジン１に本発明を適用した場合について説明したが、吸気側のみにＶＶＴ機構１００ｉを備えたエンジン１に対しても本発明は適用可能である。

本発明は、タイミングチェーンのバタツキを抑制するためのチェーンテンショナの押圧力を調整する装置に適用可能である。

１ エンジン（内燃機関）
１３ クランクシャフト
１５ チェーンテンショナ
５ オイルポンプ
６１ 吸気バルブ
６２ 排気バルブ
６３ 吸気カムシャフト
６４ 排気カムシャフト
６９ タイミングチェーン（無端伝動帯）
６９ａ，６９ｃ 張架部分
１００ｉ，１００ｅ ＶＶＴ機構
３００ ＥＣＵ
３１６ クランクポジションセンサ
３１７ｉ，３１７ｅ カムポジションセンサ
３１８ａ，３１８ｂ チェーンばたつき検出センサ
３１９ 油温センサ

Claims (7)

1. 内燃機関の回転動力の伝達を行う無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を調整する押圧力調整装置において、
   前記無端伝動帯は、前記内燃機関のクランクシャフト、吸気カムシャフト、排気カムシャフトに亘って架け渡されて、前記内燃機関の回転動力を前記吸気カムシャフトおよび前記排気カムシャフトにそれぞれ伝達するようになっており、
   前記内燃機関の運転状態に応じて設定された前記テンショナの基準押圧力を、前記無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量によって補正する構成とされており、
   前記無端伝動帯のばたつき量は、前記内燃機関のクランクシャフトと、前記排気カムシャフトまたは前記吸気カムシャフトとの間の張架部分における前記無端伝動帯の走行方向に対して直交する方向の振動幅、および、前記吸気カムシャフトと前記排気カムシャフトとの間の張架部分における前記無端伝動帯の走行方向に対して直交する方向の振動幅に基づいて認識される構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
2. 内燃機関の回転動力の伝達を行う無端伝動帯に対するテンショナからの押圧力を調整する押圧力調整装置において、
   前記テンショナの押圧力は、前記内燃機関の動力を利用するオイルポンプから吐出されたオイルの油圧を利用するようになっており、
   前記内燃機関の運転状態に応じて設定された前記テンショナの基準押圧力を、前記無端伝動帯のばたつき量に応じて設定された補正量によって補正する構成とされており、
   前記テンショナの基準押圧力は、前記内燃機関の回転数、前記オイルの油温、可変バルブタイミング機構の進角度に応じ、前記内燃機関の回転数が高いほど前記基準押圧力は高く設定され、前記オイルの油温が高いほど前記基準押圧力は高く設定され、前記可変バルブタイミング機構の進角度が大きいほど前記基準押圧力は高く設定される構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
3. 請求項１または２記載の無端伝動帯の押圧力調整装置において、
   前記押圧力の補正は、前記無端伝動帯のばたつき量が予め設定されたばたつき範囲よりも大きい場合には、前記基準押圧力に対して押圧力を高くするように補正し、前記無端伝動帯のばたつき量が前記ばたつき範囲よりも小さい場合には、前記基準押圧力に対して押圧力を低くするように補正する構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
4. 請求項２記載の無端伝動帯の押圧力調整装置において、
   前記無端伝動帯は、前記内燃機関の回転動力を吸気バルブおよび排気バルブの開閉動作を行う動弁系に伝達するものであって、
   前記無端伝動帯のばたつき量は、前記動弁系に備えられたカムシャフトの回転速度の変化を検出することによって認識される構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
5. 請求項２記載の無端伝動帯の押圧力調整装置において、
   前記無端伝動帯のばたつき量は、前記オイルポンプからテンショナに亘る油圧供給系における油圧の変化を検出することによって認識される構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
6. 請求項１記載の無端伝動帯の押圧力調整装置において、
   前記テンショナの押圧力は、前記内燃機関の動力を利用するオイルポンプから吐出されたオイルの油圧を利用するものであって、
   前記オイルポンプは容量可変型オイルポンプで構成されており、
   前記テンショナの押圧力の補正は、前記無端伝動帯のばたつき量が予め設定されたばたつき範囲よりも大きい場合には、オイルポンプの吐出油圧を高くするように補正し、前記無端伝動帯のばたつき量が前記ばたつき範囲よりも小さい場合には、オイルポンプの吐出油圧を低くするように補正する構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。
7. 請求項２記載の無端伝動帯の押圧力調整装置において、
   前記オイルポンプは容量可変型オイルポンプで構成されており、
   前記テンショナの押圧力の補正は、前記無端伝動帯のばたつき量が予め設定されたばたつき範囲よりも大きい場合には、オイルポンプの吐出油圧を高くするように補正し、前記無端伝動帯のばたつき量が前記ばたつき範囲よりも小さい場合には、オイルポンプの吐出油圧を低くするように補正する構成となっていることを特徴とする無端伝動帯の押圧力調整装置。

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