JPH0972207A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｖバンクのように複数気筒を群とした複数気筒
群にそれぞれのバルブタイミング機構を備えた内燃機関
において、共通のオイルコントロールバルブを使用して
個別に位相制御することができる。 【解決手段】オイルコントロール（ＯＣＶ）８０はＶ型
エンジンの左側気筒群及び右側気筒群に各々設けられた
可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）５０Ｒ，５０Ｌに
接続されている。ＯＣＶ８０がＶＶＴ５０Ｒの第１油圧
供給孔５１ａに潤滑油が供給されたとき、ＶＶＴ５０Ｌ
の第１油圧供給孔５１ａにも潤滑油による油圧が印加さ
れるが、ＶＶＴ５０Ｌにおけるジャーナル溝６７は右側
気筒群ＲＳのジャーナル溝６７に対して１８０度反対位
置に位置しているため、非連通状態（遮断状態）にあ
る。この結果、油圧が左気筒群のＶＶＴ５０Ｌに潤滑油
が供給されず、右側気筒群のＶＶＴ５０Ｒのみが制御さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の運転状
態に応じてバルブタイミングを変更する可変バルブタイ
ミング機構を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装
置に関し、さらに詳細には、複数の可変バルブタイミン
グ機構を備えた内燃機関に好適な内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、エンジンの運転状態に応じ
て、吸気バルブ又は排気バルブのうち少なくとも一方の
バルブ開弁タイミング（バルブタイミング）を変更させ
る可変バルブタイミング機構が実用化されている。この
可変バルブタイミング機構によれば、吸気バルブと排気
バルブとが同時に開弁する期間（バルブオーバラップ期
間）を任意の期間とすることができるので、燃焼室内に
おける燃焼効率を向上させることができる。

【０００３】かかる可変バルブタイミング機構は、例え
ば、オイルコントロールバルブにより油圧を制御し、ク
ランクシャフトに対する吸気側カムシャフト（または排
気側カムシャフト）の回転位相（変位角度）を目標変位
角度に向けて変位させることで、バルブタイミングを変
更する機構を備えている。そして、複数の気筒群を備
え、１つのクランクシャフトに対して複数の吸気側カム
シャフト（または排気側カムシャフト、以下同様）を備
えるＶ型エンジンでは、吸気側カムシャフトの本数に対
応した可変バルブタイミング機構が備えられている。

【０００４】これらの複数の可変バルブタイミング機構
を対応する複数のオイルコントロールバルブによって駆
動制御することは、従来から行われている。しかし、こ
の場合にはオイルコントロールバルブを左右のバンクそ
れぞれに独立して設ける必要があるため、部品点数が増
加するとともに、そのための組付工数が増加するためコ
ストアップの原因となる問題がある。

【０００５】そこで、この問題を解消するために、特開
平６−２１２９１８号では、左右バンクに１つのオイル
コントロールバルブを設けて、このオイルコントロール
バルブにて可変バルブタイミング機構を駆動することが
提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
バルブタイミング制御装置では、１つのオイルコントロ
ールバルブで、左右バンクのバルブタイミング機構を制
御はできるものの、両バンクの位相制御を個別にできな
い問題がある。

【０００７】本発明は、前記従来の問題点を解消するた
めになされたものであり、Ｖバンクのように複数気筒を
群とした複数群にそれぞれのバルブタイミング機構を備
えた内燃機関において、共通のオイルコントロールバル
ブを使用して個別に位相制御することができる内燃機関
のバルブタイミング制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載の発明に係る内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置は、複数の気筒群における吸気弁或いは排気
弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを変更する
少なくとも２つの油圧制御式バルブタイミング変更手段
と、上記少なくとも２つのバルブタイミング変更手段へ
供給される油圧を機関運転状態に応じて電気的に制御す
る共通の油圧制御弁を有する内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置であって、前記油圧制御弁と上記少なくとも
２つの油圧制御式バルブタイミング変更手段との間に
は、前記各油圧制御式バルブタイミング変更手段と前記
油圧制御弁との接続を切換える切換手段を備えたもので
ある。

【０００９】（作用）上記構成により、切換手段によ
り、各油圧制御式バルブタイミング変更手段と油圧制御
弁との接続が切換えられ、切換えられた状態で、機関運
転状態に応じて油圧制御弁から油圧が供給される。この
結果、各油圧制御式バルブタイミング変更手段により、
各気筒群のバルブは個別にそのバルブタイミングが変更
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を内燃機関のバルブ
タイミング制御装置に具体化した実施の形態について図
面を参照して説明する。

【００１１】先ず、本実施の形態に係る内燃機関のバル
ブタイミング制御装置ＶＣの構成について図２及び図３
を参照して説明する。ここに、図２は本実施の形態が適
用されるガソリンエンジンシステムを示す概略構成図で
ある。

【００１２】内燃機関としてのエンジン１０は、複数の
シリンダが図面を垂直方向に見てＶ字状に形成されてい
るシリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上
部にそれぞれ連結される左側シリンダヘッド１２Ｌ、右
側シリンダヘッド１２Ｒとを備え、左側気筒群ＬＳと右
側気筒群ＲＳを形成している。また、エンジン１０は、
シリンダブロック１１の各シリンダ内を略上下方向に往
復移動するピストン１３を備え、各ピストン１３の下端
部にはクランクシャフト１４が連結されており、各ピス
トン１３が上下動することによりクランクシャフト１４
が回転させられる。

【００１３】また、クランクシャフト１４の近傍には、
クランク角センサ４０が配設されており、クランク角セ
ンサ４０は、クランクシャフト１４に連結されている磁
性体ロータ（図示しない）と、電磁ピックアップ（図示
しない）とから構成されている。ここで、ロータの外周
には等角度歯が形成されており、ロータの等角度歯が電
磁ピックアップの前方を通過する毎にパルス状のクラン
ク角度信号が発生する。

【００１４】さらに、後述する気筒判別センサ４２によ
る基準位置信号の発生後に、クランク角センサ４０から
のクランク角度信号の発生数を計測することで、ＥＣＵ
７０（後述する）にてクランクシャフト１４の回転速度
（エンジン回転数ＮＥ）が算出される。

【００１５】各シリンダブロック１１、及び両シリンダ
ヘッド１２Ｌ、１２Ｒの内壁と、ピストン１３の頂部と
によって区画形成された空間は、混合気を燃焼させるた
めの燃焼室１５として機能し、両シリンダヘッド１２
Ｌ、１２Ｒの頂部には、混合気に点火するための点火プ
ラグ１６が、燃焼室１５に突出するように配設されてい
る。また、両シリンダヘッド１２Ｌ、１２Ｒの両排気側
カムシャフト３３Ｌ、３３Ｒ近傍には、それぞれディス
トリビュータ１８が配設されており、各ディストリビュ
ータ１８には、両排気側カムシャフト３３Ｌ、３３Ｒの
回転に伴い、所定の割合で発生する基準位置信号を検出
するための気筒判別センサ４２が配設されている。かか
る基準位置信号は、クランクシャフト１４の基準位置の
検出、気筒の判別に用いられる。

【００１６】そして、各点火プラグ１６は、プラグコー
ド等（図示しない）を介してディストリビュータ１８に
接続されており、ＥＣＵ７０（後述する）からの点火信
号に基づきイグナイタ１９から出力された高電圧は、各
ディストリビュータ１８によって、クランク角度に同期
して各点火プラグ１６に分配される。

【００１７】また、シリンダブロック１１には、冷却水
通路を流れる冷却水の温度（冷却水温度）ＴＷを検出す
るための水温センサ４３が配設されている。さらに、両
シリンダヘッド１２Ｌ、１２Ｒは、それぞれ吸気ポート
２２、及び排気ポート３２を有しており、各吸気ポート
２２には吸気通路２０が接続されており、各排気ポート
３２には排気通路３０が接続されている。また、シリン
ダヘッド１２の各吸気ポート２２には、吸気バルブ２１
が配設され、各排気ポート３２には排気バルブ３１が配
設されている。

【００１８】そして、左側気筒群ＬＳの各吸気バルブ２
１の上方には、吸気バルブ２１を開閉駆動するための左
側吸気側カムシャフト２３Ｌが配置され、右側気筒群Ｒ
Ｓの各吸気バルブ２１の上方には、吸気バルブ２１を開
閉駆動するための右側吸気側カムシャフト２３Ｒが配置
されている。また、左側気筒群ＬＳの各排気バルブ３１
の上方には、排気バルブ３１を開閉駆動するための左側
排気側カムシャフト３３Ｌが配置され、右側気筒群ＲＳ
の各排気バルブ３１の上方には、排気バルブ３１を開閉
駆動するための右側排気側カムシャフト３３Ｒが配置さ
れている。

【００１９】さらに、両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２
３Ｒの一端には、それぞれ吸気側タイミングプーリ２７
が装着されており、両排気側カムシャフト３３Ｌ、３３
Ｒの一端には、それぞれ排気側タイミングプーリ３４が
装着されている。そして、各タイミングプーリ２７、３
４は、タイミングベルト３５を介して、クランクシャフ
ト１４に連結されている。

【００２０】したがって、エンジン１０の作動時にはク
ランクシャフト１４からタイミングベルト３５及び各タ
イミングプーリ２７、３４を介して各カムシャフト２３
Ｌ、１２Ｒ、３３Ｌ、３３Ｒに回転駆動力が伝達され、
各カムシャフト２３Ｌ、１２Ｒ、３３Ｌ、３３Ｒが回転
することにより各吸気バルブ２１、及び各排気バルブ３
１が開閉駆動される。これら各バルブ２１、３１は、ク
ランクシャフト１４の回転及びピストン１３の上下動に
同期して、すなわち、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張
行程、及び排気行程よりなるエンジン１０における一連
の４行程に同期して、所定の開閉タイミングで駆動され
る。

【００２１】さらに、両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２
３Ｒの近傍には、それぞれカム角センサ４４Ｌ、４４Ｒ
が配設されており、各カム角センサ４４Ｌ、４４Ｒは、
両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２３Ｒに連結された磁性
体ロータ（図示しない）と電磁ピックアップ（図示しな
い）とから構成されている。また、磁性体ロータの外周
には、複数の歯が等角度毎に形成され、例えば、所定気
筒の圧縮ＴＤＣの前、ＢＴＤＣ９０°〜３０°の間に、
吸気側カムシャフト２３の回転にともなうパルス状のカ
ム角度信号（変位タイミング信号）が検出されるように
なっている。

【００２２】また、本実施の形態におけるガソリンエン
ジンシステムでは、吸気バルブ２１の開閉タイミングを
変更してバルブオーバラップ量の変更を実現するため、
左側気筒群ＬＳ、右側気筒群ＲＳの吸気側タイミングプ
ーリ２７にそれぞれ、油圧により駆動される可変バルブ
タイミング機構５０Ｌ、５０Ｒ（以下「ＶＶＴ」とい
う。）が配設されている。このＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒ
は、クランクシャフト１４（吸気側タイミングプーリ２
７）の回転に対する両吸気側カムシャフト２３Ｌ、２３
Ｒの変位角度を変化させることにより、吸気バルブ２１
のバルブタイミングを連続的に変更させるための機構で
ある。この機構により本発明の油圧制御バルブタイミン
グ変更手段が構成されている。

【００２３】そして、両ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒには、共
通のオイルコントロールバルブ８０（以下「ＯＣＶ」と
いう。）、オイルポンプ６４、オイルフィルタ６６が接
続されている。前記ＯＣＶ８０により、油圧制御弁が構
成されている。

【００２４】吸気通路２０の空気取り入れ側には、エア
クリーナ２４が接続されており、吸気通路２０の途中に
は、アクセルペダル（図示しない）に連動して開閉駆動
されるスロットルバルブ２６が配設されている。そし
て、かかるアクセルペダルが開閉されることにより、吸
入空気量が調整される。

【００２５】そして、スロットルバルブ２６の近傍に
は、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ４
５が配設されている。さらに、スロットルバルブ２６の
下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンク２
５が形成されている。そして、サージタンク２５には、
サージタンク２５内における吸気圧力を検出する吸気圧
力センサ４６が配設されている。また、各シリンダの吸
気ポート２２の近傍には、燃焼室１５へ燃料を供給する
ためのインジェクタ１７が配設されている。各インジェ
クタ１７は、通電により開弁される電磁弁であり、各イ
ンジェクタ１７には、燃料ポンプ（図示しない）から圧
送される燃料が供給される。

【００２６】したがって、エンジン１０の作動時には、
吸気通路２０には、エアクリーナ２４によって濾過され
た空気が取り込まれ、その空気の取り込みと同時に各イ
ンジェクタ１７から各吸気ポート２２に向けて燃料が噴
射される。この結果、吸気ポート２２では混合気が生成
され、混合気は、吸入行程において開弁される吸気バル
ブ２１の開弁にともなって、燃焼室１５内に吸入され
る。

【００２７】そして、燃焼室１５における燃焼により発
生した排ガスは、排気通路３０に配設された浄化装置を
通って、大気中に排出される。次に、ＶＶＴ５０Ｌ、５
０Ｒのシステム構成について、図３を参照して説明す
る。なお、説明の便宜上、図３には左側気筒群ＬＳにお
けるＶＶＴ５０Ｌと、右側気筒群ＲＳにおけるＶＶＴ５
０Ｒとを区別することなく、単にＶＶＴ５０が配設され
た吸気側カムシャフト２３近傍の断面、及びＶＶＴ５０
の制御システム全体を示すものとする。

【００２８】ＶＶＴ５０の制御システムは、ＶＶＴ５
０、ＶＶＴ５０に対して駆動力を印加するＯＣＶ８０、
カム角度信号を検出するカム角センサ４４、カム角セン
サ４４等の各種センサからの入力信号に基づいてＯＣＶ
８０を駆動制御するＥＣＵ７０を備えている。

【００２９】ＶＶＴ５０は、吸気側カムシャフト２３と
吸気側タイミングプーリ２７との間に配設されており、
吸気側カムシャフト２３は、シリンダヘッド１２、及び
ベアリングキャップ５１間において設けられたジャーナ
ル軸受部４８に対しカムジャーナル４９にて回転自在に
支持されている。吸気側カムシャフト２３の先端部近傍
には、吸気側タイミングプーリ２７が相対回動可能に装
着されており、また、吸気側カムシャフト２３の先端に
は、インナキャップ５２が中空ボルト５３及びピン５４
により一体回転可能に取着されている。

【００３０】吸気側タイミングプーリ２７には、キャッ
プ５５を有するハウジング５６がボルト５７及び、ピン
５８により一体回転可能に取着されており、このハウジ
ング５６によって、吸気側カムシャフト２３の先端、及
びインナキャップ５２の全体が覆われている。また、吸
気側タイミングプーリ２７の外周には、タイミングベル
ト３５を掛装するための外歯２７ａが多数形成されてい
る。

【００３１】吸気側カムシャフト２３、及び吸気側タイ
ミングプーリ２７は、ハウジング５６、及びインナキャ
ップ５２間に介在されたリングギヤ５９によって連結さ
れている。リングギヤ５９は、略円環形状をなし、吸気
側タイミングプーリ２７、ハウジング５６、及びインナ
キャップ５２によって囲まれた空間Ｓ内において、吸気
側カムシャフト２３の軸方向へ往復動自在に収容されて
いる。また、リングギヤ５９の内外周には多数の歯５９
ａ、５９ｂが形成されている。

【００３２】これに対応して、インナキャップ５２の外
周、及びハウジング５６の内周には、多数の歯５２ａ、
５６ｂが形成されている。これらの歯５９ａ、５９ｂ、
５２ａ、５６ｂはいずれも、その歯すじが吸気側カムシ
ャフト２３の軸線に対して所定角度で交差するヘリカル
歯となっている。すなわち、歯５２ａと歯５９ａとが互
いに噛合し、歯５６ｂと歯５９ｂとが互いに噛合してい
る、ヘリカルスプラインを構成している。

【００３３】そして、これらの噛合によって、吸気側タ
イミングプーリ２７の回転は、ハウジング５６、及びイ
ンナキャップ５２を介して、吸気側カムシャフト２３に
伝達される。また、各歯５９ａ、５９ｂ、５２ａ、５６
ｂがヘリカル歯であることから、リングギヤ５９が吸気
側カムシャフト２３の軸方向に移動すると、インナキャ
ップ５２、及びハウジング５６に捻り力が付与され、吸
気側カムシャフト２３が吸気側タイミングプーリ２７に
対して相対移動する。

【００３４】空間Ｓには、リングギヤ５９を軸方向へ移
動させるために、リングギヤ５９の先端側に第１油圧室
６０を有し、リングギヤ５９の基端側に第２油圧室６１
を有している。そして、ベアリングキャップ５１は、第
１油圧供給孔５１ａ、及び第２油圧供給孔５１ｂを有し
ている。また、吸気側カムシャフト２３内部には、第１
油圧供給孔５１ａと第１油圧室６０とを連通する第１油
圧供給路６２、及び第２油圧供給孔５１ｂと第２油圧室
６１とを連通する第２油圧供給路６３とが形成されてい
る。

【００３５】前記第１油圧供給路６２は、カムジャーナ
ル４９に周方向に半周分凹設された周溝としてのジャー
ナル溝６７、カムシャフト２３の軸芯に沿って形成され
た進角側シャフト油路６８、進角側シャフト油路６８・
ジャーナル溝６７間を連通する連通路６８ａ、及び中空
ボルト５３の中心孔６９とにより構成されている。そし
て、前記第１油圧供給孔５１ａはカムジャーナル溝６７
において開口されている。一方、進角側シャフト油路６
８の先端側は中空ボルト５３の中心孔６９を介して第１
油圧室６０と連通されている。

【００３６】前記第２油圧供給路６３は、カムジャーナ
ル４９に周方向に半周分凹設された周溝としてのジャー
ナル溝８７、進角側シャフト油路６８と平行にカムシャ
フト２３に形成された遅角側シャフト油路８８とにより
構成されている。前記ジャーナル溝８７はカムジャーナ
ル溝６７と同様に同位相となるように形成されている。
前記遅角側シャフト油路８８はインナキャップ５２と対
向する先端部において開口され、第２油圧室６１と連通
されている。また、遅角側シャフト油路８８の基端側は
前記ジャーナル溝８７側に向けられ、同ジャーナル溝８
７に連通されている。そして、前記第２油圧供給孔５１
ｂはカムジャーナル溝８７において開口されている。
そして、図１に示すように、右側気筒群ＲＳのジャーナ
ル溝６７，８７の位相は左側気筒群ＬＳのジャーナル溝
６７，８７の位相とは１８０度ずれるように形成されて
いる。

【００３７】前記両気筒群ＲＳ，ＬＳのジャーナル溝６
７，８７により切換手段が構成されている。そして、各
油圧供給孔５１ａ、５１ｂには、油圧ポンプ６４によっ
てオイルパン６５から吸い上げられた潤滑油が、所定の
圧力をもってオイルフィルタ６６を介して供給される。
また、各油圧供給路６０、６１を介して各油圧室６０、
６１へ選択的に油圧を供給するために、各油圧供給孔５
１ａ、５１ｂには、ＯＣＶ８０が接続されている。

【００３８】このＯＣＶ８０は、電磁式アクチュエータ
８１、及びコイルスプリング８２によって駆動されるプ
ランジャ８３が、スプール８４を軸方向に往復移動させ
ることにより潤滑油の流れ方向を切り替える４ポート方
向制御弁である。そして、電磁式アクチュエータ８１
が、デューティ制御されることによってその開度が調整
され、各油圧室６０、６１に供給する油圧の大きさが調
整される。

【００３９】ＯＣＶ８０のケーシング８５は、タンクポ
ート８５ｔ、Ａポート８５ａ、Ｂポート８５ｂ、及びリ
ザーバポート８５ｒを有している。そして、タンクポー
ト８５ｔは、油圧ポンプ６４を介してオイルパン６５と
接続されており、Ａポート８５ａは、第１油圧供給孔５
１ａと、Ｂポート８５ｂは、第２油圧供給孔５１ｂと接
続されている。また、リザーバポート８５ｒは、オイル
パン６５と連通されている。

【００４０】スプール８４は、円柱状の弁体であり、２
つのポート間における潤滑油の流れを封止する４つのラ
ンド８４ａと、２つのポート間を連通し、潤滑油の流れ
を許容するパセージ８４ｂ、２つのパセージ８４ｃとを
有している。

【００４１】これらの構成を備えるＶＶＴ５０では、Ｏ
ＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図面左方に移
動された場合には、パセージ８４ｂはタンクポート８５
ｔとＡポート８５ａとを連通し、第１油圧供給孔５１ａ
に潤滑油が供給される。そして、第１油圧供給孔５１ａ
に供給された潤滑油は、第１油圧供給路６２を介して第
１油圧室６０に供給され、リングギヤ５９の先端側に油
圧が印加される。

【００４２】これと同時に、パセージ８４ｃは、Ｂポー
ト８５ｂとリザーバポート８５ｒとを連通し、第２油圧
室６１内の潤滑油は、第２油圧供給路６３、第２油圧供
給孔５１ｂ、及びＯＣＶ８０のＢポート８５ｂ、リザー
バポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出され
る。

【００４３】したがって、リングギヤ５９は、先端側に
印加された油圧によって基端側（図面右方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に捻りが付与される。この結果、吸気側タ
イミングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する
吸気側カムシャフト２３の回転位相（変位角度）が変更
（変位）され、吸気側カムシャフト２３は最遅角変位角
度から最進角変位角度に向けて変位し、吸気バルブ２１
の開弁タイミングが進角される。

【００４４】こうして開弁タイミングが進角された吸気
バルブ２１は、排気バルブ３１が開弁している間に開弁
されることとなり、吸気バルブ２１と排気バルブ３１と
が同時に開弁するバルブオーバラップ期間が拡大され
る。なお、リングギヤ５９の基端側への移動は、リング
ギヤ５９が吸気側タイミングプーリ２７と当接すること
によって規制され、リングギヤ５９が吸気側タイミング
プーリ２７と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の
開弁タイミングが最も早くなる。

【００４５】一方、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプー
ル８４が図面右方に移動された場合には、パセージ８４
ｂはタンクポート８５ｔとＢポート８５ｂとを連通し、
第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が供給される。そして、
第２油圧供給孔５１ｂに供給された潤滑油は、第２油圧
供給路６３を介して第２油圧室６１に供給され、リング
ギヤ５９の基端側に油圧が印加される。

【００４６】これと同時に、パセージ８４ｃは、Ａポー
ト８５ａとリザーバポート８５ｒとを連通し、第１油圧
室６０内の潤滑油は、第１油圧供給路６２、第１油圧供
給孔５１ａ、及びＯＣＶ８０のＡポート８５ａ、リザー
バポート８５ｒを介して、オイルパン６５に排出され
る。

【００４７】したがって、リングギヤ５９は、基端側に
印加された油圧によって先端側（図面左方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に逆向きの捻りが付与される。この結果、
吸気側タイミングプーリ２７（クランクシャフト１４）
に対する吸気側カムシャフト２３の回転位相（変位角
度）が変更（変位）され、吸気側カムシャフト２３は最
進角変位角度から最遅角変位角度に向けて変位し、吸気
バルブ２１の開弁タイミングが遅角される。

【００４８】こうして、吸気バルブ２１の開弁タイミン
グが遅角されることにより、吸気バルブ２１と排気バル
ブ３１とが同時に開弁するバルブオーバラップ期間が縮
小、あるいは、除去される。なお、リングギヤ５９の先
端側への移動は、リングギヤ５９がハウジング５６と当
接することによって規制され、リングギヤ５９がハウジ
ング５６と当接して停止した際に、吸気バルブ２１の開
弁タイミングが最も遅くなる。

【００４９】上記ＶＶＴ５０により変更される吸気バル
ブ２１のバルブタイミングは、カム角センサ４４から出
力されるカム角度信号（変位タイミング信号）と、クラ
ンク角センサ４０から出力されるクランク角度信号（基
準タイミング信号）とに基づいて算出される。

【００５０】すなわち、例えば、ＥＣＵ７０に変位タイ
ミング信号が入力された後、最初に入力されたクランク
角度信号を基準タイミング信号と認識し、変位タイミン
グ信号が入力されてから、基準タイミング信号が入力さ
れるまでに要する時間を、エンジン回転数を用いて計測
する。そして、その時間を既知の時間とクランク角度の
関係を用い変位角度に換算することによって、クランク
シャフト１４に対する吸気側カムシャフト２３の実変位
角度が算出されるのである。

【００５１】続いて、本実施の形態に係る内燃機関のバ
ルブタイミング制御装置の制御系について図４に示す制
御ブロック図を参照して説明する。内燃機関のバルブタ
イミング制御装置ＶＣの制御系は、電子制御ユニット７
０（以下「ＥＣＵ」という。）を核として構成されてい
る。

【００５２】ＥＣＵ７０は、両ＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒに
おける第１、第２バルブタイミング制御処理プログラム
等の各種制御プログラムを格納したＲＯＭ７１を有して
いる。また、ＥＣＵ７０は、ＲＯＭ７１に格納された制
御プログラムに基づいて演算処理を実行するＣＰＵ７
２、ＣＰＵ７２での演算結果、各センサから入力された
データ等を一時的に記憶するＲＡＭ７３、ＲＡＭ７３に
格納された各種データを電源供給停止時に保持するため
のバックアップＲＡＭ７４を有している。

【００５３】そして、ＣＰＵ７２、ＲＯＭ７１、ＲＡＭ
７３、及びバックアップＲＡＭ７４は、双方向バス７５
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７６、及び出力インターフェース７７と接続されて
いる。

【００５４】入力インターフェース７６には、クランク
角センサ４０、気筒判別センサ４２、水温センサ４３、
右側カム角センサ４４Ｌ、左側カム角センサ４４Ｒスロ
ットルセンサ４５、吸気圧力センサ４６等が接続されて
いる。そして、各センサから出力された信号がアナログ
信号である場合には、図示しないＡ／Ｄコンバータによ
ってディジタル信号に変換された後、双方向バス７５に
出力される。

【００５５】また、出力インターフェース７７には、イ
ンジェクタ１７、イグナイタ１９、ＯＣＶ８０等の外部
回路が接続されており、これら外部回路は、ＣＰＵ７２
において実行された制御プログラムの演算結果に基づい
て作動制御される。なお、本実施の形態ではＶＶＴ５０
Ｌに対する制御及びＶＶＴ５０Ｒに対する制御はＯＣＶ
８０を駆動制御することによってそれぞれ独立して実行
される。

【００５６】次に、上記構成を備えた本実施の形態に係
る内燃機関のバルブタイミング制御装置ＶＣの作用につ
いて説明する。右側気筒群ＲＳにおけるＶＶＴ５０Ｒを
制御する場合、ＥＣＵ７０は吸気圧力センサ４６により
検出された吸気圧力、水温センサにより検出された冷却
水温度ＴＷ等によりエンジンの運転状態を判断し、ＶＶ
Ｔ５０Ｒの好適な目標カム角を演算する。そして、ＥＣ
Ｕ７０は、右側気筒群ＲＳのカム角センサ４４Ｒからの
カム角度信号に基づいて、右側気筒群ＲＳの第１油圧供
給孔５１ａとジャーナル溝６７、第２油圧供給孔５１ｂ
とジャーナル溝８７が連通するタイミングとなったと判
別したとき、目標カム角となるようにＯＣＶ８０に制御
信号を出力する。この結果、ＯＣＶ８０が駆動制御さ
れ、スプール８４が図１において右方又は左方に移動す
る。

【００５７】例えば、スプール８４が図面左方に移動さ
れた場合には、パセージ８４ｂはタンクポート８５ｔと
Ａポート８５ａとを連通し、第１油圧供給孔５１ａに潤
滑油が供給される。そして、第１油圧供給孔５１ａに供
給された潤滑油は、第１油圧供給路６２を介して第１油
圧室６０に供給され、リングギヤ５９の先端側に油圧が
印加される。これと同時に、パセージ８４ｃは、Ｂポー
ト８５ｂとリザーバポート８５ｒとを連通し、ＶＶＴ５
０Ｒの第２油圧室６１内の潤滑油は、第２油圧供給路６
３、第２油圧供給孔５１ｂ、及びＯＣＶ８０のＢポート
８５ｂ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６
５に排出される。

【００５８】この結果、リングギヤ５９は、先端側に印
加された油圧によって基端側（図面右方）に回動しなが
ら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カムシ
ャフト２３に捻りが付与される。この結果、吸気側タイ
ミングプーリ２７（クランクシャフト１４）に対する吸
気側カムシャフト２３の回転位相（変位角度）が変更
（変位）され、吸気側カムシャフト２３は最遅角変位角
度から最進角変位角度に向けて変位し、吸気バルブ２１
の開弁タイミングが進角される。

【００５９】前記ＯＣＶ８０がＶＶＴ５０Ｒの第１油圧
供給孔５１ａに潤滑油が供給されたとき、ＶＶＴ５０Ｌ
の第１油圧供給孔５１ａにも潤滑油による油圧が印加さ
れるが、ＶＶＴ５０Ｌにおけるジャーナル溝６７は右側
気筒群ＲＳのジャーナル溝６７に対して１８０度反対位
置に位置しているため、非連通状態（遮断状態）にあ
る。この結果、油圧が左気筒群ＬＳのＶＶＴ５０Ｌに潤
滑油が供給されず、右側気筒群ＲＳのＶＶＴ５０Ｒのみ
が制御される。

【００６０】一方、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプー
ル８４が図面右方に移動された場合には、パセージ８４
ｂはタンクポート８５ｔとＢポート８５ｂとを連通し、
第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が供給される。そして、
第２油圧供給孔５１ｂに供給された潤滑油は、第２油圧
供給路６３を介して第２油圧室６１に供給され、リング
ギヤ５９の基端側に油圧が印加される。

【００６１】これと同時に、パセージ８４ｃは、Ａポー
ト８５ａとリザーバポート８５ｒとを連通し、ＶＶＴ５
０Ｒの第１油圧室６０内の潤滑油は、第１油圧供給路６
２、第１油圧供給孔５１ａ、及びＯＣＶ８０のＡポート
８５ａ、リザーバポート８５ｒを介して、オイルパン６
５に排出される。

【００６２】したがって、リングギヤ５９は、基端側に
印加された油圧によって先端側（図面左方）に回動しな
がら移動され、インナキャップ５２を介して吸気側カム
シャフト２３に逆向きの捻りが付与される。この結果、
ＶＶＴ５０Ｒの吸気側タイミングプーリ２７（クランク
シャフト１４）に対する吸気側カムシャフト２３の回転
位相（変位角度）が変更（変位）され、吸気側カムシャ
フト２３は最進角変位角度から最遅角変位角度に向けて
変位し、吸気バルブ２１の開弁タイミングが遅角され
る。

【００６３】こうして、右側気筒群ＲＳの吸気バルブ２
１の開弁タイミングが遅角されることにより、吸気バル
ブ２１と排気バルブ３１とが同時に開弁するバルブオー
バラップ期間が縮小、あるいは、除去される。なお、リ
ングギヤ５９の先端側への移動は、リングギヤ５９がハ
ウジング５６と当接することによって規制され、リング
ギヤ５９がハウジング５６と当接して停止した際に、吸
気バルブ２１の開弁タイミングが最も遅くなる。

【００６４】前記ＯＣＶ８０がＶＶＴ５０Ｒの第２油圧
供給孔５１ｂに潤滑油が供給されたとき、ＶＶＴ５０Ｌ
の第２油圧供給孔５１ｂにも潤滑油による油圧が印加さ
れるが、ＶＶＴ５０Ｌにおけるジャーナル溝８７は右側
気筒群ＲＳのジャーナル溝８７に対して１８０度反対位
置に位置しているため、非連通状態（遮断状態）にあ
る。この結果、油圧が左気筒群ＬＳのＶＶＴ５０Ｌに潤
滑油が供給されず、右側気筒群ＲＳのＶＶＴ５０Ｒのみ
が制御される。

【００６５】反対に左側気筒群ＬＳにおけるＶＶＴ５０
Ｒを制御する場合には、前記右側気筒群のＶＶＴ５０Ｒ
を駆動制御するときと同様に、ＥＣＵ７０は、左側気筒
群ＬＳのカム角センサ４４Ｌからのカム角度信号に基づ
いて、左側気筒群ＬＳの第１油圧供給孔５１ａとジャー
ナル溝６７、第２油圧供給孔５１ｂとジャーナル溝８７
が連通するタイミングとなったと判別したとき、目標カ
ム角となるようにＯＣＶ８０に制御信号を出力する。こ
の結果、ＯＣＶ８０が駆動制御され、スプール８４が図
１において右方又は左方に移動する。

【００６６】以下、前記右側気筒群ＲＳのＶＶＴ５０Ｒ
と同様に目標カム角となるように、左側気筒群ＬＳのＶ
ＶＴ５０Ｌは進角或いは遅角制御される。そして、ＶＶ
Ｔ５０Ｌが進角制御される際、ＯＣＶ８０がＶＶＴ５０
Ｌの第１油圧供給孔５１ａに潤滑油が供給されたとき、
ＶＶＴ５０Ｒの第１油圧供給孔５１ａにも潤滑油による
油圧が印加されるが、ＶＶＴ５０Ｒにおけるジャーナル
溝６７は左側気筒群ＬＳのジャーナル溝６７に対して１
８０度反対位置に位置しているため、非連通状態（遮断
状態）にある。この結果、油圧が右気筒群ＲＳのＶＶＴ
５０Ｒに潤滑油が供給されず、左側気筒群ＬＳのＶＶＴ
５０Ｌのみが制御される。

【００６７】ＶＶＴ５０Ｌが遅角制御される際、ＯＣＶ
８０がＶＶＴ５０Ｌの第２油圧供給孔５１ｂに潤滑油が
供給されたとき、ＶＶＴ５０Ｒの第２油圧供給孔５１ｂ
にも潤滑油による油圧が印加されるが、ＶＶＴ５０Ｒに
おけるジャーナル溝８７は左側気筒群ＬＳのジャーナル
溝８７に対して１８０度反対位置に位置しているため、
非連通状態（遮断状態）にある。この結果、油圧が右気
筒群ＲＳのＶＶＴ５０Ｌに潤滑油が供給されず、左側気
筒群ＬＳのＶＶＴ５０Ｒのみが制御される。 （イ） 上記のように、本実施の形態においては、ＶＶ
Ｔ５０Ｒ、ＶＶＴ５０Ｌの制御を行うＯＣＶ８０を単一
のものにするとともに、右側気筒群ＲＳ、及び左側気筒
群ＬＳのジャーナル溝６７，８７は１８０度反対位相に
設けている。このため、カムシャフト２３が回転される
毎に他の気筒群のジャーナル溝６７，８７に切換わるた
め、この切換えのタイミングに合わせてＥＣＵ７０から
ＯＣＶ８０に制御信号を出力することにより、ＶＶＴ５
０Ｒ、ＶＶＴ５０Ｌを個別に位相制御することができ
る。 （ロ） この結果、Ｖ型エンジンにおいては、従来複数
必要であった０ＣＶを単一の０ＣＶとすることができ、
部品点数が少なくなるためコストを低減することができ
る。 （ハ） 又、この実施の形態では、ジャーナル溝６７，
８７がカムジャーナル４９の半周ですむため、カムジャ
ーナル４９の全周にジャーナル溝を設ける必要があった
従来とは異なり、ジャーナル打音の抑制ができる。

【００６８】なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範
囲で種々の変形改良が可能である。 （Ａ） 例えば、上記実施の形態では、Ｖ型エンジンの
左側気筒群ＬＳと右側気筒群ＲＳとにそれぞれＶＶＴ５
０Ｌ、５０Ｒを配設する構成を備えているが、直列エン
ジンのカムシャフトを前後で分断し、前側気筒群と後側
気筒群とにそれぞれＶＶＴ５０を備えたエンジンに対し
て適用してもよい。 （Ｂ） また、上記実施の形態では、左側気筒群ＬＳと
右側気筒群ＲＳとに、２つのＶＶＴ５０Ｌ、５０Ｒを備
えた例について説明しているが、各気筒群を前後で分断
し、左前側気筒群、右前側気筒群、左後側気筒群、及び
右後側気筒群とし、４つのＶＶＴ５０を備える等、３つ
以上のＶＶＴ５０を備えたエンジンに対して適用しても
よい。 （Ｃ） また、上記実施の形態では、吸気バルブ２１の
バルブタイミングを可変制御することによりバルブオー
バラップの期間を変更する構成を備えている。しかしな
がら、排気バルブ３１のバルブタイミングを可変制御す
ることにより、あるいは、吸気バルブ２１、及び排気バ
ルブ３１のバルブタイミングを可変制御することにより
バルブオーバラップの期間を変更する構成としてもよ
い。

【００６９】なお、以上の実施の形態から把握すること
ができる請求項以外の技術的思想について、以下にその
効果とともに記載する。 （１）請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング制御
装置において、バルブタイミング変更手段は、カムシャ
フト内に設けられた制御用油路を含み、切換手段は、各
バルブタイミング変更手段における制御用油路を選択的
に切換え接続するものである内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置。かかる構成を備える場合には、各カムシャ
フト内の制御用油路を切換えることにより、個別に少な
くとも２つの油圧制御式バルブタイミング変更手段を制
御できる。

【００７０】（２）前記（１）に記載された内燃機関の
バルブタイミング制御装置において、切換手段は、カム
シャフトの周部に設けられた周溝であって、各バルブタ
イミング変更手段間においては互いに位相がずらして形
成されたものである内燃機関のバルブタイミング制御装
置。この構成によれば、切換手段は簡単な構成にて形成
できる。

【００７１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、複数気
筒を群とした複数群にそれぞれのバルブタイミング機構
を備えた内燃機関において、共通のオイルコントロール
バルブを使用して個別に位相制御することができる優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制
御装置の概念構成を示す概念構成図。

【図２】 本発明が適用されるガソリンエンジンシステ
ムの概略構成を示すシステム構成図。

【図３】 可変バルブタイミング機構システムの概略構
成図。

【図４】 内燃機関のバルブタイミング制御装置におけ
る制御ブロック図。

【符号の説明】

１０…エンジン、１４…クランクシャフト、２０…吸気
通路、２１…吸気バルブ、２３Ｌ…左側吸気側カムシャ
フト、２３Ｒ…右側吸気側カムシャフト、４０…クラン
ク角センサ、４４…カム角センサ、４６…吸気圧力セン
サ、５０Ｌ…左側ＶＶＴ、５０Ｒ…右側ＶＶＴ、７０…
ＥＣＵ、８０…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、
ＬＳ…左側気筒群、ＲＳ…右側気筒群、ＶＣ…内燃機関
のバルブタイミング制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の気筒群における吸気弁或いは排気
   弁のうち少なくとも一方のバルブタイミングを変更する
   少なくとも２つの油圧制御式バルブタイミング変更手段
   と、 上記少なくとも２つのバルブタイミング変更手段へ供給
   される油圧を機関運転状態に応じて電気的に制御する共
   通の油圧制御弁を有する内燃機関のバルブタイミング制
   御装置であって、 前記油圧制御弁と上記少なくとも２つの油圧制御式バル
   ブタイミング変更手段との間には、前記各油圧制御式バ
   ルブタイミング変更手段と前記油圧制御弁との接続を切
   換える切換手段を備えたことを特徴とする内燃機関のバ
   ルブタイミング制御装置。