JPH10212912A - 内燃機関用バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハウジング部材とベーン部材との相対回動を
拘束する拘束手段の損傷を防止し、応答性に優れるバル
ブタイミング調整装置を提供する。 【解決手段】 ベーンロータ９を最遅角位置に保持する
場合、進角側および遅角側の両方の油圧によりストッパ
穴からストッパピストン７を抜け出させておく端部保持
モードが実行される。したがって、ベーンロータ９が最
遅角位置から進角側に回転するときにストッパピストン
７およびストッパ穴が損傷することを防止する。端部保
持モードにおいて各進角油圧室にはすでに油圧が加わっ
ているので、油路を切り換えることなく各進角油圧室の
油圧を上昇するだけでベーンロータ９が最遅角位置から
進角側に速やかに回転する。また、端部保持モードにお
ける各進角油圧室の油圧はベーンロータ９を進角側に回
転させる油圧よりも小さいので、各ベーンがばたついて
打音を発生することを抑制できる。

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（以下、
「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁
の少なくともいずれか一方の開閉タイミング（以下、
「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を運転
条件に応じて変更するためのバルブタイミング調整装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エンジンのクランクシャフトと同
期回転するタイミングプーリやチェーンスプロケットを
介してカムシャフトを駆動し、タイミングプーリやチェ
ーンスプロケットとカムシャフトとの相対回動による位
相差により吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一
方のバルブタイミングを制御するベーン式のバルブタイ
ミング調整装置として、特開平１−９２５０４号公報に
開示されているものが知られている。

【０００３】特開平１−９２５０４号公報に開示されて
いるバルブタイミング調整装置では、ベーンとともに回
動するカムシャフト側回転体である内部ロータに穴を設
け、この穴に嵌合可能なノックピンをクランクシャフト
側回転体であるタイミングプーリに設け、タイミングプ
ーリに対してカムシャフトが最遅角位置または最進角位
置にあるときにノックピンが穴に嵌合することにより両
回転体の相対回動を拘束している。これにより、タイミ
ングプーリに対してカムシャフトが最遅角位置または最
進角位置にあるときに吸気弁または排気弁の駆動に伴い
カムシャフトが正負のトルク変動を受けても、タイミン
グプーリとベーンとの打音発生を防止することができ
る。

【０００４】ノックピンが穴に嵌合した状態からタイミ
ングプーリに対するカムシャフトの位相を変化させると
きには、油路を切り換えることによりノックピンが穴か
ら抜け出し、タイミングプーリとカムシャフトとの相対
回動が可能になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−９２５０４号公報に開示されているようなベーン式
のバルブタイミング調整装置において、例えばタイミン
グプーリに対して最遅角位置にあるカムシャフトを進角
側に回転させる際に進角側にベーンを駆動する油圧で同
時にノックピンを抜く方式では、ベーンおよびノックピ
ンへの油圧の加わり方によってはノックピンが抜ける前
に内部ロータが回転を開始することもある。この場合、
内部ロータの回転力がノックピンに加わることによりノ
ックピンおよびノックピン周囲の部材が損傷する恐れが
ある。

【０００６】また、油路を切り換えてからノックピンを
穴から抜き進角側または遅角側にカムシャフトを回転さ
せるので、タイミングプーリに対するカムシャフトの位
相制御の応答性を向上させることが困難であるという問
題がある。本発明の目的は、ハウジング部材とベーン部
材との相対回動を拘束する拘束手段の損傷を防止し、応
答性に優れるバルブタイミング調整装置を提供すること
にある。

【０００７】本発明の他の目的は、加工が容易なバルブ
タイミング調整装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
エンジン用バルブタイミング調整装置によると、ベーン
部材を収容する収容室の他方の周方向端部側にベーン部
材を回転させる第１モードにおける第１流体圧力よりも
収容室の一方の周方向端部にベーン部材を保持する端部
保持モードにおける第１流体圧力が低く、端部保持モー
ドにおいて第１流体圧力を少なくとも含む圧力により付
勢手段の付勢力に抗して拘束手段による拘束状態を解除
している。

【０００９】したがって、ベーン部材が一方の周方向端
部から他方の周方向端部側に移動する前に当接部と被当
接部との拘束状態が解除されているので、当接部と被当
接部とが当接したままハウジング部材に対してベーン部
材が相対回動し、当接部および被当接部が損傷すること
を防止できる。さらに、端部保持モードにおいて当接部
と被当接部との拘束状態が解除されていても端部保持モ
ードにおける第１流体圧力は第１モードにおける第１流
体圧力よりも低いので、ベーン部材は一方の周方向端部
側に押圧されている。したがって、従動軸が正負のトル
ク変動を受けても一方の周方向端部においてハウジング
部材とベーン部材とがばたつくことを抑制することがで
きる。

【００１０】さらに、端部保持モードにおいて当接部と
被当接部とによる拘束状態が予め解除されており、かつ
第１流体圧力がベーン部材に作用していることにより、
流路を切り換えることなく第１流体圧力を上昇させるだ
けで速やかにベーン部材が他方の周方向端部側に回転す
る。したがって、端部保持モードから第１モードへの制
御モード切り換えの応答性が向上する。

【００１１】本発明の請求項２記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、第１流体圧力だけで当接
部と被当接部との拘束状態を解除することにより、当接
部は拘束状態の解除方向に圧力を受ける受圧面を第１流
体圧力だけに対して設けるだけでよいので、当接部の構
造が簡単になる。したがって、当接部の加工が容易にな
り製造コストが低下する。さらに、第１流体圧力を受け
る受圧面積を大きくできるので、第１流体圧力の低圧時
においても当接部と被当接部との拘束状態を確実に解除
できる。

【００１２】本発明の請求項３記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、アイドル運転時のような
低圧時においても当接部と被当接部との拘束状態を確実
に解除できる。本発明の請求項４記載のエンジン用バル
ブタイミング調整装置によると、一方の周方向端部以外
の位置においてベーン部材を相対回動させることなく確
実に保持できる。

【００１３】本発明の請求項５記載のエンジン用バルブ
タイミング調整装置によると、一方の周方向端部側に前
記ベーン部材を回転させる第２モードを有することによ
り、ハウジング部材に対するベーン部材の進角側および
遅角側への両方向の位相制御を高精度に行うことができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示す
複数の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）本発明の第１実施例によるエンジン用バ
ルブタイミング調整装置を図１、図２および図３に示
す。第１実施例のバルブタイミング調整装置は油圧制御
式であり、吸気弁のバルブタイミングを制御するもので
ある。

【００１５】図２に示すタイミングプーリ１は、図示し
ないタイミングベルトにより図示しないエンジンの駆動
軸としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達さ
れ、クランクシャフトと同期して回転する。リア部材４
はプレート部４ａおよび筒部４ｂからなり、筒部４ｂの
外周にタイミングプーリ１が嵌合している。従動軸とし
てのカムシャフト２は、タイミングプーリ１から駆動力
を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシ
ャフト２は、タイミングプーリ１に対し所定の位相差を
おいて相対回動可能である。タイミングプーリ１および
カムシャフト２は図２に示す矢印Ｘ方向からみて時計方
向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。

【００１６】シューハウジング３およびベーンロータ９
の軸方向両端面はリア部材４のプレート部４ａおよびフ
ロントプレート５により覆われている。タイミングプー
リ１、シューハウジング３、リア部材４およびフロント
プレート５は駆動側回転体を構成し、互いにボルト２０
により同軸上に固定されている。また、シューハウジン
グ３、リア部材４およびフロントプレート５は特許請求
の範囲に記載した「ハウジング部材」を構成している。

【００１７】図１に示すように、シューハウジング３は
周方向にほぼ等間隔に台形状に形成されたシュー３ａ、
３ｂ、３ｃを有している。シュー３ａ、３ｂ、３ｃの周
方向の三箇所の間隙にはそれぞれベーン部材としてのベ
ーン９ａ、９ｂ、９ｃを収容する収容室としての扇状空
間部４０が形成されており、シュー３ａ、３ｂ、３ｃの
内周面は断面円弧状に形成されている。

【００１８】ベーン部材としてのベーンロータ９は周方
向にほぼ等間隔にベーン９ａ、９ｂ、９ｃを有し、この
ベーン９ａ、９ｂ、９ｃがシュー３ａ、３ｂ、３ｃの周
方向の間隙に形成されている扇状空間部４０に回動可能
に収容されている。図１に示す遅角方向、進角方向を表
す矢印は、シューハウジング３に対するベーンロータ９
の遅角方向、進角方向を表している。図２に示すよう
に、ベーンロータ９およびブッシュ６は、ボルト２１に
よりカムシャフト２に一体に固定されており、従動側回
転体を構成している。

【００１９】カムシャフト２およびブッシュ６はそれぞ
れリア部材４の筒部４ｂおよびフロントプレート５の内
周壁５ａに相対回動可能に嵌合している。リア部材４の
筒部４ｂおよびフロントプレート５の内周壁５ａは従動
側回転体の軸受け部を構成している。したがって、カム
シャフト２およびベーンロータ９はタイミングプーリ１
およびシューハウジング３に対して同軸に相対回動可能
である。

【００２０】図１に示すように、シール部材１６はベー
ンロータ９の外周壁に嵌合している。ベーンロータ９の
外周壁とシューハウジング３の内周壁との間には微小ク
リアランスが設けられており、このクリアランスを介し
て油圧室間に作動油が漏れることをシール部材１６によ
り防止している。シール部材１６はそれぞれ板ばね１７
の付勢力によりシューハウジング３の内周壁に向けて押
されている。

【００２１】図２に示すように、ガイドリング１９は収
容孔２３を形成するベーン９ａの内壁に圧入保持され、
このガイドリング１９に当接部としてのストッパピスト
ン７が挿入されている。ストッパピストン７は有底の円
筒部７ａと円筒部７ａの開口端部に設けられたフランジ
部７ｂとからなる。ストッパピストン７はカムシャフト
２の軸方向に摺動可能にガイドリング１９に収容され、
かつ付勢手段としてのスプリング８によりフロントプレ
ート５側に付勢されている。フロントプレート５に被当
接部としてのストッパ穴５ｂが形成されており、ストッ
パピストン７はストッパ穴５ｂに嵌合可能である。スト
ッパピストン７がストッパ穴５ｂに嵌合した状態ではシ
ューハウジング３に対するベーンロータ９の相対回動は
拘束される。ストッパピストン７、ストッパ穴５ｂおよ
びスプリング８は拘束手段を構成している。

【００２２】フランジ部７ｂの左側の油圧室２９は、図
示しない油路を介して後述する遅角油圧室１０と連通し
ている。また、円筒部７ａのフロントプレート側に形成
された油圧室３０は、図示しない油路を介して後述する
進角油圧室１３と連通している。油圧室３０の油圧を受
ける円筒部７ａの第１の受圧面の面積は、油圧室２９の
油圧を受けるフランジ部７ｂの第２の受圧面の面積より
も大きくなるように設定されている。第１の受圧面およ
び第２の受圧面がそれぞれ油圧室３０および油圧室２９
の作動油から受ける力はストッパ穴５ｂからストッパピ
ストン７を抜け出させる方向に働く。第１の受圧面の受
圧面積は円筒部７ａの断面積にほぼ等しく、第２の受圧
面の受圧面積はフランジ部７ｂと円筒部７ａの径差に相
当する環状部の面積にほぼ等しい。遅角油圧室１０また
は進角油圧室１３に所定圧以上の作動油が供給される
と、これら作動油の油圧によりスプリング８の付勢力に
抗してストッパピストン７はストッパ穴５ｂから抜け出
す。

【００２３】ストッパピストン７の位置とストッパ穴５
ｂの位置とは、シューハウジング３に対してベーンロー
タ９が最遅角位置にあるとき、つまりクランクシャフト
に対してカムシャフト２が最遅角位置にあるときにスプ
リング８の付勢力によりストッパピストン７がストッパ
穴５ｂに嵌合可能なように設定されている。第１実施例
において、最遅角位置とは特許請求の範囲に記載した
「収容室の一方の周方向端部」を表し、最進角位置は
「収容室の他方の周方向端部」を端部を表している。

【００２４】筒部４ｂに形成された連通路２５はフラン
ジ部７ｂよりもリア部材側の収容孔２３に連通するとと
もに大気開放されているので、ストッパピストン７の移
動が妨げられない。図１に示すように、シュー３ａとベ
ーン９ａとの間に遅角油圧室１０が形成され、シュー３
ｂとベーン９ｂとの間に遅角油圧室１１が形成され、シ
ュー３ｃとベーン９ｃとの間に遅角油圧室１２が形成さ
れている。また、シュー３ｃとベーン９ａとの間に進角
油圧室１３が形成され、シュー３ａとベーン９ｂとの間
に進角油圧室１４が形成され、シュー３ｂとベーン９ｃ
との間に進角油圧室１５が形成されている。

【００２５】各遅角油圧室に連通する油圧通路１０１、
ならびに各進角油圧室に連通する油圧通路１０２は、電
磁弁５０のスプール５１の移動により、油圧通路１０３
またはドレイン通路１０４、１０５との連通を断続され
る。油圧通路１０３は油圧ポンプ６０によりドレイン６
１から汲み上げた作動油を供給する通路であり、ドレイ
ン通路１０４、１０５は作動油をドレイン６１に排出す
る通路である。図示しないエンジン制御装置（以下、
「エンジン制御装置」をＥＣＵという）は、エンジン運
転状態に応じて電磁弁５０のコイル５２に供給する制御
電流のデューティ比を調整することによりスプール５１
の位置を制御している。

【００２６】図２に示すようにベーンロータ９のボス部
９ｄには、カムシャフト２との当接部において油路３１
が設けられており、ブッシュ６との当接部において油路
３２が設けられている。油路３１および３２はそれぞれ
円弧状に形成されている。油路３１および油路２６は図
１に示す油路１０１の一部を構成し、図示しない油路に
より遅角油圧室１０、１１、１２ならびに油圧室２９と
連通している。遅角油圧室１０、１１、１２に供給され
る作動油の油圧は第２流体圧力である。

【００２７】油路３２および油路２７は図１に示す油路
１０２の一部を構成し、油路３３、３４、３５を介して
進角油圧室１３、１４、１５ならびに油圧室３０と連通
している。進角油圧室１３、１４、１５に供給される作
動油の油圧は第１流体圧力である。次に、電磁弁５０に
供給する制御電流のデューティ比と、各遅角油圧室およ
び各進角油圧室に加わる油圧との関係を説明する。

【００２８】デューティ比が０％のとき、スプール５１
は図３に示す位置にあり、図４に示すように各遅角油圧
室に供給される作動油の油圧は最大値になり、各進角油
圧室には作動油が供給されない。デューティ比が上昇す
ると、スプール５１は図３に示す位置から左側に移動す
る。すると各遅角油圧室に供給される作動油の油圧は減
少し、各進角油圧室に作動油が供給されるようになる。
そして各遅角油圧室と各進角油圧室との差圧から各ベー
ンが受ける力とカムシャフト２が受ける正負の変動トル
クの平均値とが釣り合うと、図４に示すようにベーンロ
ータ９は進角側および遅角側のどちらにも回転しない応
答速度が０になる平衡状態に保持される。各遅角油圧室
の油圧よりも各進角油圧室の油圧が高くなった状態で平
衡状態になるのは、カムシャフト２が受ける正負の変動
トルクの平均値が遅角側に働くためである。さらにデュ
ーティ比が上昇すると、ベーンロータ９は進角側に回転
する。

【００２９】ストッパピストン７は、油圧室２９または
油圧室３０の油圧が所定圧以上であれば、デューティ比
に関係なくストッパ穴５ｂから抜け出た状態にある。こ
のように、電磁弁５０に供給する制御電流のデューティ
比を調整することにより、各遅角油圧室および各進角油
圧室の油圧を制御し、シューハウジング３に対するベー
ンロータ９の位相、つまりクランクシャフトに対するカ
ムシャフト２の位相を制御する。

【００３０】次に、具体的な油圧制御について説明す
る。図５および図６はシューハウジング３に対するベー
ンロータ９の位相制御を行う制御ルーチンであり、これ
ら制御ルーチンおよびＥＣＵにより特許請求の範囲に記
載した「制御手段」を構成している。エンジンが始動さ
れると、電磁弁５０に供給される制御電流のデューティ
比の初期値は０％に設定される。したがって、電磁弁５
０は図３に示す油路切り換え状態にあり、油路１０１は
油圧通路１０３と連通し、油路１０２はスプール５１に
より閉塞されている。したがって、各遅角油圧室および
油圧室２９に作動油を供給可能であり、各進角油圧室お
よび油圧室３０に作動油は供給されない。

【００３１】ＥＣＵは、エンジン始動直後におけるデュ
ーティ比０％のときのクランクシャフトとカムシャフト
２との位相差をベーンロータ９の最遅角位置として学習
し、その位相差を基準値として以後の位相制御を行う。
この基準値としての位相差を正しく得るためには、シュ
ーハウジング３に対してベーンロータを正しく最遅角位
置に保持する必要がある。しかし、エンジン始動直後の
油圧ポンプ６０からまだ十分に作動油が導入されない状
態においてシューハウジング３に対するベーンロータ９
の相対位置を油圧により確実に制御することは困難であ
る。

【００３２】ベーンロータ９を最遅角位置に保持しスト
ッパ穴５ｂにストッパピストン７を嵌合させてからエン
ジンの運転を終了させる方式では、エンジン始動直後に
おいてエンジン回転数が低くアイドル回転数の範囲内に
達しておらず油圧ポンプ６０から各遅角油圧室および油
圧室２９に作動油が十分に導入されていなくてもストッ
パ穴５ｂにストッパピストン７が嵌合しているので、ベ
ーンロータ９が確実に最遅角位置に保持されており、ベ
ーンロータ９のばたつきによる各ベーンと各シューとの
衝突による打音も発生しない。一方、ストッパ穴５ｂに
ストッパピストン７を強制的に嵌合させないでエンジン
の運転を終了させる方式では、ストッパ穴５ｂにストッ
パピストン７が嵌合していない状態でエンジンが始動さ
れることもある。この場合にも、カムシャフト２が受け
る正負の変動トルクの平均値はベーンロータ９を遅角側
に付勢する力として働くので、油圧ポンプ６０から各遅
角油圧室および油圧室２９に作動油が十分に導入されて
いない状態でベーンロータ９が遅角側に回転し最遅角位
置でストッパ穴５ｂにストッパピストン７が嵌合可能で
ある。ベーンロータ９が最遅角位置に回転すればストッ
パ穴５ｂにストッパピストン７が嵌合するので、ベーン
ロータ９が確実に最遅角位置に保持され、打音も発生し
ない。

【００３３】ＥＣＵでは、ストッパ穴５ｂにストッパピ
ストン７が嵌合しベーンロータ９の最遅角位置が保持さ
れていてもいなくても、エンジン回転数がアイドル回転
数の範囲内に上昇し各遅角油圧室に作動油が十分に導入
されることにより確実に最遅角位置に油圧制御でベーン
ロータ９を保持できるまで待機する。図５に示す制御ル
ーチンはエンジン始動直後に一度だけ実行されるルーチ
ンであり、ステップ１００がこの待機処理を表してい
る。各遅角油圧室および油圧室２９に作動油が十分に導
入され、スプリング８の付勢力に抗してストッパピスト
ン７がストッパ穴５ｂから抜け出しベーンロータ９とシ
ューハウジング３との拘束が解除された状態において
も、デューティ比が０％に設定されているので、各遅角
油圧室と各進角油圧室との差圧から受ける力、およびカ
ムシャフト２が受ける正負の変動トルクの平均値とから
受ける力により、ベーンロータ９はシューハウジング３
に対して最遅角位置に保持される。

【００３４】エンジン回転数がアイドル回転数の範囲内
まで上昇すると、目標進角量（以下、「ＶＴＴ」とい
う）を０°ＣＡに設定する（ステップ１０１）。ＶＴＴ
を０°ＣＡに設定することは、ベーンロータ９を最遅角
位置に保持することを意味する。次に、実際にベーンロ
ータ９が最遅角位置から変動していないことを確認する
ために、実進角量（以下、「ＶＴ」という）の変化が所
定値以下であるかを判定し、カムシャフト２が正負の変
動トルクを受けても各遅角油圧室から受ける油圧により
ベーンロータ９が最遅角位置に保持されているかを判定
する（ステップ１０２）。例えストッパピストン７がス
トッパ穴５ｂに嵌合していても、ストッパピストン７ま
たはストッパ穴５ｂの摩耗によりベーンロータ９の最遅
角位置が変動している場合は、このステップ１０２にお
ける判定を抜けることができない。

【００３５】ベーンロータ９が最遅角位置に保持されて
いれば、このときのクランクシャフトとカムシャフト２
との位相差を最遅角位置として学習し（ステップ１０
３）、この位相差を以後の位相制御の基準値とする。最
遅角位置における位相差を設定し終えたら（ステップ１
０４）、図５に示す制御ルーチンを終了する。図６に示
す制御ルーチンは、図５に示す制御ルーチン実行後の通
常運転状態において、タイマ割り込みで定期的に実行さ
れる制御ルーチンであり、エンジン運転状態に基づいて
電磁弁５０に供給する制御電流のデューティ比を変化さ
せて各遅角油圧室および各進角油圧室に供給する作動油
の油圧を調整し、シューハウジング３に対するベーンロ
ータ９の位相制御を行う。

【００３６】ＶＴを算出し（ステップ１１１）、エンジ
ン運転状態に基づいてＶＴＴを算出する（ステップ１１
２）。そしてＶＴＴ＝０°ＣＡを判定し（ステップ１１
３）、ＶＴＴ＝０°ＣＡであれば図４に示すシューハウ
ジング３に対するベーンの相対応答速度が０、つまりベ
ーンロータ９がシューハウジング３に対して平衡状態に
あるときのデューティ比から所定値αを減じたデューテ
ィ比に設定する（ステップ１１４）。

【００３７】ステップ１１４で設定されるデューティ比
は、図４に示すように、ベーンロータ９がシューハウジ
ング３に対して進角側にも遅角側にも回動しない平衡状
態を保持するデューティ比よりも低く各遅角油圧室と各
進角油圧室との油圧が等しくなるデューティ比よりも高
くなるように設定されている。このデューティ比により
スプール５１は図３に示す位置から左に移動して図１に
示す状態になる。すると、油路１０１に加え油路１０２
も油圧通路１０３と連通する。このとき、各遅角油圧室
と各進角油圧室との差圧から各ベーンが受ける力とカム
シャフト２が受ける正負の変動トルクの平均との合力は
依然として各ベーンを遅角側に付勢する力として働くの
で、各ベーンは図１に示す最遅角位置、つまり収容室４
０の一方の周方向端部側に保持される。

【００３８】したがって、カムシャフト２が正負の変
動トルクを受けても各ベーンがばたつくことを防止し、
各ベーンと各シューとの衝突による打音の発生を抑制で
きる。また、各進角油圧室に予め油圧が加わっている
ので、油路を切り換えることなく各進角油圧室に供給さ
れる作動油の油圧を上昇させるだけで、最遅角位置から
進角側にベーンロータ９を回転させることができる。
さらに、ベーンロータ９が最遅角位置に保持されるステ
ップ１１４における端部保持モードにおいて、ストッパ
ピストン７は遅角油圧室１０および進角油圧室１３の両
方から油圧を受けストッパ穴５ｂから抜け出しているの
で、ベーンロータ９が最遅角位置から進角側に回転する
ときにストッパピストン７およびストッパ穴５ｂが損傷
することを防止できる。

【００３９】ステップ１１３においてＶＴＴ≠０°ＣＡ
であれば、ＶＴとＶＴＴとの差の絶対値が所定値以下で
あるかを判定する（ステップ１１５）。これは、シュー
ハウジング３に対するベーンロータ９の位相差が、ＶＴ
Ｔの近傍に到達したか否かを判定するステップである。
差の絶対値が所定値以下であれば、電磁弁５０に供給さ
れている制御電流のデューティ比を増減することなくそ
のまま保持学習デューティ比として設定し、制御電流の
デューティ比として用いる（ステップ１１６）。ＶＴと
ＶＴＴとの差の絶対値が所定値以下であれば、ベーンロ
ータ９が目標進角位置にあることを意味し、この位置を
保持するステップ１１６の処理は保持モードを表してい
る。

【００４０】ＶＴとＶＴＴとの差の絶対値が所定値より
も大きい、つまりシューハウジング３に対するベーンロ
ータ９の位相差がＶＴＴにまだ近づいていないのであれ
ばＶＴＴとＶＴの大小関係を判定し、ＶＴＴ＞ＶＴであ
れば、ベーンを進角させるためにデューティ比を増加さ
せる（ステップ１１８）。ステップ１１８の処理は、第
１モードとしての進角モードを表している。

【００４１】ＶＴＴ＜ＶＴであれば、ベーンを遅角させ
るためにデューティ比を低下させる（ステップ１１
９）。ステップ１１９の処理は、第２モードとしての遅
角モードを表している。ＶＴＴとＶＴとの大小関係によ
りベーンロータ９を遅角側または進角側に回転させるス
テップ１１５、１１７、１１８、１１９における処理は
Ｆ／Ｂ（フィードバック）モードを表している。

【００４２】第１実施例では、遅角側および進角側の両
方の油圧をそれぞれ受ける受圧面をストッパピストン７
に設けたことにより、油圧ポンプ６０から作動油が導入
されている状態において、電磁弁５０に供給する制御電
流のデューティ比に関係なく確実にストッパ穴５ｂから
ストッパピストン７を抜け出させることができる。 （第２実施例）本発明の第２実施例を図７および図８に
示す。第１実施例と実質的に同一構成部分には同一符号
を付す。

【００４３】第２実施例のストッパピストン７０は、軸
方向にほぼ同一外径を有するように形成されており、ガ
イドリング７１に往復移動可能に支持されている。スト
ッパピストン７０は、付勢手段としてのスプリング７２
の付勢力に抗してストッパ穴５ｂから抜け出す方向に受
ける油圧として油圧室３０からの油圧だけを受ける構成
である。したがって、油圧室３０から油圧を受ける受圧
面の面積を第１実施例のストッパピストン７よりも大き
くすることができる。

【００４４】第２実施例においてもシューハウジング３
に対するベーンロータ９の位相制御は、第１実施例で説
明した図５および図６の制御ルーチンにより行う。第２
実施例のストッパピストン７０は遅角側にベーンロータ
９を回転させる油圧から力を受けないので、エンジンが
始動後にエンジン回転数がアイドル回転数の範囲内に達
しベーンロータ９が最遅角位置に位置すると、端部保持
モードが実行される前の状態ではストッパピストン７０
がストッパ穴５ｂに嵌合している。そして、端部保持モ
ードが実行されると、油圧室３０の油圧によりストッパ
ピストン７０はストッパ穴５ｂから抜け出すので、シュ
ーハウジング３に対するベーンロータ９の位相制御が可
能になる。

【００４５】第２実施例では、ストッパピストン７０を
ほぼ同一外径に形成しているので、ストッパピストン７
０の加工が容易になり、製造コストを低減できる。ま
た、第１実施例のストッパピストン７のように遅角側お
よび進角側の両方の油圧を受ける受圧面を設けるもので
は、エンジン回転数が減少し作動油の油圧が低下する
と、最遅角位置においてストッパピストンがストッパ穴
に嵌合することがある。これを避けるためには、ストッ
パピストンの径を拡大し受圧面積を大きくすればよいの
であるが、バルブタイミング装置が大径化するという問
題がある。また、油圧ポンプ６０の駆動力を高めること
も考えられるが、エンジンの負荷増大を招き燃費が低下
するという問題がある。

【００４６】これに対し第２実施例では、進角側の油圧
を受ける受圧面を大きくできるので、エンジン回転数が
低下し進角側の油圧が低下しても、確実にストッパ穴５
ｂからストッパピストン７を抜け出させることができ
る。以上説明した本発明の複数の実施例では、エンジン
始動後、ベーンロータ９を最遅角位置から進角側に回転
駆動する前に、端部保持モードにおいて予めストッパピ
ストンをストッパ穴５ｂから抜け出させシューハウジン
グ３とベーンロータ９との拘束状態を解除している。し
たがって、ストッパピストンがストッパ穴５ｂに嵌合し
たままベーンロータ９が進角側に回転し、ストッパピス
トンおよびストッパ穴５ｂが損傷することを防止でき
る。

【００４７】また、ベーンロータ９が最遅角位置にある
端部保持モードにおいてシューハウジング３とベーンロ
ータ９との拘束状態が解除されていても、端部保持モー
ドにおける各進角油圧室の油圧はベーンロータ９を進角
側に回転させる進角モードにおける各進角油圧室の油圧
よりも低いので、ベーンロータ９は遅角側に押圧されて
いる。したがって、カムシャフト２が正負のトルク変動
を受けても最遅角位置においてハウジング部材とベーン
部材とがばたつくことを抑制することができる。

【００４８】さらに、端部保持モードにおいて電磁弁５
０に供給する制御電流のデューティ比を、図４に示すよ
うに、ベーンロータ９がシューハウジング３に対して進
角側にも遅角側にも回動しない平衡状態を保持するデュ
ーティ比よりも低く各遅角油圧室と各進角油圧室との油
圧が等しくなるデューティ比よりも高くなるように設定
している。したがって、最遅角位置から進角側にベーン
ロータ９を回転させる場合、各進角油圧室の油圧が僅か
に上昇するだけでベーンロータ９が進角側に回転するの
で、最遅角位置から進角側への位相制御の応答性が向上
する。

【００４９】また本発明の複数の実施例では、ストッパ
ピストンがベーンロータ９の軸方向に移動してハウジン
グ部材としてのフロントプレート５に設けたストッパ穴
５ｂに嵌合する構成としたが、例えばストッパピストン
をシューハウジングに収容し、ストッパピストンがシュ
ーハウジングの径方向に移動してベーンロータに設けた
ストッパ穴に嵌合する構成としてもよい。

【００５０】また本発明の複数の実施例では、タイミン
プーリによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャ
フトに伝達する構成を採用したが、チェーンスプロケッ
トやタイミングギア等を用いる構成にすることも可能で
ある。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力
をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハ
ウジング部材とを一体に回転させることも可能である。

【００５１】また本発明の複数の実施例では、吸気弁を
駆動するバルブタイミング調整装置について説明した
が、本発明のバルブタイミング調整装置により排気弁を
駆動することも、吸気弁および排気弁の両方を駆動する
ことも可能である。排気弁を駆動する場合、シューハウ
ジング３に対してベーンロータ９が最進角位置に位置す
るときにストッパピストンはストッパ穴に嵌合可能であ
り、端部保持モードが実行される。そしてストッパピス
トンは、遅角側の油圧からだけ力を受ける受圧面を設け
ればよい。

【００５２】また本発明の複数の実施例では、エンジン
を終了するときにシューハウジング３に対しベーンロー
タ９を最遅角位置に保持し、スプリング８の付勢力によ
りストッパ穴５ｂにストッパピストンを嵌合させた状態
でエンジンを終了してもよいし、最遅角位置以外の位置
でベーンロータ９が停止した状態でエンジンを終了して
もよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す図２のＩ−Ｉ線断面図である。

【図２】第１実施例によるバルブタイミング調整装置を
示す縦断面図である。

【図３】図１と同じ断面位置における、第１実施例によ
るエンジン始動直後のバルブタイミング調整装置を示す
断面図である。

【図４】デュ−ティ比と遅角室圧および進角室圧との関
係を示す特性図である。

【図５】第１実施例によるエンジン始動直後に実行され
る制御ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】第１実施例による定期的に実行される制御ルー
チンを示すフローチャートである。

【図７】本発明の第２実施例によるバルブタイミング調
整装置を示す図８のVII −VII線断面図である。

【図８】第２実施例によるバルブタイミング調整装置を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ タイミングプーリ ２ カムシャフト（従動軸） ３ シューハウジング（ハウジング部材） ３ａ、３ｂ、３ｃ シュー ４ リア部材（ハウジング部材） ５ フロントプレート（ハウジング部材） ５ｂ ストッパ穴（被当接部） ６ ブッシュ ７ ストッパピストン（当接部） ９ ベーンロータ（ベーン部材） ９ａ、９ｂ、９ｃ ベーン（ベーン部材） ４０ 扇状空間部（収容室） ７０ ストッパピストン（当接部）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の駆動軸から内燃機関の吸気弁
   および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉する従動
   軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記駆
   動軸または前記従動軸のいずれか一方とともに回転する
   ハウジング部材と、 前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前
   記ハウジング部材内に形成された収容室に所定角度範囲
   に限って前記ハウジング部材に対して相対回動可能に収
   容されるベーン部材と、 前記ハウジング部材と前記ベーン部材とにそれぞれ設け
   られる当接部および被当接部であって、前記収容室の一
   方の周方向端部に前記ベーン部材が位置するときに互い
   に当接することにより前記ハウジング部材に対する前記
   ベーン部材の相対回動を拘束する当接部および被当接
   部、ならびに前記被当接部との当接方向へ前記当接部を
   付勢する付勢手段を有し、前記当接部の変位により拘束
   状態を解除可能に構成される拘束手段と、 前記収容室の他方の周方向端部側に前記ベーン部材を付
   勢する第１流体圧力、ならびに前記一方の周方向端部側
   に前記ベーン部材を付勢する第２流体圧力を調整し前記
   ハウジング部材に対する前記ベーン部材の相対回動を制
   御する制御手段であって、前記他方の周方向端部側に前
   記ベーン部材を回転させる第１モードと、前記一方の周
   方向端部に前記ベーン部材を保持する端部保持モードと
   を有する制御手段とを備え、 前記端部保持モードにおける前記第１流体圧力は前記第
   １モードにおける前記第１流体圧力よりも低く、前記端
   部保持モードにおいて、前記第１流体圧力を少なくとも
   含む流体圧力により前記付勢手段の付勢力に抗して前記
   当接部と前記被当接部との拘束状態を解除することを特
   徴とする内燃機関用バルブタイミング調整装置。
2. 【請求項２】 前記端部保持モードにおいて、前記第１
   流体圧力だけで前記当接部と前記被当接部との拘束状態
   を解除することを特徴とする請求項１記載の内燃機関用
   バルブタイミング調整装置。
3. 【請求項３】 前記端部保持モードはアイドル運転時に
   実施されることを特徴とする請求項１または２記載の内
   燃機関用バルブタイミング調整装置。
4. 【請求項４】 前記一方の周方向端部以外の位置で前記
   ベーン部材を保持する際の前記第１流体圧力は前記端部
   保持モードにおける前記第１流体圧力よりも高いことを
   特徴とする請求項１、２または３記載の内燃機関用バル
   ブタイミング調整装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は前記一方の周方向端部側
   に前記ベーン部材を回転させる第２モードを有すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の内燃機
   関用バルブタイミング調整装置。