JPH10231742A

JPH10231742A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JPH10231742A
Application number: JP9031958A
Authority: JP
Inventors: Sukenori Ban; 典則伴
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-09-02

Abstract

(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関
において、過大回転速度時にタイミングチェーン又はタ
イミングベルトの歯飛びが発生することがないように可
変バルブタイミング機構を制御する。【解決手段】バルブタイミングを進角せしめるべく進
角油圧室への油圧を増大させたときには、反作用として
吸気側カムスプロケット７１には左回転する方向の力が
働く。そのため、排気側カムスプロケット１８と吸気側
カムスプロケット７１との間でタイミングチェーン２０
にゆるみ（たるみ）が生じ、歯飛びが発生するおそれが
ある。そこで、エンジン回転速度が高いとき、可変バル
ブタイミング機構７０による位相変更の速度を小さくす
るか、又は位相変更を禁止するようにして、スプロケッ
ト７１の回転変動を小さくし、タイミングチェーン２０
のゆるみを生じにくくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸気バルブ又は排
気バルブを開閉するタイミングを連続的に変更すること
を可能とする可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴ
機構ともいう）を備えた内燃機関（エンジン）におい
て、目標バルブタイミングを設定して当該ＶＶＴ機構を
制御する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、自動車用エンジンにおいて
は、運転状態に応じて最適なバルブタイミングを達成す
るために動弁系の可変機構が種々実用化されている。か
かる可変機構として主として普及しているものは、２段
切り替え式すなわちＯＮ／ＯＦＦ制御式のものである。
近年においては、エンジンに対する更なる高性能化の要
求に応えるべく、このような可変バルブタイミング機構
においても、従来の２段切り替え式のものに代えて、常
時最適な任意のバルブタイミングを設定することが可能
な連続可変式のものが開発されつつある。可変バルブタ
イミング機構を有する内燃機関では、出力性能の向上に
寄与する吸入効率の観点、及びＮＯ_xの低減による排出
ガス浄化性能（エミッション）の向上とポンピング損失
の低減による燃費の向上とに寄与する内部排気ガス再循
環（内部ＥＧＲ）の観点から、機関運転状態に応じてバ
ルブタイミングが制御される。

【０００３】例えば、特開平7-233743号公報は、ＶＶＴ
機構を備えた内燃機関におけるバルブタイミング制御装
置の一例を開示している。同公報に示されるＶＶＴ機構
は、クランクシャフトの回転を伝えるタイミングベルト
によって回転駆動されるタイミングプーリとバルブを駆
動するカムシャフトとを、内外周にヘリカルスプライン
（ねじれた縦溝）を持つリングギヤで連結し、そのリン
グギヤと一体となった可動ピストンを油圧により軸方向
に移動させることにより、タイミングプーリに対してカ
ムシャフトを相対回転せしめ、両者の回転位相をずらし
てバルブタイミングを連続的に変化させるという構造を
有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の如き
ＶＶＴ機構を備えたエンジンにおいては、エンジン回転
速度が過大になっている状態でＶＶＴ機構によりバルブ
タイミングを変更した場合に動作不良が発生するおそれ
があることが指摘されている。すなわち、例えばミスシ
フト等により異常な高回転速度になっている状態で、Ｖ
ＶＴ機構を駆動して、タイミングプーリに対しカムシャ
フトを相対回転させると、その反作用によりタイミング
プーリに一時的な回転変動が生じ、それに伴いタイミン
グベルトにゆるみ（たるみ）が生じ、その結果、歯飛び
が起こるのである。この歯飛びにより、バルブタイミン
グがずれたままの状態が続くことになる。

【０００５】このような不具合の発生を防止するため
に、タイミングベルトテンショナーの推力を上げること
が考えられるが、そうした場合には、フリクションが大
きくなり、性能及び燃費の悪化を招くため、好ましくな
い。また、歯跳び防止用のリブをプーリ周辺の部品に設
定することも考えられるが、高い精度が要求されること
や高価であること、さらにはベルトの組み付け性が悪化
することなどにより、対策として採用することはできな
い。なお、タイミングベルトによりカムシャフトを駆動
するエンジンについて述べてきたが、以上の問題は、タ
イミングチェーンによりカムシャフトを駆動するもので
も同様に発生するものである。

【０００６】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、可変
バルブタイミング機構を備えた内燃機関において、過大
回転速度時にタイミングチェーン又はタイミングベルト
の歯跳びが発生することがないように可変バルブタイミ
ング機構を制御することが可能なバルブタイミング制御
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によれば、機関のクランクシャ
フトとの間に掛張された連動帯によりクランクシャフト
に連動して回転する回転体と、前記回転体と連動して回
転し機関のバルブを駆動するカムシャフトと、前記カム
シャフトを前記回転体に対し所定角度範囲内で相対的に
回転せしめることにより、前記回転体に対する前記カム
シャフトの位相を変更することを可能にする位相変更手
段と、前記位相変更手段の作動を制御する作動制御手段
と、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記
運転状態検出手段によって検出される機関運転状態に基
づき前記作動制御手段への制御量を算出する制御量算出
手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記回転速度検出手段によって検出される機関回転速度
が所定値以上のときには所定値未満のときに比して前記
位相変更手段の作動速度が小さくなるように前記制御量
を変更する制御量変更手段と、を具備する、内燃機関の
バルブタイミング制御装置が提供される。

【０００８】また、本発明の第２の態様によれば、上記
装置において、前記制御量変更手段は、前記運転状態検
出手段によって検出される機関運転状態にかかわらず、
前記位相変更手段の作動を停止すべく前記制御量を所定
値に設定する。

【０００９】上述の如く構成された、本発明の第１の態
様に係る、内燃機関のバルブタイミング制御装置におい
ては、機関回転速度が高いとき、位相変更速度が小さく
なるため、位相変更時に発生する回転体の回転変動が小
さくなり、連動帯のゆるみ（たるみ）が生じにくく、連
動帯の歯飛び、目飛びを防止することができる。また、
本発明の第２の態様によれば、位相変更手段が作動しな
いように、すなわち位相変更が起こらないように制御量
が所定値に設定される。そのため、連動帯のゆるみは発
生せず、上述した問題が生ずることはない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施形態に係るバルブ
タイミング制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体
概要図である。車両には、内燃機関としての４サイクル
ガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１が搭
載されている。エンジン１は、シリンダブロック２及び
シリンダヘッド３を備えている。シリンダブロック２に
は、上下方向へ延びる複数のシリンダ４が紙面の厚み方
向へ並設され、各シリンダ４内には、ピストン５が往復
動可能に収容されている。各ピストン５は、コネクティ
ングロッド６を介し共通のクランクシャフト７に連結さ
れている。各ピストン５の往復運動は、コネクティング
ロッド６を介してクランクシャフト７の回転運動に変換
される。

【００１２】シリンダブロック２とシリンダヘッド３と
の間において、各ピストン５の上側は燃焼室８となって
いる。シリンダヘッド３には、その両外側面と各燃焼室
８とを連通させる吸気ポート９及び排気ポート１０がそ
れぞれ設けられている。これらのポート９及び１０を開
閉するために、シリンダヘッド３には吸気バルブ１１及
び排気バルブ１２がそれぞれ略上下方向への往復動可能
に支持されている。また、シリンダヘッド３において、
各バルブ１１，１２の上方には、吸気側カムシャフト７
５及び排気側カムシャフト１４がそれぞれ回転可能に設
けられている。カムシャフト７５及び１４には、吸気バ
ルブ１１及び排気バルブ１２を駆動するためのカム１５
及び１６が取り付けられている。カムシャフト７５及び
１４の端部にそれぞれ設けられたカムスプロケット７１
及び１８は、クランクシャフト７の端部に設けられたク
ランクスプロケット１９とタイミングチェーン２０によ
り連結されている。

【００１３】すなわち、クランクシャフト７の回転に伴
いクランクスプロケット１９が回転すると、その回転が
タイミングチェーン２０を介してカムスプロケット７１
及び１８に伝達される。その際、クランクスプロケット
１９の回転は、その回転速度が１／２に減速されてカム
スプロケット７１及び１８に伝達される。吸気側カムス
プロケット７１の回転にともない吸気側カムシャフト７
５が回転すると、カム１５の作用により吸気バルブ１１
が往復動し、吸気ポート９が開閉される。また、排気側
カムスプロケット１８の回転に伴い排気側カムシャフト
１４が回転すると、カム１６の作用により排気バルブ１
２が往復動し、排気ポート１０が開閉される。こうし
て、クランクシャフト７によってカムシャフト７５及び
１４が回転駆動せしめられ、吸気バルブ１１及び排気バ
ルブ１２が７２０°周期の一定クランク角において開閉
せしめられる。

【００１４】吸気ポート９には、エアクリーナ３１、ス
ロットルバルブ３２、サージタンク３３、吸気マニホル
ド３４等を備えた吸気通路３０が接続されている。エン
ジン１外部の空気（外気）は、燃焼室８へ向けて吸気通
路３０の各部３１，３２，３３，及び３４を順に通過す
る。スロットルバルブ３２は、軸３２ａにより吸気通路
３０に回動可能に設けられている。軸３２ａは、ワイヤ
等を介して運転席のアクセルペダル（図示しない）に連
結されており、運転者によるアクセルペダルの踏み込み
操作に連動してスロットルバルブ３２と一体で回動され
る。この際のスロットルバルブ３２の傾斜角度に応じ
て、吸気通路３０を流れる空気の量（吸入空気量）が決
定される。サージタンク３３は、吸入空気の脈動（圧力
振動）を平滑化するためのものである。また、スロット
ルバルブ３２をバイパスするアイドルアジャスト通路３
５には、アイドル時の空気流量を調節するためのアイド
ル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）３６が設けられている。

【００１５】吸気マニホルド３４には、各吸気ポート９
へ向けて燃料を噴射するインジェクタ４０が取付けられ
ている。燃料は、燃料タンク４１に貯蔵されており、そ
こから燃料ポンプ４２によりくみ上げられ、燃料配管４
３を経てインジェクタ４０に供給される。そして、イン
ジェクタ４０から噴射される燃料と吸気通路３０内を流
れる空気とからなる混合気は、吸気バルブ１１を介して
燃焼室８へ導入される。

【００１６】この混合気に着火するために、シリンダヘ
ッド３には点火プラグ５０が取付けられている。点火時
には、点火信号を受けたイグナイタ５１が、点火コイル
５２の１次電流の通電及び遮断を制御し、その２次電流
が、点火ディストリビュータ５３を介して点火プラグ５
０に供給される。点火ディストリビュータ５３は、クラ
ンクシャフト７の回転に同期して２次電流を各気筒の点
火プラグ５０に分配するものである。そして、燃焼室８
へ導入された混合気は、点火プラグ５０による点火によ
って爆発・燃焼せしめられる。この際に生じた高温高圧
の燃焼ガスによりピストン５が往復動し、クランクシャ
フト７が回転され、エンジン１の駆動力が得られる。

【００１７】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気バ
ルブ１２を介して排気ポート１０に導かれる。排気ポー
ト１０には、排気マニホルド６１、触媒コンバータ６２
等を備えた排気通路６０が接続されている。触媒コンバ
ータ６２には、不完全燃焼成分であるＨＣ（炭化水素）
及びＣＯ（一酸化炭素）の酸化と、空気中の窒素と燃え
残りの酸素とが反応して生成されるＮＯ_x（窒素酸化
物）の還元とを同時に促進する三元触媒が収容されてい
る。こうして触媒コンバータ６２において浄化された排
気ガスが大気中に排出される。

【００１８】特に、このエンジン１においては、吸気側
カムスプロケット７１及び吸気側カムシャフト７５と一
体となった連続可変バルブタイミング機構７０が設けら
れている。これは、カムシャフト７５をカムスプロケッ
ト７１に対し相対回転せしめるものである。この可変バ
ルブタイミング機構７０の構成について図２〜図６を参
照して説明する。ここに、図２は可変バルブタイミング
機構７０の概略構成を示す斜視図であり、図３はカバー
７３を外した可変バルブタイミング機構７０の正面図で
ある。また、図４は図３中のＸ−Ｘ線で可変バルブタイ
ミング機構７０を切断した側面断面図であり、図５は図
３中のＸ−Ｘ線で可変バルブタイミング機構７０を切断
した部分拡大断面図である。さらに、図６は図３中のＹ
−Ｙ線で可変バルブタイミング機構７０を切断した側面
断面図である。

【００１９】可変バルブタイミング機構７０は、スプロ
ケット７１、ロータ７２、カバー７３、リヤハウジング
７４、及び吸気側カムシャフト７５を備えている。

【００２０】スプロケット７１は、自身の回転軸心と同
軸の中空部７１１を有する厚肉円筒状部材からなり、基
端側（図２中左側）の外周面には、タイミングチェーン
２０を掛装するための複数の歯７１２が形成されてい
る。すなわち、エンジン１のクランクシャフト７から出
力された駆動力は、クランクシャフト７に固着されたク
ランクスプロケット１９、タイミングチェーン２０を介
してスプロケット７１に伝達されるのである。また、ス
プロケット７１の先端側（図２中右側）の外周面には、
カバー７３を取り付けるためのカバー取付部７１３が形
成されている。

【００２１】また、スプロケット７１は、先端部から外
周面の歯７１２の形成位置に対応する内周面に、中空部
７１１から外周面へ向かう４つの略扇状の凹部７１４を
有し、各凹部７１４の間には相対的に４つの台形状の凸
部７１５が形成されている。また、外周面の歯７１２の
形成位置に対応する内周面から基端部にかけては、リヤ
ハウジング７４を取り付けるためのリヤハウジング取付
部７１６が形成されている。

【００２２】なお、後述するように、スプロケット７１
の凹部７１４には、エンジンオイル（油圧）が供給さ
れ、スプロケット７１、ロータ７２、カバー７３、及び
リヤハウジング７４が組み合わされた際には、油圧室と
して機能する。

【００２３】また、スプロケット７１の凸部７１５の１
つは、図５に示すように、ロータ７２とスプロケット７
１の相対回動を規制しない場合に、ロックピン８０がリ
ヤハウジング７４と接触することがないようロックピン
８０を完全に収容するロックピン孔７１７を有してい
る。

【００２４】ロックピン８０は、大径部８１と小径部８
２とを有する円柱状のピンであり、大径部８１には付勢
手段としてのスプリング８４を収容するためのスプリン
グ孔８３を有している。ロックピン８０の大径部８１と
小径部８２との連結部に現れるリング状の端面は、後述
する進角油圧室７０１に印加された油圧が印加される第
１受圧面８５として機能し、小径部８２のリヤハウジン
グ７４側端面は、後述する遅角油圧室７０２に供給され
る油圧が印加される第２受圧面８６として機能する。

【００２５】さらに、第１受圧面面積と第２受圧面面積
は、進角室油圧×第１受圧面面積≒遅角室油圧×第２受圧面
面積の関係が成立するように定められている。そして、ロッ
クピン８０は、スプリング８４によってリヤハウジング
７４方向への付勢力を常時受けている。

【００２６】ロックピン孔７１７は、ロックピン８０の
大径部８１と小径部８２の直径差によって生じる端面
（第１受圧面８５）に対して、進角油圧室７０１に印加
される油圧を印加することができるよう、図４に示すよ
うに同一の軸心を有する異なる径の２つの円筒孔からな
っている。また、ロックピン孔７１７は、進角油圧室７
０１と第１受圧面８５とを連通するロックピン進角油圧
供給路７１８を備えている。

【００２７】ロータ７２は、自身の回転軸心と同軸のボ
ルト孔７２１を有するとともに、スプロケット７１の中
空部７１１に適合する厚肉円筒状体からなり、その外周
面には、半径方向に４つのベーン７２２が９０度間隔で
延伸形成されている。

【００２８】ベーン７２２は、先端部にシール部材７２
３と、ロータ７２がスプロケット７１に組み付けられた
際にシール部材７２３をスプロケット７１の凹部７１４
内周面に押圧する板ばね７２４とを備えている。また、
ベーン７２２は、スプロケット７１、ロータ７２、カバ
ー７３、及びリヤハウジング７４が組み合わされた際に
油圧室として機能するスプロケット７１の凹部７１４
を、進角油圧室と遅角油圧室とに区画する。

【００２９】ここで、図３中ベーン７２２の左側に区画
形成された油圧室が進角油圧室として機能し、ベーン７
２２の右側に区画形成された油圧室が遅角油圧室として
機能するものとする。また、本実施形態では以後、スプ
ロケット７１、ロータ７２、カバー７３、及びリヤハウ
ジング７４が組み合わされた状態におけるベーン７２２
左側の凹部７１４を進角油圧室７０１、ベーン７２２右
側の凹部７１４を遅角油圧室７０２ということとする。

【００３０】また、ロータ７２の先端部近傍（図２中右
側）及び各ベーン７２２の進角油圧室７０１側側面に
は、ボルト孔７２１と各ベーン７２２の進角油圧室７０
１側の基端部とを連通するロータ進角油圧供給路７２５
が形成されており、ロータ７２の基端部近傍（図２中左
側）及びベーン７２２の遅角油圧室７０２側側面には、
ボルト孔７２１と各ベーン７２２の遅角油圧室７０２側
の基端部とを連通するロータ遅角油圧供給路７２６が形
成されている。

【００３１】さらに、１つのベーン７２２は、その基端
側に、ロータ７２とリヤハウジング７４とを確実に同期
回転させるよう両者を係合するための係合ピン９０が挿
入される係合ピン孔７２７を有している。

【００３２】カバー７３は、円盤状部材の外周面に沿っ
てスプロケット７１のカバー取付部７１３に適合するフ
ランジ７３１を備えると共に、その回転軸心と同軸であ
って結合ボルト９２が貫通するボルト孔７３２を備えて
いる。

【００３３】リヤハウジング７４は、スプロケット７１
のリヤハウジング取付部７１６に内接されるフランジを
その外周部に有する肉厚円盤部７４１と、円盤部７４１
の先端面に形成された軸部７４２とを備えている。

【００３４】円盤部７４１は、リヤハウジング進角油圧
供給路７４３、リヤハウジング遅角油圧供給路７４４、
ロックピン８０を係合するためのロックピン係合孔７４
５、リヤハウジング７４とロータ７２とを係合する係合
ピン９０が挿入される係合ピン孔７４６を備えている。
また、円盤部７４１の基端面には、リヤハウジング７４
と吸気側カムシャフト７５とを確実に同期回転させるよ
う両者を確実に係合する係合ピン９１が挿入される係合
ピン孔７４７を有している。

【００３５】さらに、円盤部７４１及び軸部７４２は、
回転軸心と同軸であって結合ボルト９２が貫通するボル
ト孔７４８を有し、また、軸部７４２の外周面にはシー
ル部材を装着するためのシール溝７４９が形成されてい
る。

【００３６】吸気側カムシャフト７５は、先端近傍（図
２中右側）のジャーナル部７５１をはじめとする各ジャ
ーナル部７５１を介してシリンダヘッド３のジャーナル
受部（図示しない）によって支承されている。そして、
ジャーナル部７５１は、結合ボルト９２が螺合されるボ
ルト結合孔７５２を備え、また、カムシャフト７５先端
の円盤状部端面とジャーナル外周面の進角油圧供給ポー
ト７５３、遅角油圧供給ポート７５４とを連通するカム
シャフト進角油圧供給路７５５及びカムシャフト遅角油
圧供給路７５６をそれぞれ２本ずつ備えている。

【００３７】また、ジャーナル部７５１の外周面には、
吸気側カムシャフト７５の回転時にもオイルコントロー
ルバルブ（ＯＣＶ）からジャーナル受部を介して供給さ
れるエンジンオイルを、進角油圧供給ポート７５３、遅
角油圧供給ポート７５４に円滑に供給することができる
よう接続油圧供給路７５７が形成されている。

【００３８】さらに、カムシャフト７５先端の円盤状部
端面は、カムシャフト７５とリヤハウジング７４とを係
合する係合ピン９１を挿入するための係合ピン孔７５８
を備えている。

【００３９】上記各構成部材は、図２に示す関係で互い
に組み合わせられ、最後に各部材のボルト孔７２１，７
３２，７４８に結合ボルト９２を挿入した後、結合ボル
ト９２を吸気側カムシャフト７５のボルト結合孔７５２
に螺合して可変バルブタイミング機構７０が組み立てら
れる。なお、この組み立てにおいては、ロックピン８０
がロックピン係合孔７４５に係合する際、ベーン７２２
がスプロケット７１の凸部７１５からα度だけ離間した
位置にて係止されるよう組み立てられる。

【００４０】すなわち、油圧が発生していないエンジン
始動時において、ロータ７２とスプロケット７１の相対
回動を機械的に規制する位置を、ベーン７２２がスプロ
ケット７１の凸部７１５からα度だけ離間した位置とす
るのである。この結果、可変バルブタイミング機構７０
は、エンジン始動後、エンジン始動時に要求されるバル
ブタイミングに影響されることなく、さらにバルブタイ
ミングを遅らせることが可能となる。

【００４１】ここで、カバー７３、ロータ７２、及びリ
ヤハウジング７４は、結合ボルト９２によって吸気側カ
ムシャフト７５に結合されているので、吸気側カムシャ
フト７５に同期して回転する。加えて、ロータ７２とリ
ヤハウジング７４、及びリヤハウジング７４と吸気側カ
ムシャフト７５は、それぞれ係合ピン９０，９１によっ
て係合されているので、相対回動が確実に規制され、こ
れら三者７２，７３，７４は同期して回転する。これに
対して、スプロケット７１は、吸気側カムシャフト７５
に対して結合されていない。

【００４２】したがって、スプロケット７１は吸気側カ
ムシャフト７５に対して相対回動可能となり、結果とし
てロータ７２とスプロケット７１は相対回動し、クラン
クシャフトの回転位相に対する吸気側カムシャフト７５
の回転位相は、進角又は遅角せしめられる。

【００４３】次に、図３〜図６を参照しつつ、可変バル
ブタイミング機構７０の油路構成及び可変バルブタイミ
ング機構７０の動作について、ＯＣＶ１００によって制
御されるエンジンオイルの流れを追いながら説明する。

【００４４】ＯＣＶ１００は、電磁式アクチュエータ１
０１及びコイルスプリング１０２によって駆動されるプ
ランジャ１０３が、スプール１０４を軸方向に往復移動
させることによりエンジンオイル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１０１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７０１，７０２に供給される
油圧が調整される。

【００４５】ＯＣＶ１００のケーシング１０５は、タン
クポート１０５ｔ、Ａポート１０５ａ、Ｂポート１０５
ｂ、及びリザーバポート１０５ｒを有している。そし
て、タンクポート１０５ｔは、油圧ポンプ１０６を介し
てオイルパン１０７と接続されており、Ａポート１０５
ａは、進角油圧供給ポート７５３と、Ｂポート１０５ｂ
は、遅角油圧供給ポート７５４と接続されている。ま
た、リザーバポート１０５ｒは、オイルパン１０７と連
通されている。

【００４６】スプール１０４は、円筒状の弁体であり、
２つのポート間におけるエンジンオイルの流れを封止す
る４つのランド１０４ａと、２つのポート間を連通し、
エンジンオイルの流れを許容するパセージ１０４ｂ、２
つのパセージ１０４ｃとを有している。

【００４７】エンジン停止時には、油圧ポンプ１０６、
ＯＣＶ１００共に作動しておらず、また、クランキング
時にも十分な油圧が発生していないので、進角油圧室７
０１及び遅角油圧室７０２には油圧が印加されず、両油
圧室７０１，７０２へ供給される油圧が印加されるロッ
クピン８０にも油圧は印加されない。この結果、ロック
ピン８０は、スプリング８４の弾性力によってリヤハウ
ジング７４方向へ付勢され、エンジン停止時にロックピ
ン８０に係合した場合には、ロックピン係合孔７４５に
係合したまま、あるいは、エンジン停止時にロックピン
係合孔７４５に係合しなかった場合には、クランキング
時におけるロータ７２の回転によってロックピン係合孔
７４５に係合する。

【００４８】したがって、エンジン始動時には、ロータ
７２とスプロケット７１とは同期回転し、スプロケット
７１（従ってクランクシャフト７）に対する吸気側カム
シャフト７５の回転位相は変更されない。また、本実施
形態においては、ロックピン係合孔７４５は、エンジン
始動に最適なバルブタイミングを実現する位置、すなわ
ち、最遅角のバルブタイミングを実現する位置よりもα
度だけ離間した位置に配置されている。この結果、エン
ジン始動時には、常に最適な吸気側カムシャフト７５の
回転位相、すなわち、吸気バルブのバルブタイミングが
機械的に決定されることとなり、エンジン始動性を損な
うことはない。

【００４９】エンジン始動後、油圧ポンプ１０６によっ
て十分な油圧が発生せしめられ、ＯＣＶ１００が駆動制
御され、スプール１０４が図面左方に移動された場合に
は、パセージ１０４ｂはタンクポート１０５ｔとＡポー
ト１０５ａとを連通し、進角油圧供給ポート７５３にエ
ンジンオイルが供給される。そして、進角油圧供給ポー
ト７５３に供給されたエンジンオイルは、ジャーナル部
７５１内の第１油圧供給路７５５、ロータ７２のボルト
孔７２１内周面と結合ボルト９２の外周面との隙間、ロ
ータ７２の進角油圧供給路７２５を介して進角油圧室７
０１に供給され、進角油圧室７０１の油圧が増大する。

【００５０】なお、進角油圧室７０１には、遅角油圧室
７０２に対して供給される油圧よりも高い油圧が供給さ
れる。すなわち、吸気側カムシャフト７５は、その構成
上、吸気バルブを駆動する際に回転位相を遅角側に変位
させる応力を受けるので、吸気側カムシャフト７５の進
角側への変位速度と遅角側への変位速度の差を小さくす
るためには、かかる応力を考慮しなければならないから
である。

【００５１】これと同時に、パセージ１０４ｃは、Ｂポ
ート１０５ｂとリザーバポート１０５ｒとを連通し、遅
角油圧室７０２内のエンジンオイルは、ロータ７２の遅
角油圧供給路７２６、ジャーナル部７５１内の遅角油圧
供給路７５６、第２油圧供給ポート７５４、及びＯＣＶ
１００のＢポート１０５ｂ、リザーバポート１０５ｒを
介して、オイルパン１０７に排出され、遅角油圧室７０
２の油圧が減少する。

【００５２】また、ロックピン８０の第１受圧面８５に
は、隣接する進角油圧室７０１からロックピン進角油圧
供給路７１８を介して油圧が供給される。そして、進角
油圧室７０１の油圧が上昇し、スプリング８４の弾性力
を上回ったところでロックピン８０は、ロックピン係合
孔７４５から離間し、リヤハウジング７４表面と接触す
ることがないようロックピン孔７１７内に格納される。
したがって、ロータ７２とスプロケット７１との円滑な
相対回動が許容されることとなる。

【００５３】あるいは、すでに遅角油圧室７０２に油圧
が印加されている場合には、ロックピン８０は第２受圧
面８６に印加された油圧によってロックピン孔７１７内
に格納されている。そして、第２受圧面８６に作用する
圧力は遅角油圧室７０２の圧力低下にともない低下する
ものの、第１受圧面８５に作用する圧力が増大するの
で、ロックピン８０は依然としてロックピン孔７１７内
に格納されたままである。

【００５４】ここで、第１受圧面８５及び第２受圧面８
６に作用する油圧の印加方向が等しいロックピン８０で
は、吸気側カムシャフト７５と異なり、いずれかの受圧
面に作用する油圧を高くする必要がない。むしろ、ロッ
クピン８０の動作タイミングの均衡化を図るために第１
受圧面８５及び第２受圧面８６に均等な圧力を加える必
要がある。

【００５５】その一方で、前述のとおり第１受圧面８５
に作用する進角室油圧は、第２受圧面８６に作用する遅
角室油圧よりも高く、両受圧面に作用する油圧の調整を
図る必要がある。

【００５６】そこで、本実施形態では、第１受圧面面積
と第２受圧面面積との間に、進角室油圧×第１受圧面面積≒遅角室油圧×第２受圧面
面積の関係を持たせており、両受圧面８５，８６に作用する
圧力は均衡化される。

【００５７】したがって、ベーン７２２は、進角油圧室
７０１から遅角油圧室７０２へ向かう回転方向（図３に
おいて時計方向）に油圧を受けて回動し、リヤハウジン
グ７４を介して吸気側カムシャフト７５に捻りが付与さ
れる。この結果、スプロケット７１（従ってクランクシ
ャフト７）に対する吸気側カムシャフト７５の回転位相
が変更され、吸気側カムシャフト７５は遅角位置から進
角位置に向けて回転する。そして、吸気側カムシャフト
７５によって駆動される吸気バルブの開弁タイミングが
進められる。

【００５８】こうして開弁タイミングが進角せしめられ
た吸気バルブは、排気バルブが開弁している間に開弁さ
れることとなり、吸気バルブと排気バルブとが同時に開
弁する期間であるバルブオーバラップ期間が拡大され
る。そして、ベーン７２２がスプロケット７１の凸部７
１５と当接する位相にて、吸気バルブの開弁タイミング
が最も早くなる。

【００５９】なお、本実施形態では、エンジン始動位置
にロックピン係合孔７４５を配置しているので、最遅角
位置がエンジン始動位置であった従来の可変バルブタイ
ミング機構と異なり、より遅角側へバルブタイミングが
変更され得る。

【００６０】これに対して、ＯＣＶ１００が駆動制御さ
れ、スプール１００が図面右方に移動された場合には、
パセージ１０４ｂはタンクポート１０５ｔとＢポート１
０５ｂとを連通し、第２油圧供給ポート７５４にエンジ
ンオイルが供給される。そして、第２油圧供給ポート７
５４に供給されたエンジンオイルは、ジャーナル部７５
１内の遅角油圧供給部７５６、ロータ７２の遅角油圧供
給路７２６を介して遅角油圧室７０２に供給され、遅角
油圧室７０２の油圧が増大する。

【００６１】これと同時に、パセージ１０４ｃは、Ａポ
ート１０５ａとリザーバポート１０５ｒとを連通し、進
角油圧室７０１内のエンジンオイルは、ロータ７２の進
角油圧供給路７２５、ロータ７２のボルト孔７２１と結
合ボルト９２の隙間、ジャーナル部７５１の進角油圧供
給路７５５、第１油圧供給ポート７５３、及びＯＣＶ１
００のＡポート１０５ａ、リザーバポート１０５ｒを介
して、オイルパン１０７に排出される。したがって、進
角油圧室７０１の油圧は減少する。

【００６２】また、ロックピン８０の第２受圧面８６に
は、ジャーナル部７５１内の遅角油圧供給路７５６から
ロックピン遅角油圧供給路８６１を介して直接（遅角油
圧室７０２を介することなく）油圧が供給される。そし
て、エンジン始動後、最初に遅角油圧室７０２に油圧が
印加された場合には、ロックピン８０は、第１受圧面８
５に油圧が作用した場合と同様にして作動する。一方、
既に第１受圧面８５に油圧が作用していた場合には、第
１受圧面８５の作用する油圧は減少するものの、第２受
圧面８６に作用する油圧が増大するため、ロックピン８
０は、引き続きロックピン孔７１７内にて係止される。

【００６３】したがって、ベーン７２２は、遅角油圧室
７０２から進角油圧室７０１へ向かう回転方向（図３に
おいて反時計方向）に油圧を受けて回動し、リヤハウジ
ング７４を介して吸気側カムシャフト７５に捻りが付与
される。この結果、スプロケット７１（従ってクランク
シャフト７）に対する吸気側カムシャフト７５の回転位
相が変更され、吸気側カムシャフト７５は進角位置から
遅角位置に向けて回転する。そして、吸気側カムシャフ
ト７５によって駆動される吸気バルブの開弁タイミング
が遅らされる。

【００６４】こうして、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、ベーン７２２がスプロ
ケット７１の凸部７１５と当接する位相にて、吸気バル
ブの開弁タイミングが最も遅くなる。

【００６５】やがて、エンジンが停止すると、油圧ポン
プ１０６は停止しエンジン系内の油圧は０となる。ま
た、ＯＣＶ１００のスプール１０４は、遅角油圧室７０
２に油圧を供給する位置にて停止し、遅角油圧室７０２
内のエンジンオイルは、オイルパン１０７に排出され
る。

【００６６】したがって、ロックピン８０の第１受圧面
８５、第２受圧面８６に印加されていた油圧も低下し、
ロックピン８０は、スプリング８４の弾性力によってリ
ヤハウジング７４に押圧される。また、吸気バルブの反
力を受ける吸気側カムシャフト７５の回動に伴いロータ
７２（ベーン７２２）は進角油圧室７０１側へ回動す
る。そして、ロックピン係合孔７４５が到来したところ
で、ロックピン８０はロックピン係合孔７４５に係合さ
れ、ロータ７２とスプロケット７１の相対回動が規制さ
れる。

【００６７】スプール１０４が移動可能範囲内の任意の
位置に配置されることにより、各油圧室７０１，７０２
に対する油の流路面積が変わり、バルブタイミングが進
む速度（進角速度）及び遅れる速度（遅角速度）がそれ
ぞれ微妙に変わる。ここで、スプール１０４がほぼ中間
に配置されることにより、タンクポート１０５ｔとＡポ
ート１０５ａ，Ｂポート１０５ｂとの連通が遮断され
る。その結果、各油圧室７０１，７０２に対する油圧の
供給が規制され、ＶＶＴ機構７０の駆動が停止し、その
結果、バルブタイミングの変位が停止する。

【００６８】図７は、ＯＣＶ１００の特性図である。こ
のグラフにおいて、横軸はＯＣＶ１００を制御するため
の駆動デューティ比ＤＲを示し、縦軸はＶＶＴ機構７０
により得られるバルブタイミングの変位速度ＳＰＤ（進
角速度及び遅角速度）を示す。尚、横軸のデューティ比
ＤＲは、電磁式アクチュエータ１０１のソレノイドへの
通電パルスにおけるＯＮ時間の割合、すなわちソレノイ
ドに供給される電流値を示し、従ってスプール１０４の
ストロークに比例する。この実施形態では、駆動デュー
ティ比ＤＲの値に基づいてＯＣＶを制御することによ
り、バルブタイミングが制御される。この実施形態にお
いては、ＯＣＶ１００を制御するためのパラメータとし
て駆動デューティ比ＤＲを使用し、バルブタイミングを
目標値に一致させる。この駆動デューティ比ＤＲの値を
変化させることにより、バルブタイミングはその変位速
度が決定されるのであって、その変位角度が決定される
のではない。即ち、駆動デューティ比ＤＲに基づきＯＣ
Ｖ１００を制御してスプール１０４を移動させたとき
に、そのデューティ比ＤＲの積分量がスプール１０４を
動かした後のバルブタイミングの変位角度となるのであ
る。なお、図７に示されるように、デューティ比ＤＲが
所定の保持デューティ比ＤＲ_Hに制御されるときには、
変位速度ＳＰＤが０となり、スプール１０４が停止し、
バルブタイミングが一定値に保持される。

【００６９】図１に示すように、エンジン１には以下の
各種センサが取付けられている。シリンダブロック２に
は、エンジン１の冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検
出するための水温センサ１４４が取付けられている。吸
気通路３０には、吸入空気量（質量流量ＧＡ）を検出す
るための熱式エアフローメータ１４０が取り付けられて
いる。吸気通路３０においてエアクリーナ３１の近傍に
は、吸入空気の温度（吸気温ＴＨＡ）を検出するための
吸気温センサ１４３が取付けられている。吸気通路３０
において、スロットルバルブ３２の近傍には、その軸３
２ａの回動角度（スロットル開度ＴＡ）を検出するため
のスロットル開度センサ１４２が設けられている。ま
た、スロットルバルブ３２が全閉状態のときには、アイ
ドルスイッチ１５２がオンとなり、その出力であるスロ
ットル全閉信号がアクティブとなる。サージタンク３３
には、その内部の圧力（吸気圧ＰＭ）を検出するための
吸気圧センサ１４１が取付けられている。排気通路６０
の途中には、排気ガス中の残存酸素濃度を検出するため
のＯ₂センサ１４５が取付けられている。

【００７０】ディストリビュータ５３には、クランクシ
ャフト７の回転に同期して回転するロータが内蔵されて
おり、クランクシャフト７の基準位置を検出するために
ロータの回転に基づいてクランク角（ＣＡ）に換算して
７２０°ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる
クランク基準位置センサ１５０が設けられ、また、クラ
ンクシャフト７の回転速度（エンジン回転速度ＮＥ）を
検出するためにロータの回転に基づいて３０°ＣＡごと
に回転速度検出用パルスを発生させ回転速度センサ１５
１が設けられている。なお、車両には、実際の車速を表
す出力パルスを発生させる車速センサ１５３が取り付け
られている。

【００７１】さらに、エンジン１には、クランクシャフ
ト７上のロータと電磁ピックアップとからなるクランク
角センサ１５４が設けられている。ロータは磁性体から
なり、その外周に複数の歯が等角度毎に形成されてい
る。電磁ピックアップは、クランクシャフト７の回転に
伴い、ロータが回転して歯がその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を発生
する。そして、クランク基準位置センサ１５０による基
準位置信号の発生後に、クランク角センサ１５４からの
クランク角度信号のパルス数を計測することでクランク
シャフト７の回転角度（クランク角）を検出することが
可能である。

【００７２】同様に、エンジン１には、カム角センサ１
５５が設けられている。同センサ１５５は、吸気側カム
シャフト７５上のロータと電磁ピックアップとからな
る。ロータは磁性体からなり、その外周に複数の歯が等
角度毎に形成されている。電磁ピックアップは、カムシ
ャフト７５の回転に伴い、ロータが回転して歯がその電
磁ピックアップの前方を通過する毎に、パルス状のカム
角度信号を発生する。このカム角度信号と前記クランク
角度信号とに基づいてカムシャフト７５の回転位相とク
ランクシャフト７の回転位相との位相差を算出すること
により、吸気バルブ１１の実バルブタイミングを検出す
ることができる。

【００７３】図１に示すエンジン電子制御装置（エンジ
ンＥＣＵ）１７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、ア
イドル回転速度制御などに加え、本発明に係るバルブタ
イミング制御を実行するマイクロコンピュータシステム
であり、そのハードウェア構成は、図８のブロック図に
示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１７３に格納
されたプログラム及び各種のマップに従って、中央処理
装置（ＣＰＵ）１７１は、各種センサ及びスイッチから
の信号をＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）１７５又は入力イン
タフェース回路１７６を介して入力し、その入力信号に
基づいて演算処理を実行し、その演算結果に基づき駆動
制御回路１７７ａ〜１７７ｄを介して各種アクチュエー
タ用制御信号を出力する。ランダムアクセスメモリ（Ｒ
ＡＭ）１７４は、その演算・制御処理過程における一時
的なデータ記憶場所として使用される。また、バックア
ップＲＡＭ１７９は、バッテリ（図示せず）に直接接続
されることにより電力の供給を受け、イグニションスイ
ッチがオフの状態においても保持されるべきデータ（例
えば、各種の学習値）を格納するために使用される。ま
た、これらのＥＣＵ内の各構成要素は、アドレスバス、
データバス、及びコントロールバスからなるシステムバ
ス１７２によって接続されている。

【００７４】燃料噴射制御は、基本的には、エンジン１
回転当たりの吸入空気質量に基づいて、所定の目標空燃
比を達成する燃料噴射量すなわちインジェクタ４０によ
る噴射時間を演算し、所定のクランク角に達した時点で
燃料を噴射すべく、駆動制御回路１７７ａを介してイン
ジェクタ４０を制御するものである。なお、エンジン１
回転当たりの吸入空気質量は、熱式エアフローメータ１
４０により計測される吸入空気質量流量と回転速度セン
サ１５１から得られるエンジン回転速度とから算出され
る。そして、かかる燃料噴射量演算の際には、スロット
ル開度センサ１４２、吸気温センサ１４３、水温センサ
１４４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正、
Ｏ₂センサ１４５からの信号に基づく空燃比フィードバ
ック補正、そのフィードバック補正値の中央値が理論空
燃比となるようにする空燃比学習補正等が加えられる。

【００７５】また、点火時期制御は、回転速度センサ１
５１から得られるエンジン回転速度及びその他のセンサ
からの信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、
最適な点火時期を決定し、駆動制御回路１７７ｂを介し
てイグナイタ５１に点火信号を送るものである。

【００７６】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ１５２からのスロットル全閉信号及び車速セン
サ１５３からの車速信号によってアイドル状態を検出す
るとともに、水温センサ１４４からのエンジン冷却水温
度等によって決められる目標回転速度と実際のエンジン
回転速度とを比較し、その差に応じて目標回転速度とな
るように制御量を決定し、駆動制御回路１７７ｃを介し
てＩＳＣＶ３６を制御して空気量を調節することによ
り、最適なアイドル回転速度を維持するものである。

【００７７】以下、本発明に係るバルブタイミング制御
について詳細に説明する。バルブタイミング制御は、運
転状態に応じて吸気バルブ１１の目標バルブタイミング
（弁開閉時期）を設定して連続可変バルブタイミング機
構７０を制御するものであり、具体的には、吸気側カム
シャフト７５の回転位相がクランクシャフト７の回転位
相に対して所望の位相差を保つように、すなわちカムシ
ャフト７５をカムスプロケット７１に対し特定の角度だ
け相対回転せしめるように、前記したクランク角センサ
１５４及びカム角センサ１５５からの信号に基づいてオ
イルコントロールバルブ１００をフィードバック制御す
る。

【００７８】図９は、吸気バルブ１１及び排気バルブ１
２の開閉時期をクランク角により表したバルブタイミン
グ図である。この図に示されるように、排気バルブ１２
は、固定の開弁時期ＥＶＯ（本実施形態では、排気下死
点前５０°）にて開弁せしめられるとともに、固定の閉
弁時期ＥＶＣ（本実施形態では、排気上死点後３°）に
て閉弁せしめられる。一方、吸気バルブ１１について
は、その開弁期間は一定であるが、その開弁時期ＩＶＯ
及び閉弁時期ＩＶＣは可変であり、最も遅角側の開閉時
期（同図のＩＶＯｒ及びＩＶＣｒ）を基準位置として、
ともに進角方向へ任意の量だけ変位したタイミングに設
定することができる。ただし、バルブタイミング変位量
ＶＴＤの最大値は、本実施形態では６０°である。そし
て、この基準位置からのバルブタイミング変位量ＶＴＤ
が制御目標量とされる。ここで、本実施形態において
は、基準位置としては、基準開弁時期ＩＶＯｒが排気上
死点後３°であり、基準閉弁時期ＩＶＣｒが吸気下死点
後６５°である。したがって、この場合、バルブタイミ
ング変位量ＶＴＤが例えば３０°ＣＡ（クランク角）の
ときには、ＩＶＯは排気上死点前２７°となり、ＩＶＣ
は吸気下死点後３５°となる。なお、本実施形態では、
吸気バルブ１１の基準開弁時期ＩＶＯｒと排気バルブ２
６の閉弁時期ＥＶＣとは、ともに排気上死点後３°と同
一であるため、バルブタイミング変位量ＶＴＤは、バル
ブオーバラップ量と一致することとなる。ただし、図９
では、一般性を考慮し、かつ、理解を容易にするため、
ＩＶＯｒとＥＶＯとは一致しないように描かれている。

【００７９】ところで、バルブタイミングを進角せしめ
るべく進角油圧室７０１への油圧を増大させたときに
は、図３においてベーン７２２が右回転するとともに、
反作用としてスプロケット７１には左回転する方向の力
が働く。すなわち、カムシャフトを進角させるため、Ｖ
ＶＴ機構７０のフリクションに打ち勝つだけの回転抵抗
がスプロケットに付加され、回転速度が一時的に低下
し、排気側カムスプロケット１８と吸気側カムスプロケ
ット７１との間でタイミングチェーン２０にゆるみ（た
るみ）が生じ、歯飛びが発生するおそれがある。そこ
で、本実施形態においては、エンジン回転速度が高いと
き、具体的にはエンジン保証回転速度ＮＥ_Fを超えると
き、位相変更の速度すなわち変位速度が小さくなるよう
にして、スプロケット７１の回転変動を小さくし、タイ
ミングチェーン２０のゆるみ（たるみ）を生じにくくし
ている。

【００８０】図１０は、以上の制御方針を具体化したバ
ルブタイミング制御ルーチンの処理手順を示すフローチ
ャートである。このルーチンは、所定の周期で実行され
るように構成されている。まず、回転速度センサ１５１
の出力に基づいて現在のエンジン回転速度ＮＥを検出す
るとともに、熱式エアフローメータ１４０の出力に基づ
き現在の吸入空気質量流量ＧＡを検出する（ステップ１
００２）。次いで、ＧＮ←ＧＡ／ＮＥなる演算により、エンジン負荷（エンジン１回転当たり
の吸入空気質量）ＧＮを算出する（ステップ１００
４）。次いで、図１１に示されるようなマップに基づく
補間計算により、現在のエンジン負荷ＧＮ及びエンジン
回転速度ＮＥに応じた目標バルブタイミング変位量ＶＴ
Ｄｔを算出する（ステップ１００６）。この目標バルブ
タイミング変位量ＶＴＤｔのマップは、予めＲＯＭ１７
３に格納されている。

【００８１】次に、クランク角センサ１５４からのクラ
ンク角度信号とカム角センサ１５５からのカム角度信号
との位相差に基づいて現在の実バルブタイミング変位量
ＶＴＤを検出する（ステップ１００８）。次いで、この
実バルブタイミング変位量ＶＴＤが目標バルブタイミン
グ変位量ＶＴＤｔからどれだけ遅角しているか、即ちど
れだけ進角させる必要があるかを表すバルブタイミング
偏差ＥＶＴＤを、ＥＶＴＤ←ＶＴＤｔ−ＶＴＤなる演算により算出する（ステップ１０１０）。このＥ
ＶＴＤ＜０のときには、バルブタイミングを遅角させる
必要があることを示す。

【００８２】次に、現在のエンジン回転速度ＮＥがエン
ジン保証回転速度ＮＥ_F以下か否かを判定する（ステッ
プ１０１２）。ＮＥ≦ＮＥ_Fのときには、ＯＣＶ１００
を制御するためのデューティ比を、ＤＲ←ＤＲ_H＋ＫＰ＊ＥＶＴＤなる演算により算出する（ステップ１０１４）。ここ
で、ＤＲ_Hは、図７に示される保持デューティ比であ
り、ＫＰは、比例動作（Ｐ動作）のための比例ゲイン
（正値）である。図７からわかるように、ＥＶＴＤ＞０
のときには変位速度ＳＰＤ＞０となってバルブタイミン
グは進角方向に変位し、ＥＶＴＤ＝０のときにはＳＰＤ
＝０となって現在のバルブタイミングが維持され、ＥＶ
ＴＤ＜０のときにＳＰＤ＜０となってバルブタイミング
は遅角方向に変位する。そして、進角方向又は遅角方向
に変位する際の変位速度の絶対値｜ＳＰＤ｜は、バルブ
タイミング偏差の絶対値｜ＥＶＴＤ｜にほぼ比例する。

【００８３】一方、現在のエンジン回転速度ＮＥがエン
ジン保証回転速度ＮＥ_Fを超えているとき、すなわちＮ
Ｅ＞ＮＥ_Fのときには、ＯＣＶ１００を制御するための
デューティ比を、ＤＲ←ＤＲ_H＋（ＫＰ／２）＊ＥＶＴＤなる演算により算出する（ステップ１０１６）。このよ
うに、比例動作（Ｐ動作）のための比例ゲインを通常時
の１／２としているため、バルブタイミングの変位速度
は小さくなる。ステップ１０１４又は１０１６でデュー
ティ比ＤＲが算出されると、その値に基づきＯＣＶ１０
０を制御する（ステップ１０１８）。

【００８４】図１２は、他の実施形態に係るバルブタイ
ミング制御ルーチンの処理手順を示すフローチャートで
ある。この実施形態では、現在のエンジン回転速度ＮＥ
がエンジン保証回転速度ＮＥ_Fを超えているとき、すな
わちＮＥ＞ＮＥ_Fのときに、デューティ比ＤＲを、ＤＲ←ＤＲ_H のように設定する点のみが前述の実施形態と相違する
（ステップ１０１６’）。すなわち、ＮＥ＞ＮＥ_Fのと
きには保持デューティ比にてＶＶＴ機構を制御すること
で、現バルブタイミングを維持する。その結果、タイミ
ングチェーンのたるみが発生するのが確実に防止され
る。

【００８５】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、本実施形態は、いわゆるベーン式ＶＶＴ機
構を使用するものであるが、いわゆるリングギヤ式ＶＶ
Ｔ機構に対しても、本発明は適用可能である。さらに、
本実施形態は、カムシャフト駆動方式としてチェーン駆
動式を採用するエンジンについて実施したものである
が、ベルト駆動式のエンジンに対しても、本発明は適用
可能である。また、本実施形態においては、位相変更速
度を小さくするために、比例制御における比例ゲインを
操作しているが、その他の方法も適用可能である。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可変バルブタイミング機構を備えた内燃機関において、
機関回転速度が高いとき、位相変更速度が小さくされる
か又は位相変更が停止されることにより、タイミングチ
ェーン又はタイミングベルトにゆるみ（たるみ）が発生
するのが防止されるため、歯飛びによるバルブタイミン
グのずれが生ずることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るバルブタイミング制
御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。

【図２】可変バルブタイミング機構の概略構成を示す分
解斜視図である。

【図３】カバーを取り外した状態での可変バルブタイミ
ング機構の正面図である。

【図４】図３のＸ−Ｘ線で可変バルブタイミング機構を
切断した場合の側面断面図である。

【図５】図３のＸ−Ｘ線で可変バルブタイミング機構を
切断した場合の部分拡大断面図である。

【図６】図３のＹ−Ｙ線で可変バルブタイミング機構を
切断した場合の側面断面図である。

【図７】オイルコントロールバルブの駆動デューティ比
ＤＲとバルブタイミング変位速度ＳＰＤとの関係を示す
特性図である。

【図８】エンジンＥＣＵのハードウェア構成を示すブロ
ック図である。

【図９】吸気バルブ及び排気バルブの開閉時期をクラン
ク角により表したバルブタイミング図である。

【図１０】バルブタイミング制御ルーチンの処理手順を
示すフローチャートである。

【図１１】エンジン回転速度ＮＥ及びエンジン負荷ＧＮ
に応じて目標バルブタイミング変位量ＶＴＤｔを求める
ためのマップを示す図である。

【図１２】他の実施形態に係るバルブタイミング制御ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…４サイクルガソリンエンジン２…シリンダブロック３…シリンダヘッド４…シリンダ５…ピストン６…コネクティングロッド７…クランクシャフト８…燃焼室９…吸気ポート１０…排気ポート１１…吸気バルブ１２…排気バルブ１４…排気側カムシャフト１５…吸気側カム１６…排気側カム１８…排気側カムスプロケット１９…クランクスプロケット２０…タイミングチェーン（連動帯）３０…吸気通路３１…エアクリーナ３２…スロットルバルブ３２ａ…スロットルバルブの軸３３…サージタンク３４…吸気マニホルド３５…アイドルアジャスト通路３６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）４０…インジェクタ４１…燃料タンク４２…燃料ポンプ４３…燃料配管５０…点火プラグ５１…イグナイタ５２…点火コイル５３…点火ディストリビュータ６０…排気通路６１…排気マニホルド６２…触媒コンバータ７０…連続可変バルブタイミング機構（位相変更手段）７１…吸気側カムスプロケット（回転体）７２…ロータ７３…カバー７４…リヤハウジング７５…吸気側カムシャフト１００…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）（作動制
御手段）１４０…エアフローメータ（運転状態検出手段）１４１…吸気圧センサ１４２…スロットル開度センサ１４３…吸気温センサ１４４…水温センサ１４５…Ｏ₂センサ１５０…クランク基準位置センサ１５１…回転速度センサ（運転状態検出手段，回転速度
検出手段）１５２…アイドルスイッチ１５３…車速センサ１５４…クランク角センサ１５５…カム角センサ１７０…エンジンＥＣＵ（制御量算出手段，制御量変更
手段）１７１…ＣＰＵ１７２…システムバス１７３…ＲＯＭ１７４…ＲＡＭ１７５…Ａ／Ｄ変換回路１７６…入力インタフェース回路１７７ａ，１７７ｂ，１７７ｃ，１７７ｄ，１７７ｅ…
駆動制御回路１７９…バックアップＲＡＭ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関のクランクシャフトとの間に掛張さ
れた連動帯によりクランクシャフトに連動して回転する
回転体と、前記回転体と連動して回転し機関のバルブを駆動するカ
ムシャフトと、前記カムシャフトを前記回転体に対し所定角度範囲内で
相対的に回転せしめることにより、前記回転体に対する
前記カムシャフトの位相を変更することを可能にする位
相変更手段と、前記位相変更手段の作動を制御する作動制御手段と、機関運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段によって検出される機関運転状態
に基づき前記作動制御手段への制御量を算出する制御量
算出手段と、機関回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段によって検出される機関回転速度
が所定値以上のときには所定値未満のときに比して前記
位相変更手段の作動速度が小さくなるように前記制御量
を変更する制御量変更手段と、を具備する、内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】前記制御量変更手段は、前記運転状態検
出手段によって検出される機関運転状態にかかわらず、
前記位相変更手段の作動を停止すべく前記制御量を所定
値に設定する、請求項１に記載の内燃機関のバルブタイ
ミング制御装置。