JP4531705B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の弁の開閉時期を調整する弁開閉時期制御装置に関する。

従来より、エンジンなどの内燃機関の駆動状態に応じて内燃機関の弁の開閉時期を調整する弁開閉時期制御装置が搭載された車両がある。弁開閉時期制御装置は、そのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材とを有する。駆動側回転部材及び従動側回転部材は流体圧室を形成し、この流体圧室内には、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を遅角方向に移動させる遅角室と相対回転位相を進角方向に移動させる進角室とが形成される。これら両室は、ベーンによって仕切られる。弁開閉時期制御装置は更に、上記相対回転位相を中間位相状態にロックするロック機構と、第１流体給排手段と、第２流体給排手段とを備える。第１流体給排手段は、進角室及び遅角室への流体の供給量及び排出量を調節可能である。また、第２流体給排手段は、進角室及び遅角室への流体の供給及び排出とは別に、ロック機構への流体の供給及び排出を行って、相対回転位相の中間位相状態におけるロック及びロック解除を行う。

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、上述したように、進角室及び遅角室への流体の給排を行う第１流体給排手段と、ロック機構への流体の給排を行う第２流体給排手段とは、互いに独立して作動できるように構成されている。そして、エンジンを始動するときの制御（特許文献１の図２２）では、ロック機構による相対回転位相のロック状態を解除する前に、遅角室に流体の供給を行ってそれを充填し（工程１）、次に、遅角室に流体圧力を供給した状態で進角室に流体の供給を行ってそれを充填し（工程２）、その後、ロック解除を行っている（工程３）。
このようなロック解除制御を行うことで、ロック解除された時点では既に進角室及び遅角室の両方に流体が充填されている。その結果、ロック解除されると直ぐに進角室又は遅角室への流体の供給及び排出を行うことで相対回転位相の制御を開始できる。
尚、進角室及び遅角室の両方へ流体が充填される前にロック解除されると、ロック解除されたときに、流体が充填されていない方へ相対回転位相が急変動するという問題がある。また、進角室及び遅角室への流体の充填が終了するまでは相対回転位相の制御を行えないので、ロック解除後も進角室及び遅角室への流体の供給を継続しなければならない。

特開２００１−５００６４号公報（図２２）

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置では、上記工程２において遅角室に流体圧力を供給した状態で進角室に流体を供給してそれを充填しようとしている。図２は、流体制御弁の作動構成を示す図であるが、上記工程２は、その流体制御弁が備えるスプール位置をＷ２に設定することで、遅角室を閉じて圧力を供給し且つ進角室に流体を供給している。しかしながら、この状態では、進角室へ流体を供給するための進角通路への開度が非常に小さい。そのため、上記工程２を完了するために長い時間が必要になり、その結果、内燃機関の始動に長い時間が必要になるという問題が発生する。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関の始動を迅速に行うことができ、且つ、始動後に直ちに相対回転位相の制御を開始できる弁開閉時期制御装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室であって、前記流体圧室のうち、前記流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を前記相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
前記相対回転位相を中間位相状態にロックするロック機構と、
前記進角室へ流体を供給可能であり且つ前記遅角室から流体を排出可能である状態と、前記進角室から流体を排出可能であり且つ前記遅角室へ流体を供給可能な状態との間で、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給量及び排出量を調節可能な第１流体給排手段と、
前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び排出とは別に、前記ロック機構への流体の供給及び前記ロック機構からの流体の排出を行って、前記相対回転位相の前記中間位相状態におけるロック及びロック解除を行う第２流体給排手段と、
前記第１流体給排手段及び前記第２流体給排手段による流体の給排状態を制御する制御手段と、を備える弁開閉時期制御装置であって、
前記相対回転位相が前記中間位相状態にロックされている前記内燃機関の始動時において、
前記第１流体給排手段は、前記進角室又は前記遅角室の一方に流体を充填した後、流体が充填された一方を流体の排出可能な状態にしながら前記進角室又は前記遅角室の他方に流体を充填し、
前記第２流体給排手段は、前記相対回転位相の前記中間位相状態におけるロック解除を行う点にある。

上記特徴構成によれば、相対回転位相が中間位相状態にロックされることで進角室及び遅角室の容積変化が抑制された状態において、第１流体給排手段は、進角室又は遅角室の一方に流体を充填した後、流体が充填された一方を流体の排出可能な状態にしながら進角室又は遅角室の他方に流体を充填する。つまり、進角室へ流体を供給するときの進角通路を大きく開放でき、且つ、遅角室へ流体を供給するときの遅角通路を大きく開放できる。その結果、進角室へ流体を充填するのに要する時間及び遅角室へ流体を充填するのに要する時間を短くできる。
更に、上述したように流体を供給しても進角室及び遅角室の容積は変化しないことが確保されている。容積が減少すると、そこに存在する流体を強制的に排出しようとする圧力が加わることになるのだが、本発明の弁開閉時期制御装置では、進角室への流体供給中に遅角室の容積が減少することや、その逆は発生しないので、一旦供給された流体は強制的に排出されること無く、そのまま存在することになる。そして、第２流体給排手段は、相対回転位相の中間位相状態におけるロック解除を行うので、ロック解除された時点において進角室及び遅角室の両方に流体が充填されている状態が得られる。その結果、ロック解除されると直ぐに進角室又は遅角室への流体の供給を行って、相対回転位相の制御に移行できる。
従って、内燃機関の始動を迅速に行うことができ、且つ、始動後に直ちに相対回転位相の制御を開始できる弁開閉時期制御装置を提供できる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の別の特徴構成は、前記制御手段は、前記進角室及び前記遅角室の両方に流体を充填した後において、前記第１流体給排手段に対して、前記進角室及び前記遅角室の両方への流体の供給を停止する制御を開始させた後で、前記第２流体給排手段に対して、前記ロック解除を行うように指示する点にある。

進角室及び遅角室の一方にのみ流体が供給されているとき、つまり、進角室及び遅角室の一方にのみ流体圧力が加えられているとき、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相は、進角方向又は遅角方向の何れかに付勢されている。相対回転位相が進角方向又は遅角方向の何れかの方向に付勢されていると、相対回転位相をロックするロック機構の構成部品へは、進角方向又は遅角方向の何れかの方向に荷重が加えられている。その結果、荷重が加えられたその構成部品の動きが重くなり、ロック解除が阻害されることになる。
ところが本特徴構成における弁開閉時期制御装置では、制御手段が、進角室及び前記遅角室の両方に流体を充填した後において、第１流体給排手段に対して、進角室及び遅角室の両方への流体の供給を停止する制御を開始させた後で、第２流体給排手段に対してロック解除を行うように指示する。その結果、ロック解除を行うとき、相対回転位相が進角方向又は遅角方向の何れの方向にも付勢されていない。従って、相対回転位相をロックするロック機構の構成部品へは、進角方向又は遅角方向の何れの方向にも荷重が加えられておらず、ロック解除が阻害されないようにできる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の更に別の特徴構成は、前記制御手段は、前記進角室及び前記遅角室の両方に流体を充填した後において、前記第１流体給排手段に対して、前記進角室及び前記遅角室へ流体を交互に供給する制御を開始させた後に、前記第２流体給排手段に対して、前記ロック解除を行うように指示する点にある。

進角室及び遅角室の一方にのみ流体が供給されているとき、つまり、進角室及び遅角室の一方にのみ流体圧力が加えられているとき、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相は、進角方向又は遅角方向の何れかに付勢されている。相対回転位相が進角方向又は遅角方向の何れかの方向に付勢されていると、相対回転位相をロックするロック機構の構成部品へは、進角方向又は遅角方向の何れかの方向に荷重が加えられている。その結果、荷重が加えられたその構成部品の動きが重くなり、ロック解除が阻害されることになる。
ところが本特徴構成における弁開閉時期制御装置では、制御手段が、進角室及び遅角室の両方に流体を充填した後において、第１流体給排手段に対して、進角室及び遅角室へ流体を交互に供給する制御を開始させた後に、第２流体給排手段に対して、ロック解除を行うように指示する。その結果、ロック解除の際、進角室に流体圧力を供給する期間と、遅角室に流体圧力を供給する期間との間で、相対回転位相をロックするロック機構の構成部品へは、進角方向又は遅角方向の何れの方向にも荷重が加えられない期間を作り出すことができる。従って、ロック解除が阻害されないようにできる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の更に別の特徴構成は、前記第１流体給排手段は、前記進角室及び前記遅角室に接続される流路の途中に設けられ、流路を開閉可能なスプールを有するソレノイド式の流体制御弁を備える点にある。

上記特徴構成によれば、進角室及び前記遅角室に接続される流路の途中に設けられ、その流路を開閉可能なスプールの位置を、ソレノイドへの通電量を変化させて制御することで、進角室及び遅角室への流体の供給量並びに進角室及び遅角室からの流体の排出量を調節できる。

＜第１実施形態＞
以下に、図面を参照して本発明の第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置について説明する。図１は、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図であり、図２は、流体制御弁（ＯＣＶ）の作動構成を示す図である。また、図３〜図６は、弁開閉時期制御装置の各作動状態における図１のＡ−Ａ断面図である。

図１〜図６に示すように、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置は、エンジン（内燃機関）のクランクシャフト（図示せず）に対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、外部ロータ２に対して相対回転可能に同軸に配置され、弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材としての内部ロータ１とを備えて構成されている。また、外部ロータ２と内部ロータ１とによって流体圧室４０が形成される。流体圧室４０は、内部に配置されるベーン５によって遅角室４２と進角室４３とに仕切られる。そして、流体が供給されることによって遅角室４２の容積が増大すると、外部ロータ２に対する内部ロータ１の相対回転位相がその相対回転の方向のうち遅角方向に移動し、進角室４３の容積が増大すると、外部ロータ２に対する内部ロータ１の相対回転位相が、その相対回転の方向のうち進角方向に移動する。

上記内部ロータ１は、エンジンのシリンダヘッドに一体回転するように支持されたカムシャフト３の先端部に一体的に組付けられている。
上記外部ロータ２は、上記内部ロータ１に対して所定の相対回転位相の範囲内で相対回転可能に外装され、フロントプレート２２、リアプレート２３及び外部ロータ２の外周に一体的に設けたタイミングスプロケット２０を備える。
タイミングスプロケット２０とエンジンのクランクシャフトに取り付けられたギアとの間には、タイミングチェーンやタイミングベルト等の動力伝達部材２４が架設される。

この構成において、エンジンのクランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材２４を介してタイミングスプロケット２０に回転動力が伝達されるので、上記タイミングスプロケット２０を備えた外部ロータ２が図３〜図６に示す回転方向Ｓに沿って回転駆動し、更には、内部ロータ１が回転方向Ｓに沿って回転駆動してカムシャフト３が回転し、カムシャフト３に設けられたカムがエンジンの吸気弁又は排気弁を押し下げて開弁させる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置における制御手段としての電子制御ユニットＥＣＵ９には、そのメモリ内に、エンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相が格納・記憶されており、別途検出される運転状態（例えば、エンジン回転数、冷却水温など）に対して、最適の相対回転位相が認識できるように構成されている。そして、ＥＣＵ９は、エンジンの運転状態に適合した最適の相対回転位相になるように、実際の相対回転位相を制御する制御指令を生成及び出力する。更に、このＥＣＵ９には、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジン油温を検出する油温センサからの情報等が取りこまれるように構成されている。
また、相対回転位相を中間位相状態にロックするロック機構６も設けられている。

以下、本発明に係る弁開閉時期制御装置の構成について具体的に説明する。
〔流体圧室４０〕
図３に示すように、上記外部ロータ２には、径内方向に突出するシューとして機能する突部４の複数個が回転方向に沿って互いに離間して並設されている。そして、外部ロータ２の隣接する突部４の夫々の間には、内部ロータ１と外部ロータ２との間で規定される流体圧室４０が形成されている。

内部ロータ１の外周部の、上記各流体圧室４０に対面する個所にはベーン溝４１が形成されており、このベーン溝４１には、上記流体圧室４０を相対回転方向（例えば、図３において矢印Ｓ１，Ｓ２方向）において進角室４３と遅角室４２とに仕切るベーン５が放射方向に沿って摺動可能に挿入されている。

また、上記進角室４３は内部ロータ１に形成された進角通路１１に連通し、遅角室４２は内部ロータ１に形成された遅角通路１０に連通し、進角通路１１及び遅角通路１０は、後述する油圧回路７に接続されている。

上記流体圧室４０（進角室４３及び遅角室４２）への流体の供給及び排出はソレノイド式の流体制御弁（ＯＣＶ）７６を用いて行われる。図２に示すように、ＯＣＶ７６は、進角室４３へ流体を供給可能であり且つ遅角室４２から流体を排出可能である状態Ｗ１と、進角室４３へ流体を供給可能であり且つ遅角通路を閉鎖する状態Ｗ２と、進角通路及び遅角通路の両方を閉鎖して、進角室４３及び遅角室４２の両方への流体の供給を停止する状態Ｗ３と、進角通路を閉鎖し且つ遅角室４２へ流体を供給可能である状態Ｗ４と、進角室４３から流体を排出可能であり且つ遅角室４２へ流体を供給可能な状態Ｗ５と、の間でスプール位置を切換制御することで、進角室４３及び遅角室４２への流体の供給量及び排出量を調節可能である。具体的には、ＥＣＵ９がＯＣＶ７６への通電量を制御することで、上記スプール位置が調節される。但し、図２において、Ｄｕｔｙ０％からＤｕｔｙ５０％へとスプール位置が移行するにつれて、進角通路への開度は徐々に減少する。同様に、Ｄｕｔｙ１００％からＤｕｔｙ７５％へとスプール位置が移行するにつれて、遅角通路への開度は徐々に減少する。
以上のように、上記流体制御弁（ＯＣＶ）７６は本発明の「第１流体給排手段」に相当する。

上記ロック機構６への流体の供給及び排出は、ＯＣＶ７６とは別の流体切換弁（ＯＳＶ）７７を用いて行われる。ＯＳＶ７７は、進角室４３及び遅角室４２への流体の供給及び排出とは別に、ロック機構６への流体の供給及び排出を行って、相対回転位相の中間位相状態におけるロック及びロック解除を行う。
以上のように、上記ＯＳＶ７７は本発明の「第２流体給排手段」に相当する。

〔油圧回路〕
図１〜図６に示すように、油圧回路７は、上記進角通路１１及び上記遅角通路１０を介して進角室４３及び遅角室４２の一方若しくは両方に対する作動油としてのエンジンオイルの給排出を実行し、ベーン５の流体圧室４０での相対位置を変更して、外部ロータ２に対する内部ロータ１の相対回転位相（以下、相対回転位相と呼ぶ。）を最進角位相（進角室４３の容積が最大となるときの両ロータ１，２の相対回転位相）と最遅角位相（遅角室４２の容積が最大となるときの両ロータ１，２の相対回転位相）との間で調整可能な相対回転位相調整機構として機能する。

具体的には、油圧回路７は、図１に示すように、エンジンの駆動力で駆動し、作動油又は後述のロック油となるエンジンオイルをＯＣＶ７６及びＯＳＶ７７側に供給するポンプ７０を備えて構成されており、ＥＣＵ９からの制御指令に伴って、ポンプ７０の作動、非作動が制御されるように構成されている。
以上のように、エンジンオイルは本発明の「流体」に相当する。

図示するように、この油圧回路７のポンプ７０より下流側で、進角室４３及び遅角室４２の上流側には、ＥＣＵ９からの通電量制御により進角室４３及び遅角室４２に接続される流路の途中に設けられ、その流路を開閉可能なスプールを有するソレノイド式のＯＣＶ７６が設けられ、及び、ポンプ７０より下流側で、ロック油室６２の上流側には、ＥＣＵ９からの通電量制御によりロック油室６２へのエンジンオイルの供給及び排出を実行するソレノイド式のＯＳＶ７７が設けられる。また、ポンプ７０は、エンジンオイルを貯留するオイルパン７５と接続されている。
この油圧回路７において、上記進角通路１１及び上記遅角通路１０が上記ＯＣＶ７６の所定のポートに接続され、上記ロック油通路６３が上記ＯＳＶ７７の所定のポートに接続されている。

〔付勢機構〕
図１に示すように、内部ロータ１と外部ロータ２との間には、両ロータ１，２の相対回転位相を進角側に付勢する付勢機構としてのトーションスプリング８が設けられている。
このトーションスプリング８は、例えば図３において、Ｓ１で示す方向に外部ロータ２を内部ロータ１に対して付勢する。

〔ロック機構６及びロック油室６２〕
内部ロータ１と外部ロータ２との間には、両ロータ１，２の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定の中間位相状態（ロック位相）にあるときに、両ロータ１，２の相対回転を拘束可能なロック機構６が設けられている。本願では、この中間位相がエンジン始動時の位相である。

例えば図３に示すように、ロック機構６は、外部ロータ２に設けられた遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂと、内部ロータ１の外周部の一部に凹状のロック油室６２とを備えて構成されている。

遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂは、外部ロータ２に径方向において摺動自在に設けられたロック体６０と、ロック体６０を径内方向に付勢するバネ６１とを有する。尚、ロック体６０の形状は、プレート形状、ピン形状、又はその他の形状を採用することができる。

そして、上記遅角用ロック部６Ａは、ロック体６０をロック油室６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対してロック位相から遅角方向（図３においてＳ１で示す方向）へ相対回転することを阻止し、上記進角用ロック体６Ｂは、ロック体６０をロック油室６２内に突入させることで、内部ロータ１が外部ロータ２に対してロック位相から進角方向（図３においてＳ２で示す方向）へ相対回転することを阻止する。即ち、遅角用ロック部６Ａ若しくは進角用ロック部６Ｂのいずれか一方が、ロック油室６２内に突入している状態にあっては、遅角若しくは進角の何れか一方側への位相変更が規制され、他方側への位相変更は許容される。

更に、図３に示すように、遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック体６Ｂの両方のロック体６０を、ロック油室６２内に突入させることで、両ロータ１，２の相対回転位相を、最進角位相と最遅角位相との間に設定された所定の中間位相（ロック位相）に拘束する所謂ロック状態とすることができる。但し、上記ロック位相は、エンジンの弁の開閉時期がエンジンの円滑な始動性が得られるような位相に設定されている。

上記ロック油室６２は内部ロータ１に形成されたロック油通路６３に連通し、ロック油通路６３は上記油圧回路７のＯＳＶ７７における所定のポートに接続されている。
即ち、油圧回路７は、ロック油通路６３を介して、ロック油室６２にロック油としてのエンジンオイルの給排出を実行するように構成され、ＯＳＶ７７からロック油室６２にロック油が供給されると、図６に示すように、ロック体６０が外部ロータ２側に引退して、両ロータ１，２の相対回転のロック状態が解除される。

次に、本発明の弁開閉時期制御装置における、エンジンの始動時のロック解除制御について説明する。図７は、第１実施形態のロック解除制御における相対回転位相、ＯＳＶ７７の状態、ＯＣＶ７６の状態、及び、エンジン回転数の状態を示すタイミング図である。また、図８は、第１実施形態のロック解除制御のフローチャートである。

図７及び図８に示すように、時刻ｔ０の以前では、エンジンは始動しておらず、相対回転位相はロック位相でロックされた状態にある。また、進角室４３及び遅角室４２には作動油は充填されていない。そして、時刻ｔ０においてイグニッションキーのオン操作などによりエンジンの始動が指令されると、ステップ＃１０においてＥＣＵ９は、図３に示すように、進角油路を開放して作動油が進角室４３に供給される状態（スプール位置：Ｗ１）にＯＣＶ７６を作動させる。また、ＥＣＵ９は、ロック油を排出する状態にＯＳＶ７７を作動させることでロック機構６をロック状態に作動させる。その結果、ロック機構６がロック状態にあるので進角室４３及び遅角室４２の容積が変化しない状態で、進角室４３に作動油が素早く供給されることになる。時刻ｔ０から時刻ｔ１まではエンジンのクランキング期間である。また、時刻ｔ２までは、ポンプから進角室４３に至る油路に作動油が充填されるのに必要な期間である。そして、実質的に、時刻ｔ２から進角室４３への作動油の供給が始まる。

ステップ＃１１においてＥＣＵ９は、時刻ｔ０から設定時間：Ｔ１が経過したか否かを判定する。本実施形態において、この設定時間：Ｔ１は、進角室４３に作動油が充填されるまでに要する期間（時刻ｔ０〜時刻ｔ３）である。但し、ＥＣＵ９は、作動油の油温、粘性などに基づいて、このＴ１の長さを適宜変更する。そして、ＥＣＵ９は、設定期間：Ｔ１が経過したと判定すると、次にステップ＃１２に移行する。

ステップ＃１２においてＥＣＵ９は、図４に示すように、ロック機構６をロック状態に保つようにＯＳＶ７７を作動させながら、進角室４３を排出可能状態にしながら遅角室４２に流体が供給される状態（スプール位置：Ｗ５）にＯＣＶ７６を作動させる。その結果、ロック機構６がロック状態にあるので進角室４３及び遅角室４２の容積が変化しない状態で、作動油が遅角室４２に供給されることになる。更に、進角通路が開放されて進角室４３は排出可能状態にあるものの、進角室４３は進角油路よりも径方向外側にあるので、進角室４３内に存在する作動油は遠心力によって進角室４３内に留まることになる。また、ロック機構６がロック状態に維持されているので進角室４３の容積は減少しないことも、作動油が進角室４３内に留まる理由の一つである。

ステップ＃１３においてＥＣＵ９は、時刻ｔ３から設定時間：Ｔ２が経過したか否かを判定する。本実施形態において、この設定時間：Ｔ２は、遅角室４２に作動油が充填されるまでに要する期間（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）である。但し、ＥＣＵ９は、作動油の油温、粘性などに基づいて、このＴ２の長さを適宜変更する。そして、ＥＣＵ９は、設定期間：Ｔ２が経過したと判定すると、次にステップ＃１４に移行する。

ステップ＃１４においてＥＣＵ９は、図５に示すように、ロック機構６をロック状態に保つようにＯＳＶ７７を作動させながら、進角室４３及び遅角室４２の両方への作動油の供給を停止させる状態（スプール位置：Ｗ３）にＯＣＶ７６を作動させる（図７の時刻ｔ４）。つまり、進角通路及び遅角通路は閉鎖され、進角室４３及び遅角室４２は作動油が充填された状態で閉止される。ところが、進角室４３及び遅角室４２からは作動油がリークするため、そのリークによって進角室４３及び遅角室４２の小さい容積変動が生じる。その結果、ロック体６０に荷重が加わった状態と荷重が無くなった状態とが繰り返されることになる。

次に、ステップ＃１５においてＥＣＵ９は、図６に示すように、ロック機構６をロック解除させるようにＯＳＶ７７を作動させて、ロック油路にロック油を供給する（図７の時刻ｔ５）。このように、本実施形態においてＥＣＵ９は、進角室４３及び遅角室４２の両方に流体を充填した後において、ＯＣＶ７６に対して、進角室４３及び遅角室４２の両方への作動油の供給を停止する制御を開始させた後に、ＯＳＶ７７に対してロック解除を行うように指示している。そして、時刻ｔ６においてロック解除が行われる。上述したように、ロック体６０への荷重が無くなった状態になると、ロック体６０はロック油に押されて遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂに収容されて、ロック解除が良好に行われる。図６は、ロック解除された状態を示す図である。その後、ＥＣＵ９は、進角室４３及び遅角室４２に対する作動油の供給を適宜行って、相対回転位相を調整する（図７の時刻ｔ７）。

以上のように、本実施形態の弁開閉時期制御装置におけるロック解除制御では、進角室４３及び遅角室４２へ作動油を供給するとき、進角通路及び遅角通路を大きく開放しているので、進角室４３及び遅角室４２へ作動油を充填するのに要する時間を短くできる。また、ロック機構６がロック解除されたときには既に進角室４３及び遅角室４２への作動油の充填が終了しているので、ロック解除後に即座に相対回転位相の制御を開始できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の弁開閉時期制御装置のロック解除制御は、ＥＣＵ９が、進角室４３及び遅角室４２の両方に流体を充填した後において、ＯＣＶ７６に対して、進角室４３及び遅角室４２へ流体を交互に供給する制御を開始させた後に、ＯＳＶ７７に対してロック解除を行うように指示することに特徴がある。以下に、第２実施形態のロック解除制御について図９及び図１０を参照して説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
具体的には、図１０は、第２実施形態のロック解除制御のフローチャートであり、ステップ＃２０〜ステップ＃２３及びステップ＃２５は、図８に示した第１実施形態のステップ＃１０〜ステップ＃１３及びステップ＃１５と同様である。従って、図１０のステップ＃２４について以下に詳細に説明する。

図１０のステップ＃２３までに、第１実施形態と同様に進角室４３及び遅角室４２に作動油が充填される。ステップ＃２４においてＥＣＵ９は、図５に示したように、ロック機構６をロック状態に保つようにＯＳＶ７７を作動させながら、進角室４３及び遅角室４２へ流体を交互に供給する制御を開始させる状態にＯＣＶ７６を作動させる（図７の時刻ｔ１４）。つまり、進角通路のみが開放された状態と遅角通路のみが開放された状態とにＯＣＶ７６を交互に作動させることで、進角室４３及び遅角室４２は流体圧力が交互に供給される。具体的には、ＥＣＵ９は、ＯＣＶ７６のスプール位置をＷ３に制御するときの通電量：Ｉ３を基準として、（Ｉ３＋α）と（Ｉ３−α）との間で交互に増減させる（図９の時刻ｔ１４〜時刻ｔ１６）。これにより、進角室４３及び遅角室４２の容積が交互に増減し、ロック体６０に荷重が加わった状態と荷重が無くなった状態とが繰り返されることになる。

次に、ステップ＃２５においてＥＣＵ９は、図６に示したように、ロック機構６をロック解除させるようにＯＳＶ７７を作動させて、ロック油路にロック油を供給する（図９の時刻ｔ１５）。そして、時刻ｔ１６においてロック解除が行われる。上述したように、ロック体６０への荷重が無くなった状態になると、ロック体６０はロック油に押されて遅角用ロック部６Ａ及び進角用ロック部６Ｂに収容されて、ロその後、ＥＣＵ９は、進角室４３及び遅角室４２に対する作動油の供給を適宜行って、相対回転位相を調整する（図９の時刻ｔ１７）。

以上のように、本実施形態の弁開閉時期制御装置におけるロック解除制御では、進角室４３及び遅角室４２へ作動油を供給するとき、進角通路及び遅角通路を大きく開放しているので、進角室４３及び遅角室４２へ作動油を充填するのに要する時間を短くできる。また、ロック機構６がロック解除されたときには既に進角室４３及び遅角室４２への作動油の充填が終了しているので、ロック解除後に即座に相対回転位相の制御を開始できる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、図７及び図９を参照してＥＣＵ９による制御タイミングについて説明したが、各制御タイミングは変更可能である。
例えば、第１実施形態の改変例として図１１に示すように、図７に示した時刻ｔ４と時刻ｔ５とは同時でもよい。但し、図１１では時刻ｔ５（＝ｔ４）のみを示している。具体的には、進角室４３及び遅角室４２の両方への作動油の供給を停止する制御を開始させる時刻（ｔ４）と、ＯＳＶ７７に対してロック解除を行うように指示する時刻（ｔ５）とは同時でもよい。
同様に、図示はしないが、図９において時刻ｔ１４と時刻ｔ１５とは同時でもよい。具体的には、進角室４３及び遅角室４２へ流体を交互に供給する制御を開始させる時刻（ｔ１４）と、ＯＳＶ７７に対してロック解除を行うように指示する時刻（ｔ１５）とは同時でもよい。

＜２＞
上記実施形態では、進角室４３に対して作動油を充填した後で遅角室４２に対して作動油を充填する例について説明したが、作動油を充填する順序は変更可能である。つまり、本発明における弁開閉時期制御装置では、ＯＣＶ７６は、進角室４３又は遅角室４２の一方に作動油を充填した後、作動油が充填された一方を作動油の排出可能な状態にしながら進角室４３又は遅角室４２の他方に流体を充填すればよい。

＜３＞
上記実施形態では、ポンプ７０を単一の装置で説明したが、例えば、機械式ポンプ及び電動式ポンプの２つのポンプによって実現してもよい。このとき、機械式ポンプはエンジンが回転している状態、主に相対回転位相の制御を行う場合に作動する。他方で、電動式ポンプは、機械式ポンプからのエンジンオイルの供給圧が不十分となるとき（例えば、始動制御時及び停止制御時）に働く。また、機械式ポンプと電動式ポンプとの配置は、オイルパン７５に対して並列配置とすることが好ましい。このような並列配置では、機械式ポンプ及び電動式ポンプの両方がオイルパン７５と直接連通するので、エンジンの停止中であっても、必要な部位へエンジンオイルの供給を行える。

弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図 流体制御弁（ＯＣＶ）の作動構成を示す図 弁開閉時期制御装置の図１のＡ−Ａ断面図 弁開閉時期制御装置の図１のＡ−Ａ断面図 弁開閉時期制御装置の図１のＡ−Ａ断面図 弁開閉時期制御装置の図１のＡ−Ａ断面図 第１実施形態のロック解除制御におけるタイミング図 第１実施形態のロック解除制御のフローチャート 第２実施形態のロック解除制御におけるタイミング図 第２実施形態のロック解除制御のフローチャート 別実施形態のロック解除制御におけるタイミング図

符号の説明

１ 内部ロータ（従動側回転部材）
２ 外部ロータ（駆動側回転部材）
３ カムシャフト
６ ロック機構
９ 電子制御ユニット（ＥＣＵ、制御手段）
４０ 流体圧室
４２ 遅角室
４３ 進角室
７６ 流体制御弁（ＯＣＶ、第１流体給排手段）
７７ 流体切換弁（ＯＳＶ、第２流体給排手段）

Claims (4)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材に対して相対回転可能に同軸に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室であって、前記流体圧室のうち、流体が供給されることにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を前記相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室と、
   前記相対回転位相を中間位相状態にロックするロック機構と、
   前記進角室へ流体を供給可能であり且つ前記遅角室から流体を排出可能である状態と、前記進角室から流体を排出可能であり且つ前記遅角室へ流体を供給可能な状態との間で、前記進角室及び前記遅角室への流体の供給量及び排出量を調節可能な第１流体給排手段と、
   前記進角室及び前記遅角室への流体の供給及び排出とは別に、前記ロック機構への流体の供給及び前記ロック機構からの流体の排出を行って、前記相対回転位相の前記中間位相状態におけるロック及びロック解除を行う第２流体給排手段と、
   前記第１流体給排手段及び前記第２流体給排手段による流体の給排状態を制御する制御手段と、を備える弁開閉時期制御装置であって、
   前記相対回転位相が前記中間位相状態にロックされている前記内燃機関の始動時において、
   前記第１流体給排手段は、前記進角室又は前記遅角室の一方に流体を充填した後、流体が充填された一方を流体の排出可能な状態にしながら前記進角室又は前記遅角室の他方に流体を充填し、
   前記第２流体給排手段は、前記相対回転位相の前記中間位相状態におけるロック解除を行う弁開閉時期制御装置。
2. 前記制御手段は、前記進角室及び前記遅角室の両方に流体を充填した後において、前記第１流体給排手段に対して、前記進角室及び前記遅角室の両方への流体の供給を停止する制御を開始させた後で、前記第２流体給排手段に対して、前記ロック解除を行うように指示する請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記制御手段は、前記進角室及び前記遅角室の両方に流体を充填した後において、前記第１流体給排手段に対して、前記進角室及び前記遅角室へ流体を交互に供給する制御を開始させた後に、前記第２流体給排手段に対して、前記ロック解除を行うように指示する請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記第１流体給排手段は、前記進角室及び前記遅角室に接続される流路の途中に設けられ、流路を開閉可能なスプールを有するソレノイド式の流体制御弁を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。

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