JP6075449B2

JP6075449B2 - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JP6075449B2
Application number: JP2015519697A
Authority: JP
Inventors: 昌樹小林; 一生上田
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2034-03-06
Also published as: JPWO2014192355A1; CN105026700A; US20160017770A1; CN105026700B; WO2014192355A1; US9464543B2

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体とを備え、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を変更することにより、吸気弁又は排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に関する。

上記弁開閉時期制御装置は、通常、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先を電磁弁の作動で進角室又は遅角室に切り替えることによって、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を変更する。
作動流体を進角室に供給すると相対回転位相が進角側に変更され、作動流体を遅角室に供給すると相対回転位相が遅角側に変更される。
吸気弁又は排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などのエンジンの運転状況により異なる。例えば、エンジン停止時の相対回転位相を最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束しておくことにより、吸気弁又は排気弁の開閉時期をエンジン始動時に最適な時期に設定することができる。

特許文献１および特許文献２には、駆動側回転体と従動側回転体との間に区画形成される流体圧室と、流体圧室を仕切部で仕切ることにより形成される進角室および遅角室と、進角室に作動流体を給排する進角流路と、遅角室に作動流体を給排する遅角流路と、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を中間ロック位相に拘束するロック状態と拘束が解除されたロック解除状態とに切り替え可能な中間ロック機構と、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先を電源のオン・オフで進角室又は遅角室に切り替え可能な電磁弁とを備えた弁開閉時期制御装置が開示されている。

特許文献１の弁開閉時期制御装置は、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先が電源オフで遅角室に切り替えられる電磁弁を備えている。
特許文献２の弁開閉時期制御装置は、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先が電源オフで進角室に切り替えられる電磁弁を備えている。

特許第４０００５２２号公報特開２０１０−２２３１７２号公報

上記弁開閉時期制御装置では、例えばエンジンストールなどの突然のエンジン停止に伴い、エンジン停止時の相対回転位相を中間ロック位相に拘束できない場合がある。
特許文献１に開示された弁開閉時期制御装置が備える電磁弁は、エンジン停止に伴う電源オフで作動流体の供給先が遅角室に切り替えられる。
このため、相対回転位相が中間ロック位相よりも遅角側の位相に保持された状態でエンジンが停止すると、エンジン始動時に作動流体が遅角室に供給されて相対回転位相が中間ロック位相の側とは逆の遅角側に移行するので中間ロック位相に拘束できず、エンジンの始動性が低下する。

特許文献２に開示された弁開閉時期制御装置が備える電磁弁は、エンジン停止に伴う電源オフで作動流体の供給先が進角室に切り替えられる。
このため、相対回転位相が中間ロック位相よりも進角側の位相に保持された状態でエンジンが停止すると、エンジン始動時に作動流体が進角室に供給されて相対回転位相が中間ロック位相の側とは逆の進角側に移行するので、やはりエンジンの始動性が低下する。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、内燃機関の停止時に相対回転位相を中間ロック位相に拘束できない場合でも、内燃機関の始動時に中間ロック位相に拘束して良好な始動性を確保できる弁開閉時期制御装置を提供することを目的とする。

本発明による弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される流体圧室と、前記駆動側回転体および前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室および遅角室と、前記進角室への作動流体の供給および前記進角室からの作動流体の流出を選択的に許容する進角流路と、前記遅角室への作動流体の供給および前記遅角室からの作動流体の流出を選択的に許容する遅角流路と、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り替え可能な中間ロック機構と、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先を電源の電流値によって前記進角室又は前記遅角室に選択的に切り替え可能な電磁弁と、前記相対回転位相を検出可能な位相検出センサと、前記電磁弁への通電が停止され且つ前記作動流体の供給先が前記遅角室である場合には、前記内燃機関の始動時に前記位相検出センサによって検出された相対回転位相が前記中間ロック位相よりも前記最遅角位相寄りに位置するとき、又は前記電磁弁への通電が停止され且つ前記作動流体の供給先が前記進角室である場合には、前記内燃機関の始動時に前記位相検出センサによって検出された相対回転位相が前記中間ロック位相よりも前記最進角位相寄りに位置するとき、前記作動流体の供給先が、前記従動側回転体が前記中間ロック位相に向かって移動する前記作動流体の供給先へ切り替えられるように前記電磁弁に指令する制御部と、を備えている点にある。

本構成の弁開閉時期制御装置は、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を検出可能な位相検出センサと、電磁弁が電源オフで作動流体の供給先が遅角室である場合には、内燃機関の始動時に相対回転位相が中間ロック位相よりも最遅角位相寄りに位置するとき、又は電磁弁が電源オフで作動流体の供給先が進角室である場合には、内燃機関の始動時に相対回転位相が中間ロック位相よりも最進角位相寄りに位置するとき、作動流体の供給先を従動側回転体が中間ロック位相に向かって移動する作動流体の供給先へ切り替えられるように電磁弁に指令する制御部とを備えている。

このため、電磁弁が電源オフで作動流体の供給先が遅角室である場合に、内燃機関の始動時の相対回転位相が中間ロック位相よりも最遅角位相寄りに位置していても、作動流体の供給先を、従動側回転体が中間ロック位相に向かって移動する供給先に切り替えて、相対回転位相を中間ロック位相の側に移行させることができる。

また、電磁弁が電源オフで作動流体の供給先が進角室である場合に、内燃機関の始動時の相対回転位相が中間ロック位相よりも最進角位相寄りに位置していても、作動流体の供給先を、従動側回転体が中間ロック位相に向かって移動する供給先に切り替えて、相対回転位相を中間ロック位相の側に移行させることができる。

したがって、本構成の弁開閉時期制御装置であれば、内燃機関の停止時に相対回転位相を中間ロック位相に拘束できない場合でも、内燃機関の始動時に中間ロック位相に移行させて拘束することができ、良好な始動性を確保できる。

本発明の他の特徴構成は、前記電磁弁から前記流体ポンプへの作動流体の流れを阻止する逆止弁を備えている点にある。

本構成であれば、流体ポンプから吐出された作動流体の供給先が進角室又は遅角室以外にも存在する場合に、進角室又は遅角室以外の供給先への作動流体の供給量の変動に係わらず、進角室又は遅角室における作動流体の流体圧の変動を防止して、相対回転位相を所望位相に安定させ易い。

また、中間ロック機構は、例えば、駆動側回転体および従動側回転体のいずれか一方に設けられたロック部材と、駆動側回転体および従動側回転体のいずれか他方に設けられた凹部と、ロック部材が突出して凹部に嵌入するように付勢する付勢部材と、凹部にロック解除用の作動流体を供給するロック解除流路とを有し、ロック部材が付勢部材の付勢力で凹部に嵌入することにより中間ロック位相に拘束するロック状態と、凹部に嵌入したロック部材がロック解除流路から当該凹部に供給された作動流体の流体圧で付勢部材の付勢力に抗して凹部から引退することによりロック解除状態とに切り替え可能に構成され、ロック解除流路が進角室又は遅角室に供給する作動流体を吐出する流体ポンプに接続される。この場合に、そのロック解除流路を流体ポンプと逆止弁とを接続する流路部分に分岐接続することにより、中間ロック機構が不測にロック状態に切り替わるような不都合を防止することができる。

すなわち、電磁弁から流体ポンプへの作動流体の流れを阻止する逆止弁を備えない場合、カムシャフトのトルク変動などに起因する進角室又は遅角室における作動流体の脈動がロック解除流路を通して凹部に供給されたロック解除用の作動流体に伝わるおそれがある。
進角室又は遅角室における作動流体の脈動がロック解除用の作動流体に伝わると、ロック解除状態のロック部材が、ロック解除用の作動流体の流体圧が低下したタイミングで付勢部材の付勢力で凹部に嵌入して、中間ロック機構が不測にロック状態に切り替わるおそれがある。

上記に対して、本構成のように電磁弁から流体ポンプへの作動流体の流れを阻止する逆止弁を備えていれば、ロック解除流路を流体ポンプと逆止弁とを接続する流路部分に分岐接続して、進角室又は遅角室における作動流体の脈動が凹部に供給されたロック解除用の作動流体に伝わることを防止できる。よって、中間ロック機構が不測にロック状態に切り替わるような不都合を防止することできる。

一方、相対回転位相が中間ロック位相よりも最遅角位相寄りに位置している状態では、作動流体が遅角室に流入しており、また、相対回転位相が中間ロック位相よりも最進角位相寄りに位置している状態では、作動流体が進角室に流入している。

このため、本構成のように逆止弁を備えていると、進角室又は遅角室に流入している作動流体が滞留し易い。作動流体が遅角室に滞留していると、その遅角室に滞留している作動流体が抵抗になって相対回転位相を進角側に移行させ難い。また、作動流体が進角室に滞留していると、その進角室に滞留している作動流体が抵抗になって相対回転位相を遅角側に移行させ難い。

本構成の弁開閉時期制御装置であれば、このような場合でも、進角室又は遅角室に滞留している作動流体を例えば駆動側回転体と従動側回転体との界面などに存在する隙間から積極的に漏出させて、相対回転位相を中間ロック位相に迅速に移行させ易い。

すなわち、電磁弁が電源オフで供給先が遅角室となるものである場合に、内燃機関の始動時の相対回転位相が中間ロック位相よりも最遅角位相寄りに位置していて作動流体が遅角室に滞留し易い状態では、作動流体の供給先を進角室に切り替えることができる。
したがって、遅角室に滞留している作動流体を進角室に供給された作動流体の流体圧で加圧することにより隙間などから積極的に漏出させて、相対回転位相を中間ロック位相に迅速に移行させ易い。

また、電磁弁が電源オフで供給先が進角室となるものである場合に、内燃機関の始動時に検出した相対回転位相が中間ロック位相よりも最進角位相寄りに位置していて作動流体が進角室に滞留し易い状態では、作動流体の供給先を遅角室に切り替えることができる。
したがって、進角室に滞留している作動流体を遅角室に供給された作動流体の流体圧で加圧することにより隙間から積極的に漏出させて、相対回転位相を中間ロック位相に迅速に移行させ易い。

本発明の他の特徴構成は、前記作動流体の供給先が、前記従動側回転体が前記中間ロック位相に向かって移動する前記作動流体の供給先へ切り替えられたことにより、前記従動側回転体が前記中間ロック位相を超えたときに、前記制御部は、前記電磁弁への通電を停止する点にある。

作動流体の供給先を従動側回転体が中間ロック位相に向かって移動する作動流体の供給先に切り替える電流を電磁弁に印可した結果、相対回転位相が中間ロック位相を超えてオーバーシュートする場合がある。このときに、本構成では電磁弁を電源オフに切り替えて、中間ロック位相に戻るように作動流体の供給先を切り替えることができるので、中間ロック位相に確実に移行させ易い。

本発明の他の特徴構成は、前記従動側回転体に設けられた凹部と、前記流体ポンプと前記凹部とを連通するロック解除流路と、前記流体ポンプから吐出された前記作動流体が前記ロック解除流路から前記凹部に供給される状態であるアンロックポジションと、前記凹部に供給された前記作動流体が排出される状態であるロックポジションと、の間を通電される電流に応じて切り替え可能なロック制御弁とを備え、前記ロック制御弁への通電が停止されるとき、前記アンロックポジションに切り替えられ、前記ロック制御弁に通電されるとき、前記ロックポジションに切り替えられる点にある。本構成のように通電を停止した状態でアンロックポジションに設定すれば、アンロックポジションを維持して相対回転位相を変更する際の消費電力を節約することができる。

本発明の他の特徴構成は、前記従動側回転体に設けられた凹部と、前記流体ポンプと前記凹部とを連通するロック解除流路と、前記流体ポンプから吐出された前記作動流体が前記ロック解除流路から前記凹部に供給される状態であるアンロックポジションと、前記凹部に供給された前記作動流体が排出される状態であるロックポジションと、の間を通電される電流に応じて切り替え可能なロック制御弁とを備え、前記ロック制御弁への通電が停止されるとき、前記ロックポジションに切り替えられ、前記ロック制御弁に通電されるとき、前記アンロックポジションに切り替えられる点にある。本構成のように通電を停止した状態でロックポジションに設定すれば、エンジン始動時にロック制御弁の切り替えを行う必要がなく、中間ロック位相への拘束が速やかに実現される。

第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を示す縦断面図である。図１におけるII−II線断面図で、中間ロック位相でのロック状態を示す。図１におけるIII −III 線断面図で、最遅角ロック位相でのロック状態を示す。図１におけるIV−IV線断面図で、エンジンが停止されたタイミングＡにおける相対回転位相を示す。位相制御弁の作動構成を例示する図である。第１実施形態（第３実施形態）に係る相対回転位相の制御動作を示すタイムチャートである。第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を示す縦断面図である。図７におけるVIII−VIII線断面図で、エンジンが停止されたタイミングＡにおける相対回転位相を示す。第２実施形態に係る位相制御弁の作動構成を例示する図である。第２実施形態（第３実施形態）に係る相対回転位相の制御動作を示すタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１〜図５は本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０を示す。図１は弁開閉時期制御装置１０の縦断面図を油圧回路図および制御ブロック図と共に示す。図２は中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を示し、図３は最遅角位相Ｐ２でのロック状態を示す。

〔基本構成〕
弁開閉時期制御装置１０は内燃機関としての自動車用エンジンＥｇに装備され、エンジン制御ユニット（以下、ＥＣＵという。）４０によりエンジンＥｇの吸気弁（図示せず）の開閉時期を制御する。

エンジンＥｇは、クランクシャフト１にクランキング用の回転力を与えるスタータモータＭと、燃料の噴射動作を制御する燃料制御装置５と、点火プラグ（図示せず）の点火動作を制御する点火制御装置６と、クランクシャフト１の回転角と回転速度とを検出するシャフトセンサ１Ｓとを備えている。
ＥＣＵ４０は、エンジンＥｇの運転状態を制御する機関制御部４１と、駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する位相制御部４２とを備えている。

〔弁開閉時期制御装置〕
図１に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、クランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ１１と、吸気弁を開閉する弁開閉用のカムシャフト３に連結ボルト１３で連結されて同期回転する従動側回転体としての内部ロータ１２と、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転位相（以下、単に相対回転位相という。）を検出する位相検出センサ４６とを備えている。外部ロータ１１と内部ロータ１２は、カムシャフト３の軸芯Ｘと同軸芯で同軸上に配置され、軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に支持されている。
なお、位相検出センサ４６は、直接的に相対回転位相を検出するものだけでなく、例えばカム角センサのように間接的に相対回転位相を算出可能なものも含む。

外部ロータ１１は、フロントプレート１４とリヤプレート１５との間に締結ボルト１６で締結されている。リヤプレート１５の外周側にはタイミングスプロケット１５Ｓが一体形成されている。内部ロータ１２の一端側に連結したカムシャフト３がリヤプレート１５に形成された開口部を貫通する状態で支持されている。

図２，図３に示すように、外部ロータ１１には径方向内方に向けて突出する複数の突出部１１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ１２は複数の突出部１１Ｔの突出端に密接する外周面を有する円柱状に形成されている。これにより、外部ロータ１１と内部ロータ１２との間が突出部１１Ｔで仕切られて、回転方向で隣り合う複数の流体圧室Ｃｒが形成されている。

内部ロータ１２の外周側には外部ロータ１１の内周側に向けて突出するように嵌め込まれた仕切部としてのベーン１７の複数を設けてある。各流体圧室Ｃｒをベーン１７で仕切ることにより、回転方向で隣り合う進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成されている。

図２，図３に示すように、外部ロータ１１はクランクシャフト１と同期して駆動回転方向Ｓに向けて回転する。外部ロータ１１に対して内部ロータ１２が駆動回転方向Ｓと同方向に回転する方向を進角方向Ｓａと称し、進角方向Ｓａと逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。

弁開閉時期制御装置１０は、相対回転位相が進角方向Ｓａの側に変位するに伴い吸気圧縮比が高くなり、相対回転位相が遅角方向Ｓｂの側に変位するに伴い吸気圧縮比が低くなるように、クランクシャフト１とカムシャフト３とを連係してある。

図１に示すように、内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して進角方向Ｓａに移動するように付勢するトーションスプリング１８を、内部ロータ１２とフロントプレート１４とに亘って装着してある。

外部ロータ１１とクランクシャフト１は、クランクシャフト１の出力スプロケット７とタイミングスプロケット１５Ｓとに亘って巻き掛けたタイミングチェーン８で同期回転するように連動してある。

相対回転位相は、進角室Ｃａに作動流体を供給することで進角方向Ｓａの側に変位し、遅角室Ｃｂに作動流体を供給することで遅角方向Ｓｂの側に変位する。ベーン１７が進角方向Ｓａの移動端（軸芯Ｘを中心にした揺動端）に達したときの相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン１７が遅角方向Ｓｂの移動端（軸芯Ｘを中心にした揺動端）に達したときの相対回転位相を最遅角位相と称する。
なお、最進角位相はベーン１７の進角方向Ｓａの移動端だけはなく、この近傍を含む概念である。同様に、最遅角位相はベーン１７の遅角方向Ｓｂでの移動端だけではなく、この近傍を含む概念である。

内部ロータ１２には、進角室Ｃａへの作動流体の供給および進角室Ｃａからの作動流体の流出を選択的に許容する進角流路２１と、遅角室Ｃｂへの作動流体の供給および遅角室Ｃｂからの作動流体の流出を選択的に許容する遅角流路２２と、後述するロック機構にロック解除用の作動流体を供給するロック解除流路２３とが形成されている。
ロック解除流路２３は、進角流路２１および遅角流路２２とは別の独立した流路として形成してある。
エンジンＥｇで駆動される流体ポンプとしてのオイルポンプ２０は、エンジンＥｇのオイルパン１Ａに貯留される潤滑油を吸引して、作動流体として進角室Ｃａまたは遅角室Ｃｂに供給する。

〔ロック機構〕
弁開閉時期制御装置１０は、中間ロック機構Ｌ１と最遅角ロック機構Ｌ２とを備えている。中間ロック機構Ｌ１は、相対回転位相を図２に示す中間ロック位相Ｐ１に拘束するロック状態と、拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り替え可能に設けてある。最遅角ロック機構Ｌ２は、相対回転位相を図３に示す最遅角位相Ｐ２に拘束するロック状態と、拘束が解除されたロック解除状態とに切り替え可能に設けてある。

中間ロック位相Ｐ１は、相対回転位相を進角室Ｃａの容積が最大になる最進角位相と遅角室Ｃｂの容積が最大になる最遅角位相Ｐ２との間の位相であり、低温状態のエンジンＥｇの始動を良好に行える位相である。最遅角位相Ｐ２は、高温状態で停止しているエンジンＥｇ（停止から時間が経過していない状態のエンジンＥｇ）を低トルクでクランキングすることができる位相である。

図２，図３に示すように、中間ロック機構Ｌ１と最遅角ロック機構Ｌ２は、外部ロータ１１に設けられた第１ロック部材３１および第２ロック部材３２と、内部ロータ１２に設けられた第１凹部３５，第２凹部３６および第３凹部３７と、第１凹部３５，第２凹部３６および第３凹部３７の夫々にロック解除用の作動流体を供給するロック解除流路２３とを有している。

第１ロック部材３１と第２ロック部材３２はプレート状に形成され、軸芯Ｘに平行な姿勢で内部ロータ１２に向けて出退自在に外部ロータ１１に装着してある。第１ロック部材３１には、第１ロック部材３１が第１凹部３５又は第３凹部３７に嵌入するように付勢する第１スプリング（付勢部材）３１Ｓを装着してある。第２ロック部材３２には、第２ロック部材３２が第２凹部３６に嵌入するように付勢する第２スプリング（付勢部材）３２Ｓを装着してある。

中間ロック機構Ｌ１は、図２に示すように相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に拘束しているロック状態では、第１ロック部材３１が第１凹部３５に対して進角方向Ｓａの端部を形成する内面部分３５ａに当接する状態で嵌入していると共に、第２ロック部材３２が第２凹部３６に対して遅角方向Ｓｂの端部を形成する内面部分３６ａに当接する状態で嵌入している。

最遅角ロック機構Ｌ２は、図３に示すように、相対回転位相を最遅角位相Ｐ２に拘束しているロック状態では、第１凹部３５と第２凹部３６との間の位置に形成した第３凹部３７に第１ロック部材３１が嵌入している。

ロック解除流路２３は内部ロータ１２に形成してあり、図２，図３に示すように、第１凹部３５に対して作動流体を給排する第１解除流路２３Ａと、第２凹部３６に対して作動流体を給排する第２解除流路２３Ｂと、第３凹部３７に対して作動流体を給排する第３解除流路２３Ｃとに分岐してある。

〔流体制御機構〕
図１に示すように、オイルポンプ２０から吐出された作動流体の供給先を進角室Ｃａ又は遅角室Ｃｂの一方に選択的に切り替え可能な位相制御弁２４と、オイルポンプ２０から吐出された作動流体をロック解除流路２３から第１〜第３凹部３５，３６，３７に供給する状態（アンロックポジション）と第１〜第３凹部３５，３６，３７に供給された作動流体をロック解除流路２３を通してオイルパン１Ａに排出する状態（ロックポジション）とに切り替え可能なロック制御弁２５とを備えている。オイルポンプ２０と位相制御弁２４とロック制御弁２５と作動流体が給排される流路を併せて流体制御機構が構成されている。

位相制御弁２４は、電源の電流値によって進角ポジションと遅角ポジションと中立ポジションとに切り替え操作可能な電磁弁で構成されている。
位相制御弁２４は、図５に示すように、印加される電流値に応じてスプール位置が位置Ｗ１から位置Ｗ３に変化し、通電が切断された電源オフで作動流体の供給先が遅角室Ｃｂに保持される。位置Ｗ１では作動流体の供給先が遅角室Ｃｂに切り替えられた遅角ポジションに切り替えられ、位置Ｗ２では作動流体が進角室Ｃａにも遅角室Ｃｂにも供給されない中立ポジションに切り替えられ、位置Ｗ３では作動流体の供給先が進角室Ｃａに切り替えられた進角ポジションに切り替えられる。

進角ポジションでは、オイルポンプ２０から吐出される作動流体が進角流路２１から進角室Ｃａに供給されると共に、遅角室Ｃｂの作動流体が遅角流路２２から排出される。遅角ポジションでは、オイルポンプ２０から吐出される作動流体が遅角流路２２から遅角室Ｃｂに供給されると共に、進角室Ｃａの作動流体が進角流路２１から排出される。中立ポジションでは、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂのいずれに対しても作動流体が給排されない。

ロック制御弁２５は、電源のオン・オフでアンロックポジションとロックポジションとに切り替え操作可能な電磁弁で構成され、電源オンでロックポジションに切り替えられ、電源オフでアンロックポジションに切り替えられる。
したがって、エンジンＥｇの停止中はロック制御弁２５を電源オフに切り替えたアンロックポジションに保持して、消費電力の低減を図ることができる。

アンロックポジションでは、オイルポンプ２０から吐出される作動流体がロック解除流路２３を通して第１凹部３５と第２凹部３６と第３凹部３７とに供給される。
したがって、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に拘束されているロック状態においてアンロックポジションに切り替えられると、第１ロック部材３１および第２ロック部材３２が第１スプリング３１Ｓおよび第２スプリング３２Ｓの付勢力に抗する作動流体の流体圧により第１凹部３５および第２凹部３６から引退してロック解除状態に切り替えられる。

また、相対回転位相が最遅角位相Ｐ２に拘束されているロック状態においてアンロックポジションに切り替えられると、第１ロック部材３１が第１スプリング３１Ｓの付勢力に抗する作動流体の流体圧により第３凹部３７から引退してロック解除状態に切り替えられる。

アンロックポジションからロックポジションに切り替えられると、第１凹部３５，第２凹部３６および第３凹部３７に供給された作動流体がロック解除流路２３から排出される。
したがって、ロックポジションに切り替えられている状態で相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に達すると、第１ロック部材３１が第１スプリング３１Ｓの付勢力で第１凹部３５に嵌入すると共に、第２ロック部材３２が第２スプリング３２Ｓの付勢力で第２凹部３６に嵌入して、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に拘束されたロック状態に切り替えられる。
また、ロックポジションに切り替えられている状態で相対回転位相が最遅角位相Ｐ２に達すると、第１ロック部材３１が第１スプリング３１Ｓの付勢力で第３凹部３７に嵌入して、相対回転位相が最遅角位相Ｐ２に拘束されたロック状態に切り替えられる。

オイルポンプ２０と位相制御弁２４とを接続する接続流路９に、位相制御弁２４からオイルポンプ２０への作動流体の流れ（逆流）を阻止する逆止弁１９を設けてある。ロック制御弁２５は、オイルポンプ２０と逆止弁１９との間における接続流路部分９ａから分岐してオイルポンプ２０に接続してある。

〔制御構成〕
図１に示すように、ＥＣＵ４０には、シャフトセンサ１Ｓと、イグニッションスイッチ４３と、アクセルペダルセンサ４４と、ブレーキペダルセンサ４５と、位相検出センサ４６とからの信号が入力される。ＥＣＵ４０は、スタータモータＭと、燃料制御装置５と、点火制御装置６のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、位相制御弁２４とロック制御弁２５の作動を制御する信号を出力する。

機関制御部４１は、イグニッションスイッチ４３のＯＮ操作によりエンジンＥｇを始動し、ＯＦＦ操作によりエンジンＥｇを停止させる。アクセルペダルセンサ４４は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、ブレーキペダルセンサ４５は、ブレーキペダル（不図示）の踏み込みを検出する。

位相制御部４２は、エンジンＥｇの運転中における弁開閉時期制御装置１０による吸気弁のタイミング制御を行い、エンジンＥｇを停止する際には相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に移行させてロックする。位相制御部４２は、相対回転位相の中間ロック位相Ｐ１への移行途中で中間ロック位相Ｐ１を超えて移行したことを位相検出センサ４６が検出すると、位相制御弁２４で作動流体の供給先を変更することにより相対回転位相の変化方向を反転させて中間ロック位相Ｐ１への迅速な移行を図る。

位相制御部４２によるエンジン始動時における相対回転位相の制御動作を、図６に示すタイムチャートに基づいて説明する。なお、図６には、第１実施形態と後述する第３実施形態とを説明するために、第１実施形態を構成するロック制御弁２５と第３実施形態を構成するロック制御弁２５とを併記してある。
このため、図６において、第１実施形態を構成するロック制御弁２５は「ロック制御弁（第１実施形態）」で示し、第３実施形態を構成するロック制御弁２５は「ロック制御弁（第３実施形態）」で示してある。

図６に示すタイムチャートは、エンジンＥｇが、例えば１０００ｒｐｍ程度の通常のエンジンＥｇ停止時より高いエンジン回転数Ｎｅで運転中（例えばアイドリング運転中）にエンジンストールにより停止した場合を想定している。
このようなエンジンＥｇの運転中においては、位相制御弁２４が遅角ポジションに保持されて進角室Ｃａの油圧（以下、進角油圧という。）が立ち上がっておらず、かつ、ロック制御弁（第１実施形態）２５が電源オフのアンロックポジションに保持されて、相対回転位相が最遅角位相Ｐ２にロック解除状態で保持されている。

図６中に示すタイミングＡは、このような状態で運転中のエンジンＥｇがエンジンストールにより停止されたタイミングを示す。
タイミングＡでは、弁開閉時期制御装置１０は、位相制御弁２４が電源オフの遅角ポジションに保持されて、例えば、図４に示すように、相対回転位相が最遅角位相Ｐ２と中間ロック位相Ｐ１との間の位相に保持されている。

エンジンＥｇが停止した状態で放置された後のタイミングＢにおいて、イグニッションスイッチ４３の操作でスタータモータＭを駆動し、クランクシャフト１を回転させるクランキングを開始する。

エンジンＥｇの始動時であるクランキングを開始した直後のタイミングＣにおいて、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１よりも最遅角位相Ｐ２寄り位置することを位相検出センサ４６が検出する。この場合、位相制御部４２は、作動流体の供給先を内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１に向かって移動する供給先、つまり、進角室Ｃａに切り替える電流が位相制御弁２４に印加されるように指令する。これにより、位相制御弁２４が電源オンで進角ポジションに切り替えられる。また、ロック制御弁（第１実施形態）２５を電源オンでロックポジションに切り替える。

タイミングＣにおいて位相制御弁２４を進角ポジションに切り替えた後、進角油圧の上昇が開始するタイミングＤまではタイムラグが生じている。タイミングＣから所定時間が経過した後であってエンジンＥｇが起動される前のタイミングＥにおいて、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１であること、又は、内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１を超えて進角側に移動したことを位相検出センサ４６が検出すると、位相制御弁２４を電源オフで遅角ポジションに切り替える。

タイミングＣにおいて位相制御弁２４を進角ポジションに切り替えると共に、ロック制御弁（第１実施形態）２５をロックポジションに切り替えるので、通常、相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に拘束することができる。
しかし、中間ロック位相Ｐ１に拘束することができず、タイミングＥにおいて内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１を超えて最進角位相寄りに移動したことを位相検出センサ４６が検出した場合、位相制御部４２は位相制御弁２４が電源オフに切り替えられるように指令する。これにより、位相制御弁２４を遅角ポジションに切り替えて相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に戻す操作を行うことができる。
このため、相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に確実に拘束することができる。

なお、エンジンＥｇが起動されたタイミングＦではエンジン回転数Ｎｅが一時的に増大するので、進角油圧も１００ｋＰａ程度の高い油圧まで一時的に上昇する。

［第２実施形態］
図７〜図１０は、本発明の別実施形態を示す。
本実施形態の弁開閉時期制御装置１０は、図７に示すように、通電が切断された電源オフで作動流体の供給先が進角室Ｃａに保持される位相制御弁（電磁弁）２４を備えている。
位相制御弁２４は、図９に示すように、印加される電流値に応じてスプール位置が位置Ｗ１から位置Ｗ３に変化し、通電が切断された電源オフで作動流体の供給先が進角室Ｃａに保持される。位置Ｗ１では作動流体の供給先が進角室Ｃａに切り替えられた進角ポジションに切り替えられ、位置Ｗ２では作動流体が進角室Ｃａにも遅角室Ｃｂにも供給されない中立ポジションに切り替えられ、位置Ｗ３では作動流体の供給先が遅角室Ｃｂに切り替えられた遅角ポジションに切り替えられる。

本実施形態における、位相制御部４２によるエンジン始動時における相対回転位相の制御動作を、図１０に示すタイムチャートに基づいて説明する。なお、図１０には、第２実施形態と後述する第３実施形態とを説明するために、第２実施形態を構成するロック制御弁２５と第３実施形態を構成するロック制御弁２５とを併記してある。
このため、図１０において、第２実施形態を構成するロック制御弁２５は「ロック制御弁（第２実施形態）」で示し、第３実施形態を構成するロック制御弁２５は「ロック制御弁（第３実施形態）」で示してある。

図１０に示すタイムチャートは、エンジンＥｇが、例えば１０００ｒｐｍ程度の通常のエンジンＥｇ停止時より高いエンジン回転数Ｎｅで運転中（例えばアイドリング運転中）にエンジンストールにより停止した場合を想定している。
このようなエンジンＥｇの運転中においては、位相制御弁２４が中立ポジションに保持されて遅角室Ｃｂの油圧（以下、遅角油圧という。）が１００ｋＰａ程度の高い油圧に維持され、かつ、ロック制御弁（第２実施形態）２５が電源オフのアンロックポジションに保持されて、相対回転位相が最進角位相と中間ロック位相Ｐ１との間の位相に保持されている。

図１０中に示すタイミングＡは、このような状態で運転中のエンジンＥｇがエンジンストールにより停止されたタイミングを示す。
タイミングＡでは、弁開閉時期制御装置１０は、位相制御弁２４が電源オフの進角ポジションに保持されて、図８に示すように、相対回転位相が最進角位相と中間ロック位相Ｐ１との間の位相で保持されている。

エンジンＥｇが停止した状態で放置された後のタイミングＢにおいて、イグニッションスイッチ４３の操作でスタータモータＭを駆動してクランクシャフト１を回転させるクランキングを開始する。

エンジンＥｇの始動時であるクランキングを開始した直後のタイミングＣにおいて、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１よりも最進角位相寄りに位置することを位相検出センサ４６が検出する。この場合、位相制御部４２は、作動流体の供給先を内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１に向かって移動する供給先、つまり、遅角室Ｃｂに切り替える電流が位相制御弁２４に印加されるように指令する。これにより、位相制御弁２４が電源オンで遅角ポジションに切り替えられる。また、ロック制御弁（第２実施形態）２５を電源オンでロックポジションに切り替える。

タイミングＣにおいて位相制御弁２４を遅角ポジションに切り替えた後、遅角油圧の上昇が開始するタイミングＤまではタイムラグが生じている。タイミングＣから所定時間が経過した後であってエンジンＥｇが起動される前のタイミングＥにおいて、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１であること、又は、内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１を超えて遅角側に移動したことを位相検出センサ４６が検出すると、位相制御弁２４を電源オフで進角ポジションに切り替える。

タイミングＣにおいて位相制御弁２４を遅角ポジションに切り替えると共に、ロック制御弁（第２実施形態）２５をロックポジションに切り替えるので、通常、相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に拘束することができる。
しかし、中間ロック位相Ｐ１に拘束することができず、タイミングＥにおいて内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して中間ロック位相Ｐ１を超えて最遅角位相Ｐ２寄りに移動したことを位相検出センサ４６が検出した場合は、位相制御部４２は位相制御弁２４が電源オフに切り替えられるように指令する。これにより、位相制御弁２４を進角ポジションに切り替えて相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に戻すことができる。
このため、相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に確実に拘束することができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
図示しないが、第１実施形態又は第２実施形態において、電源オフでロックポジションに切り替えられ、電源オンでアンロックポジションに切り替えられるロック制御弁２５を設けてあってもよい。

このようなロック制御弁２５を設けてあれば、エンジンＥｇの停止中はロック制御弁２５を電源オフに切り替えたロックポジションに保持して、エンジンＥｇの始動時に、相対回転位相を低温状態でも良好に始動できる中間ロック位相Ｐ１に確実に拘束しておくことができる。

本実施形態を構成するロック制御弁２５の電源オン・オフのタイミングは、第１実施形態又は第２実施形態を構成するロック制御弁２５と異なっている。

本実施形態における位相制御部４２によるエンジン始動時における相対回転位相の制御動作を、図６，図１０に示すタイムチャートを使用して説明する。なお、図６，図１０において、本実施形態を構成するロック制御弁２５を「ロック制御弁（第３実施形態）」で示してある。

すなわち、位相制御部４２は、ロック制御弁（第３実施形態）２５がエンジンストールによりエンジンＥｇが停止されるに伴う電源オフでロックポジションに切り替えられること以外は、エンジン始動時において第１実施形態又は第２実施形態と同じ動作で相対回転位相を制御する。
その他の構成は第１実施形態又は第２実施形態と同様である。

本発明は、各種内燃機関の吸排気弁の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置に利用することができる。

１クランクシャフト
３カムシャフト
１１駆動側回転体
１２従動側回転体
１７仕切部
１９逆止弁
２０流体ポンプ
２１進角流路
２２遅角流路
２４電磁弁
４２制御部
４６位相検出センサ
Ｃｒ流体圧室
Ｃａ進角室
Ｃｂ遅角室
Ｅｇ内燃機関
Ｌ１中間ロック機構
Ｐ１中間ロック位相

Claims

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される流体圧室と、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部で前記流体圧室を仕切ることにより形成される進角室および遅角室と、
前記進角室への作動流体の供給および前記進角室からの作動流体の流出を選択的に許容する進角流路と、
前記遅角室への作動流体の供給および前記遅角室からの作動流体の流出を選択的に許容する遅角流路と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り替え可能な中間ロック機構と、
流体ポンプから吐出された作動流体の供給先を電源の電流値によって前記進角室又は前記遅角室に選択的に切り替え可能な電磁弁と、
前記相対回転位相を検出可能な位相検出センサと、
前記電磁弁への通電が停止され且つ前記作動流体の供給先が前記遅角室である場合には、前記内燃機関の始動時に前記位相検出センサによって検出された相対回転位相が前記中間ロック位相よりも前記最遅角位相寄りに位置するとき、又は前記電磁弁への通電が停止され且つ前記作動流体の供給先が前記進角室である場合には、前記内燃機関の始動時に前記位相検出センサによって検出された相対回転位相が前記中間ロック位相よりも前記最進角位相寄りに位置するとき、前記作動流体の供給先が、前記従動側回転体が前記中間ロック位相に向かって移動する前記作動流体の供給先へ切り替えられるように前記電磁弁に指令する制御部と、
を備えている弁開閉時期制御装置。
前記電磁弁から前記流体ポンプへの作動流体の流れを阻止する逆止弁を備えている請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
前記作動流体の供給先が、前記従動側回転体が前記中間ロック位相に向かって移動する前記作動流体の供給先へ切り替えられたことにより、前記従動側回転体が前記中間ロック位相を超えたときに、前記制御部は、前記電磁弁への通電を停止する請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
前記従動側回転体に設けられた凹部と、
前記流体ポンプと前記凹部とを連通するロック解除流路と、
前記流体ポンプから吐出された前記作動流体が前記ロック解除流路から前記凹部に供給される状態であるアンロックポジションと、前記凹部に供給された前記作動流体が排出される状態であるロックポジションと、の間を通電される電流に応じて切り替え可能なロック制御弁とを備え、
前記ロック制御弁への通電が停止されるとき、前記アンロックポジションに切り替えられ、前記ロック制御弁に通電されるとき、前記ロックポジションに切り替えられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
前記従動側回転体に設けられた凹部と、
前記流体ポンプと前記凹部とを連通するロック解除流路と、
前記流体ポンプから吐出された前記作動流体が前記ロック解除流路から前記凹部に供給される状態であるアンロックポジションと、前記凹部に供給された前記作動流体が排出される状態であるロックポジションと、の間を通電される電流に応じて切り替え可能なロック制御弁とを備え、
前記ロック制御弁への通電が停止されるとき、前記ロックポジションに切り替えられ、前記ロック制御弁に通電されるとき、前記アンロックポジションに切り替えられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。