JP3018890B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びバルブタイミング制御用オイルコントロールバルブ - Google Patents
内燃機関のバルブタイミング制御装置及びバルブタイミング制御用オイルコントロールバルブInfo
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- F01L2001/3443—Solenoid driven oil control valves
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Description
バルブの開閉時期を運転状態に応じて可変とする内燃機
関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
開昭57−212310号公報に開示されたものが知ら
れている。
歯車とカムシャフトとの間に、カムシャフトを回転制御
する相対回転制御装置が設けられている。この相対回転
制御装置には、スライダが軸方向に往復動可能に介装さ
れ、同スライダの内外周に設けられた歯の少なくとも一
方が、スプライン状に形成されている。入力歯車の回転
はこのスライダを介してカムシャフトに伝達される。前
記スライダにはピストンが連結され、同ピストンの前後
にはそれぞれ圧力室が形成されている。各々の圧力室に
油圧を供給する2系統の油圧回路が形成され、この油圧
回路により油圧が前記圧力室に供給されると、両圧力室
の圧力バランスにより、スライダはカムシャフトの軸方
向に移動する。このため、カムシャフトは入力歯車に対
して相対回動し、吸気・排気バルブの開閉時期が制御さ
れる。
間位置に制御する場合、一方の圧力室に油圧を供給する
と同時に他方の圧力室の油圧を抜くようにして、その位
置が制御される。このため、スライダは急激に移動を開
始し、スライダの歯による打音が発生する虞がある。ま
た、油圧の抜けが早く行われるため、油圧を抜く側の圧
縮室に空気が混入され、次に進遅角制御を行う時に、油
圧応答遅れが発生する虞がある。さらに、中間位置に保
持された状態でカムトルクが変動すると、カムシャフト
が回動しようとしてバックラッシによる打音が発生する
という問題があった。
め、タイミングプーリとカムシャフトとの間に引きずり
を発生させる構造のバルブタイミング制御装置が特開平
4−183907号公報に開示されている。このバルブ
タイミング制御装置は、機関により駆動されるタイミン
グプーリの回転体の一端部を、当該一端部に対向するカ
ムシャフトの端部にスラスト方向から圧接させる弾性部
材を設けている。このため、カムシャフトの回転トルク
の変動によるカムシャフトとタイミングプーリとの急激
な正逆相対回転が抑制され、リングギヤとタイミングプ
ーリとの各歯同士の衝突打音を低減することができる。
術では、弾性部材によりタイミングプーリの一端部は常
にカムシャフトの端部に圧接されており、バルブタイミ
ング制御時の遅れを生じさせ応答性を低下させることに
なる。さらに、弾性部材を付加して設けるため、構造が
複雑になるとともに、バルブタイミング制御装置の小型
化が容易でないという問題がある。
のであって、その目的は、制御の応答性を高めることの
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
ことにある。
に、請求項1に記載した発明では、オイルポンプ(4
1)に接続される供給ポート(54)、内燃機関の可変
バルブタイミングアクチュエータ(48)の制御用通路
にそれぞれ接続される第1の吐出ポート(55)及び第
2の吐出ポート(56)、並びに第1のドレーンポート
(57)及び第2のドレーンポート(58)が形成され
たスリーブ(51)と、一対の弁体(63,64)を有
してスリーブ(51)内に摺動可能に配設されたスプー
ル(52)とを備え、前記各弁体(63,64)のうち
一方の弁体(63)が第1の吐出ポート(55)を閉塞
し他方の弁体(64)が第2の吐出ポート(56)を閉
塞する状態において、第1の吐出ポート(55)及び第
1のドレーンポート(57)の連通を遮断するためのス
リーブ(51)と一方の弁体(63)とのラップ代をδ
1とし、第2の吐出ポート(56)及び供給ポート(5
4)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と他方の
弁体(64)とのラップ代をδ4とするとき、それらδ
1とδ4との間がδ1>δ4なる関係に設定されたオイ
ルコントロールバルブ(44)の、前記供給ポート(5
4)と前記第2の吐出ポート(56)との連通並びに前
記第1の吐出ポート(55)と前記第1のドレーンポー
ト(57)との連通に基づいて作動タイミングが遅角さ
れる内燃機関のバルブタイミング制御装置をその要旨と
している。請求項2に記載した発明では、オイルポンプ
(41)に接続される供給ポート(54)、内燃機関の
可変バルブタイミングアクチュエータ(48)の制御用
通路にそれぞれ接続される第1の吐出ポート(55)及
び第2の吐出ポート(56)、並びに第1のドレーンポ
ート(57)及び第2のドレーンポート(58)が形成
されたスリーブ(51)と、一対の弁体(63,64)
を有してスリーブ(51)内に摺動可能に配設されたス
プール(52)とを備え、前記各弁体(63,64)の
うち一方の弁体(63)が第1の吐出ポート(55)を
閉塞し他方の弁体(64)が第2の吐出ポート(56)
を閉塞する状態において、第1の吐出ポート(55)及
び第1のドレーンポート(57)の連通を遮断するため
のスリーブ(51)と一方の弁体(63)とのラップ代
をδ1とし、第2の吐出ポート (56)及び第2のドレ
ーンポート(58)の連通を遮断するためのスリーブ
(51)と他方の弁体(64)とのラップ代をδ2と
し、第1の吐出ポート(55)及び供給ポート(54)
の連通を遮断するためのスリーブ(51)と一方の弁体
(63)とのラップ代をδ3とし、第2の吐出ポート
(56)及び供給ポート(54)の連通を遮断するため
のスリーブ(51)と他方の弁体(64)とのラップ代
をδ4とするとき、それらδ1、δ2、δ3、δ4との
間がδ1=δ2>δ3=δ4なる関係に設定されたオイ
ルコントロールバルブ(44)の前記供給ポート(5
4)と前記第1の吐出ポート(55)との連通並びに前
記第2の吐出ポート(56)と前記第2のドレーンポー
ト(58)との連通に基づいて作動タイミングが進角さ
れ、前記供給ポート(54)と前記第2の吐出ポート
(56)との連通並びに前記第1の吐出ポート(55)
と前記第1のドレーンポート(57)との連通に基づい
て作動タイミングが遅角される内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置をその要旨としている。 請求項3に記載し
た発明では、オイルポンプ(41)に接続される供給ポ
ート(54)、内燃機関の可変バルブタイミングアクチ
ュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続される第
1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート(5
6)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第2の
ドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(51)
と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ(5
1)内に摺動可能に配設されたスプール(52)とを備
え、前記可変バルブタイミングアクチュエータ(48)
による作動タイミングの遅角制御時に前記供給ポート
(54)と前記第2の吐出ポート(56)とが連通され
るとともに前記第1の吐出ポート(55)と前記第1の
ドレーンポート(57)とが連通されるバルブタイミン
グ制御用オイルコントロールバルブであって、 前記各弁
体(63,64)のうち一方の弁体(63)が第1の吐
出ポート(55)を閉塞し他方の弁体(64)が第2の
吐出ポート(56)を閉塞する状態において、第1の吐
出ポート(55)及び第1のドレーンポート(57)の
連通を遮断するためのスリーブ(51)と一方の弁体
(63)とのラップ代をδ1とし、第2の吐出ポート
(56)及び供給ポート(54)の連通を遮断するため
のスリーブ(51)と他方の弁体(64)とのラップ代
をδ4とするとき、それらδ 1とδ4との間がδ1>δ
4なる関係に設定されたバルブタイミング制御用オイル
コントロールバルブをその要旨としている。 請求項4に
記載した発明では、オイルポンプ(41)に接続される
供給ポート(54)、内燃機関の可変バルブタイミング
アクチュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続さ
れる第1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート
(56)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第
2のドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(5
1)と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ
(51)内に摺動可能に配設されたスプール(52)と
を備え、前記可変バルブタイミングアクチュエータ(4
8)による作動タイミングの進角制御時に前記供給ポー
ト(54)と前記第1の吐出ポート(55)とが連通さ
れるとともに前記第2の吐出ポート(56)と前記第2
のドレーンポート(58)とが連通され、前記可変バル
ブタイミングアクチュエータ(48)による作動タイミ
ングの遅角制御時に前記供給ポート(54)と前記第2
の吐出ポート(56)とが連通されるとともに前記第1
の吐出ポート(55)と前記第1のドレーンポート(5
7)とが連通されるバルブタイミング制御用オイルコン
トロールバルブであって、 前記各弁体(63,64)の
うち一方の弁体(63)が第1の吐出ポート(55)を
閉塞し他方の弁体(64)が第2の吐出ポート(56)
を閉塞する状態において、第1の吐出ポート(55)及
び第1のドレーンポート(57)の連通を遮断するため
のスリーブ(51)と一方の弁体(63)とのラップ代
をδ1とし、第2の吐出ポート(56)及び第2のドレ
ーンポート(58)の連通を遮断するためのスリーブ
(51)と他方の弁体(64)とのラップ代をδ2と
し、第1の吐出ポート(55)及び供給ポート(54)
の連通を遮断するためのスリーブ(51)と一方の弁体
(63)とのラップ代をδ3とし、第2の吐出ポート
(56)及び供給ポート(54)の連通を遮断するため
のスリーブ(51)と他方の弁体(64)とのラップ代
をδ4とするとき、それらδ1,δ2、δ3、δ4との
間がδ1=δ2>δ3=δ4なる関係に設定されたバル
ブタイミング制御用オイルコントロールバルブをその要
旨としている。
装置を具体化した第1実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
載された可変バルブタイミングアクチュエータ(VVT
アクチュエータ)を含むバルブタイミング制御装置を中
心として示す断面図である。エンジン(図示しない)に
は吸気バルブあるいは排気バルブを駆動するためのカム
シャフト1が設けられている。同カムシャフト1のジャ
ーナル2はシリンダヘッド3の軸受部4とベアリングキ
ャップ5との間で回転可能に支持されている。ジャーナ
ル2には2本のジャーナル溝6,7が、同ジャーナル2
の外周に沿って延びるように形成されている。また、シ
リンダヘッド3には、各ジャーナル溝6,7及びジャー
ナル2に潤滑油を供給するための、制御用通路を構成す
る第1のヘッド油路8及び第2のヘッド油路9が形成さ
れている。
9の一端は、切換手段及び抑制手段を構成するオイルコ
ントロールバルブ(以下、単にOCVという)44に接
続されている。このOCV44は、オイルフィルタ4
3、オイルポンプ41、そして、オイルストレーナ45
を介してオイルパン42に接続されている。また、OC
V44には、電子制御装置(以下、ECUという)71
が接続されている。このECU71には各種センサが接
続されており、同センサの検出信号に基づき、そのとき
どきのエンジンの状態を検知しOCV44が制御される
ようになっている。
されており、エンジンの作動に連動して潤滑油を汲み上
げ、吐出する。そして、オイルポンプ41が駆動される
ことにより、オイルパン42からオイルストレーナ45
を介して潤滑油が汲み上げられる。その潤滑油がオイル
フィルタ43を通過した後、OCV44の作動により、
所定の圧力をもって各ヘッド油路8,9に供給されて各
ジャーナル溝6,7及びジャーナル2に供給されるよう
になっている。ここで、ヘッド油路8,9に対する潤滑
油の供給は、前記OCV44により任意に調節すること
ができる。このOCV44の詳しい構成については、後
述する。
機構、すなわちVVTアクチュエータ48について説明
する。カムシャフト1の先端部には、プーリを構成する
タイミングプーリハウジング10が設けられている。こ
のタイミングプーリハウジング10はプーリ本体11
と、そのプーリ本体11の一側面及びカムシャフト1の
先端部を覆うように組み付けられたカバー12とを備え
ている。プーリ本体11はほぼ円板状をなし、その外周
には複数の外歯13が形成され、中央にはボス14が形
成されている。プーリ本体11はそのボス14によりカ
ムシャフト1に対して相対回動可能に装着されている。
また、外歯13にはタイミングベルト15が装着されて
おり、同ベルト15を介してタイミングプーリハウジン
グ10がエンジンの図示しないクランクシャフトに駆動
連結されている。
の外周にはフランジ16が形成され、底部中央には連通
孔17が形成されている。また、カバー12の内周に
は、複数の内歯12aが形成されている。カバー12は
そのフランジ16にて複数のボルト18及びピン19に
より、プーリ本体11の一側面に固定されている。ま
た、連通孔17には蓋20が取り外し可能に装着されて
いる。そして、プーリ本体11とカバー12とにより囲
まれた空間が、タイミングプーリハウジング10の内部
に形成された収容空間21となっている。
1の先端には、有底筒状をなすインナキャップ22が中
空ボルト23により締めつけられると共に、ピン24に
より回り止めされている。このインナキャップ22の周
壁22aは、プーリ本体11のボス14を内包するよう
に装着されており、両者11,12は相対回動可能とな
っている。また、プーリ本体11のスラスト面11aと
インナキャップ22の端面22bとが前記相対回動に伴
い摺動可能である。さらに、インナキャップ22の周壁
22aの外周には、複数の外歯22bが形成されてい
る。
ャフト1との間にはリングギヤ25が介在され、そのリ
ングギヤ25により両者10,1が連結されている。す
なわち、リングギヤ25は、環状をなし、タイミングプ
ーリハウジング10の収容空間21にて、カムシャフト
1の軸方向に沿って往復動可能に収容されている。この
リングギヤ25はその内外周に設けられた複数の歯25
a,25bの両方がヘリカル歯となっており、軸方向へ
の移動によってカムシャフト1と相対回動可能になって
いる。そして、リングギヤ25の内周の歯25aはイン
ナキャップ22の外歯22bに、リングギヤ25の外周
の歯25bはカバー12の内歯12aにそれぞれ噛合し
ている。従って、タイミングプーリハウジング10が回
動駆動されることにより、リングギヤ25で連結された
タイミングプーリハウジング10とインナキャップ22
とが一体的に回転され、更にカムシャフト1がタイミン
グプーリハウジング10と一体的に回転駆動される。
軸方向一端とカバー12の底壁との間には、第1の油圧
室26が形成されている。同じく、収容空間21におい
て、リングギヤ25の軸方向他端とプーリ本体11との
間には、第2の油圧室27が形成されている。
して油圧を発生させるために、カムシャフト1にはその
中心に沿って延びる第1のシャフト油路28が形成され
ている。このシャフト油路28の先端側は中空ボルト2
3の中心孔23aを通じて第1の油圧室26に連通され
ている。また、このシャフト油路28の基端側は、カム
シャフト1の半径方向に延びる油孔29を通じてジャー
ナル溝6に連通されている。
て油圧を発生させるために、カムシャフト1には第1の
シャフト油路28と平行に延びる第2のシャフト油路3
0が形成されている。また、カムシャフト1の先端寄り
位置には、その外周に沿って延びる一つの周溝31が形
成されている。この周溝31の一部は第2のシャフト油
路30に連通されている。更に、プーリ本体11のボス
14の一部には、上記の周溝31と第2の油圧室27と
を連通させる油孔32が形成されている。また、第2の
シャフト油路30の基端側は他方のジャーナル溝7に連
通されている。加えて、第2の油圧室27において、リ
ングギヤ25とプーリ本体11との間には、リングギヤ
25を図1に示す初期位置(遅角側位置)へ復帰させる
ために付勢する付勢手段としてのスプリング33が弾装
されている。
る。OCV44は、第1のヘッド油路8及び第2のヘッ
ド油路9を選択的に開閉して、リングギヤ25の停止位
置を制御するものである。図2に示すように、OCV4
4は、スリーブ51、スプール52及びスプール52を
駆動する駆動手段としてのソレノイド53を備えてい
る。スリーブ51には、供給ポート54、第1の吐出ポ
ート55、第2の吐出ポート56、第1のドレーンポー
ト57及び第2のドレーンポート58が形成されてい
る。供給ポート54は前記オイルポンプ41に接続され
ている。また、第1の吐出ポート55は第1のヘッド油
路8に接続され、第2の吐出ポート56は第2のヘッド
油路9に接続されている。さらに、第1のドレーンポー
ト57及び第2のドレーンポート58はオイルパン42
に接続されている。
なすスプール52は図中左右方向へ摺動可能に配設され
ている。OCV44の後半部(図の右側部)にはソレノ
イド53が内蔵されており、このソレノイド53には前
記スプール52が連結されている。ソレノイド53はE
CU71によってデューティ制御され、スプール52
は、このデューティ比に応じてスリーブ51内を移動す
る。
凹部59,60,61により、弁体63,64が形成さ
れている。弁体63,64の軸方向の長さは、第1の吐
出ポート55、第2の吐出ポート56のそれぞれの開口
の軸方向の長さより大きく設定されている。従って、弁
体63,64により、第1の吐出ポート55、第2の吐
出ポート56のそれぞれの開口が閉塞可能である。
スリーブ51の中央に配置され、第1の吐出ポート5
5、第2の吐出ポート56の両開口を閉塞する状態にお
いて、スリーブ51と弁体63,64とのラップ代δ
1,δ2,δ3,δ4の関係はδ1=δ2>δ3=δ
4、で表される。従って、ソレノイド53により、スプ
ール52が図中左方に移動されると、まず、第1の吐出
ポート55が開口され、所定の遅延時間の後、第2の吐
出ポート56が開口される。逆に、ソレノイド53によ
り、スプール52が図中右方に移動されると、まず、第
2の吐出ポート56が開口され、所定の遅延時間の後、
第1の吐出ポート55が開口される。このように、スリ
ーブ51と弁体63,64とのラップ代δ1,δ2,δ
3,δ4がδ1=δ2>δ3=δ4の関係となるように
形成されたスプール52により、抑制手段が構成される
ことになる。
ミング制御装置の作用を詳細に説明する。図1に示すよ
うに、リングギヤ25が図中左方に保持されていると
き、OCV44のスプール52は、図2(a)に示す状
態に保持されている。この場合、ソレノイド53はEC
U71によりデューティ比(励磁電圧のON/OFF比
を示す)50%の励磁電圧で励磁されており、両吐出ポ
ート55,56は閉じられている。
磁電圧のデューティ比を増加させると、スプール52は
スプリング62の付勢力に抗して図中左方に移動し、図
2(b)に示すように、第1の吐出ポート55と供給ポ
ート54とが連通され、第1のヘッド油路8に潤滑油が
供給される。潤滑油はジャーナル溝6、油孔29、第1
のシャフト油路28及び中空ボルト23の中心孔23a
を通じて第1の油圧室26に供給される。このため、第
1の油圧室26に発生している油圧がリングギヤ25の
一端に加えられることになり、リングギヤ25がスプリ
ング33の付勢力と第2の油圧室27の油圧に抗して軸
方向へ押圧される。ところが、スリーブ51と弁体6
3,64とのラップ代δ2,δ3において、δ2>δ3
であるため、第2の吐出ポート56は未だ開口されてお
らず、潤滑油が排出されないためリングギヤ25の移動
は抑制される。
プール52は、図2(c)に示す位置に保持され、第2
の吐出ポート56と第2のドレーンポート58とが連通
される。すると、第2のヘッド油路9がオイルパン42
へ開放され、潤滑油は、第2の油圧室27から、油孔3
2、周溝31、第2のシャフト油路30、ジャーナル溝
7、第2のヘッド油路9及び第2のドレーンポート58
を通じてオイルパンに排出される。従って、第2の油圧
室27の油圧は低下し、第1の油圧室26の油圧により
リングギヤ25はスプリング33の付勢力に抗して軸方
向へ移動する。
リングギヤ25の内外周に設けられたヘリカル歯25
a,25bと、インナキャップ22の外歯22b、カバ
ー12の内歯12aとの噛合により、リングギヤ25は
回動され、カムシャフト1に捩じりが付与される。この
結果、カムシャフト1とタイミングプーリハウジング1
0との回転方向における相対位置が変えられ、吸気バル
ブあるいは排気バルブの作動タイミングが進角されるこ
とになる。
ブタイミング位置に到達すると、ソレノイド53を励磁
する励磁電圧のデューティ比は再び50%に戻される。
すると、スプール52は付勢手段であるスプリング62
の付勢力により図中右方に、図2(b)の位置まで移動
し、最初に第2の吐出ポート56と第2のドレーンポー
ト58との連通が遮断される。この状態では、第1の吐
出ポート55は供給ポート54と連通されており、第1
の油圧室26の油圧は上昇している。一方、第2の油圧
室27には潤滑油が残留しているため、第2の油圧室2
7の油圧も第1の油圧室26とともに上昇する。さら
に、スプール25は、図2(a)の位置まで移動し,両
吐出ポート55,56は閉じられる。従って、第1及び
第2の油圧室26,27内の油圧は高い状態で保持され
ることになる。このとき、第1の油圧室26側の油圧に
よる力(第1の油圧室26の圧力と受圧面積A1との
積)は、第2の油圧室27側の油圧による力(第2の油
圧室27の圧力と受圧面積A1との積)、スプリング3
3の付勢力及びヘリカル歯25a,25bからのカム駆
動トルクを加えた力とバランスしている。さらに、最初
に第2の吐出ポート56と第2のドレーンポート58と
の連通が遮断されるため、第2の油圧室27に空気が混
入される虞はない。
とき、ソレノイド53の励磁電圧のデューティ比を減少
させると、スプール52は、図3(a)に示す状態か
ら、スプリング62の付勢力により、図中右方に移動す
る。そして、図3(b)に示す位置にスプール52は移
動し、第2の吐出ポート56と供給ポート54とが連通
される。第2のヘッド油路9に潤滑油が供給されると、
潤滑油はジャーナル溝7、第2のシャフト油路30、周
溝31及び油孔32を通じて第2の油圧室27に供給さ
れる。このため、第2の油圧室27に発生している油圧
がリングギヤ25の一端に加えられることになり、リン
グギヤ25がスプリング33の付勢力とともに、第1の
油圧室26の油圧に抗して軸方向へ押圧される。ところ
が、スリーブ51と弁体63,64とのラップ代δ1,
δ4において、δ1>δ4であるため、第1の吐出ポー
ト55は未だ開口されておらず、潤滑油が排出されない
ためリングギヤ25の移動は抑制される。
せると、スプール52は、図3(c)に示す位置に保持
され、第1の吐出ポート55と第1のドレーンポート5
7とが連通される。すると、第1のヘッド油路8がオイ
ルパン42へ開放され、潤滑油は、第1の油圧室26か
ら、中空ボルト23の中心孔23a、第1のシャフト油
路28、油孔29、ジャーナル溝6、第1のヘッド油路
8及び第1のドレーンポート57を通じてオイルパンに
排出される。従って、第1の油圧室26の油圧は低下
し、第2の油圧室27の油圧及びスプリング33の付勢
力によりリングギヤ25は軸方向へ移動する。
リングギヤ25の内外周に設けられたヘリカル歯25
a,25bと、インナキャップ22の外歯22b、カバ
ー12の内歯12aとの噛合により、リングギヤ25は
回動され、カムシャフト1に捩じりが付与される。この
結果、カムシャフト1とタイミングプーリハウジング1
0との回転方向における相対位置が変えられ、吸気バル
ブあるいは排気バルブの作動タイミングが遅角されるこ
とになる。
に到達すると、ソレノイド53の励磁電圧のデューティ
比は再び50%に戻される。すると、スプール52はス
プリング62の付勢力に抗して図中左方に、図3(b)
の位置まで移動し、最初に第1の吐出ポート55と第1
のドレーンポート57との連通が遮断される。この状態
では、第2の吐出ポート56は供給ポート54と連通さ
れており、第2の油圧室27の油圧は上昇している。さ
らに、第1の油圧室26には潤滑油が残留しているた
め、第1の油圧室26の油圧も第2の油圧室27ととも
に上昇する。その後、スプール25は、図3(a)の位
置まで移動し,両吐出ポート55,56は閉じられる。
従って、第1及び第2の油圧室26,27内の油圧は高
い状態で保持されることになる。このとき、最初に第1
の吐出ポート55と第1のドレーンポート57との連通
が遮断されるため、第1の油圧室26に空気が混入され
る虞はない。
及び遅角方向に移動して中間位相に制御される両者の場
合において、制御完了後の第1及び第2の油圧室26,
27内の油圧は高い状態で保持される。このとき、図1
に示すVVTアクチュエータ48にはスラスト力が発生
している。すなわち、第1の油圧室26内の圧力と受圧
面積A2との積に等しいスラスト力がプーリ本体11の
スラスト面11aとインナキャップ22の端面22cと
の間に作用する。第1の油圧室26内の圧力が高いた
め、スラスト力が大きくなりスラスト面11aとインナ
キャップ22の端面22cとの間に比較的大きな摺動摩
擦抵抗が発生する。
示しないバルブスプリングのばね反力とによってプーリ
本体11に対して急激に正逆回転しようとするが、前記
スラスト面11aとインナキャップ22の端面22cと
の摺動摩擦抵抗により、急激な正逆回転が十分に抑制さ
れる。このため、リングギヤ25の停止中には、リング
ギヤ25のヘリカル歯25a,25bと、インナキャッ
プ22の外歯22b、カバー12の内歯12aとのバッ
クラッシに起因する打音を低減することができる。
は、第1あるいは、第2の油圧室26、27内の油圧に
より、リングギヤ25の一端が押圧されているため、ヘ
リカル歯25a,25bは、インナキャップ22の外歯
22b及びカバー12の内歯12aに押圧され、バック
ラッシに起因する打音は発生しない。
63,64とのラップ代δ1,δ2,δ3,δ4がδ1
=δ2>δ3=δ4の関係となるように形成されたスプ
ール52により抑制手段を構成したため、第1及び第2
の油圧室26,27内の油圧は高い状態で保持されるこ
とになる。このため、スラスト力が大きくなりスラスト
面11aとインナキャップ22の端面22cとの間に比
較的大きな摺動摩擦抵抗が発生する。従って、VVTア
クチュエータ側に何ら変更を加えることなく回転ひきず
りを発生させることができ、バックラッシに起因する打
音を低減することができる。また、最初に第1の吐出ポ
ート55と第1のドレーンポート57との連通が遮断さ
れる、すなわち、潤滑油の排出側が先に遮断されるた
め、第1の油圧室26に空気が混入される虞はない。従
って、リングギヤ25のダンピングが防止され安定化が
可能であるとともに、次回の制御時における油圧応答遅
れが防止され、制御の応答性が向上される。
御装置を具体化した第2実施例について説明する。な
お、以下には前記第1実施例と同様な構成については図
面に同一番号を記すのみで説明は省略する。
48の第1のヘッド油路8及び第2のヘッド油路9は、
電磁弁である第1及び第2の3方切換弁65,66の吐
出ポートにそれぞれ接続されている。両3方切換弁6
5,66の供給ポートは、オイルフィルタ43、オイル
ポンプ41、オイルストレーナ45を介してオイルパン
42と接続されている。さらに、両3方切換弁65,6
6のドレーンポートはドレーン配管67,68を介して
オイルパン42と接続されている。
接続され、ECU72の制御により、a,b,cのそれ
ぞれの位置に切り換え可能である。3方切換弁65,6
6が図4に示す、bの位置に制御されると、吐出ポー
ト、供給ポート、ドレーンポートは遮断される。また、
3方切換弁65,66がaの位置に制御されると、吐出
ポートとドレーンポートとが連通され、cの位置に制御
されると、吐出ポートと供給ポートとが連通される。
ミング制御装置の作用を説明する。なお、リングギヤ2
5を移動させ、バルブタイミングを進角側あるいは遅角
側に制御する作用は前記第1実施例と同様なため、リン
グギヤ25の移動開始時及び停止時のみに限って図5に
示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチ
ャートの処理動作は、ECU72内に記憶されたプログ
ラムにより実行される。
1中)の最遅角位置に保持されている状態から進角側に
移動する場合(a)、最初に第1の3方切換弁65はc
位置に切り換えられる(ステップ100)。すると、第
1の油圧室26に潤滑油が供給され、油圧がリングギヤ
25の一端に加えられることになり、リングギヤ25が
スプリング33の付勢力と第2の油圧室27の油圧に抗
して軸方向へ押圧される。ところが、第2の3方切換弁
66はb位置に保持されたままであり、第2の油圧室2
7の潤滑油は排出されないため、リングギヤ25の移動
は抑制される。そして、所定の遅延時間の後(ステップ
101)、3方切換弁66はa位置に切り換えられ(ス
テップ102)、第2の油圧室27の潤滑油が排出され
ることにより、リングギヤ25は進角側に移動する。
到達すると(ステップ103)、3方切換弁66はb位
置に切り換えられる(ステップ104)。このとき3方
切換弁65はc位置に保持されているため、第1の油圧
室26に潤滑油が供給され続け、第1及び第2の油圧室
26,27の内圧を上昇させる。さらに、所定の遅延時
間の後(ステップ105)、3方切換弁65がb位置に
切り換えられると(ステップ106)、第1及び第2の
油圧室26,27の内圧は高い状態で保持される。
場合、最初に第2の3方切換弁66はc位置に切り換え
られる(ステップ200)。すると、第2の油圧室27
に潤滑油が供給され、油圧がリングギヤ25の一端に加
えられることになり、リングギヤ25がスプリング33
の付勢力とともに、第1の油圧室26の油圧に抗して軸
方向へ押圧される。ところが、第1の3方切換弁65は
b位置に保持されており、第1の油圧室26の潤滑油は
排出されないため、リングギヤ25の移動は抑制され
る。そして、所定の遅延時間の後(ステップ201)、
3方切換弁65はa位置に切り換えられ(ステップ20
2)、第1の油圧室26の潤滑油が排出されることによ
り、リングギヤ25は遅角側に移動する。
到達すると(ステップ203)、3方切換弁65はb位
置に切り換えられる(ステップ204)。このとき3方
切換弁66はc位置に保持されているため、第2の油圧
室27に潤滑油が供給され続け、第1及び第2の油圧室
26,27の内圧を上昇させる。さらに、所定の遅延時
間の後(ステップ205)、3方切換弁66がb位置に
切り換えられると(ステップ206)、第1及び第2の
油圧室26,27の内圧は高い状態で保持される。
201により、リングギヤ25の始動時の抑制手段が等
価的に構成され、ステップ106、206により、停止
時の抑制手段が等価的に構成される。
6,27の油圧を2つの3方切換弁65,66によって
制御する場合においても、ECU72により抑制手段を
構成したため、前記第1実施例と同様の効果を得ること
ができる。
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)前記第実施例では、抑制手段としてOCV44あ
るいは3方切換弁65,66を使用したが、代わりに、
オリフィス等の流体抵抗手段または流体制限手段をドレ
ーン配管に設けてもよい。
より抑制手段を構成したが、代わりに、3方切換弁とし
て、b位置からa位置への切り換えが他の動作より遅い
特性の切換弁を使用してもよい。
術的思想について以下にその効果とともに記載する。 (i) 前記抑制手段の代わりに、開閉手段により、一
方の圧力室に流体を導入した後、他方の圧力室から流体
を排出する別の抑制手段を設けた請求項1のバルブタイ
ミング制御装置。この構成によれば、リングギヤ25の
移動開始が緩やかになり、ヘリカル歯の打音が低減され
る。
体を有するスプールがスリーブ内を移動し通路の切換及
び開閉を行う三位置切換弁で構成され、さらに、前記抑
止手段はスリーブと弁体とのラップ代により構成した請
求項1のバルブタイミング制御装置。この構成によれ
ば、スリーブと弁体とのラップ代による極めて簡単な抑
制手段の構成ができ、極めて低コストで実施が可能であ
る。 (iii) 内燃機関のバルブ駆動用カムシャフトの外
周に設けられたプーリと、前記カムシャフト及びプーリ
間に介在されるとともに、内外周面に歯を有し、かつ少
なくともその一方がヘリカル歯である円筒状のリングギ
ヤと、加圧流体供給源からの流体をリングギヤの両端に
設けられた圧力室のいずれか一方へ導き、当該流体を前
記リングギヤの一端側に作用させ、他方からは排出する
ための一対の制御用通路と、前記制御用通路を、流体が
圧力室へ導入される導入側と、圧力室から排出される排
出側とのいずれか一方に連通すべく切り換え可能な切換
手段と、前記制御用通路を開閉する開閉手段とを備え、
加圧流体供給源からの流体圧の付勢力により、リングギ
ヤをカムシャフトの軸方向へ移動させ、プーリの駆動力
をヘリカル歯にてカムシャフトに伝達し、同プーリ及び
カムシャフトの回転位相を変化させてバルブの開閉時期
を調整するようにした可変バルブタイミング制御装置に
おいて、前記開閉手段により、排出側に連通された制御
用通路を閉じた後、導入側に連通された制御用通路を閉
じる抑制手段を設け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。本構成により前記実施例と同様
な効果を得ることが可能である。
ソリンエンジン、ディーゼルエンジンを含む。
ば、制御の応答性を高めることのできる内燃機関のバル
ブタイミング制御装置を提供できるという優れた効果を
奏する。
ブタイミング制御装置を示す概略構成図である。
態、(b)は第1の吐出ポートが開状態で、かつ第2の
吐出ポートが閉状態、(c)は第1及び第2の吐出ポー
トの両方が開状態である図2におけるオイルコントロー
ルバルブを示す断面図である。
態、(b)は第2の吐出ポートが開状態で、かつ第1の
吐出ポートが閉状態、(c)は第1及び第2の吐出ポー
トの両方が開状態である図2におけるオイルコントロー
ルバルブを示す断面図である。
ブタイミング制御装置を示す概略構成図である。
(a)はリングギヤを進角側に移動させる場合の、
(b)はリングギヤを遅角側に移動させる場合の処理動
作を示すフローチャートである。
のヘッド油路、9…(制御用通路を構成する)第2のヘ
ッド油路、10…(プーリを構成する)タイミングプー
リハウジング、25…リングギヤ、26…第1の油圧
室、27…第2の油圧室、28…(制御用通路を構成す
る)第1のシャフト油路、30…(制御用通路を構成す
る)第2のシャフト油路、44…(切換手段である)O
CV、51…(抑制手段を構成する)スプール、65,
66…(切換手段を構成する)3方切換弁、72…(抑
制手段を構成する)ECU。
Claims (4)
- 【請求項1】 オイルポンプ(41)に接続される供給
ポート(54)、内燃機関の可変バルブタイミングアク
チュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続される
第1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート(5
6)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第2の
ドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(51)
と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ(5
1)内に摺動可能に配設されたスプール(52)とを備
え、前記各弁体(63,64)のうち一方の弁体(6
3)が第1の吐出ポート(55)を閉塞し他方の弁体
(64)が第2の吐出ポート(56)を閉塞する状態に
おいて、第1の吐出ポート(55)及び第1のドレーン
ポート(57)の連通を遮断するためのスリーブ(5
1)と一方の弁体(63)とのラップ代をδ1とし、第
2の吐出ポート(56)及び供給ポート(54)の連通
を遮断するためのスリーブ(51)と他方の弁体(6
4)とのラップ代をδ4とするとき、それらδ1とδ4
との間がδ1>δ4なる関係に設定されたオイルコント
ロールバルブ(44)の、前記供給ポート(54)と前
記第2の吐出ポート(56)との連通並びに前記第1の
吐出ポート(55)と前記第1のドレーンポート(5
7)との連通に基づいて作動タイミングが遅角される内
燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項2】 オイルポンプ(41)に接続される供給
ポート(54)、内燃機関の可変バルブタイミングアク
チュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続される
第1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート(5
6)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第2の
ドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(51)
と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ(5
1)内に摺動可能に配設されたスプール(52)とを備
え、前記各弁体(63,64)のうち一方の弁体(6
3)が第1の吐出ポート(55)を閉塞し他方の弁体
(64)が第2の吐出ポート(56)を閉塞する状態に
おいて、第1の吐出ポート(55)及び第1のドレーン
ポート(57)の連通を遮断するためのスリーブ(5
1)と一方の弁体(63)とのラップ代をδ1とし、第
2の吐出ポート(56)及び第2のドレーンポート(5
8)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と他方の
弁体(64)とのラップ代をδ2とし、第1の吐出ポー
ト(55)及び供給ポ ート(54)の連通を遮断するた
めのスリーブ(51)と一方の弁体(63)とのラップ
代をδ3とし、第2の吐出ポート(56)及び供給ポー
ト(54)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と
他方の弁体(64)とのラップ代をδ4とするとき、そ
れらδ1、δ2、δ3、δ4との間がδ1=δ2>δ3
=δ4なる関係に設定されたオイルコントロールバルブ
(44)の前記供給ポート(54)と前記第1の吐出ポ
ート(55)との連通並びに前記第2の吐出ポート(5
6)と前記第2のドレーンポート(58)との連通に基
づいて作動タイミングが進角され、前記供給ポート(5
4)と前記第2の吐出ポート(56)との連通並びに前
記第1の吐出ポート(55)と前記第1のドレーンポー
ト(57)との連通に基づいて作動タイミングが遅角さ
れる内燃機関のバルブタイミング制御装置。 - 【請求項3】 オイルポンプ(41)に接続される供給
ポート(54)、内燃機関の可変バルブタイミングアク
チュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続される
第1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート(5
6)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第2の
ドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(51)
と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ(5
1)内に摺動可能に配設されたスプール(52)とを備
え、前記可変バルブタイミングアクチュエータ(48)
による作動タイミングの遅角制御時に前記供給ポート
(54)と前記第2の吐出ポート(56)とが連通され
るとともに前記第1の吐出ポート(55)と前記第1の
ドレーンポート(57)とが連通されるバルブタイミン
グ制御用オイルコントロールバルブであって、 前記各弁体(63,64)のうち一方の弁体(63)が
第1の吐出ポート(55)を閉塞し他方の弁体(64)
が第2の吐出ポート(56)を閉塞する状態において、
第1の吐出ポート(55)及び第1のドレーンポート
(57)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と一
方の弁体(63)とのラップ代をδ1とし、第2の吐出
ポート(56)及び供給ポート(54)の連通を遮断す
るためのスリーブ(51)と他方の弁体(64)とのラ
ップ代をδ4とするとき、それらδ1とδ4との間がδ
1>δ4なる関係に設定されたバルブタイミング制御用
オイルコントロールバルブ。 - 【請求項4】 オイルポンプ(41)に接続される供給
ポート(54)、内 燃機関の可変バルブタイミングアク
チュエータ(48)の制御用通路にそれぞれ接続される
第1の吐出ポート(55)及び第2の吐出ポート(5
6)、並びに第1のドレーンポート(57)及び第2の
ドレーンポート(58)が形成されたスリーブ(51)
と、一対の弁体(63,64)を有してスリーブ(5
1)内に摺動可能に配設されたスプール(52)とを備
え、前記可変バルブタイミングアクチュエータ(48)
による作動タイミングの進角制御時に前記供給ポート
(54)と前記第1の吐出ポート(55)とが連通され
るとともに前記第2の吐出ポート(56)と前記第2の
ドレーンポート(58)とが連通され、前記可変バルブ
タイミングアクチュエータ(48)による作動タイミン
グの遅角制御時に前記供給ポート(54)と前記第2の
吐出ポート(56)とが連通されるとともに前記第1の
吐出ポート(55)と前記第1のドレーンポート(5
7)とが連通されるバルブタイミング制御用オイルコン
トロールバルブであって、 前記各弁体(63,64)のうち一方の弁体(63)が
第1の吐出ポート(55)を閉塞し他方の弁体(64)
が第2の吐出ポート(56)を閉塞する状態において、
第1の吐出ポート(55)及び第1のドレーンポート
(57)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と一
方の弁体(63)とのラップ代をδ1とし、第2の吐出
ポート(56)及び第2のドレーンポート(58)の連
通を遮断するためのスリーブ(51)と他方の弁体(6
4)とのラップ代をδ2とし、第1の吐出ポート(5
5)及び供給ポート(54)の連通を遮断するためのス
リーブ(51)と一方の弁体(63)とのラップ代をδ
3とし、第2の吐出ポート(56)及び供給ポート(5
4)の連通を遮断するためのスリーブ(51)と他方の
弁体(64)とのラップ代をδ4とするとき、それらδ
1,δ2、δ3、δ4との間がδ1=δ2>δ3=δ4
なる関係に設定されたバルブタイミング制御用オイルコ
ントロールバルブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2065594A JP3018890B2 (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びバルブタイミング制御用オイルコントロールバルブ |
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JP2065594A JP3018890B2 (ja) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置及びバルブタイミング制御用オイルコントロールバルブ |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11119160A Division JP2000027610A (ja) | 1999-04-27 | 1999-04-27 | 内燃機関のバルブタイミング制御装置 |
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