JPH04175429A

JPH04175429A - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JPH04175429A
Application number: JP2304495A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kano; 潤一加納; Kanetake Aoki; 青木　金剛; Yasushi Miura; 康三浦
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】３発明の目的：（産業上の利用分野）本発明は、弁開閉時期制御装置に関するものであり、エ
ンジンの弁開閉時期をエンジンの各種条件に対してリニ
アに制御するものである。

（従来の技術）本発明に係わる従来技術としては、例えば特開昭６２−
３１１１号公報に開示されたものがある。

この従来の弁開閉時期制御装置８０を第３図に基づいて
説明すると、内周部にヘリカルスプラインを形成したタ
イミングブーＩＪ　８１と外周部にヘリカルスプライン
を形成した伝達部材８２との間に、内外周部に夫々ヘリ
カルスプラインを形成したリング状のピストン手段８３
が係合している。

また、タイミングブーＩＪ８１の外周面上にはタイミン
グヘルド８６が係合し、図示しないエンジンの図示しな
いクランクシャフトにより駆動される。

ここで、伝達部材８２二よホルト８４；こよりカムシャ
フト８５に固設され、互いに相対回転巳ないようムニな
っている。

また、ピストン手段８３はその軸方向に２分割され、そ
の間にスプリング８６を入れることにより、所謂シザー
ズギヤ化が図られている。これにより、タイミングプー
リ８１→ピストン手段８３→伝達部材８２と回転トルク
が伝達する際に、各ヘリカルスプライン間で生しるハラ
クラシュ等による噛み合い音を減少できる。

また、ピストン手段８３の図示右側に配設された受圧プ
レート８７はピストン手段８３と共に動き、油圧ライン
８８の油圧に応じてピストン手段８３を図示左右動させ
る。

ここで、ピストン手段８３の図示右側空間８９にはスプ
リング９０が配設され、ピストン手段８３を初期位置（
図示最左方位置）へと付勢している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上述の従来の弁開閉時期制御装置８０ては、油
圧ライン８８に供給される油圧は図示しない油圧制御弁
によりＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御されるのみであり、従って
、弁開閉時期は２つの時期しかとらない。

しかし、近年エンジンの高性能化が要求されており、弁
開閉時期は常時最適な任意の時期に保たれているのがよ
い。

そこで、本発明では弁開閉時期制御装置において、弁開
閉時期を任意の時期にできるようにすることを、その技
術的課題とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）前述した本発明の技術的課題を解決するために講じた本
発明の技術的手段は、弁開閉時期制御装置を、カムシャ
フト及びクランクシャフトとを有するエンジンと、カム
シャフトの回転位置を検出する第１センサと、クランク
シャフトの回転位置を検出する第２センサと、クランク
シャフトにより駆動される油圧ポンプと、カムシャフト
に配設されカムシャフトの回転位相を変化させる回転位
相変化手段と、油圧ポンプと回転位相変化手段とを接続
する油圧ラインと、油圧ライン上に配設される油圧制御
手段と、油圧ラインとオイルパンとを接続する油圧調整
ラインと、油圧調整う、イン上に配設される油圧調整弁
と、油圧制御手段を制御する電子制御装置とを有し、電
子制御装置は少なくとも第１及び第２センサの出力信号
が入力されて、回転位相変化手段を油圧制御手段により
リニア制御するようにしたことである。

（作用）上述した本発明の技術的手段によれば、回転位相変化手
段は、従来のように０Ｎ１０ＦＦ制御ではなくリニア制
御されることにより、弁開閉時期は常時最適な任意の時
期に設定される。

また、油圧調整ライン及び油圧調整弁の作用により、油
圧ライン上の油圧を調整できるので、回転位相変化手段
が受ける負荷に応じて油圧ラインの負荷を可変とでき、
回転位相変化手段の円滑な作動が保証される。

（実施例フ以下、本発明の技術的手段を具体化した実施例について
添付図面に基づいて説明する。

弁開閉時期制御装置１０はエンジン１１に配設されてお
り、電子制御装置１２によりそのほとんと全ての作動を
コントロールされている。エンジン１１はクランクシャ
フト１３及びこのクランクシャフト１３により図示しな
い伝達手段（例えば■ベルトやコグドヘルト等のベルト
部材や歯車部材等）を介して駆動されるカムシャフト１
４を有しており、各シャツ１−１３・１４の回転位置は
夫々クランク位置センサ（第２センサ）１５及びカム位
置センサ（第１センサ）１６により検出されている。

ここで、電子制御装置１２にはクランク位置センサ（第
２センサ）１５及びカム位置センサ（第１センサ）１６
の出力信号の他に、例えば、エンジン油温信号・エンジ
ン負荷信号・エンジン回転数信号等が入力されている。

エンジン１１本体下部に配設されたオイルパンｌＴＬこ
は常時エンジン１１潤滑用のオイルか貯蔵されており、
エンシフ１１作動中に二よ、クランクシャフト１３によ
り駆動される第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）１８により
、オイルがエンジン１１の各所へと油圧回路１９を介し
て圧送されている。

尚、この油圧回路１９にはオイルフィルタ２０・リリー
フ弁２１等が配設されている。

同しくクランクシャフト１３により駆動される第２油圧
ポンプ（油圧ポンプ）２２は油圧回路１９よりオイルを
吸引して油圧制御手段２３へとオイルを吐出している。

油圧制御手段２３は、第１油圧制御弁２４及び第２油圧
制御弁２５より構成され、電子制御装置１２によりデユ
ーティ制御される。第１油圧制御弁２４の第１ポー）２
４ａは第２油圧ポンプ２２の吐出ライン（油圧ライン）
２６と、第２ボート２４ｂは回転位相変化手段２７へつ
ながる作動ライン（油圧ライン）２８と、第３ポート２
４ｃは第２油圧制御弁２５の第１ポー）２５ａと夫々連
通し、第２油圧制御弁２５の第２ポー）２５ｂはオイル
パン１７と連通する。

また、第１図には示さないが第２図二二示すように、吐
出ライン２６には圧力センサ４４が配設され、その出力
信号は電子制御装置１２に入力されテイル。更に、吐出
ライン２６にはオイルパン１７へと連通ずる油圧調整ラ
イン４５が配設されており、その途中には電子制御装置
１２により開閉制御される油圧調整弁４６が配設されて
いる。

さて、回転位相変化手段２７はカムシャフト１４の一端
に配設され、クランクシャフト１３の回転トルクをカム
シャフト１４へと伝達すると共に、カムシャフト１４の
回転位相を変化させる。このカムシャフト１４には図示
しない吸排気弁が係合しており、カムシャツ）１４０回
転に伴って、吸排気弁が吸排気通路の開閉動作を行う。

タイミングプーリ３０はカムシャフト１４に相対回転可
能に挿入され、その最外周面３０ａ上には前述の伝達手
段が係合している。また、タイミングプーリ３０の内側
外周面３０ｂにはへりカルスプライン３０ｃが形成され
、このヘリカルスプライン３０ｃと噛合するように、リ
ング状ピストン（ピストン手段）３１の内周面にはヘリ
カルスプライン３１ａか形成されている。

更に、リング状ピストン３Ｉの外周面にはヘリカルスプ
ライン３１ｂが形成され、このヘリカルスプライン３１
ｂと噛合するように、伝達部材３２の内周面にはヘリカ
ルスプライン３２ａか形成されている。

また、伝達部材３２は一体に固設されるカバー３４を介
してカムシャフト１４に、ボルト３５及びビン４４によ
り相対回転不能に固定される。

従って、リング状ピストン３１は離間して位置するタイ
ミングプーリ３０と伝達部材３２との間、に形成された
空間３３内を図示左右方向に、各ヘリカルスプライン３
０ｃ・３１ａ・３１ｂ・３２ａに沿って摺動することが
できる。

ここで、空間３３内のリング状ピストン３１図示右側に
はスプリング（スプリング手段）３６が配設され、リン
グ状ピストン３１を初期位置（リング状ピストン３１の
図示左端がカバー３４に当接する位置）へと付勢してい
る。

また、リング状ピストン３１の図示左端とカバー３４の
図示右端とは対向する位置には油圧室３７が形成され、
カムシャフト１４内の通路１４ａを介して前述の作動ラ
イン２８と連通している。

ここで、油圧室３７に作用するオイルは作動ライン２８
を往復動するものであるが、各ヘリカルスプライン３０
ｃ・３１ａ・３１ｂ−３２ａを介して空間３３へと洩れ
たオイルは、空間３３内の圧が高圧にならないように、
また、カムシャフト１４の外周面上を潤滑できるように
、タイミングプーリ３０には通路３０ｄが形成されてい
る。

更に、タイミングブーＩＪ３０のフランジ部３０ｅには
が圧入され、一方、ダンパーケース３８の内周部はシー
ルリング３９を介して伝達部材３２の外周面と摺接する
。ここで、ダンパーケース３８の図示右側面と伝達部材
３２のフランジ部３２ｂには互いに離間して噛合する環
状溝が形成されてラビリンス部４０を形成し、その内部
に粘性流体（例えばシリコンオイル）が封入されて粘性
ダンパー手段４１を形成する。

また、４２・４３は粘性流体封入用のシール゛２１ング
（シールリング３９と協動）である。

以上の構成を有する弁開閉時期制御装置１０の作動につ
いて以下に説明する。

ます、電子制御装置１２かエンジン１１の運転状態をエ
ンジン回転数信号等により検出すると、最適な弁開閉時
期となるようにカムシャフト１４の制御目標値を演算（
ＰＩＤ演算等）する。

次に、電子制御装置１２は、クランク位置センサ１５と
カム位置センサ１６の出力信号により現状の弁開閉時期
を検出し、制御目標値と比較してカムシャフト１４０回
転位相変化量を決める。

そこで、電子制御装置１２は第１油圧制御弁２４及び第
２油圧制御弁２５をデユーティ制御する。

例えば、弁開閉時期を現状よりも進角させる場合には、
第２油圧制御弁２５を全閉（デユーティ比、開：閉＝Ｏ
：１００／第１ポート２５ａと第２ポート２５ｂとは非
連通）とした上で、演算されたデユーティ比で第１油圧
制御弁２４を制御する。従って、作動ライン２８に第２
油圧ポンプ２２の吐出する高圧オイルが供給され、その
圧力が油圧室３７に作用することで、リング状ピストン
３１はスプリング３６の付勢力に抗して図示右方へと移
動し、タイミングプーリ３ｏとカムシャツ）１４との回
転位相を変化させる。従って、弁開閉時期は進角する。

そして、回転位相の変化量が目標値となると、第２油圧
制御弁２５と共に第１油圧制御弁２４も全閉とすること
で、作動ライン２８を密閉状態に保ち、回転位相の変化
量を保持する。

ここで、作動ライン２８のオイルは各部より洩れが生じ
るため、徐々に位相が変化しようとする。

そこで、電子制御装置１２は常時弁開閉時期を検出する
ことで、油圧制御手段２３を用いてフィードバック制御
を行う。

また、カムシャフト１４は吸排気弁に配設された図示し
ないバルブスプリングにより、正負両方向の変動トルク
を受けてリング状ピストン３１を軸方向（図示左右方向
）に移動させて回転位相を変えようとするが、粘性ダン
パー手段４１が変動トルクを吸収するために、回転位相
に変化は生しない。

一方、弁開閉時期を現状よりも遅角させる場合には、第
１油圧制御弁２４を全閉（第１ポート２４ａと第２ポー
ト２４ｂ・第３ポート２４ｃとは非連通）とした上で、
演算されたデユーティ比で第２油圧制御弁２５を制御す
る。従って、油圧室３７に作用する油圧が減圧されるこ
とで、リング状ピストン３１はスプリング３６の付勢力
により図示左方へと移動し、タイミングプーリ３ｏとカ
ムシャフト１４との回転位相を変化させる。従って、弁
開閉時期は遅角する。

そして、回転位相の変化量が目標値となると、第１油圧
制御弁２４と共に第２油圧制御弁２５も全開とすること
で、作動ライン２８を密閉状態に保ち、回転位相の変化
量を保持する。尚、その後のフィードバック制御につい
ては、前述のとおりである。

さて、最後に油圧調整弁４６の働き、につぃて説　′明
すると、電子制御装置１２は前述のような様々なエンジ
ン情報を入力されているが、吐出ライン２６の圧力状態
を圧力センサ４４の出力信号から得ている。

ここて、回転位相変化手段２７が位相保持の状態、又は
遅角する状態にあるときは第２油圧ポンプ２２の吐出圧
を作動ライン２８に作用させる必要がない。従って、こ
の場合には電子制御装置１２が油圧調整弁４６を開放し
て、第２油圧ポンプ２２の負荷を小さくできる。

一方、回転位相変化手段２７が進角の状態には作動ライ
ン２８に高圧オイルを供給する必要があるので、電子制
御装置１２は油圧調整弁４６の開度をデユーティ制御す
れば、回転位相変化手段２７の進角に要する負荷に応じ
て作動ライン２８の油圧を調整できる。（回転位相変化
手段２７の進角に要する負荷が大きいほど、油圧調整弁
４６の開度は小さい）尚、油圧調整弁４６は、回転位相変化手段２７が進角の
状態にあるとき全閉としてもよい。

以上のように電子制御装置１２は、常時カムシャフト１
４とクランクシャフト１３の位置を検知して、エンジン
回転数・・エンジン負荷・エンジン油温等のエンジン状
態に応じて最適な弁開閉時期となるように、回転位相変
化手段２７をリニア制御する。従って、弁開閉時期は従
来のように２値的なものではなく、任意の時期をとるこ
とが可能である。

尚、本実施例では粘性ダンパー手段として、ラビリンス
溝によるものを示したが、プレートタイプのものでもよ
く、特にラビリンス溝のものに限定されない。

〔発明の効果〕

、　　以上に示した様に本発明では、回転位相変化手段
をデユーティ制御される２つの油圧制御弁によりリニア
制御することで、弁開閉時期を常時最適な任意の時期に
設定することが可能となる。

また、回転位相変化手段には粘性流体ダンパー手段が配
設されることで、カムシャフトがノ＼ルブスプリングよ
り受ける変動トルクを効果的に吸収できる。

更に、油圧調整ライン及び油圧調整弁の作用Ｃ二より、
油圧ライン上の油圧を調整できるので、回転位相変化手
段が受ける負荷に応じて油圧ラインの負荷を可変とでき
、回転位相変化手段の円滑な作動が保証される。

更には、回転位相変化手段の位相保持時・遅角時には油
圧ポンプから油圧ラインへは　−

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の弁開閉時期制御装置１０の構
成図を示す。第２図は、第１図における要部拡大図を示
す。第３図は、従来技術の弁開閉時期制御装置８０の断
面図を示す。ｌＯ・・・弁開閉時期制御装置、１１・・・エンジン、１２・・・電子制御装置、１３・・・クランクシャフト、１４・・・カムシャフト、１５・・・クランク位置センサ（第２センサ）、１６・・・カム位置センサ（第１センサ）、１８・・・
第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）、２２・・・第２油圧ポ
ンプ（油圧ポンプ）、２３・・・油圧制御手段、２４・・・第１油圧制御弁、２５・・・第２油圧制御弁、２６・・・吐出ライン（油圧ライン）、２７・・・回転
位相変化手段、２８・・・作動ライン（油圧ライン）、３０・・・タイ
ミングプーリ、３１・・・リング状ピストン（ピストン手段）、３２・
・・伝達部材、３６・・・スプリング（スプリング手段）、４１・・・
粘性ダンパー手段、４５・・・油圧調整ライン、４６・・・油圧調整弁。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カムシャフト、クランクシャフト及びオイルパン
とを有するエンジンと、該カムシャフトの回転位置を検出する第１センサと、前記クランクシャフトの回転位置を検出する第２センサ
と、前記クランクシャフトにより駆動される第１及び第２油
圧ポンプと、前記カムシャフトに配設され前記カムシャフトの回転位
相を変化させる回転位相変化手段と、前記油圧ポンプと
前記回転位相変化手段とを接続する油圧ラインと、該油圧ライン上に配設される油圧制御手段と、前記油圧
ラインと前記オイルパンとを接続する油圧調整ラインと
、該油圧調整ライン上に配設される油圧調整弁と、前記油
圧制御手段及び該油圧調整弁を制御する電子制御装置と
を有し、該電子制御装置は少なくとも前記第１及び第２センサの
出力信号が入力されて、前記油圧制御手段により前記回
転位相変化手段をリニア制御すると共に、前記油圧制御手段には第２油圧ポンプの吐出油圧が供給
され、且つ、前記油圧調整弁は前記油圧ライン圧に応じて開閉度合を
制御されることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
（２）前記油圧制御手段は、デューティ制御される第１
及び第２油圧制御弁より構成されることを特徴とする請
求項（１）記載の弁開閉時期制御装置。
（３）前記回転位相変化手段は、タイミングプーリと、該タイミングプーリとピストン手段を介して係合し、前
記カムシャフトに固設される伝達部材と、前記ピストン
手段を初期位置へと付勢するスプリング手段と、前記タイミングプーリと前記伝達部材との間に配設され
る粘性ダンパー手段からなることを特徴とする請求項（
１）記載の弁開閉時期制御装置。