JPH1113429A - 内燃機関のバルブ開閉特性制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の始動直後等、油圧ポンプから十分な
作動油圧が供給されない状況にあっても、可変バルブ開
閉特性機構を安定に動作させることのできる内燃機関の
バルブ開閉特性制御装置を提供する。 【解決手段】内燃機関の出力軸に駆動連結されたオイル
ポンプ６３から供給される油圧が蓄圧される油圧アキュ
ムレータ７３を設ける。内燃機関の始動時等、同オイル
ポンプ６３から供給される油圧が低下した場合、オイル
スイッチングバルブ７５を駆動してアキュムレータ７３
内に蓄圧されている油圧を開放し、それら油圧をオイル
コントロールバルブ５１を介して可変バルブ開閉特性機
構１９へ併せ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の吸・排気
バルブの開閉時期を変更制御する内燃機関のバルブ開閉
特性制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにバルブ開閉特性制御装置、
例えばバルブタイミング制御装置に見られるものは、カ
ムシャフトの回転位相を変更することで、吸気バルブ、
排気バルブの開閉時期を調整するものである。この機構
により、負荷や回転数などの内燃機関の運転状態に応じ
て、バルブの開閉時期を最適化することが可能となり、
内燃機関の燃費や出力、およびエミッションを向上する
ことができるようになる。

【０００３】この種のバルブタイミング制御装置として
は、従来から様々な方式のものが提案されているが、例
えば特開平６−３３０７１２号公報にみられるように、
内燃機関の出力軸であるクランクシャフトとバルブを開
閉させるカムシャフトとの回転位相を油圧によって変更
する可変バルブタイミング機構を用いたものが現在の主
流となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような油圧によ
り可変バルブ開閉特性機構の作動を制御する装置では通
常、その作動に必要な油圧を内燃機関内の潤滑油の一部
を流用して得ている。また通常、この油圧制御に必要な
潤滑油は内燃機関自身の動力により駆動される油圧ポン
プを利用して可変バルブ開閉特性機構に供給されるよう
になる。このため、内燃機関の始動直後などには、可変
バルブ開閉特性機構に対して同油圧ポンプから十分な作
動油圧を供給することができず、所望のバルブ開閉特性
を得ることが困難となっている。

【０００５】この発明はこうした実情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、内燃機関の始動直後等、油圧
ポンプから十分な作動油圧が供給されない状況にあって
も、可変バルブ開閉特性機構を安定に作動させることの
できる内燃機関のバルブ開閉特性制御装置を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、オイルパンに貯溜された
油を所要に加圧して油圧を発生する油圧発生手段と、該
発生される油圧に基づき内燃機関の出力軸と同機関のバ
ルブを開閉駆動するカムシャフトとの相対回転位相を可
変制御する可変バルブ開閉特性機構とを備える内燃機関
のバルブ開閉特性制御装置において、前記油圧発生手段
は、内燃機関自身の動力に基づき前記油圧を発生する主
油圧発生装置と、内燃機関の動力に依存せずに前記油圧
を発生する少なくとも１つの補助油圧発生装置とを備え
ることとする。

【０００７】上記構成によれば、内燃機関の始動時等、
同機関の動力が低く前記主油圧発生装置が十分な油圧を
発生できない場合においても、内燃機関の動力に依存せ
ずに油圧を発生できる前記補助油圧発生装置がその不足
分を補って油圧を発生することで、可変バルブタイミン
グ機構にはその作動に十分な油圧が供給され、同機構を
安定かつ適正に作動させることができるようになる。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の内
燃機関のバルブ開閉特性制御装置において、前記補助油
圧発生装置は、少なくとも内燃機関の始動時に能動とな
るものとする。

【０００９】上記構成によれば、前記主油圧発生装置が
十分な油圧を発生できない状態となる特に内燃機関の始
動時において前記補助油圧発生装置が能動となること
で、同機関始動時にも、可変バルブ開閉特性機構にはそ
の作動に十分な油圧が供給されることとなる。したがっ
て、従来作動が不安定であった内燃機関の始動時におい
ていも同可変バルブ開閉特性機構を安定かつ適正に作動
させることができるようになる。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置において、前
記補助油圧発生装置は、内燃機関の運転時に前記主油圧
発生装置から発生される油圧を蓄圧し、内燃機関の始動
時に開放されるアキュムレータであるとする。

【００１１】上記構成によれば、前記アキュムレータ内
に蓄圧された油圧を可変バルブ開閉特性機構に送ること
により、請求項１または２記載の発明の作用効果を得る
ことができる。また、前記主油圧発生装置が十分な油圧
を発生可能な内燃機関の通常運転中に、前記アキュムレ
ータ内に油圧を蓄圧しておくことで、同主油圧発生装置
の発生する油圧低下時のために備えておくことができ
る。

【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１または２
または３記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置にお
いて、前記補助油圧発生装置は、外部からの給電に基づ
き作動する電動式オイルポンプであるとする。

【００１３】上記構成によれば、内燃機関始動時等、前
記主油圧発生装置の発生する油圧が不足している場合で
あれ、前記電動式オイルポンプを通じて任意にその油圧
不足分を補充することができる。これによって、可変バ
ルブ開閉特性機構をいかなる場合も安定かつ適正に作動
させることができるようになる。

【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１または２
または３記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置にお
いて、前記補助油圧発生装置は、スタータモータの駆動
に基づき作動するオイルポンプであるとする。

【００１５】上記構成によれば、内燃機関始動時に必ず
作動する前記スタータモータによって前記補助油圧発生
装置が駆動されることとなり、少なくとも内燃機関始動
時には可変バルブ開閉特性機構の適正な作動に必要とさ
れる油圧が確保されるようになる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明を具体化したバルブ
開閉特性制御装置の第１の実施形態を、図１〜図４にし
たがって説明する。図１、図２、図３は可変バルブ開閉
特性機構１９（以下、ＶＶＴ機構と表記する）およびオ
イルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと表記する）５
１の断面図である。なお、図１はＶＶＴ機構１９がＯＣ
Ｖ５１により最遅角側に操作されている状態を、図２は
ＶＶＴ機構１９がＯＣＶ５１により最進角側に操作され
ている状態を、図３はＶＶＴ機構１９がＯＣＶ５１によ
って中間保持位置に操作されている状態をそれぞれ示し
ている。

【００１７】はじめに、ＶＶＴ機構１９の構成を同図１
〜図３に基づき説明する。内燃機関によって回転駆動さ
れるクランクシャフト（図示しない）の動力は、タイミ
ングベルト２３を介して伝達され、タイミングプーリ２
０が回転する。この回転に同期して、シリンダヘッド
（図示しない）の上部に回転可能に取り付けられたカム
シャフト１２が回転する。

【００１８】カムシャフト１２の端部には、センタボル
ト３１により略円筒形のカムシャフトスリーブ３３が固
定されており、ピン３２によってカムシャフト１２と一
体回転するようになっている。同カムシャフトスリーブ
３３の外周側面の一部には、外歯ヘリカルスプライン３
４が形成されている。

【００１９】また、前記タイミングプーリ２０は、カム
シャフト１２とカムシャフトスリーブ３３の間に挟まれ
ており、軸方向の移動は規制されているが、カムシャフ
ト１２と相対回転可能なように支持されている。同タイ
ミングプーリ２０には、段付き円筒形状のスプロケット
スリーブ２５が、ボルト２６により固定され、同ボルト
２６およびピン２７により前記スリーブ２５と前記プー
リ２０間の相対回転が規制されている。

【００２０】前記スプロケットスリーブ２５の小径部の
内周側面の一部には、内歯ヘリカルスプライン２８が形
成されている。同内歯ヘリカルスプライン２８は、上記
の外歯ヘリカルスプライン３４とは逆方向のねじれ角を
有するように形成される。

【００２１】前記カムシャフトスリーブ３３とスプロケ
ットスリーブ２５の小径部との隙間には、略円筒形の歯
車である油圧ピストン３５が、カムシャフト１２の軸方
向に移動可能なように挿入されている。同油圧ピストン
３５は、円筒部と、この円筒部の端部に設けられた円盤
部によって構成されている。

【００２２】前記油圧ピストン３５の円筒部の内周側面
には、前記カムシャフトスリーブ３３の外周側面に形成
された外歯ヘリカルスプライン３４と噛み合うように内
歯ヘリカルスプライン３７が形成されている。また、同
円筒部の外周側面には、前記スプロケットスリーブ２５
の小径部の内周側面に形成された内歯ヘリカルスプライ
ン２８と噛み合うように外歯ヘリカルスプライン３６が
形成されている。上記のヘリカルスプライン同士の噛み
合いによって、タイミングプーリ２０の回転は、スプロ
ケットスリーブ２５、油圧ピストン３５、およびカムシ
ャフトスリーブ３３を介してカムシャフト１２へと伝達
される。

【００２３】前記のタイミングプーリ２０、スプロケッ
トスリーブ２５とカムシャフトスリーブ３３の間にでき
た空間は、前記の油圧ピストン３５によって２つの油圧
室に分割されている。このうち、同油圧ピストン３５の
図中左側に形成された油圧室は進角側油圧室３９であ
り、図中右側に形成された油圧室は遅角側油圧室３８で
ある。なお、スプロケットスリーブ２５の図中左側端部
に形成された穴にはこれを覆うようにボルト３０が取り
付けられており、同穴から油圧室内の油が漏出すること
を防止している。

【００２４】前記カムシャフト１２とカムシャフトスリ
ーブ３３を固定するために取り付けれたセンタボルト３
１には、同ボルト３１を軸方向に貫通する挿通孔３１ａ
が形成されている。この挿通孔３１ａの一端は進角側油
圧室３９に、また、もう一端はカムシャフト１２の中心
部に同シャフト１２の軸方向に沿って形成された挿通孔
４１と連通している。この挿通孔４１は、カムシャフト
１２の径方向に形成された挿通孔４４を介して、カムシ
ャフト１２の外周面上に同シャフト１２の周方向に形成
された環状溝４３と連通している。さらに、この溝４３
は、カムジャーナル１４に形成された進角側受油路１８
を介してＯＣＶ５１と連通している。以後、進角側油圧
室３９とＯＣＶ５１を結ぶ以上の挿通孔等によって形成
される油の通路を進角側油圧通路Ｒ１と呼ぶこととす
る。

【００２５】一方、前記カムシャフト１２内には、前記
の挿通孔４１に加え、さらに同シャフト１２の軸方向と
平行な、もう一つの挿通孔４２が形成されている。同挿
通孔４２の一端は、同カムシャフト１２の外周側面に設
けられた環状溝４５、および前記タイミングプーリ２０
に形成された挿通孔４６を介して、遅角側油圧室３８と
連通する。さらに、前記挿通孔４１のもう一端は、カム
シャフトの外周側面に設けられた環状溝４７を介して、
遅角側受油路１７と連通している。さらに同油路１７は
ＯＣＶ５１と連通している。先ほどと同様に、遅角側油
圧室とＯＣＶ５１とを結ぶ上記の挿通孔等によって形成
された油の通路を以後、遅角側油圧通路Ｒ２と呼ぶこと
とする。

【００２６】次に、ＯＣＶ５１の構成について説明す
る。ヨーク６１には、ソレノイドが収容されており、同
ソレノイドに電流を供給することで同ヨーク６１内に配
設されたムービングロッド６６（図２、図３）を図中の
右、左方向に摺動させる。同ヨーク６１には、円筒形状
のスリーブ５２が取り付けられている。スリーブ５２の
中心部には挿通孔が形成されている。さらに、同スリー
ブ５２の側面には、複数の油圧通路と連通する複数の開
口部５３，５４，５５，５６，５７が形成されている。
ちなみに、開口部５５は油圧排出経路６５と、開口部５
３は進角側油圧通路Ｒ１と、開口部５７は油圧供給経路
６２と、開口部５４は遅角側油圧通路Ｒ２と、開口部５
６は油圧排出経路６５とそれぞれ連通している。

【００２７】前記スリーブ５２内に形成された挿通孔内
には、同孔内を摺動可能なスプール５９が配設されてい
る。このスプール５９は、前記挿通孔の断面とほぼ同じ
断面形状を有す大径部６０と、これらの大径部を連結す
る小径部とによって構成されている。さらに、同スプー
ル５９の一方の端面は、前記スリーブ５２内の挿通孔内
に配設されたスプリング５８と当接する。同スプリング
５８の弾性力により、前記スプール５９は、図中右方向
へと付勢されている。

【００２８】また、同スプール５９のもう一端は、前記
ヨーク６１から突き出したムービングロッド６６と当接
されている。前記のヨーク６１内のソレノイドに電流を
供給することにより、ムービングロッド６６に図中左方
向への付勢力が働く。同ムービングロッド６６に押され
ることで前記スプール５９は、前記スプリング５８の弾
性力に抗して図中左側へと移動する。また、ソレノイド
への電流供給を遮断すると、ムービングロッド６６およ
びスプール５９は、スプリング５８の付勢力によって図
中右側へ移動し、図１の状態に戻る。

【００２９】なお、前記ソレノイドに供給する電流値
は、図１の状態ではゼロであり、図２の状態では最大値
となるように設定されている。また、ソレノイドへの供
給電流値を所定の値で保持することで、図３のような図
１と図２の中間の状態を維持することも可能である。こ
の供給電流値は、図示しない電子制御回路（以下、ＥＣ
Ｕと表記する）によって制御されている。ソレノイドへ
の供給電流値を適当な値に制御することで、前記スプー
ル５９の変位を制御することが可能である。

【００３０】ここで、前記ソレノイドへの供給電流値が
ゼロとなることにより、前記ＯＣＶ５１のスプール５９
およびスリーブ５２が、図１の状態となった場合、同ス
プール５９の大径部６０の弁作用により、前記スリーブ
５２の開口部５３と開口部５５とが連通し、また、開口
部５４と開口部５７とが連通するようになる。これによ
り進角油圧通路Ｒ１は油圧排出経路６５と連通し、一
方、遅角側油圧経路Ｒ２は油圧供給経路６２と連通す
る。

【００３１】一方、ソレノイドへの供給電流値が最大値
となることにより、図２の状態となった場合、上記と同
様、大径部６０の弁作用により開口部５３と開口部５７
とが連通し、また、開口部５４と開口部５６とが連通す
るようになる。これにより、先ほどとは逆に、進角油圧
通路Ｒ１は油圧供給経路６２と連通し、一方、遅角側油
圧経路Ｒ２は油圧排出経路６５と連通する。

【００３２】また、ソレノイドへの供給電流値が所定の
中間値に設定されて、図１と図２の状態の中間状態にあ
たる図３の状態となった場合、前記スリーブ５２の開口
部５３および５４が前記スプール５９の大径部６０によ
って閉鎖される。すなわちこの場合には、進角側油圧通
路Ｒ１および遅角側油圧通路Ｒ２において共にその油の
流通が禁止される。

【００３３】図４は、本実施形態にあって上記ＯＣＶ５
１を介してＶＶＴ機構１９に油圧を供給する油圧回路を
示している。前述したようにＶＶＴ機構１９には進角側
油圧通路Ｒ１と遅角側油圧通路Ｒ２が接続されており、
ＯＣＶ５１には前記の油圧通路Ｒ１、Ｒ２に加え、油圧
供給通路６２と油圧排出通路６５が接続されている。

【００３４】油圧排出経路６５はオイルパン６４に連通
しており、ＶＶＴ機構１９からの油圧の排出経路として
使用される。一方、油圧供給通路６２は前記ＶＶＴ機構
１９の進角・遅角両油圧室３８、３９への油圧の供給の
ため使用される。油圧供給通路６２の途中に設けられた
オイルポンプ６３は、内燃機関のクランクシャフト（図
示しない）の回転に基づき駆動され、オイルパン６４内
の油をフィルタ６７を介して吸引するとともに加圧し、
この加圧した油を前記ＯＣＶ５１や内燃機関の潤滑系等
に供給する。オイルポンプ６３の吐出口の先には、減圧
弁６８が設けられており、同ポンプ６３の吐出する油が
過剰になった場合には、該弁６８を通じてその過剰とな
った油をオイルパン６４に返却することで、油圧が必要
以上に高くなりすぎるのを抑えている。

【００３５】油圧供給通路６２のさらにその先にはフィ
ルタ６９が設けられ、上記ポンプ６３から吐出された油
は、このフィルタ６９を通過した後、内燃機関の潤滑系
等に向かう油圧通路７０側と逆止弁７１側とに分流され
る。油圧供給通路６２は、この逆止弁７１の先方で油圧
通路７２およびＯＣＶ５１の開口部５７につながってい
る。

【００３６】油圧通路７２の他端は、並列に接続された
逆止弁７４およびオイルスイッチングバルブ７５を介し
て油圧アキュムレータ７３に接続されている。この油圧
アキュムレータ７３は、油を加圧した状態で蓄えること
の可能な容器である。逆止弁７４は同アキュムレータ７
３への油流入用の弁となっており、このアキュムレータ
７３内からの油の流出を防止している。一方、オイルス
イッチングバルブ７５は同アキュムレータ７３からの油
吐出用の弁となっている。このオイルスイッチングバル
ブ７５は、所定の電流を与えることで弁を開放し、電流
が与えられない場合は弁を閉鎖する機構となっている。
同バルブ７５に供給される電流は前記ＥＣＵによって制
御されており、同ＥＣＵを通じて任意に弁の開閉を制御
することが可能である。

【００３７】以下、上記のように構成された第１の実施
形態の作用を説明する。まず、本実施形態の主油圧発生
装置である前記オイルポンプ６３が十分な油圧を供給可
能な内燃機関の通常運転時における上記油圧回路、ＯＣ
Ｖ５１およびＶＶＴ機構１９の動作について説明する。

【００３８】前記オイルポンプ６３は、フィルタ６７を
介してオイルパン６４内の油を吸引し、吐出口よりフィ
ルタ６９側に油を吐出している。オイルポンプ６３が供
給する油圧が所定量を超えると、減圧弁６８が開放さ
れ、油の一部がオイルパン６４に排出されるようになっ
ている。これにより、前記オイルポンプ６３から吐出さ
れる油を所定の油圧に保つことが可能となり、また、油
圧が必要以上に高くなることを防止できる。

【００３９】所定の油圧となった油は、一部を除いて油
圧通路７０に分流し、内燃機関の潤滑系等に供給され
る。残りの部分は逆止弁７１を介して前記ＯＣＶ５１に
供給される。ただし、本実施形態の補助油圧発生装置で
ある前記油圧アキュムレータ７３内の油圧が所定圧に満
たない場合、油圧通路６２を流れる油の一部は油圧通路
７２に分流し、逆止弁７４を介して油圧アキュムレータ
７３内に蓄圧される。この逆止弁７４により、油圧アキ
ュムータ７３内の油が流出されないようになっている。
また、油圧アキュムレータ７３と油圧通路７２とを結ぶ
もう一方の弁であるオイルスイッチングバルブ７５は閉
鎖されている。

【００４０】前記ＥＣＵにより、ＯＣＶ５１のヨーク６
１内に配設されたソレノイドに電流が供給されていない
ときの状態を図１に示す。このとき、スプール５９には
スプリング５８の弾性力のみが作用し、同スプール５９
は同図１に示すような位置に固定される。

【００４１】またこのとき、スリーブ５２内の空間は、
前記スプール５９の拡径部６０の弁作用により、開口部
５３と５５とが、また開口部５４と５７とが連通するよ
うに仕切られる。したがって、油圧排出経路６５は、進
角側油圧室３９につながる進角側油圧通路Ｒ１と連通
し、さらに、油圧供給経路６２は、遅角側油圧室３８に
つながる遅角側油圧通路Ｐ２と連通する。したがって、
油圧は遅角側油圧室３８に供給される一方、進角側油圧
室３９から排出される。

【００４２】これにより、遅角側油圧室３８内の油圧は
進角側油圧室３９よりも高くなる。この油圧の格差によ
り、油圧ピストン３５は図中左側へと移動し、カムシャ
フト１２はタイミングプーリ２０に対して遅角するよう
に相対回動し、バルブタイミングは遅角側に変更され
る。なお、前述のように、図１は、油圧ピストン３５が
ＶＶＴ機構１９の先端側に移動し、バルブタイミングが
「最遅角位置」になっているときの状態を示している。

【００４３】一方、前記ＥＣＵによって前記ヨーク６１
内のソレノイドに最大電流が供給されると、スプール５
９はスリーブ５２内の図２に示す位置へと移動する。こ
のとき、開口部５３と開口部５７が連通すると共に、開
口部５４と開口部５６が連通する。これによって、油圧
供給経路６２が進角側油圧室３９につながる進角側油圧
通路Ｒ１と連通する一方、油圧排出経路６５は遅角側油
圧室３８につながる遅角側油圧通路Ｒ２と連通する。し
たがって、油圧は進角側油圧室３９に供給される一方、
遅角側油圧室３８から排出される。

【００４４】これにより、進角側油圧室３９内の油圧は
遅角側油圧室３８よりも高くなり、油圧ピストン３５が
ＶＶＴ機構１９の基端側へと移動し、カムシャフト１２
はタイミングプーリ２０に対して進角するように相対回
動し、バルブタイミングは進角側に変更される。図２に
は前述のように、油圧ピストン３５が最もＶＶＴ機構１
９の基端側に移動し、バルブタイミングが「最進角位
置」にあるときの状態を示している。

【００４５】さらに、前記ＥＵＣにより前記ヨーク６１
内のソレノイドに所定の中間電流が供給されるとき、ス
プール５９はソレノイドから発生する付勢力とスプリン
グ５８の弾性力とがつりあい、図３に示す所定の位置で
保持される。この位置を「中間位置」と呼ぶ。このと
き、スプール５９の大径部６０により、スリーブ５２の
開口部５３、５４が閉鎖される。これにより前記の進角
・遅角側の両油圧室３８、３９との間での油の供給、排
出が禁止される。この結果、前記油圧ピストン３５は中
間位置に保持される。

【００４６】以上は、内燃機関の通常運転時における本
実施形態の作用であるが、内燃機関の運転開始直後等に
は内燃機関のクランクシャフトの回転に基づき駆動され
る前記オイルポンプ６３の出力が安定せず、十分な油圧
を供給できない場合がある。そしてこのような場合、Ｖ
ＶＴ機構１９の両油圧室３８、３９には十分な油圧が与
えられないため、前記油圧ピストン３５の変位を制御す
る事が困難となり、したがってバルブタイミングも安定
して制御できなくなる。しかし、本実施形態によれば、
こうした不都合も以下の態様で解消されるようになる。

【００４７】まず、内燃機関の運転開始時には前述した
ように、主油圧発生装置であるオイルポンプ６３はＶＶ
Ｔ機構１９を安定して動作せるのに必要な油を供給でき
ない場合がある。このとき本実施形態にあっては、補助
油圧発生装置である油圧アキュムレータ７３と油圧通路
７２とをつなぐ前記オイルスイッチングバルブ７５に、
前記ＥＣＵから所定の電流が供給され、同バルブ７５が
開放される。これにより、前回の内燃機関の運転中に前
記油圧アキュムレータ７３内に蓄圧された油が油圧通路
７２へと流出する。そしてこの油は油圧通路７２を通
り、油圧供給経路６２へと流入する。このとき、油圧供
給経路７２に設けられた逆止弁７１により、前記アキュ
ムレータ７３から供給された油が、前記オイルポンプ６
３や内燃機関内の潤滑等に使用される油の供給経路であ
る油圧通路７０側へ流れることを防止している。したが
って、前記アキュムレータ７３から供給された油は、全
て、前記ＶＶＴ機構１９を作動させるために使用され
る。

【００４８】これにより、内燃機関の運転開始直後は、
前記オイルポンプ６３から供給される油に加え、前記油
圧アキュムレータ７３から供給される油によりＶＶＴ機
構１９を作動させることができるようになる。そしてそ
の後、前記オイルポンプ６３が油圧を安定して供給する
ことが可能になると、前記ＥＣＵは前記オイルスイッチ
ングバルブ７５への電流供給を停止し、同バルブ７５を
閉鎖する。その後は前述した通常運転へと移行し、前記
油圧アキュムレータ７３は消費した油圧を再蓄圧する。

【００４９】以上詳述した本実施形態によれば、下記に
示す効果が得られるようになる。 ・主油圧発生装置であるオイルポンプ６３から発生され
る油圧が低下することの多い内燃機関の運転開始直後
に、補助油圧発生装置である油圧アキュムレータ７３内
に予め蓄圧された油圧をＶＶＴ機構１９に併せ供給する
ことで、内燃機関の運転開始直後でも、同ＶＶＴ機構１
９を安定して動作させることが可能となる。 ・油圧の供給不足によりＶＶＴ機構１９の可動部材が固
定されず、部材同士が衝突することにより発生する内燃
機関始動時の異音の発生や、部材間の衝突による破損等
も防止することが可能となる。

【００５０】（第２の実施の形態）次に、本発明にかか
る内燃機関のバルブ開閉特性制御装置の第２の実施形態
について説明する。なお、本実施形態は、前述した第１
の実施形態における補助油圧発生装置およびその周辺部
分を変更しただけのものであり、その他の部分について
の重複する説明は省略する。

【００５１】以下、本実施形態の油圧回路を図５にした
がって説明する。同図５に示すように、本実施形態で
は、第１の実施形態における補助油圧発生装置に連通す
る油圧通路７２の代わりに、油圧通路７６が油圧供給経
路６２と連通している。油圧通路７６の途中には、モー
タ７７によって駆動される補助オイルポンプ７８が設け
られている。同油圧通路７６の他端は、フィルタ７９を
介して前記オイルパン６４に連通している。この補助油
圧発生装置としてのオイルポンプ７８により前記オイル
パン６４内の油が吸引加圧され、この加圧された油がフ
ィルタ８０および逆止弁８１を介して前記油圧供給経路
６２を流れる油に合流されるようになる。

【００５２】なお、前記モータ７７は前記ＥＣＵによっ
てその駆動が制御されており、同ＥＣＵを通じて上記オ
イルポンプ７８の作動・非作動を任意に切り換えること
が可能である。

【００５３】次に、本実施形態の作用を説明する。内燃
機関の運転開始時に、前記ＥＣＵにより前記モータ７７
に電流が供給され、同モータ７７が回転する。これによ
り補助オイルポンプ７８が駆動され、同ポンプ７８を通
じて前記オイルパン６４内から吸引され、加圧吐出され
た油は前記油圧供給経路６２に供給される。同油圧供給
経路６２に設けられた逆止弁７１により、この補助オイ
ルポンプ７８から供給される油は、主油圧発生装置であ
る前記オイルポンプ６３から供給される油と共に前記Ｏ
ＣＶ５１に送られ、前記ＶＶＴ機構１９を作動させるこ
とに使用される。このため、こうした機関始動時にあっ
ても、同ＶＶＴ機構１９にはその作動のための十分な油
圧が供給されるようになる。

【００５４】なお、このモータ７７により駆動される前
記補助オイルポンプ７８は、主油圧発生装置である前記
オイルポンプ６３から供給される油圧が十分となり、同
ポンプ６３だけで安定してＶＶＴ機構１９の作動を確保
できるようになるまでその駆動が維持される。その後、
前記ＥＣＵは前記モータ７７への電流供給を遮断し、補
助油圧発生装置である上記ポンプ７８の作動を停止す
る。このとき内燃機関は既に通常の運転状態へと移行し
ている。またこのとき、前記圧力通路７６に設けられた
逆止弁８１により、前記オイルポンプ６３から供給され
る油が同圧力通路７６内に流入することが防止される。

【００５５】以上詳述した本実施形態によれば、下記に
示す効果が得られるようになる。 ・主油圧発生装置であるオイルポンプ６３から発生され
る油圧が低下することの多い内燃機関の運転開始直後
に、補助油圧発生装置である電動式の補助オイルポンプ
７８により発生される油圧を前記ＶＶＴ機構１９に併せ
供給することで、内燃機関の運転開始直後でも、同機構
１９を安定して動作させることができるようになる。 ・油圧の供給不足によりＶＶＴ機構１９の可動部材が固
定されず、部材同士が衝突することにより発生する内燃
機関始動時の異音の発生や、部材間の衝突による破損等
も防止することが可能となる。

【００５６】（第３の実施形態）次に、本発明にかかる
内燃機関のバルブ開閉特性制御装置の第３の実施形態に
ついて説明する。なお、本実施形態は前述した第２の実
施形態における補助油圧発生装置であるオイルポンプ７
８の駆動源を内燃機関始動用のスタータモータ８２に置
き換えたものである。すなわち、先の図５を流用してこ
れに併せ示すように、本実施形態にあってはその補助油
圧発生装置を構成するオイルポンプ７８は、スタータモ
ータ８２によって駆動される。

【００５７】以下、本実施形態の作用を説明する。内燃
機関を始動させるべくスタータモータ８２を作動させる
と、それに駆動連結された補助オイルポンプ７８も連動
して作動する。これにより、第２の実施形態の場合と同
様に、このオイルポンプ７８から発生される油圧がＶＶ
Ｔ機構１９に併せ供給される。これにより、機関始動時
にあっても、ＶＶＴ機構１９にはその作動のための十分
な油圧が供給されるようになる。

【００５８】なお、補助オイルポンプ７８は、スタータ
モータ８２が作動している間、油圧を供給し続ける。ス
タータモータ８２が作動を終えると、それに連動して補
助オイルポンプ７８も作動を停止する。その後、内燃機
関は通常の運転状態に移行する。

【００５９】以上詳述した本実施形態によれば、下記に
示す効果が得られるようになる。 ・主油圧発生装置であるオイルポンプ６３から発生する
油圧が低下することの多い内燃機関の運転開始時に、補
助油圧発生装置である電動式の補助オイルポンプ７８に
より発生される油圧を前記ＶＶＴ機構１９に併せ供給す
ることで、内燃機関の運転開始直後でも、同機構１９を
安定して動作させることが可能となる。 ・油圧の供給不足によりＶＶＴ機構１９の可動部材が固
定されず、部材同士が衝突することにより発生する内燃
機関始動時の異音の発生や、部材間の衝突による破損等
も防止することが可能となる。 ・元来、内燃機関が装備している機関始動用のスタータ
モータ８２を補助オイルポンプ７８の駆動源として併用
するため、部品点数が抑えられ、構造も単純化できる。

【００６０】（第４の実施形態）次に、本発明にかかる
内燃機関のバルブ開閉特性制御装置の第４の実施形態に
ついて説明する。

【００６１】本実施形態は、バルブ開閉特性制御装置と
してのハードウェア構成は先の第１、あるいは第２の実
施形態と同一であるが、その補助油圧発生装置の作動条
件を図６に示す態様で設定することとしている。

【００６２】すなわち本実施形態では、内燃機関の始動
時に同機関の冷却水の温度を測定し、その温度により、
補助油圧発生装置を作動させるか否かを選択制御してい
る。具体的には、同図６に示すように、測定した冷却水
の温度がいわゆる温間始動時に相当する所定の温度以上
であれば補助油圧発生装置を作動させ、同所定の温度未
満であれば補助油圧発生装置を作動させないようにする
ものである。

【００６３】以上の構成による本実施形態によれば、以
下に示す作用効果が期待できる。例えば内燃機関始動直
後等の機関温度が低いとき、アイドリング運転など、回
転数の低い状態での運転を続けると、内燃機関内での燃
焼が不安定となり、ストールが発生し易くなる。これを
防止するため、自動車用エンジンなどでは、内燃機関始
動直後には、アイドリング運転時の同機関の回転数を高
くするような制御を行っているものがある。

【００６４】ただし、内燃機関の停止直後に同機関を再
起動した場合など、機関温度が充分高く、安定して運転
可能な状態にあるにも拘らず、アイドリング運転時の同
機関の回転数を高くすることは、燃料の浪費等につなが
り、望ましいものではない。

【００６５】このため、大部分の自動車用エンジン等で
は、内燃機関冷却用の冷却水等の温度を測定することで
機関温度を間接的に把握し、高温時にはアイドリング運
転時に同機関の回転数を高くするような制御を行わない
ようにしている。すなわち、内燃機関始動直後に、高温
であれば回転数を低く、また低温であれば回転数を高く
する制御が行われる。

【００６６】一方、内燃機関始動直後に、ＶＶＴ機構１
９の動作が不安定になる原因は、始動直後の内燃機関の
回転数が低く、内燃機関の動力により駆動されるオイル
ポンプ６３の発生油圧が充分に高くならないからであ
る。

【００６７】しかし上述のように、内燃機関始動時にお
ける機関温度が低い場合、同機関は高回転で運転される
ことが多いため、とくに補助油圧発生装置を用いなくと
も、主油圧発生装置であるオイルポンプ６３から発生さ
れる油圧を充分に高くすることが可能となる場合があ
る。したがって、このような状況下にあっても、先の第
１、あるいは第２の実施形態のバルブ開閉特性制御装置
のように、単に機関始動時であるからといって補助油圧
発生装置を作動させるのは効率的ではない。

【００６８】この点、本実施形態のように、内燃機関の
始動直後における冷却水温、ひいてはアイドリング運転
時の回転数に合わせ、内燃機関が低回転数で運転されて
いる（温度が高い）場合には補助油圧発生装置を作動さ
せ、高回転数で運転されている（温度が低い）場合には
補助油圧発生装置を作動させないような制御を行うこと
で、こうした非効率性を改善することができるようにな
る。

【００６９】また、冷却水等の温度測定のためのセンサ
や制御装置などは、基本的には内燃機関の回転数制御用
の周知のものを流用することが可能であり、最小限の構
成で不要な補助油圧発生装置の作動を防止できる。

【００７０】なお、上記第１〜第４の実施形態は、例え
ば以下のように変更することもできる。 ・第１の実施形態における補助油圧発生装置である油圧
アキュムレータ７３と、第２の実施形態における補助油
圧発生装置であるモータ７７により駆動される補助オイ
ルポンプ７８との両方を備え、それらを併用する構成と
することもできる。 ・第１の実施形態の油圧アキュムレータ７７と第３の実
施形態のスタータモータ８２によって駆動される補助オ
イルポンプ７８との両方を備え、それらを併用する構成
とすることもできる。 ・図７に示すように、補助油圧発生装置として内燃機関
のクランクシャフト８５にクラッチ８６を介して切断／
接続可能に駆動連結されるオイルポンプ８７を備えた構
成とすることもできる。

【００７１】同構成にあっては、内燃機関の始動時等、
主油圧発生装置である前記オイルポンプ６３により発生
される油圧が低く、よってＶＶＴ機構１９への油圧供給
量が不足する場合には、補助油圧発生装置である前記オ
イルポンプ８７が、前記クラッチ８６を介して前記クラ
ンクシャフト８５に駆動連結される。これによりオイル
ポンプ８７は能動となり、前記オイルパン６４内の油を
加圧吐出しはじめる。同ポンプ８７より発生される油圧
を、主油圧発生装置である前記ポンプ６３から発生され
る油圧と共にＶＶＴ機構１９に供給することで、同機構
１９の作動油圧を確保できる。これにより、同ＶＶＴ機
構１９を安定かつ適正に作動できるようになる。 ・第１の実施形態では、リングギア（油圧ピストン）式
のＶＶＴ機構を備えたバルブ開閉特性制御装置に本発明
の油圧供給構造を適用する場合について説明した。ただ
し、本発明の油圧供給構造は、いわゆるベーン式のＶＶ
Ｔ機構なども含め、油圧によってクランクシャフトとカ
ムシャフトとの相対回転位相を変更する形式のＶＶＴ機
構を備える内燃機関のバルブ開閉特性制御装置すべてに
適用可能である。 ・なお、本発明の油圧供給構造は、バルブの開閉時期の
みを可変とするＶＶＴ機構のみに限らず、油圧によりバ
ルブリフト量その他のバルブ開閉特性を可変とするバル
ブ開閉特性制御装置全般に適用可能である。

【００７２】その他、以上の実施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を、その効果とともに
以下に記載する。 （イ）オイルパンに貯溜された油を所要に加圧して油圧
を発生する油圧発生手段と、該発生される油圧に基づき
内燃機関の出力軸と同機関のバルブを開閉駆動するカム
シャフトとの相対回転位相を可変制御する可変バルブ開
閉特性機構を備える内燃機関のバルブ開閉特性制御装置
において、前記油圧発生手段は、内燃機関自身の動力に
基づき前記油圧を発生する複数の油圧ポンプを備え、そ
れらオイルポンプの内１つを除く他のオイルポンプの能
動・非能動が同機関の運転状態に応じて選択されること
を特徴とする内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。 （ロ）前記１つのオイルポンプを除く他のオイルポンプ
は、少なくとも内燃機関の始動時に能動とされる（イ）
記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装置。 （ハ）前記１つのオイルポンプは内燃機関の出力軸に直
接駆動連結され、同オイルポンプを除く他のオイルポン
プは、クラッチ手段を介して切断／接続可能に内燃機関
の出力軸に駆動連結される（イ）または（ロ）記載の内
燃機関のバルブ開閉特性制御装置。

【００７３】上記構成によれば、機関始動時等、内燃機
関の動力に基づき油圧を発生する前記１つのオイルポン
プにより発生される油圧が低下するときには、複数のオ
イルポンプを能動とし、それら複数のオイルポンプから
発生される油圧をＶＶＴ機構に併せて供給することで、
不足した油圧分を補填することができるようになる。こ
れによって、ＶＶＴ機構を安定して作動させることがで
きる。 （ニ）請求項１に記載の補助液圧供給装置は、内燃機関
が所定回転数以下（所定温度以上）で運転されているこ
とを条件に駆動されることを特徴とする内燃機関のバル
ブ開閉特性制御装置。

【００７４】上記の構成によれば、内燃機関の始動時、
低回転数制御される場合には主油圧発生装置から供給さ
れる油圧が不足することがあるが、補助油圧発生装置が
作動することでこの不足分が補われ、ＶＶＴ機構の動作
を安定化できる。また、内燃機関の始動時、高回転制御
される場合には、補助油圧発生装置の不要な駆動を回避
することができる。

【００７５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、内燃機関
の始動時等、同機関の動力が低く、同機関の動力に基づ
き油圧を発生する主油圧発生装置が十分な油圧を発生で
きない場合においても、内燃機関の動力に依存せずに油
圧を発生できる補助油圧発生装置がその不足分を補って
油圧を発生することで、可変バルブ開閉特性機構にはそ
の作動に十分な油圧が供給され、安定かつ適正に作動さ
せることができるようになる。

【００７６】請求項２記載の発明によれば、前記主油圧
発生装置が十分な油圧を発生できない状態となる特に内
燃機関の始動時において前記補助油圧発生装置が能動と
なることで、同機関始動時にも、可変バルブ開閉特性機
構にはその作動に十分な油圧が供給されることとなる。
したがって、従来作動が不安定であった内燃機関の始動
時においていも同可変バルブ開閉特性機構を安定かつ適
正に作動させることができるようになる。

【００７７】請求項３記載の発明によれば、アキュムレ
ータ内に蓄圧された油圧を可変バルブ開閉特性機構に送
ることにより、請求項１または２記載の発明の作用効果
を得ることができる。また、前記主油圧発生装置が十分
な油圧を発生可能な内燃機関の通常運転中に、前記アキ
ュムレータ内に油圧を蓄圧しておくことで、同主油圧発
生装置の発生する油圧低下時のために備えておくことが
できる。

【００７８】請求項４記載の発明によれば、内燃機関始
動時等、前記主油圧発生装置の発生する油圧が不足して
いる場合であれ、電動式オイルポンプを通じて任意にそ
の油圧不足分を補充することができる。これによって、
可変バルブ開閉特性機構をいかなる場合も安定かつ適正
に作動させることができるようになる。

【００７９】請求項５記載の発明によれば、内燃機関始
動時に必ず作動するスタータモータによって前記補助油
圧発生装置が駆動されることとなり、少なくとも内燃機
関始動時には可変バルブ開閉特性機構の適正な作動に必
要とされる油圧が確保されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブ開閉特性制御装置の第１の実施
形態を示す断面図。

【図２】同実施形態を示す断面図。

【図３】同実施形態を示す断面図。

【図４】同バルブ開閉特性制御装置の油圧回路を示すブ
ロック図。

【図５】この発明のバルブ開閉特性制御装置の第２およ
び第３の実施形態の油圧回路を示すブロック図。

【図６】同バルブ開閉特性制御装置の第４の実施形態に
よる補助油圧発生装置の駆動態様（駆動条件）を示すフ
ローチャート。

【図７】同バルブ開閉特性制御装置のさらに他の油圧回
路例を示すブロック図。

【符号の説明】

１２…カムシャフト、１９…ＶＶＴ機構、５１…オイル
コントロールバルブ、６３…オイルポンプ、７３…油圧
アキュムレータ、７７…電動式モータ、７８…補助オイ
ルポンプ、８２…スタータモータ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オイルパンに貯溜された油を所要に加圧し
   て油圧を発生する油圧発生手段と、該発生される油圧に
   基づきバルブの開閉特性を可変制御する可変バルブ開閉
   特性機構とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装
   置において、 前記油圧発生手段は、内燃機関自身の動力に基づき前記
   油圧を発生する主油圧発生装置と、内燃機関の動力に依
   存せずに前記油圧を発生する少なくとも１つの補助油圧
   発生装置とを備えることを特徴とする内燃機関のバルブ
   開閉特性制御装置。
2. 【請求項２】前記補助油圧発生装置は、少なくとも内燃
   機関の始動時に能動となるものである請求項１記載の内
   燃機関のバルブ開閉特性制御装置。
3. 【請求項３】前記補助油圧発生装置は、内燃機関の運転
   時に前記主油圧発生装置から発生される油圧を蓄圧し、
   内燃機関の始動時に開放されるアキュムレータである請
   求項１または２記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装
   置
4. 【請求項４】前記補助油圧発生装置は、外部からの給電
   に基づき作動する電動式オイルポンプである請求項１ま
   たは２または３記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装
   置。
5. 【請求項５】前記補助油圧発生装置は、スタータモータ
   の駆動に基づき作動するオイルポンプである請求項１ま
   たは２または３記載の内燃機関のバルブ開閉特性制御装
   置。