JPH0617618A - Hydraulic control device of variable valve timing mechanism - Google Patents

Hydraulic control device of variable valve timing mechanism

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JPH0617618A
JPH0617618A JP17832092A JP17832092A JPH0617618A JP H0617618 A JPH0617618 A JP H0617618A JP 17832092 A JP17832092 A JP 17832092A JP 17832092 A JP17832092 A JP 17832092A JP H0617618 A JPH0617618 A JP H0617618A
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ring gear
camshaft
valve
duty
hydraulic pressure
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Yoshito Moriya
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Abstract

PURPOSE:To secure the rapid operational responsiveness of a variable valve timing mechanism (VVT) and to stabilize the positional control when a ring gear is held at the intermediate position. CONSTITUTION:In a VVT where the valve timing is set variable by driving a ring gear 12 by the hydraulic power, the duty control of a control valve 28 to control the hydraulic pressure to the ring gear is executed based on the duty frequency which is synchronized with the phase inverted relative to the period of the torque fluctuation of a cam shaft 2 to be generated when an air intake valve is opened/closed. Thus, the hydraulic power which is periodically applied to the ring gear is exerted so as to cancel the thrust force to be periodically added to the ring gear caused by the torque fluctuation of the cam shaft, leading to reduction of the resultant force fluctuation. The ring gear is not moved by the thrust force accordingly.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関における吸気
バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングを可変にする
ために油圧によって駆動される可変バルブタイミング機
構に係り、詳しくはその油圧制御装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable valve timing mechanism driven by hydraulic pressure in order to change the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve in an internal combustion engine, and more particularly to a hydraulic control device therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の油圧駆動タイプのバルブ
制御装置として、例えば特開昭59−120707号公
報に開示されたものが知られている。この従来のバルブ
制御装置では、カムシャフトの一端部にエンジンのクラ
ンクシャフトに駆動連結されたスリーブ(タイミングプ
ーリ)が設けられており、そのタイミングプーリとカム
シャフトとの間にはリングピストン(リングギヤ)が介
在されている。リングギヤはその内外周に設けられた歯
の少なくとも一方がヘリカル歯となっており、リングギ
ヤは軸方向への移動によってカムシャフトと相対回動可
能となっている。又、リングギヤの軸方向一端側には、
油圧ポンプ等からの油圧が油路を通じて供給されるよう
になっている。更に、その油圧に対抗するように、リン
グギヤの他端側には釣り合い用スプリングが設けられて
いる。そして、油圧がリングギヤの一端側に加えられる
ことにより、リングギヤがスプリングの付勢力に抗して
軸方向へ動かされる。これより、カムシャフトにはタイ
ミングプーリに対する捩じりが付与され、カムシャフト
とタイミングプーリとの回転方向における位相(回転位
相)が変更され、吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タ
イミングが変更されてバルブオーバラップが制御され
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a hydraulically driven type valve control device of this type, one disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-120707 is known. In this conventional valve control device, a sleeve (timing pulley) drivingly connected to the crankshaft of the engine is provided at one end of the camshaft, and a ring piston (ring gear) is provided between the timing pulley and the camshaft. Is intervening. At least one of the teeth provided on the inner and outer circumferences of the ring gear is a helical tooth, and the ring gear can rotate relative to the cam shaft by moving in the axial direction. Also, on one end side in the axial direction of the ring gear,
The hydraulic pressure from a hydraulic pump or the like is supplied through an oil passage. Further, a balancing spring is provided on the other end side of the ring gear so as to oppose the hydraulic pressure. Then, hydraulic pressure is applied to one end side of the ring gear, whereby the ring gear is moved in the axial direction against the biasing force of the spring. As a result, the camshaft is twisted with respect to the timing pulley, the phase (rotational phase) of the camshaft and the timing pulley in the rotation direction is changed, and the opening / closing timing of the intake valve or the exhaust valve is changed. The lap is controlled.

【0003】この従来のバルブ制御装置では、リングギ
ヤに作用する油圧を制御するために油路の途中に電磁弁
が設けられている。そして、その電磁弁がエンジンの各
種駆動パラメータに基づいてコンピュータによりデュー
ティ制御されるようになっている。従って、電磁弁がデ
ューティ制御されることにより、そのデューティ周波数
に同期して変動する油圧がリングギヤの軸方向一端側に
加えられる。
In this conventional valve control device, an electromagnetic valve is provided in the middle of the oil passage for controlling the hydraulic pressure acting on the ring gear. Then, the solenoid valve is duty-controlled by a computer based on various drive parameters of the engine. Therefore, by controlling the duty of the solenoid valve, a hydraulic pressure that varies in synchronization with the duty frequency is applied to one end side of the ring gear in the axial direction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
バルブ制御装置では、カムシャフトが回転駆動されてい
るときに、そのカムシャフトの周期的なトルク変動の反
力がリングギヤに入力されることから、リングギヤには
周期的な軸方向の変動荷重(スラスト力)が加わってい
た。又、ヘリカル歯を備えたリングギヤでは、その軸方
向の動きに対して多少のフリクションを有するものであ
った。
However, in the above-described conventional valve control device, when the camshaft is rotationally driven, the reaction force of the periodic torque fluctuation of the camshaft is input to the ring gear. , A cyclic axial fluctuating load (thrust force) was applied to the ring gear. Further, a ring gear having helical teeth has some friction with respect to its axial movement.

【0005】従って、リングギヤのフリクションが相対
的に小さい場合には、次のような問題があった。即ち、
リングギヤの移動ストローク両端位置では、スプリング
の付勢力或いは油圧力が最も大きいことから、リングギ
ヤに加わる周期的なスラスト力の影響は極めて少ない。
しかしながら、電磁弁のデューティ制御によりリングギ
ヤが中間位置に保持される場合には、その位置がスプリ
ングの付勢力と油圧力との釣り合いによって決定され
る。このため、その釣り合い状態でリングギヤに周期的
なスラスト力が更に加わることにより、リングギヤの位
置制御が不安定となる。よって、リングギヤが不用意に
動いてヘリカル歯の摩耗やオイルシール摩耗、或いは機
構自体の耐久性が損なわれるおそれがあった。
Therefore, when the friction of the ring gear is relatively small, there are the following problems. That is,
At both ends of the moving stroke of the ring gear, the biasing force of the spring or the hydraulic pressure is the largest, so that the influence of the periodic thrust force applied to the ring gear is extremely small.
However, when the ring gear is held at the intermediate position by the duty control of the solenoid valve, the position is determined by the balance between the urging force of the spring and the hydraulic pressure. Therefore, in this balanced state, the cyclic thrust force is further applied to the ring gear, and the position control of the ring gear becomes unstable. Therefore, the ring gear may be moved carelessly and the helical teeth may be worn, the oil seal may be worn, or the durability of the mechanism itself may be impaired.

【0006】一方、リングギヤのフリクションが相対的
に大きい場合には、次のような問題があった。即ち、リ
ングギヤのフリクションはリングギヤの動きに対するヒ
ステリシスとして存在する。従って、そのヒステリシス
が大きい場合には、特にリングギヤを中間位置から移動
させようとした場合に、その応答性に対して影響があっ
た。例えば、リングギヤを僅かに移動させるために、リ
ングギヤに加わる油圧を僅かに増減させた場合には、そ
の油圧変化がヒステリシスの中に埋もれてしまうおそれ
があった。よって、リングギヤの動き始めが遅くなり、
その位置制御が非線形なものになり易かった。
On the other hand, when the friction of the ring gear is relatively large, there are the following problems. That is, the friction of the ring gear exists as a hysteresis with respect to the movement of the ring gear. Therefore, when the hysteresis is large, the responsiveness is affected, especially when the ring gear is moved from the intermediate position. For example, when the hydraulic pressure applied to the ring gear is slightly increased or decreased in order to slightly move the ring gear, the change in the hydraulic pressure may be buried in the hysteresis. Therefore, the start of movement of the ring gear is delayed,
The position control was likely to be non-linear.

【0007】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、リングギヤを油圧によって
駆動させることによりバルブタイミングを可変にする可
変バルブタイミング機構において、バルブタイミングの
位相を可変とする場合に迅速な作動応答性を確保するこ
とが可能で、リングギヤを中間位置に保持させる場合に
はその位置制御を安定化させることの可能な可変バルブ
タイミング機構の油圧制御装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to change the phase of valve timing in a variable valve timing mechanism for changing valve timing by driving a ring gear by hydraulic pressure. A hydraulic control device for a variable valve timing mechanism that can secure quick actuation responsiveness in the case of maintaining the ring gear at an intermediate position and can stabilize the position control when the ring gear is held at an intermediate position. is there.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、内燃機関のシリンダヘッド
にて回転可能に設けられ、吸排気用のバルブを開閉駆動
させるカムシャフトと、そのカムシャフトの一端部に設
けられて内燃機関のクランクシャフトに駆動連結された
タイミングプーリと、内外周に設けれた歯の少なくとも
何れか一方がヘリカル歯であり、カムシャフトとタイミ
ングプーリとの間に介在されて両者を連結すると共に、
軸方向への移動によってカムシャフトと相対回動可能な
リングギヤとを備え、カムシャフトとタイミングプーリ
との間において、リングギヤの軸方向端側に油路を通じ
て油圧を加えることにより、リングギヤを軸方向へ移動
させながら回動させてカムシャフトに捩じりを付与する
可変バルブタイミング機構の油圧制御装置であって、油
路の途中に設けられ、リングギヤへの油圧の供給を制御
すべく開閉駆動される制御弁と、吸排気用のバルブを開
閉駆動させる際に発生するカムシャフトのトルク変動周
期と同期したデューティ周波数に基づいて制御弁をデュ
ーティ制御するデューティ制御手段とを備えている。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a camshaft rotatably provided in a cylinder head of an internal combustion engine for opening and closing a valve for intake and exhaust, and a camshaft therefor. A timing pulley that is provided at one end of the camshaft and is drivingly connected to the crankshaft of the internal combustion engine, and at least one of the teeth provided on the inner and outer circumferences is a helical tooth, and is between the camshaft and the timing pulley. While intervening to connect the two,
A ring gear that is rotatable relative to the cam shaft by moving in the axial direction is provided, and by applying hydraulic pressure to the axial end of the ring gear through an oil passage between the cam shaft and the timing pulley, the ring gear moves in the axial direction. A hydraulic control device for a variable valve timing mechanism that applies a twist to a cam shaft by rotating it while moving it. The hydraulic control device is provided in the middle of an oil passage and is opened and closed to control the supply of hydraulic pressure to a ring gear. The control valve includes a control valve and a duty control unit that controls the duty of the control valve based on a duty frequency that is synchronized with a torque fluctuation cycle of the camshaft that occurs when the intake and exhaust valves are opened and closed.

【0009】[0009]

【作用】上記の構成によれば、クランクシャフトに連動
してタイミングプーリが回転駆動されることにより、そ
の駆動力がタイミングプーリからリングギヤを介してカ
ムシャフトに伝達され、カムシャフトが回転駆動され
る。又、デューティ制御手段により、吸排気用のバルブ
を開閉駆動させる際に発生するカムシャフトのトルク変
動周期と同期したデューティ周波数に基づいて制御弁が
デューティ制御される。このため、リングギヤの軸方向
端側には、油路を通じ、デューティ周波数に同期した変
動周期をもって油圧力が加えられる。
According to the above construction, when the timing pulley is rotationally driven in conjunction with the crankshaft, the driving force is transmitted from the timing pulley to the camshaft via the ring gear, and the camshaft is rotationally driven. . Further, the duty control means duty-controls the control valve based on the duty frequency synchronized with the torque fluctuation cycle of the camshaft generated when the intake / exhaust valve is driven to open / close. For this reason, hydraulic pressure is applied to the axial end side of the ring gear through the oil passage with a fluctuation cycle synchronized with the duty frequency.

【0010】ここで、カムシャフトが回転駆動されると
きに、リングギヤの軸方向一端側にデューティ周波数に
応じて周期的に変動する油圧力が加えられることによ
り、リングギヤは軸方向へ移動されながら回動される。
これにより、カムシャフトに捩じりが付与されてカムシ
ャフトとタイミングプーリとの間の回転方向における位
相(回転位相)が変えられ、吸排気用のバルブの開閉タ
イミングが変更される。そして、このようにカムシャフ
トの回転位相を変化させる際、デューティ制御手段によ
り、カムシャフトのトルク変動周期と同位相で同期させ
たデューティ周波数に基づき制御弁をデューティ制御す
る。これにより、カムシャフトのトルク変動の反力に起
因した周期的なスラスト力がリングギヤへ加えられ、周
期的に変動する油圧力に上乗されて付加される。従っ
て、油圧力とスラスト力との合力が、リングギヤの軸方
向の移動のために付与される。
When the camshaft is rotationally driven, the ring gear is rotated while being axially moved by applying an oil pressure that cyclically fluctuates in accordance with the duty frequency to one end side in the axial direction of the ring gear. Be moved.
As a result, the camshaft is twisted and the phase (rotational phase) in the rotational direction between the camshaft and the timing pulley is changed, and the opening / closing timing of the intake / exhaust valve is changed. Then, when changing the rotational phase of the camshaft in this way, the duty control means duty-controls the control valve based on the duty frequency synchronized in phase with the torque fluctuation cycle of the camshaft. As a result, a cyclic thrust force resulting from the reaction force of the torque fluctuation of the camshaft is applied to the ring gear, and is added to the cyclically changing hydraulic pressure in addition to the hydraulic pressure. Therefore, the resultant force of the hydraulic pressure and the thrust force is applied for the axial movement of the ring gear.

【0011】一方、リングギヤをその移動ストロークの
中間位置に保持させる際、デューティ制御手段により、
カムシャフトのトルク変動周期に対し反転する位相で同
期させたデューティ周波数に基づき制御弁をデューティ
制御する。これにより、リングギヤの軸方向一端側に周
期的に加えられる油圧力が、カムシャフトのトルク変動
の反力に起因するスラスト力を打ち消し合うように作用
し、そのスラスト力の影響によってリングギヤが動かさ
れることはない。
On the other hand, when the ring gear is held at the intermediate position of its moving stroke, the duty control means
The control valve is duty-controlled based on the duty frequency synchronized with the phase that is inverted with respect to the camshaft torque fluctuation cycle. As a result, the hydraulic pressure periodically applied to one end side of the ring gear in the axial direction acts so as to cancel out the thrust force caused by the reaction force of the torque fluctuation of the camshaft, and the ring gear is moved by the influence of the thrust force. There is no such thing.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、この発明における可変バルブタイ
ミング機構の油圧制御装置をガソリンエンジンに具体化
した第1実施例を図1〜図6に基づいて詳細に説明す
る。
(First Embodiment) A first embodiment in which a hydraulic control device for a variable valve timing mechanism according to the present invention is embodied in a gasoline engine will be described in detail below with reference to FIGS.

【0013】図1はこの実施例の可変バルブタイミング
機構(以下単に「VVT」という)1とそのVVT1を
駆動させるための油圧制御装置を示す概略構成図であ
る。VVT1は吸排気用のバルブを開閉するためのカム
シャフト2を備え、カムシャフト2はそのカムジャーナ
ル2aにて図示しないエンジンのシリンダヘッド3に回
転可能に支持されている。この実施例では、エンジンに
おいて図示しない吸気バルブ、排気バルブがそれぞれ別
々のカムシャフトにより開閉駆動されるようになってお
り、そのうち上記のカムシャフト2は吸気バルブに対応
している。カムシャフト2の先端部上には、タイミング
プーリ4がそのボス部4aにて相対回転可能に装着され
ている。このタイミングプーリ4の外周には外歯4bが
形成されており、同プーリ4の軸方向(同図の左右方
向)一側には収容凹部4cが形成されている。又、その
収容凹部4cを塞ぐように、カムシャフト2の先端には
キャップ5がボルト6により締付け固定されると共に、
ノックピン7により回り止めされている。更に、収容凹
部4cの開口端側とキャップ5の外周との間には、その
タイミングプーリ4に圧入固定されたアウタープレート
8と、キャップ5に一体形成されたインナープレート9
等とからなる緩衝用の周知の粘性継手(ビスカスカップ
リング)10が設けられている。更に又、キャップ5と
アウタープレート8との間、及びキャップ5とタイミン
グプーリ4との間には、それぞれシール部材11が介在
されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a variable valve timing mechanism (hereinafter simply referred to as "VVT") 1 of this embodiment and a hydraulic control device for driving the VVT 1. The VVT 1 includes a cam shaft 2 for opening and closing valves for intake and exhaust, and the cam shaft 2 is rotatably supported by a cylinder head 3 of an engine (not shown) by a cam journal 2a. In this embodiment, an intake valve and an exhaust valve (not shown) in the engine are opened and closed by separate camshafts, and the camshaft 2 corresponds to the intake valve. A timing pulley 4 is mounted on the tip of the camshaft 2 so as to be rotatable relative to the boss 4a. External teeth 4b are formed on the outer periphery of the timing pulley 4, and a housing recess 4c is formed on one side of the pulley 4 in the axial direction (the left-right direction in the drawing). Further, a cap 5 is tightened and fixed by a bolt 6 at the tip of the cam shaft 2 so as to close the accommodation recess 4c, and
It is locked by a knock pin 7. Further, an outer plate 8 press-fitted and fixed to the timing pulley 4 and an inner plate 9 formed integrally with the cap 5 are provided between the opening end side of the accommodation recess 4 c and the outer periphery of the cap 5.
A well-known viscous coupling (viscus coupling) 10 is provided for cushioning. Furthermore, seal members 11 are interposed between the cap 5 and the outer plate 8 and between the cap 5 and the timing pulley 4, respectively.

【0014】上記のタイミングプーリ4とカムシャフト
2との間にはリングギヤ12が介在され、両者4,2が
連結されている。即ち、キャップ5により閉塞されたタ
イミングプーリ4の収容凹部4cには、リングギヤ12
が収容されている。このリングギヤ12は、その内外周
に設けられた歯12a,12bの両方がヘリカル歯にな
っている。又、リングギヤ12の各歯12a,12b
は、タイミングプーリ4のボス部4aに形成された内歯
4dと、キャップ5の内周に形成された内歯5aとにそ
れぞれ噛み合わされている。この構成によって、リング
ギヤ12が軸方向へ移動されることにより、同ギヤ12
がカムシャフト2と相対回動可能になっている。更に、
タイミングプーリ4はその外歯4bに掛装されたタイミ
ングベルト13を介して、図示しないクランクシャフト
に駆動連結されている。
A ring gear 12 is interposed between the timing pulley 4 and the camshaft 2 to connect the both 4 and 2. That is, the ring gear 12 is inserted into the housing recess 4c of the timing pulley 4 which is closed by the cap 5.
Is housed. In the ring gear 12, both teeth 12a and 12b provided on the inner and outer circumferences thereof are helical teeth. Also, each tooth 12a, 12b of the ring gear 12
Are meshed with the internal teeth 4d formed on the boss portion 4a of the timing pulley 4 and the internal teeth 5a formed on the inner circumference of the cap 5, respectively. With this configuration, the ring gear 12 is moved in the axial direction, so that the gear 12
Is rotatable relative to the camshaft 2. Furthermore,
The timing pulley 4 is drivingly connected to a crankshaft (not shown) via a timing belt 13 that is wound around its outer teeth 4b.

【0015】従って、クランクシャフトの動力がタイミ
ングベルト13を介してタイミングプーリ4に伝達され
ることにより、リングギヤ12で連結されたタイミング
プーリ4とキャップ5とが一体的に回転されてカムシャ
フト2が回転駆動される。この時、リングギヤ12が軸
方向へ移動されることにより、カムシャフト2にタイミ
ングプーリ4に対する捩じりが付与される。又、カムシ
ャフト2に捩じりが付与される際に、リングギヤ12の
バックラッシに起因するガタツキは、ビスカスカップリ
ング10の作用によって緩衝され、異音の発生が抑えら
れる。
Therefore, when the power of the crankshaft is transmitted to the timing pulley 4 via the timing belt 13, the timing pulley 4 and the cap 5 connected by the ring gear 12 are integrally rotated, and the camshaft 2 is rotated. It is driven to rotate. At this time, the ring gear 12 is moved in the axial direction, so that the camshaft 2 is twisted with respect to the timing pulley 4. Further, when the camshaft 2 is twisted, rattling caused by backlash of the ring gear 12 is buffered by the action of the viscous coupling 10, and abnormal noise is suppressed.

【0016】リングギヤ12を油圧により駆動させるた
めに、収容凹部4cにおいて、リングギヤ12の軸方向
一端側は、作動油による油圧が導入される加圧室14と
なっている。又、同じく収容凹部4cにおいて、リング
ギヤ12の他端側は、その油圧に対抗する釣り合い用の
スプリング15が収容されるスプリング室16となって
いる。更に、加圧室14に作動油による油圧を供給する
ために、シリンダヘッド3及びカムシャフト2には、互
いに連通するヘッド油路17及びシャフト油路18がそ
れぞれ形成されている。
In order to drive the ring gear 12 by hydraulic pressure, one end in the axial direction of the ring gear 12 in the accommodating recess 4c is a pressurizing chamber 14 into which hydraulic pressure by hydraulic oil is introduced. Similarly, in the accommodation recess 4c, the other end side of the ring gear 12 is a spring chamber 16 for accommodating a balancing spring 15 that opposes its hydraulic pressure. Further, a head oil passage 17 and a shaft oil passage 18 which communicate with each other are formed in the cylinder head 3 and the camshaft 2 in order to supply hydraulic pressure to the pressurizing chamber 14.

【0017】一方、タイミングプーリ4及びカムシャフ
ト2の一部には、加圧室14からスプリング室16へ洩
れ出た作動油を導出するための戻し油路19,20が形
成されている。又、タイミングプーリ4の一端側におい
て、同プーリ4とシリンダヘッド3との間にはシール部
材21が介在されており、それらタイミングプーリ4、
シリンダヘッド3、カムシャフト2及びシール部材21
によって囲まれた空間が油回収室22となっている。そ
して、その油回収室22には戻し油路19,20が連通
されている。更に、カムシャフト2の下方にて、シリン
ダヘッド3の一部には、油回収室22にて回収された作
動油をエンジンのオイルパン23へ戻すための油戻し穴
24が形成されている。
On the other hand, in the timing pulley 4 and a part of the cam shaft 2, return oil passages 19 and 20 for leading out the hydraulic oil leaking from the pressurizing chamber 14 to the spring chamber 16 are formed. Further, on one end side of the timing pulley 4, a seal member 21 is interposed between the pulley 4 and the cylinder head 3, and the timing pulley 4,
Cylinder head 3, cam shaft 2 and seal member 21
The space surrounded by is the oil recovery chamber 22. The return oil passages 19 and 20 communicate with the oil recovery chamber 22. Further, below the camshaft 2, an oil return hole 24 for returning the working oil recovered in the oil recovery chamber 22 to the oil pan 23 of the engine is formed in a part of the cylinder head 3.

【0018】尚、この実施例では、内外周の各歯12
a,12bの傾き角等によって決まるリングギヤ12の
フリクションが相対的に小さくなるように設定されてい
る。この実施例では、作動油としてエンジンの潤滑油が
利用されている。即ち、潤滑油のための一系統の油圧回
路を構成するオイルポンプ25はエンジンに連動して駆
動され、それによってオイルパン23に貯留された潤滑
油がオイルフィルタ26を介して吸い上げられる。オイ
ルポンプ25とヘッド油路17との間にはメイン油路2
7が接続されており、そのメイン油路27の途中には、
ソレノイド式で三方式の制御弁28が設けられている。
この制御弁28はデューティ制御されるものであり、そ
の特性を図3のグラフに示す。このグラフからも分かる
ように、制御弁28は入力指令値としてのデューティ比
のある範囲内で、デューティ比に対する出力としての油
圧が比例するようになっている。即ち、デューティ比の
ある範囲内では、デューティ比が増加するのに伴って油
圧が増大するようになっている。そして、制御弁28に
て制御される油圧が増大することにより、カムシャフト
2の回転位相が進角される。
In this embodiment, each tooth 12 on the inner and outer circumferences is
The friction of the ring gear 12, which is determined by the inclination angles of a and 12b and the like, is set to be relatively small. In this embodiment, engine lubricating oil is used as the hydraulic oil. That is, the oil pump 25, which constitutes one hydraulic circuit for lubricating oil, is driven in conjunction with the engine, whereby the lubricating oil stored in the oil pan 23 is sucked up through the oil filter 26. The main oil passage 2 is provided between the oil pump 25 and the head oil passage 17.
7 is connected, and in the middle of the main oil passage 27,
A solenoid type control valve 28 of three types is provided.
This control valve 28 is duty-controlled, and its characteristics are shown in the graph of FIG. As can be seen from this graph, the control valve 28 is designed such that the hydraulic pressure as an output is proportional to the duty ratio within a certain range of the duty ratio as the input command value. That is, within a certain range of the duty ratio, the hydraulic pressure increases as the duty ratio increases. Then, as the hydraulic pressure controlled by the control valve 28 increases, the rotational phase of the camshaft 2 is advanced.

【0019】従って、オイルポンプ25の駆動中に、制
御弁28のオン・オフがデューティ制御されてメイン油
路27が周期的に開閉されることにより、オイルポンプ
25より吐出された潤滑油が作動油としてある油圧をも
ってヘッド油路17へ供給される。ヘッド油路17へ供
給された作動油は、更にシャフト油路18を通じて加圧
室14へと導入される。そして、その作動油の油圧によ
りリングギヤ12がスプリング15の付勢力に抗して軸
方向の一方(同図の右方向)へ押圧される。これによ
り、カムシャフト2に捩じりが付与され、カムシャフト
2のタイミングプーリ4に対する回転位相が変更され
る。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変えら
れ、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップが
変更される。
Therefore, while the oil pump 25 is being driven, the on / off control of the control valve 28 is duty-controlled to periodically open and close the main oil passage 27, so that the lubricating oil discharged from the oil pump 25 operates. A certain hydraulic pressure as oil is supplied to the head oil passage 17. The hydraulic oil supplied to the head oil passage 17 is further introduced into the pressurizing chamber 14 through the shaft oil passage 18. Then, the hydraulic pressure of the hydraulic oil causes the ring gear 12 to be pressed in one axial direction (to the right in the drawing) against the urging force of the spring 15. As a result, the camshaft 2 is twisted, and the rotational phase of the camshaft 2 with respect to the timing pulley 4 is changed. As a result, the opening / closing timing of the intake valve is changed, and the valve overlap between the intake valve and the exhaust valve is changed.

【0020】一方、制御弁28がオフされることによ
り、ヘッド油路17への作動油の供給が遮断される。こ
れにより、加圧室14から油圧が抜け、リングギヤ12
がスプリング15の付勢力によって軸方向の他方(同図
の左方向)へ押圧されて戻される。これにより、カムシ
ャフト2に逆の捩じりが付与され、カムシャフト2の回
転位相が復帰変更される。その結果、吸気バルブの開閉
タイミングが変えられてバルブオーバラップが変更され
る。この時、加圧室14からスプリング室16へ洩れ出
た作動油は、戻し油路19,20を通じて油回収室22
へと導かれ、更に油戻し穴24を通じてオイルパン23
へと戻される。
On the other hand, when the control valve 28 is turned off, the supply of hydraulic oil to the head oil passage 17 is cut off. As a result, the hydraulic pressure is released from the pressurizing chamber 14, and the ring gear 12
Is urged by the urging force of the spring 15 in the other axial direction (leftward in the figure) and returned. As a result, an opposite twist is applied to the camshaft 2, and the rotational phase of the camshaft 2 is restored and changed. As a result, the opening / closing timing of the intake valve is changed and the valve overlap is changed. At this time, the hydraulic oil leaking from the pressurizing chamber 14 to the spring chamber 16 is returned to the oil collecting chamber 22 through the return oil passages 19 and 20.
To the oil pan 23 through the oil return hole 24.
Returned to.

【0021】この実施例では、制御弁28が、デューテ
ィ制御手段を構成する電子制御装置(以下単に「EC
U」という)31により、エンジンの運転状態に応じて
制御されるようになっている。ECU31は中央処理装
置(CPU)と、所定の制御プログラム等を予め記憶し
たりCPUの演算結果等を一時記憶したりする各種メモ
リ等と、これら各部と外部入力回路及び外部出力回路等
とをバスによって接続した理論演算回路として構成され
たものである。
In this embodiment, the control valve 28 is an electronic control unit (hereinafter simply referred to as "EC
31) referred to as "U"). The ECU 31 includes a central processing unit (CPU), various memories for preliminarily storing a predetermined control program and the like, temporary storage of the calculation result of the CPU, and the like, and these units, an external input circuit, an external output circuit, etc. It is configured as a theoretical operation circuit connected by.

【0022】エンジンの運転状態を検出する各種センサ
として、図示しないエンジンの吸気通路にはその吸入空
気量Qを検出するエアフローメータ32が設けられてい
る。又、エンジンのシリンダブロックにはその冷却水の
温度(冷却水温)THWを検出する水温センサ33が設
けられている。更に、排気バルブ側のVVT1を構成し
ていないカムシャフト近傍には、そのカムシャフトの回
転からクランクシャフトの回転を所定の角度間隔で検知
し、エンジン回転数NEを求めるためのクランク角信号
CASとして出力するクランク角センサ34が設けられ
ている。更に又、吸気バルブ側のVVT1を構成するカ
ムシャフト2の基端部には、そのカムシャフト2の回転
を所定の角度間隔で検知し、カム角基準信号CBSとし
て出力するカム角センサ35が設けられている。このカ
ム角センサ35は、クランク角センサ34との比較によ
り進角値を算出すると共に、制御弁28をオン・オフす
るための基準タイミングを算出するために設けられてい
る。このカム角センサ35は、カムシャフト2の回転に
連動して回転されるタイミングロータ36と、ピックア
ップコイル37とから構成されている。タイミングロー
タ36の外周には、カムシャフト2上の図示しないカム
山の数に整合する複数の突起36aが形成されている。
これら各突起36aは、各カム山により吸気バルブが開
閉駆動される際にカムシャフト2で発生するトルク変動
の周期に整合するように配置されている。この実施例で
は、トルク変動のレベルが最低となる位置に整合するよ
うに各突起36aが配置されている。又、ピックアップ
コイル37は各突起36aに対向して配置されている。
そして、クランクシャフト2の回転に伴ってタイミング
ロータ36が回転されることにより、ピックアップコイ
ル37では各突起36aの通過が検知され、カム角信号
CBSはトルク変動レベルが最低となる位置に整合する
トリガパルスとして周期的に出力されるようになってい
る。
As various sensors for detecting the operating state of the engine, an air flow meter 32 for detecting the intake air amount Q is provided in the intake passage of the engine (not shown). A cylinder block of the engine is provided with a water temperature sensor 33 that detects the temperature of the cooling water (cooling water temperature) THW. Further, in the vicinity of the camshaft which does not constitute the VVT 1 on the exhaust valve side, the rotation of the crankshaft is detected at predetermined angular intervals from the rotation of the camshaft, and a crank angle signal CAS is obtained for obtaining the engine speed NE. A crank angle sensor 34 for outputting is provided. Furthermore, a cam angle sensor 35 that detects rotation of the camshaft 2 at a predetermined angular interval and outputs it as a cam angle reference signal CBS is provided at the base end of the camshaft 2 that constitutes the VVT 1 on the intake valve side. Has been. The cam angle sensor 35 is provided to calculate an advance value by comparison with the crank angle sensor 34 and to calculate a reference timing for turning on / off the control valve 28. The cam angle sensor 35 includes a timing rotor 36 that is rotated in association with the rotation of the cam shaft 2 and a pickup coil 37. On the outer periphery of the timing rotor 36, a plurality of protrusions 36a matching the number of cam ridges (not shown) on the cam shaft 2 are formed.
These protrusions 36a are arranged so as to match the cycle of torque fluctuations that occur in the camshaft 2 when the intake valve is opened and closed by the cam peaks. In this embodiment, the protrusions 36a are arranged so as to be aligned with the position where the level of torque fluctuation is the lowest. The pickup coil 37 is arranged so as to face each protrusion 36a.
Then, as the timing rotor 36 is rotated in accordance with the rotation of the crankshaft 2, the pickup coil 37 detects the passage of each protrusion 36a, and the cam angle signal CBS is a trigger that matches the position where the torque fluctuation level is minimum. It is designed to be output periodically as a pulse.

【0023】この実施例では、ECU31の外部入力回
路に前述したエアフローメータ32、水温センサ33、
クランク角センサ34及びカム角センサ35がそれぞれ
接続されている。又、ECU31の外部出力回路に制御
弁28が接続されている。そして、ECU31はVVT
1によるバルブタイミング制御を司るために、エアフロ
メータ32及び各センサ33〜35からの出力信号に基
づきその時々のエンジン運転状態に応じた吸気バルブの
開閉タイミングを決定し、制御弁28を好適に駆動制御
するようになっている。
In this embodiment, the above-mentioned air flow meter 32, water temperature sensor 33, and
The crank angle sensor 34 and the cam angle sensor 35 are connected to each other. Further, the control valve 28 is connected to the external output circuit of the ECU 31. Then, the ECU 31 executes the VVT
In order to control the valve timing control according to No. 1, the open / close timing of the intake valve is determined according to the engine operating condition at that time based on the output signals from the air flow meter 32 and the sensors 33 to 35, and the control valve 28 is driven appropriately. It is designed to be controlled.

【0024】次に、前述したECU31により実行され
るバルブタイミング制御のための処理動作について説明
する。図2のフローチャートはECU70により実行さ
れる「バルブタイミング制御ルーチン」を示しており、
エンジンの運転中に所定時間毎の定時割り込みで実行さ
れる。
Next, the processing operation for valve timing control executed by the above-mentioned ECU 31 will be described. The flowchart of FIG. 2 shows a “valve timing control routine” executed by the ECU 70,
It is executed by a periodic interrupt every predetermined time while the engine is running.

【0025】処理がこのルーチンへ移行すると、先ずス
テップ101において、エアフローメータ32、水温セ
ンサ33、クランク角センサ34及びカム角センサ35
からの各出力信号に基づき、吸入空気量Q、冷却水温T
HW、クランク角信号CAS及びカム角信号CBSをそ
れぞれ読み込む。
When the processing shifts to this routine, first, at step 101, the air flow meter 32, the water temperature sensor 33, the crank angle sensor 34, and the cam angle sensor 35.
Intake air amount Q, cooling water temperature T based on each output signal from
The HW, crank angle signal CAS and cam angle signal CBS are read respectively.

【0026】続いて、ステップ102において、今回読
み込まれた冷却水温THWが所定の基準温度T0よりも
高いか否かを判断する。ここで、冷却水温THWが基準
温度T0よりも高くない場合は、エンジンが充分に暖ま
っていない始動時であるものとして、そのままその後の
処理を一旦終了する。
Next, at step 102, it is judged if the cooling water temperature THW read this time is higher than a predetermined reference temperature T0. Here, when the cooling water temperature THW is not higher than the reference temperature T0, it is assumed that the engine is not sufficiently warmed up at the time of starting, and the subsequent processing is temporarily terminated.

【0027】一方、ステップ102において、冷却水温
THWが基準温度T0よりも高い場合には、エンジンが
充分に暖まった始動後であるものとしてステップ103
へ移行し、ステップ103〜ステップ109の一連の処
理を実行する。
On the other hand, in step 102, if the cooling water temperature THW is higher than the reference temperature T0, it is assumed that the engine has been sufficiently warmed up and started, and then step 103 is performed.
Then, the process proceeds to step 103 to execute a series of steps 103 to 109.

【0028】即ち、先ずステップ103においては、今
回読み込まれたクランク角信号CAS及びカム角信号C
BSに基づき、エンジン回転数NE及びカムシャフト2
の現在進角値θ0を算出する。
That is, first, at step 103, the crank angle signal CAS and the cam angle signal C read this time are read.
Based on BS, engine speed NE and camshaft 2
The current advance value θ0 of is calculated.

【0029】次に、ステップ104において、今回読み
込まれた吸入空気量Q、今回算出されたエンジン回転数
NEに基づき、エンジンの負荷相当値Q/Nを算出す
る。そして、ステップ105において、今回算出された
エンジン回転数NE及び負荷相当値Q/Nに基づき、カ
ムシャフト2の目標進角値θを算出する。この目標進角
値θの算出は、図4に示すように、エンジン回転数NE
及び負荷相当値Q/Nに対する目標進角値θの関係を予
め定めてなるマップを参照して行われる。
Next, at step 104, the load equivalent value Q / N of the engine is calculated based on the intake air amount Q read this time and the engine speed NE calculated this time. Then, in step 105, the target advance value θ of the camshaft 2 is calculated based on the engine speed NE and the load equivalent value Q / N calculated this time. As shown in FIG. 4, the calculation of the target advance value θ is performed by the engine speed NE.
And the target advance angle value θ with respect to the load equivalent value Q / N are referenced with reference to a map.

【0030】続いて、ステップ106においては、目標
進角値θと現在進角値θ0との進角値偏差(θ−θ0)
に基づき、今回のデューティ加算値Rを算出する。この
デューティ加算値Rの算出は、図5に示すように、進角
値偏差(θ−θ0)に対するデューティ加算値Rの関係
を予め定めてなるマップを参照して行われる。
Subsequently, in step 106, a deviation (θ-θ0) of the advance value between the target advance value θ and the current advance value θ0.
Based on this, the duty addition value R of this time is calculated. The calculation of the duty addition value R is performed with reference to a map in which the relationship of the duty addition value R with respect to the advance angle deviation (θ−θ0) is predetermined as shown in FIG.

【0031】又、ステップ107において、前回求めら
れたデューティ比RBに今回求められたデューティ加算
値Rを加算し、その結果を今回のデューティ比RAとし
て設定する。
In step 107, the duty ratio RB obtained last time is added to the duty addition value R obtained this time, and the result is set as the duty ratio RA this time.

【0032】更に、ステップ108において、今回求め
られたエンジン回転数NE及びデューティ比RAに基づ
き、制御弁28をデューティ制御するための通電時間R
Tを算出する。この通電時間RTの算出は、エンジン回
転数NE及びデューティ比RAに対する通電時間RTの
関係を予め定めてなる図示しないマップを参照して行わ
れる。
Further, in step 108, the energization time R for duty-controlling the control valve 28 based on the engine speed NE and the duty ratio RA obtained this time is used.
Calculate T. The energization time RT is calculated with reference to a map (not shown) in which the relationship between the engine speed NE and the duty ratio RA and the energization time RT is predetermined.

【0033】そして、ステップ109において、今回求
められた通電時間RTに基づき制御弁28をデューティ
制御する。この実施例では、カムシャフト2で発生する
トルク変動の周期に対して反転した位相で同期させたデ
ューティ周波数に基づき通電時間RTを制御弁28のソ
レノイドへ出力し、その後の処理を一旦終了する。
Then, in step 109, the control valve 28 is duty-controlled based on the energization time RT obtained this time. In this embodiment, the energization time RT is output to the solenoid of the control valve 28 based on the duty frequency synchronized with the phase inverted with respect to the cycle of the torque fluctuation generated in the camshaft 2, and the subsequent processing is temporarily terminated.

【0034】以上のようにしてバルブタイミング制御の
処理動作が実行される。ここで、この実施例のバルブタ
イミング制御の作用を図6のタイムチャートに従って説
明する。
The processing operation of the valve timing control is executed as described above. Here, the operation of the valve timing control of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG.

【0035】このタイムチャートは、カムシャフト2で
発生するトルク変動、それに起因するリングギヤ12で
のスラスト力、カム角センサ35からのトリガパルス、
制御弁28のソレノイドに対する通電、リングギヤ12
に対する油圧、及び油圧力,スプリング力,スラスト力
の合力の変化の関係を示している。
This time chart shows the torque fluctuation generated in the camshaft 2, the thrust force in the ring gear 12 caused by the fluctuation, the trigger pulse from the cam angle sensor 35,
Energizing the solenoid of the control valve 28, the ring gear 12
The relationship between the hydraulic pressure and the change in the resultant force of the hydraulic pressure, the spring force, and the thrust force is shown.

【0036】このタイムチャートからも分かるように、
カムシャフト2のトルク変動は周期的に発生し、それに
起因するリングギヤ12のスラスト力は、トルク変動の
周期に対して反転した周期で発生することになる。そし
て、制御弁28のソレノイドでは、リングギヤ12のス
ラスト力が最大となるタイミングに同期したトリガパル
スを基準にして通電時間RTの通電が開始される。その
結果、リングギヤ12に加わる油圧は、リングギヤ12
のスラスト力の周期に対して反転した周期をもって変動
することになる。
As can be seen from this time chart,
The torque fluctuation of the camshaft 2 is periodically generated, and the thrust force of the ring gear 12 resulting from the torque fluctuation is generated in a cycle opposite to the cycle of the torque fluctuation. Then, the solenoid of the control valve 28 starts energization for the energization time RT based on the trigger pulse synchronized with the timing when the thrust force of the ring gear 12 becomes maximum. As a result, the hydraulic pressure applied to the ring gear 12 is
It will fluctuate with a cycle that is the reverse of the cycle of the thrust force.

【0037】従って、カムシャフト2の回転位相を最大
限に進角させるべく制御弁28がデューティ制御された
場合には、加圧室14に最大限の油圧が供給され、リン
グギヤ12はスプリング15の付勢力(スプリング力)
に抗して図1の右端位置まで移動される。又、カムシャ
フト2の回転位相を最大限に遅角させるべく制御弁28
がオフされた場合には、加圧室14に油圧が作用しない
状態となり、リングギヤ12はスプリング力によって図
1の左端位置まで移動される。そして、このようにリン
グギヤ12が右端位置或いは左端位置へ移動された状態
では、リングギヤ12にかかる油圧力或いはスプリング
力が充分に大きいことから、リングギヤ12にかかるス
ラスト力の有無にかかわらずリングギヤ12は比較的安
定した状態で位置保持される。
Therefore, when the control valve 28 is duty-controlled so as to advance the rotation phase of the camshaft 2 to the maximum extent, the maximum hydraulic pressure is supplied to the pressurizing chamber 14, and the ring gear 12 moves to the spring 15. Biasing force (spring force)
It is moved to the right end position in FIG. Further, in order to retard the rotation phase of the camshaft 2 to the maximum, the control valve 28
When is turned off, the hydraulic pressure is not applied to the pressurizing chamber 14, and the ring gear 12 is moved to the left end position in FIG. 1 by the spring force. When the ring gear 12 is moved to the right end position or the left end position in this manner, the oil pressure or the spring force applied to the ring gear 12 is sufficiently large. The position is maintained in a relatively stable state.

【0038】一方、カムシャフト2の回転位相を中程度
に進角させるべく制御弁28がデューティ制御された場
合には、図1に示すように、リングギヤ12は油圧とス
プリング力との釣り合いによってその移動ストロークの
中間位置に保持される。そして、この実施例では、制御
弁28のデューティ制御が、カムシャフト2のトルク変
動の周期に対し反転する位相で同期させたデューティ周
波数に基づいて行われている。つまり、リングギヤ12
に加わる油圧力がスラスト力の周期に対して反転した周
期で変動するように制御弁28がデューティ制御され
る。このため、リングギヤ12に周期的に加えられる油
圧力が、カムシャフト2のトルク変動に起因してリング
ギヤ12に周期的に付加されるスラスト力を打ち消し合
うように作用することになる。
On the other hand, when the control valve 28 is duty-controlled so as to advance the rotational phase of the camshaft 2 to a medium degree, the ring gear 12 is driven by the balance between hydraulic pressure and spring force, as shown in FIG. It is held in the middle position of the moving stroke. Then, in this embodiment, the duty control of the control valve 28 is performed based on the duty frequency synchronized with the phase that is inverted with respect to the cycle of the torque fluctuation of the camshaft 2. That is, the ring gear 12
The duty of the control valve 28 is controlled so that the hydraulic pressure applied to the valve fluctuates in a cycle that is the reverse of the cycle of the thrust force. Therefore, the hydraulic pressure periodically applied to the ring gear 12 acts so as to cancel out the thrust forces periodically applied to the ring gear 12 due to the torque fluctuation of the camshaft 2.

【0039】従って、この実施例のように、リングギヤ
12のフリクションが相対的に小さい場合には、図6
(f)に実線で示すように、リングギヤ12に作用する
油圧力、スプリング力及びスラスト力の合力の変動幅が
非常に小さなものとなり、リングギヤ12のフリクショ
ン幅を越えることが無くなる。その作用は、同図に破線
で示されるリングギヤ12に一定の油圧を供給させた場
合との比較からも明らかである。よって、カムシャフト
2のトルク変動に起因するスラスト力によってリングギ
ヤ12が動かされることがなくなる。
Therefore, when the friction of the ring gear 12 is relatively small as in this embodiment, as shown in FIG.
As shown by the solid line in (f), the fluctuation range of the resultant force of the hydraulic pressure, the spring force, and the thrust force acting on the ring gear 12 becomes very small, and the friction width of the ring gear 12 is not exceeded. The action is apparent from comparison with the case where a constant hydraulic pressure is supplied to the ring gear 12 shown by the broken line in the figure. Therefore, the ring gear 12 is not moved by the thrust force caused by the torque fluctuation of the camshaft 2.

【0040】その結果、リングギヤ12を中間位置に保
持させる場合には、その位置制御を安定化させることが
できる。更にその結果として、リングギヤ12の不用意
な動きを防止することができ、延いてはリングギヤ12
のヘリカル歯における摩耗や、そのオイルシール摩耗、
或いはリングギヤ12自体の耐久性の低下を防止するこ
とができる。
As a result, when the ring gear 12 is held at the intermediate position, its position control can be stabilized. Further, as a result, inadvertent movement of the ring gear 12 can be prevented, and as a result, the ring gear 12 can be prevented.
Wear on the helical teeth of, and its oil seal wear,
Alternatively, it is possible to prevent the durability of the ring gear 12 itself from decreasing.

【0041】(第2実施例)次に、この発明における可
変バルブタイミング機構の油圧制御装置を具体化した第
2実施例を図7及び図8に基づいて説明する。尚、この
実施例の構成は前記第1実施例のそれと同じであるもの
として、同一の構成部材には同一の符号を付して説明を
省略し、以下に異なった点を中心に説明する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the hydraulic control device for a variable valve timing mechanism according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. It should be noted that the configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The different points will be mainly described below.

【0042】この実施例では、内外周の各歯12a,1
2bの傾き角度等によって決まるリングギヤ12の軸方
向におけるフリクションが相対的に大きくなるように設
定されている。又、ECU31により実行されるバルブ
タイミング制御の処理動作について前記第1実施例のそ
れと異なっている。即ち、図7のフローチャートはEC
U70により実行される「バルブタイミング制御ルーチ
ン」を示しており、エンジンの運転中に所定時間毎の定
時割り込みで実行される。
In this embodiment, the inner and outer teeth 12a, 1
The friction in the axial direction of the ring gear 12 determined by the inclination angle of 2b and the like is set to be relatively large. Further, the processing operation of the valve timing control executed by the ECU 31 is different from that of the first embodiment. That is, the flowchart of FIG.
It shows a "valve timing control routine" executed by U70, which is executed by a regular interrupt every predetermined time during the operation of the engine.

【0043】このフローチャートにおいて、ステップ2
01〜ステップ208の処理については、前記第1実施
例における図2のフローチャートの処理と同じであるこ
とから、説明を省略し、特に異なったステップ209の
処理について説明する。
In this flowchart, step 2
Since the processing from 01 to step 208 is the same as the processing in the flowchart of FIG. 2 in the first embodiment, a description thereof will be omitted and a different processing of step 209 will be described.

【0044】即ち、ステップ209においては、今回求
められた通電時間RTに基づき制御弁28をデューティ
制御する。この実施例では、カムシャフト2のトルク変
動の周期と同位相で同期させたデューティ周波数に基づ
き、通電時間RTを制御弁28のソレノイドへ出力し、
その後の処理を一旦終了するのである。
That is, in step 209, the control valve 28 is duty-controlled based on the energization time RT obtained this time. In this embodiment, the energization time RT is output to the solenoid of the control valve 28 based on the duty frequency synchronized in phase with the torque fluctuation cycle of the camshaft 2.
The subsequent process is once ended.

【0045】ここで、この実施例のバルブタイミング制
御の作用を図6に準ずる図8のタイムチャートに従って
説明する。このタイムチャートからも分かるように、カ
ムシャフト2のトルク変動は周期的に発生し、それに起
因するリングギヤ12のスラスト力は、トルク変動の周
期に対して反転した周期で発生することになる。そし
て、制御弁28のソレノイドでは、リングギヤ12のス
ラスト力が最大となるタイミングに同期したトリガパル
スを基準にして通電時間RTの通電が終了される。その
結果、リングギヤ12に加わる油圧力は、リングギヤ1
2のスラスト力の周期と同位相の周期をもって変動する
ことになる。
Here, the operation of the valve timing control of this embodiment will be described with reference to the time chart of FIG. 8 according to FIG. As can be seen from this time chart, the torque fluctuation of the camshaft 2 is periodically generated, and the thrust force of the ring gear 12 caused by the torque fluctuation is generated in a cycle that is the reverse of the cycle of the torque fluctuation. Then, the solenoid of the control valve 28 ends the energization for the energization time RT based on the trigger pulse synchronized with the timing when the thrust force of the ring gear 12 becomes maximum. As a result, the hydraulic pressure applied to the ring gear 12 is
It changes with the period of the same phase as the period of the thrust force of 2.

【0046】従って、カムシャフト2の回転位相を進角
させるべく制御弁28がデューティ制御された場合に
は、加圧室14に油圧が供給され、リングギヤ12はス
プリング力に抗して図1の右方向へと移動される。そし
て、この実施例では、制御弁28のデューティ制御が、
カムシャフト2のトルク変動周期と同位相で同期させた
デューティ周波数に基づいて行われている。つまり、リ
ングギヤ12に加わる油圧力がスラスト力の周期と同位
相の周期で変動するように制御弁28がデューティ制御
される。このため、カムシャフト2のトルク変動に起因
したスラスト力がリングギヤ12へ加えられ、リングギ
ヤ12に周期的に加えられる油圧力に上乗せされて付加
される。
Therefore, when the control valve 28 is duty-controlled to advance the rotational phase of the camshaft 2, hydraulic pressure is supplied to the pressurizing chamber 14, and the ring gear 12 resists the spring force and is shown in FIG. Moved to the right. In this embodiment, the duty control of the control valve 28 is
It is performed based on the duty frequency synchronized in the same phase as the torque fluctuation cycle of the camshaft 2. That is, the control valve 28 is duty-controlled so that the hydraulic pressure applied to the ring gear 12 fluctuates in a cycle having the same phase as the cycle of the thrust force. Therefore, the thrust force caused by the torque fluctuation of the camshaft 2 is applied to the ring gear 12 and added to the hydraulic pressure periodically applied to the ring gear 12.

【0047】従って、この実施例のように、リングギヤ
12のフリクションが相対的に大きい場合には、図8
(f)に実線で示すように、油圧力、スプリング力及び
スラスト力の合力が、リングギヤ12の軸方向の移動の
ために付与される。そして、その合力の変動幅はリング
ギヤ12のフリクション幅とほぼ同等となる。その作用
は、同図に破線で示されるリングギヤ12に一定の油圧
を供給させた場合との比較からも明らかである。
Therefore, when the friction of the ring gear 12 is relatively large, as in this embodiment, as shown in FIG.
As indicated by the solid line in (f), the resultant force of the hydraulic pressure, the spring force, and the thrust force is applied for the axial movement of the ring gear 12. The fluctuation range of the resultant force is almost the same as the friction width of the ring gear 12. The action is apparent from comparison with the case where a constant hydraulic pressure is supplied to the ring gear 12 shown by the broken line in the figure.

【0048】その結果、リングギヤ12のフリクション
が大きくても、リングギヤ12を軸方向へ移動させるの
に充分な合力が得られ、リングギヤ12の移動応答性を
向上させることができる。例えば、制御弁28のデュー
ティ制御によりリングギヤ12にかかる油圧力を僅かに
増減させた場合でも、その油圧変化がフリクションに起
因するヒステリシスの中に埋もれてしまうことがなくな
り、リングギヤ12を迅速に動かすことができる。よっ
て、リングギヤ12の位置制御をより線形に近いかたち
で行うことができ、VVT1によりバルブタイミングを
可変とする際の迅速な作動応答性を確保することができ
る。
As a result, even if the friction of the ring gear 12 is large, a resultant force sufficient to move the ring gear 12 in the axial direction can be obtained, and the movement response of the ring gear 12 can be improved. For example, even when the hydraulic pressure applied to the ring gear 12 is slightly increased or decreased by the duty control of the control valve 28, the change in the hydraulic pressure is not buried in the hysteresis caused by the friction, and the ring gear 12 is moved quickly. You can Therefore, the position control of the ring gear 12 can be performed in a more linear form, and a quick operation response can be secured when the valve timing is variable by the VVT 1.

【0049】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 (1)前記各実施例では、リングギヤ12の軸方向一端
側に一系統の油圧回路を用いて油圧を供給することによ
りリングギヤ12を移動させるようにしたが、リングギ
ヤの軸方向両端に二系統の油圧回路を用いて油圧を供給
することによりリングギヤを移動させるようにしてもよ
い。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be implemented as follows with a part of the configuration appropriately changed without departing from the spirit of the invention. (1) In each of the above-described embodiments, the ring gear 12 is moved by supplying hydraulic pressure to one end side in the axial direction of the ring gear 12 by using a hydraulic system of one system. The ring gear may be moved by supplying hydraulic pressure using a hydraulic circuit.

【0050】(2)前記各実施例では、吸気バルブの開
閉タイミングのみを可変とするVVT1を設けたが、排
気バルブの開閉タイミングのみを可変とするVVTや吸
気バルブ及び排気バルブの両方の開閉タイミングをそれ
ぞれ可変とするVVTを設けることもできる。
(2) In each of the above-described embodiments, the VVT 1 is provided in which only the opening / closing timing of the intake valve is variable, but the VVT in which only the opening / closing timing of the exhaust valve is variable and the opening / closing timing of both the intake valve and the exhaust valve are provided. It is also possible to provide a VVT that makes each variable.

【0051】(3)前記各実施例では、VVT1の油圧
制御装置をガソリンエンジンに具体化したが、VVTの
油圧制御装置をディーゼルエンジンに具体化することも
できる。
(3) In each of the above embodiments, the VVT 1 hydraulic control device is embodied in a gasoline engine, but the VVT hydraulic control device may be embodied in a diesel engine.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、リングギヤを油圧によって駆動させることによりバ
ルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構
において、リングギヤへの油圧の供給を制御すべく開閉
駆動される制御弁を、吸排気用のバルブを開閉駆動させ
る際に発生するカムシャフトのトルク変動周期と同期し
たデューティ周波数に基づいてデューティ制御してい
る。このため、カムシャフトのトルク変動に起因した周
期的なスラスト力が、周期的な油圧力に上乗せされてリ
ングギヤに付加される。或いは、リングギヤの軸方向に
周期的に加えられる油圧力がカムシャフトのトルク変動
に起因してリングギヤに周期的に付加されるスラスト力
を打ち消し合うように作用する。その結果、バルブタイ
ミングを可変とする場合に迅速な作動応答性を確保する
ことができ、リングギヤを中間位置に保持させる場合に
はその位置制御を安定化させることができるという優れ
た効果を発揮する。
As described above in detail, according to the present invention, in the variable valve timing mechanism for changing the valve timing by hydraulically driving the ring gear, the opening / closing drive is performed to control the hydraulic pressure supply to the ring gear. The control valve is duty-controlled based on a duty frequency synchronized with the torque fluctuation cycle of the camshaft that occurs when the intake / exhaust valve is driven to open and close. Therefore, the cyclic thrust force due to the torque fluctuation of the camshaft is added to the cyclic hydraulic pressure and added to the ring gear. Alternatively, the hydraulic pressure periodically applied in the axial direction of the ring gear acts to cancel the thrust forces periodically applied to the ring gear due to the torque fluctuation of the camshaft. As a result, when the valve timing is variable, a quick actuating response can be secured, and when the ring gear is held at the intermediate position, its position control can be stabilized, which is an excellent effect. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明を具体化した第1実施例における可変
バルブタイミング機構と同機構を駆動させるための油圧
制御装置を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a variable valve timing mechanism and a hydraulic control device for driving the same in a first embodiment embodying the present invention.

【図2】第1実施例において、ECUにより実行される
「バルブタイミング制御ルーチン」を示すフローチャー
トである。
FIG. 2 is a flowchart showing a “valve timing control routine” executed by an ECU in the first embodiment.

【図3】第1実施例においてデューティ制御される制御
弁の特性を示し、デューティ比に対する油圧の関係を示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a characteristic of a duty-controlled control valve in the first embodiment and showing a relationship between a duty ratio and a hydraulic pressure.

【図4】第1実施例において、エンジン回転数及び負荷
相当値に対する目標進角値の関係を予め定めてなるマッ
プである。
FIG. 4 is a map in which a relationship between a target advance angle value and an engine speed and a load equivalent value is predetermined in the first embodiment.

【図5】第1実施例において、目標進角値と現在進角値
との進角値偏差に対するデューティ加算値の関係を予め
定めてなるマップである。
FIG. 5 is a map in which a relationship between a duty addition value and a lead angle deviation between a target lead angle value and a current lead angle value is predetermined in the first embodiment.

【図6】第1実施例において、カムシャフトのトルク変
動、リングギヤのスラスト力、カム角センサのトリガパ
ルス、制御弁のソレノイドに対する通電、リングギヤに
対する油圧、及び油圧力,スプリング力,スラスト力の
合力の変化の関係を示すタイムチャートである。
FIG. 6 is a diagram showing the torque fluctuation of the camshaft, the thrust force of the ring gear, the trigger pulse of the cam angle sensor, the energization of the solenoid of the control valve, the hydraulic pressure of the ring gear, and the resultant force of the hydraulic pressure, the spring force, and the thrust force in the first embodiment. 5 is a time chart showing the relationship of changes in

【図7】この発明を具体化した第2実施例において、E
CUにより実行される「バルブタイミング制御ルーチ
ン」を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a schematic diagram of a second embodiment embodying the present invention.
It is a flow chart which shows a "valve timing control routine" performed by CU.

【図8】第2実施例において、カムシャフトのトルク変
動、リングギヤのスラスト力、カム角センサのトリガパ
ルス、制御弁のソレノイドに対する通電、リングギヤに
対する油圧、及び油圧力,スプリング力,スラスト力の
合力の変化の関係を示すタイムチャートである。
FIG. 8 is a second embodiment of the present invention, in which the camshaft torque variation, the ring gear thrust force, the cam angle sensor trigger pulse, the control valve solenoid energization, the ring gear hydraulic pressure, and the combined hydraulic pressure, spring force, and thrust force. 5 is a time chart showing the relationship of changes in

【符号の説明】 2…カムシャフト、3…シリンダヘッド、4…タイミン
グプーリ、12…リングギヤ、12a,12b…歯、1
7…ヘッド油路、18…シャフト油路、27…メイン油
路、28…制御弁、31…デューティ制御手段を構成す
るECU。
[Explanation of reference numerals] 2 ... cam shaft, 3 ... cylinder head, 4 ... timing pulley, 12 ... ring gear, 12a, 12b ... teeth, 1
7 ... Head oil passage, 18 ... Shaft oil passage, 27 ... Main oil passage, 28 ... Control valve, 31 ... ECU which constitutes duty control means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関のシリンダヘッドにて回転可能
に設けられ、吸排気用のバルブを開閉駆動させるカムシ
ャフトと、 前記カムシャフトの一端部に設けられて前記内燃機関の
クランクシャフトに駆動連結されたタイミングプーリ
と、 内外周に設けれた歯の少なくとも何れか一方がヘリカル
歯であり、前記カムシャフトと前記タイミングプーリと
の間に介在されて両者を連結すると共に、軸方向への移
動によって前記カムシャフトと相対回動可能なリングギ
ヤとを備え、前記カムシャフトと前記タイミングプーリ
との間において、前記リングギヤの軸方向端側に油路を
通じて油圧を加えることにより、前記リングギヤを軸方
向へ移動させながら回動させて前記カムシャフトに捩じ
りを付与する可変バルブタイミング機構の油圧制御装置
であって、 前記油路の途中に設けられ、前記リングギヤへの油圧の
供給を制御すべく開閉駆動される制御弁と、 前記吸排気用のバルブを開閉駆動させる際に発生する前
記カムシャフトのトルク変動周期と同期したデューティ
周波数に基づいて前記制御弁をデューティ制御するデュ
ーティ制御手段とを備えたことを特徴とする可変バルブ
タイミング機構の油圧制御装置。
1. A cam shaft rotatably provided in a cylinder head of an internal combustion engine for opening and closing a valve for intake and exhaust, and a drive shaft connected to a crank shaft of the internal combustion engine provided at one end of the cam shaft. The timing pulley and at least one of the teeth provided on the inner and outer circumferences are helical teeth, which are interposed between the cam shaft and the timing pulley to connect them and to each other by moving in the axial direction. The camshaft and the ring gear rotatable relative to each other are provided, and the ring gear is moved in the axial direction by applying a hydraulic pressure to an axial end side of the ring gear through an oil passage between the camshaft and the timing pulley. A hydraulic control device for a variable valve timing mechanism that applies a twist to the camshaft by rotating the camshaft while rotating. A control valve that is provided in the middle of the oil passage and that is opened / closed to control the supply of hydraulic pressure to the ring gear, and torque fluctuations of the camshaft that occur when the intake / exhaust valve is opened / closed. A hydraulic control device for a variable valve timing mechanism, comprising: a duty control means for controlling the duty of the control valve based on a duty frequency synchronized with a cycle.
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