JP5482566B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
従来、クランク軸と連動して回転するハウジング並びにカム軸と連動して回転するベーンロータを備え、内燃機関の回転と同期して供給源から供給される作動液によりバルブタイミングを調整する流体駆動式のバルブタイミング調整装置が知られている。一般に、流体駆動式のバルブタイミング調整装置は、ハウジング内部においてベーンロータのベーンが回転方向に区画する複数の液室に対して、作動液の入出を制御することにより、ハウジングに対するベーンロータの回転位相を変化させる構成となっている。
さて、このような流体駆動式のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータをハウジングに対する進角側と遅角側とへ交互に付勢する変動トルクが、カム軸からベーンロータに作用する。そのため、ハウジングに対するベーンの回転位相を変化させる場合には、当該変化側へ変動トルクが作用することにより瞬間的に容積拡大しようとする液室に対して、作動液の導入が間に合わなくなるおそれがある。作動液の導入が間に合わないと、容積拡大した液室の内圧が大気圧よりも低い負圧となるため、装置クリアランスを通じて装置外部の空気が、当該容積拡大側の液室へと気泡状に吸い込まれてしまう。こうして気泡が作動液に混入した状態となる液室においては、当該混入物の弾性係数が小さくなることから、変動トルクに対する弾性反力によってベーンロータの暴れが発生するため、バルブタイミングの正確な調整が困難となる。
そこで、特許文献1に開示の装置では、ハウジングに対する進角側と遅角側とへ回転位相を強制変化させて、作動液に混入した気泡を液室から排出するように、各液室に対する作動液の入出を制御している。ここで回転位相の強制変化は、特許文献1に開示の装置では、内燃機関の回転速度が所定速度超過となった場合に、実行されるようになっている。
特開2000−345869号公報
しかし、本発明者らが鋭意研究を行った結果、内燃機関の回転速度が所定速度超過となっても、液室にて気泡が作動液に混入した状態とならず、回転位相の強制変化を無駄に実行することになるとの知見が、得られたのである。かかる知見について具体的には、内燃機関の高回転状態の継続時には、それに同期して供給源から供給される作動液の圧力も高くなるので、液室への作動液の導入が遅れ難く、故に当該導入作動液への気泡の混入は発生し難い。そのため、内燃機関において高回転状態の継続状態から一瞬低回転状態に移行して、再度高回転状態へ戻るような場合には、気泡の混入が生じていないにも拘らず、回転位相を強制変化させることになってしまうのである。ここで回転位相の強制変化は、内燃機関の運転状態を急変させるおそれがあることから、ベーンロータの暴れを抑制するのに必要なときを狙って、ピンポイントに実行することが望ましい。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつ、バルブタイミングを正確に調整するバルブタイミング調整装置を提供することにある。
請求項1に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、内燃機関の回転と同期して供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転するハウジングと、カム軸と連動して回転し、ハウジングの内部において複数の液室を回転方向に区画するベーンを有し、各液室に対する作動液の入出によりハウジングに対する回転位相が変化するベーンロータと、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定した場合、各液室に対する作動液の入出を制御することにより、ベーンロータの回転位相をハウジングに対する進角側と遅角側とへ交互に強制変化させる位相制御手段と、を備えることを特徴とする。
このような請求項1の発明によると、ハウジングに対してベーンロータの回転位相が強制変化させられるのは、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後、設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定された場合となる。ここで、内燃機関において設定回転速度未満の低回転状態の継続時には、それと同期して供給源から供給される作動液の圧力は低くなるので、液室への作動液の導入が遅れ易く、故に当該導入作動液への気泡の混入が発生し易い。即ち、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続することで液室への導入作動液に気泡が混入し、その後に内燃機関が設定回転速度超過の高回転状態へ移行することによってベーンロータの暴れが懸念される状況に限り、回転位相が強制変化させられるのである。しかも、回転位相の強制変化は、内燃機関の回転と共に供給圧力の高くなった作動液の制御によって、ハウジングに対する進角側と遅角側とへ交互に実行されるので、各液室から気泡を作動液と共に排出してベーンロータの暴れを抑制することを可能にする。
以上、請求項1に記載の発明によれば、ベーンロータの暴れを抑制する回転位相の強制変化を必要時にピンポイントに実行して、当該強制変化による内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつもバルブタイミングを正確に調整することができるのである。
請求項2に記載の発明によると、位相制御手段は、機関運転条件が成立したと判定した場合、回転位相をハウジングに対する最進角位相と最遅角位相とへ交互に強制変化させる。このように、機関運転条件が成立したと判定された場合において回転位相の強制変化が最進角位相と最遅角位相とへ交互に実行されることによれば、ベーンロータをハウジングに対して最大限に相対回転させる動作が繰り返されるので、各液室から気泡が作動液と共に十分に排出され得る。したがって、ベーンロータの暴れを抑制することによる正確なバルブタイミング調整に、大きく貢献することができるのである。
請求項3に記載の発明によると、位相制御手段は、回転位相を交互に強制変化させることにより回転位相がハウジングに対する最進角位相及び最遅角位相のうち一方に到達しない異常時には、それら最進角位相及び最遅角位相のうち他方に回転位相を強制ロックする。このように、交互に強制変化させられる回転位相が最進角位相及び最遅角位相のうち一方に到達しない異常時であっても、それら最進角位相及び最遅角位相のうち他方に回転位相が強制ロックされることによれば、ベーンロータの暴れを含む相対回転そのものを止め得る。したがって、異常時であってもバルブタイミングを正確に調整して、フェイルセーフ性を高めることができるのである。
請求項4に記載の発明によると、位相制御手段は、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ作動液の温度が設定温度超過の高温状態である機関運転条件が成立したと判定した場合、回転位相を交互に強制変化させる。ここで、液室での負圧発生時に空気の吸い込み口となる装置クリアランスにおいては、作動液が温度上昇により粘度低下するほど液膜を形成し難くなるので、それに応じて作動液への気泡の混入は発生し易くなる。故に、内燃機関が低回転状態を一定時間以上継続した後に高回転状態へ移行しただけでなく、作動液の温度が設定温度超過の高温状態となった場合に限って回転位相を交互に強制変化させることによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
請求項5に記載の発明によると、位相制御手段は、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ内燃機関への燃料噴射をカットする機関運転条件が成立したと判定した場合、回転位相を交互に強制変化させる。ここで、内燃機関への燃料噴射がカットされるときには、内燃機関において燃料の燃焼が止まるので、内燃機関の運転状態の急変は、回転位相が強制変化されても生じ難くなる。故に、内燃機関が低回転状態を一定時間以上継続した後に高回転状態へ移行しただけでなく、燃料噴射がカットされた場合に限って回転位相を交互に強制変化させることによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
請求項6に記載の発明によると、位相制御手段は、回転位相を交互に強制変化させることにより各液室から気泡が排出されるのに必要な時間が経過すると、当該強制変化を停止する。このように、液室から気泡が排出されるのに必要な時間に限って回転位相の強制変化を実行することによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
請求項7に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、内燃機関の回転と同期して供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転するハウジングと、カム軸と連動して回転し、ハウジングの内部において複数の液室を回転方向に区画するベーンを有し、各液室に対する作動液の入出によりハウジングに対する回転位相が変化するベーンロータと、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定した場合、各液室に対する作動液の入出を制御してベーンロータの回転位相を設定位相に強制ロックする位相制御手段と、を備えることを特徴とする。
このような請求項7の発明によると、ハウジングに対してベーンロータの回転位相が強制ロックさせられるのは、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後、設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定された場合となる。ここで、内燃機関において設定回転速度未満の回転状態の継続時には、それと同期して供給源から供給される作動液の圧力は低くなるので、液室への作動液の導入が遅れ易く、故に当該導入作動液への気泡の混入が発生し易い。即ち、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続することで液室への導入作動液に気泡が混入し、その後に内燃機関が設定回転速度超過の高回転状態へ移行することによってベーンロータの暴れが懸念される状況に限り、回転位相が強制ロックさせられるのである。しかも、回転位相の強制ロックは、設定位相において実行されることで、ベーンロータの暴れを含む相対回転そのものを止めることができる。
以上、請求項7に記載の発明によれば、ベーンロータの暴れを止める回転位相の強制ロックを必要時にピンポイントに実行して、当該強制ロックによる内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつもバルブタイミングを正確に調整することができるのである。
請求項8に記載の発明によると、位相制御手段は、機関運転条件が成立したと判定した場合、ハウジングに対する最進角位相及び最遅角位相のうち当該条件成立時の回転位相に近い設定位相に強制ロックする。このように、ハウジングに対する最進角位相及び最遅角位相のうち機関運転条件成立時の回転位相に近い設定位相に強制ロックすることによれば、当該設定位相に回転位相が到達するまでの時間につき、短縮し得る。故に、設定位相への到達までの間にベーンロータの暴れが生じて、正確なバルブタイミング調整が困難となる事態を、回避することができるのである。
請求項9に記載の発明によると、位相制御手段は、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ作動液の温度が設定温度超過の高温状態である機関運転条件が成立したと判定した場合、作動液の温度が下限温度超過となる高温状態を検出すると、回転位相を設定位相に強制ロックする。ここで、液室での負圧発生時に空気の吸い込み口となる装置クリアランスにおいては、作動液が温度上昇により粘度低下するほど液膜を形成し難くなるので、それに応じて作動液への気泡の混入は発生し易くなる。故に、内燃機関が低回転状態を一定時間以上継続した後に高回転状態へ移行しただけでなく、作動液の温度が設定温度超過の高温状態となった場合に限って回転位相を強制ロックすることによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
請求項10に記載の発明によると、位相制御手段は、内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ内燃機関への燃料噴射をカットする機関運転条件が成立したと判定した場合、回転位相を設定位相に強制ロックする。ここで、内燃機関への燃料噴射がカットされるときには、内燃機関において燃料の燃焼が止まるので、内燃機関の運転状態の急変は、回転位相が強制変化されても生じ難くなる。故に、内燃機関が低回転状態を一定時間以上継続した後に高回転状態へ移行しただけでなく、燃料噴射がカットされた場合に限って回転位相を強制ロックすることによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。 本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置のベーンロータへ作用する変動トルクについて説明するための特性図である。 本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第五実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 本発明の第六実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。 本発明の第六実施形態によるバルブタイミング調整装置の制御回路が実施する制御フローを示すフローチャートである。 図3の制御フローの変形例を示すフローチャートである。 図6の制御フローの変形例を示すフローチャートである。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置1を、車両の内燃機関に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置1は、カム軸2が開閉する「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを、「作動液」としての作動油により調整する。バルブタイミング調整装置1は、クランク軸(図示しない)からカム軸へ機関トルクを伝達する伝達系に設置されて作動油により駆動される駆動部10と、駆動部10への作動油供給を制御する制御部40とを備えている。
(駆動部)
図1に示す駆動部10において金属製のハウジング12は、円筒状のハウジング本体120と、仕切部として複数のシュー121,122,123とを有している。各シュー121,122,123は、ハウジング本体120において回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から内周側へ突出している。回転方向に隣り合うシュー121,122,123の間には、それぞれ区画室20が形成されている。
ハウジング12はさらに、回転方向に複数の歯が並ぶスプロケット(図示しない)を有している。ハウジング12は、スプロケットの歯に掛け渡されるタイミングチェーン(図示しない)を介して、クランク軸と連繋する。かかる連繋により内燃機関の回転中は、クランク軸からスプロケットへ機関トルクが伝達されることで、ハウジング12がクランク軸と連動して図1の時計方向に回転する。
金属製のベーンロータ14は、ハウジング12の内部に同軸上に収容されている。ベーンロータ14は、円柱状の回転軸140と、ベーン141,142,143とを有している。
回転軸140は、カム軸2に対して同軸上に固定されている。これによりベーンロータ14は、カム軸2と連動して図1の時計方向に回転すると共に、ハウジング12に対して相対回転可能となっている。各ベーン141,142,143は、回転軸140において回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から外周側へ突出し、それぞれ対応する区画室20に収容されている。
各ベーン141,142,143は、それぞれ対応する区画室20を回転方向に区画することにより、複数の液室22,23,24,26,27,28をハウジング12の内部に形成している。具体的に、シュー121及びベーン141の間には進角室22が形成され、シュー122及びベーン142の間には進角室23が形成され、シュー123及びベーン143の間には進角室24が形成されている。また、シュー122及びベーン141の間には遅角室26が形成され、シュー123及びベーン142の間には遅角室27が形成され、シュー121及びベーン143の間には遅角室28が形成されている。
ベーン142は、ベーン142を回転方向に挟む進角室23及び遅角室27に連通する円筒孔状の収容室31を有しており、当該収容室31には、円柱状のロック部材30が同軸上に往復移動可能に収容されている。ロック部材30は、収容室31の内周壁により摺動案内されつつ、圧縮コイルスプリング32の復原力を受けてハウジング12の嵌合孔(図示しない)と嵌合することにより、ベーンロータ14をハウジング12に対してロック可能となっている。ここで本実施形態では、ハウジング12に対するベーンロータ14の相対位相が最進角位相及び最遅角位相の間となる中間ロック位相(図1参照)にて、ベーンロータ14をハウジング12に対してロックする。また、本実施形態のロック部材30は、ベーン142を挟む進角室23及び遅角室27のうち少なくとも一方を通じて収容室31へ導入される作動油の圧力を受けてハウジング12の嵌合孔から離脱することにより、ハウジング12に対するベーンロータ14のロックを解除可能となっている。
以上の駆動部10では、ロック部材30によるロックの解除下、各液室22,23,24,26,27,28に対する作動油の入出により、ベーンロータ14のハウジング12に対する回転位相(以下、単に「回転位相」という)が変化してバルブタイミングが調整される。具体的には、進角室22,23,24への作動油の導入と遅角室26,27,28からの作動油の排出とにより、回転位相が進角側へ変化し、それに応じてバルブタイミングが進角する。その結果、特に本実施形態では、ベーン143が進角側のシュー121に回転方向に当接して係止されることにより、回転位相が最進角位相に制限される。一方、ロック部材30によるロック解除下、遅角室26,27,28への作動油の導入と進角室22,23,24からの作動油の排出とにより、回転位相が遅角側へ変化し、それに応じてバルブタイミングが遅角する。その結果、特に本実施形態では、ベーン143が遅角側のシュー123に回転方向に当接して係止されることにより、回転位相が最遅角位相に制限される。また一方、ロック部材30によるロック解除下、進角室22,23,24及び遅角室26,27,28に作動油が留められることにより、回転位相、ひいてはバルブタイミングが変動トルクの影響の範囲内において保持されるのである。
ここで変動トルクとは、内燃機関の運転中にカム軸2により開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力等に起因して発生し、当該カム軸2からベーンロータ14へ伝達されるトルクである。図2に示されるように変動トルクは、ハウジング12に対する進角側へベーンロータ14を付勢する負トルクと、ハウジング12に対する遅角側へベーンロータ14を付勢する正トルクとの間で、内燃機関(カム軸2)の回転に応じて交番する傾向を示す。また、変動トルクは、図2に二点鎖線にて示されるように内燃機関(カム軸2)の回転速度が高くなるほど、正トルク及び負トルクの各ピークトルクT+,T−が増大する傾向も示す。さらに、本実施形態において変動トルクは、図2に示されるように、正トルクのピークトルクT+が負トルクのピークトルクT−よりも大きくなることで、平均トルクTaveが遅角側(正トルク側)に偏る傾向も示す。
(制御部)
図1に示す制御部40において進角室22,23,24と連通する進角通路42は、ベーンロータ14及びカム軸2を貫通して、内燃機関の固定節3(例えばシリンダヘッド、カムカバー等)に設けられた進角連通孔44に常時接続されている。また、遅角室26,27,28と連通する遅角通路46は、ベーンロータ14及びカム軸2を貫通して、固定節3に設けられた遅角連通孔48に常時接続されている。
入力通路50は、固定節3に設けられた入力孔52と、ポンプ4との間を連通している。ここでポンプ4は、内燃機関の運転中にクランク軸の回転と同期して駆動されるメカポンプであり、当該運転中は、ドレンパン5から吸入した作動油を継続して入力通路50へと吐出供給する。したがって、ポンプ4から供給される作動油の圧力は、内燃機関の回転速度が低いほど、減少する傾向にある。
固定節3に設けられたドレン孔56,57と連通するドレン通路58は、作動油をドレンパン5へ排出可能に設けられている。ここでドレンパン5は、制御弁60の外部に配置されて大気開放された状態となっている。
固定節3に収容される制御弁60は、ソレノイド61への通電により発生する電磁駆動力と、リターンスプリング(図示しない)の発生する弾性復原力とを利用して、スリーブ62内のスプール63を往復直線駆動する電磁弁である。ここでスリーブ62には、進角ドレンポート64、進角連通ポート65、入力ポート66、遅角連通ポート67及び遅角ドレンポート68が、軸方向の一端部側から他端部側へ向かって順に設けられている。進角ドレンポート64及び遅角ドレンポート68はそれぞれ進角ドレン孔56及び遅角ドレン孔57と連通し、進角連通ポート65及び遅角連通ポート67はそれぞれ進角連通孔44及び遅角連通孔48とそれぞれ連通し、入力ポート66は入力孔52と連通している。これらポート63,64,65,66,67,68間の接続状態は、ソレノイド61への通電に応じて切り換え可能となっている。
制御回路70は、例えばマイクロコンピュータ等を主体に構成される電子回路であり、制御弁60のソレノイド61と電気接続されている。また、本実施形態の制御回路70は、クランク軸及びカム軸2の回転をそれぞれ検出するクランクセンサ6及びカムセンサ7と、内燃機関の冷却水温度を検出する水温センサ8と、スロットル開度等から内燃機関の吸気量を検出する吸気センサ9にも電気接続されている。制御回路70は、内部メモリに記憶のコンピュータプログラムを実行することにより、ソレノイド61への通電制御を含む内燃機関の運転制御を、センサ6,7,8,9の出力信号に基づき実施する。
以上の制御部40では、制御回路70がソレノイド61への通電を制御してスプール63を駆動することで、ポート63,64,65,66,67,68間の接続状態が切り換えられて各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出が制御される。具体的には、ポート66,65間及びポート68,67間をそれぞれ接続する位置へのスプール63の駆動により、ポンプ4からの作動油が進角室22,23,24へ導入されると共に、遅角室26,27,28の作動油がドレンパン5へ排出される。その結果、回転位相の進角側への変化が生じるので、バルブタイミングが進角する。一方、ポート65,64間及びポート66,67間を接続する位置へのスプール63の駆動により、進角室22,23,24の作動油がドレンパン5へ排出されると共に、ポンプ4からの作動油が遅角室26,27,28へ導入される。その結果、回転位相の遅角側への変化が生じるので、バルブタイミングが遅角する。また一方、ポート65,67を、互いに遮断且つポート64,66,68に対して遮断する位置へのスプール63の駆動により、進角室22,23,24及び遅角室26,27,28のいずれにも作動油が留められる。その結果、回転位相によって決まるバルブタイミングは、変動トルクの影響の範囲内において保持されるのである。
(制御フロー)
以下、制御回路70が実施する制御フローにつき、図3に基づいて詳細に説明する。尚、本制御フローは、車両のエンジンスイッチがオンされて内燃機関が始動することに伴い開始され、また当該エンジンスイッチがオフされて内燃機関が停止することに伴い終了する。
制御フローのS100では、各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出につき、制御モードを通常モードに設定する。これにより実行される通常モードでは、内燃機関の運転状態に最適なバルブタイミングを実現するために、ソレノイド61への通電により各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出を制御することで、回転位相を進角側又は遅角側へ変化、若しくは保持する。尚、本実施形態における通常モードでは、進角室23及び遅角室27のいずれかに作動油が導入されている間は、ロック部材30によるベーンロータ14のロックが解除された状態となる。また、本実施形態における通常モードは、後述するS104にて強制モードが開始されるまで、制御回路70により継続して実行されるようになっている。
続くS101では、作動油の温度が設定温度st超過となる高温状態につき、検出したか否かを判定する。ここで温度stは、液室22,23,24,26,27,28での負圧発生時に空気の吸い込み口となる各部10,40のクリアランスにおいて、高粘度の作動油が油膜を形成して気泡の混入し難い状態となる上限温度、例えば100度等に予め設定される。したがって、S101にて検出対象となる高温状態とは、液室22,23,24,26,27,28での負圧発生時に空気の吸い込み口となるクリアランスにおいて、設定温度st超過の温度上昇により粘度低下した作動油が油膜を形成困難となり、気泡の混入し易くなった状態を意味する。尚、本実施形態において作動油の温度は、水温センサ8及び吸気センサ9の出力信号から得られる冷却水温度及び吸気量に基づいて間接的に推定されるが、温度センサにより直接的に測定される値を用いてもよい。
S101において高温状態が検出されない場合には、S100へと戻る。一方、高温状態の検出によりS101から移行するS102では、内燃機関の回転速度が設定回転速度N未満の低回転状態となって、一定時間CT、当該低回転状態を継続したか否かにつき、判定する。ここで速度N及び時間CTは、内燃機関の回転速度と共にポンプ4からの作動油の供給圧力が低下することで液室22,23,24,26,27,28への導入が遅れる作動油に混入して、後(S104)の高速回転時に問題を惹起する気泡の推定量等に基づき、予め設定される。尚、速度N及び時間CTは、例えば1500rpm及び5s等にそれぞれ設定される。また、本実施形態において内燃機関の回転速度は、クランクセンサ6の出力信号に基づいて算出されるが、カムセンサ7の出力信号に基づいて算出してもよいし、それらセンサ6,7の出力信号の双方に基づいて算出してもよい。
S102において内燃機関が低回転状態にない場合、又は低回転状態になっても時間CTの間に逸脱してしまった場合には、S100へと戻る。一方、低回転状態の継続によりS102から移行するS103では、内燃機関の回転速度が設定回転速度N以上の高回転状態へ移行したか否かにつき、判定する。このS103の判定は、低回転状態がさらに継続されている間は繰り返し実行され、高回転状態になると、即ち先のS102の開始から低回転状態についての一定時間CT以上の継続が終了すると、S104へ移行する。
S104では、各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出につき、制御モードを強制モードに設定する。これにより通常モードから変更される強制モードでは、ソレノイド61への通電により各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出を制御することで、回転位相を進角側と遅角側とへ交互に繰り返して強制変化させる。ここで特に本実施形態では、ベーン143をシュー121に当接させる最進角位相と、ベーン143をシュー123に当接させる最遅角位相との間にて、回転位相の交互の強制変化を実行する。尚、進角側(最進角位相)への位相変化と遅角側(最進角位相)への位相変化とのうち、いずれを先に実行するかは適宜設定可能であるが、例えば変動トルクの平均トルクTaveの偏り側とは反対側となる進角側に設定してもよいし、直前の通常モード(バルブタイミング調整)における位相変化側と同じに設定してもよい。
こうしたS104に続くS105では、強制モードの停止条件が成立したか否かにつき、特に本実施形態では当該停止条件として、強制モードの開始から規定時間RTが経過したか否かにつき、判定する。ここで時間RTは、S104による回転位相の強制変化によって各液室22,23,24,26,27,28から、作動油に混入した気泡を排出するのに必要な時間、例えば5s等に、当該強制変化の繰り返し回数を考慮して予め設定される。
そして、S105において停止条件が成立するまでは、S104へと戻ることで強制モードが継続され、当該停止条件が成立すると、S101へと戻ることで通常モードが再度実行されることになる。
以上の第一実施形態によると、内燃機関の設定回転速度N未満の低回転状態が一定時間CT以上継続すると、ポンプ4からの供給油圧が例えば100kPaを下回ることに起因して、液室22,23,24,26,27,28への導入作動油に気泡が混入し易くなる。ここで特に気泡の混入は、粘度低下した作動油が各部10,40のクリアランスに油膜を形成困難となる設定温度st超過の高温状態において、顕著となる。故に、こうした高温状態における低回転の継続後に内燃機関が高回転すると、気泡の混入した作動油の弾性係数が小さくなるため、変動トルクのピークトルクT+,T−が増大するのと相俟って、変動トルクに対する弾性反力によりベーンロータ14の暴れる事態が懸念される。しかし、作動油の高温状態下、内燃機関が一定時間CT以上の低回転後に設定回転速度N超過の高回転状態へ移行した場合には、ポンプ4から高圧供給されることになる作動油を利用して、回転位相が最進角位相と最遅角位相とへ交互に強制変化させられる。これにより、ハウジング12に対して最大限に素早く相対回転することとなるベーンロータ14は、各液室22,23,24,26,27,28の容積を繰り返し最小にして、作動油と共に気泡を十分に排出し得る。故に、上述の如く懸念されたベーンロータ14の暴れについては、確実に抑制されることとなる。
このような第一実施形態によれば、ベーンロータ14の暴れを抑制する回転位相の強制変化を必要時にピンポイントに実行して、当該強制変化による内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつも、後の通常モードにおいてバルブタイミングの正確な調整を実現できる。したがって、内燃機関と共にバルブタイミング調整装置1を搭載した車両において、内燃機関の運転状態の急変やバルブタイミングの意図しない調整に起因して運転フィーリングが悪化する事態につき、回避可能となるのである。
尚、ここまでの第一実施形態において、ポンプ4が特許請求の範囲に記載の「供給源」に相当し、制御部40が特許請求の範囲に記載の「位相制御手段」に相当し、S101,102,S103の判定条件が共同して特許請求の範囲に記載の「機関運転条件」を構成している。
(第二実施形態)
図4に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の制御フローでは、内燃機関について低回転状態の一定時間CT以上の継続後に高回転状態となったことが確認されるS103の後、S200が実行される。
具体的にS200では、内燃機関の運転状態が気筒への燃料噴射をカットするフューエルカット状態にあるか否かにつき、判定する。その結果、内燃機関の運転状態がフューエルカット状態にある場合には、強制モードを設定して回転位相を交互に強制変化するS104へと移行するが、そうでない場合には、当該S104及び後続のS105をスキップしてS101へと戻る。
このような第二実施形態によると、内燃機関において気筒への燃料噴射がカットされるときには、当該気筒における燃料の燃焼が止まるので、回転位相の強制変化によっても内燃機関の運転状態の急変が生じ難くなる。故に、内燃機関が低回転状態を一定時間CT以上継続した後に高回転状態へ移行しただけでなく、燃料噴射がカットされた場合に限って回転位相を交互に強制変化させることによれば、内燃機関の運転状態の急変抑制効果を高めることができるのである。
尚、第二実施形態において、S101,102,S103,S200の判定条件が共同して特許請求の範囲に記載の「機関運転条件」を構成している。
(第三実施形態)
図5に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の制御フローでは、強制モードを設定するS104の後に、S300,S301,S302が実行される。
具体的にS300では、回転位相を交互に強制変化させることにより回転位相が最進角位相及び最遅角位相のうち一方に到達しない異常が発生したか否かにつき、判定する。その結果、異常が発生していなければ、正常通りS105へ移行するが、異常が発生した場合には、S301へ移行する。
異常時に実行されるS301では、各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出につき、制御モードをフェイルセーフモードに設定する。これにより強制モードから変更されるフェイルセーフモードでは、ソレノイド61への通電により各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出を制御することで、最進角位相及び最遅角位相のうち非到達側の位相とは逆位相に回転位相を強制ロックする。即ち、異常により回転位相が最進角位相に到達し得なかった場合には、進角室22,23,24から作動油を排出し且つ遅角室26,27,28へ作動油を導入することで、ベーン143を遅角側のシュー123に係止させて回転位相を最遅角位相に強制ロックする。一方、異常により回転位相が最遅角位相に到達し得なかった場合には、進角室22,23,24へ作動油を導入し且つ遅角室26,27,28から作動油を排出することで、ベーン143を進角側のシュー121に係止させて回転位相を最進角位相に強制ロックする。この状態を継続することにより本実施形態では、作動油が導入されて油圧が印加されている側の遅角室26,27,28内部又は進角室22,23,24内部の気泡は、装置クリアランスから徐徐に排出されていくこととなるのである。
そこで、こうしたS301に続くS302では、フェイルセーフモードの停止条件が成立したか否かにつき、特に本実施形態では当該停止条件として、遅角室26,27,28内部又は進角室22,23,24内部の気泡が置換されて最遅角位相又は最進角位相に到達するのに必要な時間が経過したか否かにつき、判定する。
そして、S302において停止条件が成立するまでは、S301へと戻ることでフェイルセーフモードが継続され、当該停止条件が成立すると、S101へと戻ることで通常モードが再度実行されることになる。
このような第三実施形態によると、液室22,23,24,26,27,28のいずれかで気泡量(空気量)が過多となること等に起因して、回転位相を最進角位相又は最遅角位相まで強制変化させ得なくても、逆位相側での強制ロックによってベーンロータ14の相対回転自体が止められる。これによれば、回転位相の強制変化が可能な正常時だけでなく、当該強制変化が困難な異常時であっても、ベーンロータ14の暴れを確実に抑制し得るので、フェイルセーフ性を高めて、正確なバルブタイミング調整に大きく貢献することができるのである。
(第四実施形態)
図6に示すように、本発明の第四実施形態は第一実施形態の変形例である。第四実施形態の制御フローでは、強制モード及び停止条件の詳細がそれぞれ第一実施形態のS104及びS105とは異なるように、S400及びS401が実行される。
具体的にS400の強制モードでは、ソレノイド61への通電により各液室22,23,24,26,27,28への作動油の入出を制御することで、回転位相を設定位相Pに強制ロックする。ここで、特に本実施形態の設定位相Pは、最進角位相及び最遅角位相のうちいずれか一方に予め設定されている。したがって、設定位相Pが最進角位相に予設定されている構成では、進角室22,23,24へ作動油を導入し且つ遅角室26,27,28から作動油を排出することで、ベーン143を進角側のシュー121に係止させて回転位相を最進角位相に強制ロックする。一方、設定位相Pが最遅角位相に予設定されている構成では、進角室22,23,24から作動油を排出し且つ遅角室26,27,28へ作動油を導入することで、ベーン143を遅角側のシュー123に係止させて回転位相を最遅角位相に強制ロックする。この状態を継続することにより本実施形態では、作動油が導入されて油圧が印加されている側の進角室22,23,24内部又は遅角室26,27,28内部の気泡は、装置クリアランスから徐徐に排出されていくこととなるのである。
こうしたS400に続くS401では、強制モードの停止条件が成立したか否かにつき、特に本実施形態では当該停止条件として、進角室22,23,24内部又は遅角室26,27,28内部の気泡が置換されて設定位相Pに到達するのに必要な時間が経過したか否かにつき、判定する。
そして、第一実施形態に準じて、S401の停止条件が成立するまでは、S400へ戻ることで強制モードが継続され、当該停止条件が成立すると、S101へ戻ることで通常モードが再度実行されることになる。
このような第四実施形態によると、作動油の高温状態下、内燃機関が一定時間CT以上の低回転後に高回転状態へ移行した場合には、ポンプ4から高圧供給される作動油を利用して、回転位相が最進角位相及び最遅角位相のうち一方である設定位相Pに強制ロックされる。これにより、ベーンロータ14の暴れを含む相対回転自体が止められるので、こうした作用を生む強制ロックを必要時にピンポイントに実行して、内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつも、後の通常モードにてバルブタイミングの正確な調整を実現できるのある。
(第五実施形態)
図7に示すように、本発明の第五実施形態は第四実施形態の変形例である。第五実施形態の制御フローでは、内燃機関について低回転状態の一定時間CT以上の継続後に高回転状態となったことが確認されるS103の後、S500が実行される。
具体的にS500では、クランクセンサ6及びカムセンサ7の出力信号に基づいてS500の実行時現在における回転位相を算出し、最進角位相及び最遅角位相のうち当該現在位相に近い一方を、位相Pとして設定する。したがって、続くS400では、S500により設定された位相Pに回転位相が強制ロックされることとなる。
このような第五実施形態によると、作動油の高温状態下、内燃機関が一定時間CT以上の低回転後に高回転状態へ移行したときの現在位相に近い設定位相Pに、回転位相を強制ロックするので、当該現在位相を設定位相Pまで到達させるための時間が短縮され得る。故に、設定位相Pへの到達までの間にベーンロータ14の暴れが生じることに起因して、後の通常モードにおける正確なバルブタイミング調整が困難となる事態を、回避することができる。
(第六実施形態)
図8に示すように、本発明の第六実施形態は第四実施形態の変形例である。第六実施形態の制御部640には、制御弁60の作動とは独立してロック部材30を駆動するために、ロック通路641及びロック駆動弁660がさらに設けられている。
具体的にロック通路641は、ベーンロータ14を貫通することにより、当該ロータ14においてロック部材30の収容室631と連通している。ここで収容室631は、進角室23及び遅角室27とは連通していない点を除いて、第一実施形態の収容室31と同様の構成及び機能を有している。また、ロック通路641は、カム軸2を貫通することにより、ロック駆動弁660のロックポート661と連通している。
制御回路670と電気接続されるロック駆動弁660は、入力ポート662及びドレンポート663のうちロックポート661に接続するポートを、当該回路670からソレノイド664への通電に従って切り換える。ここで、入力ポート662及びドレンポート663は、それぞれ入力通路50及びドレン通路58と連通しており、また制御回路670は、第一実施形態の制御回路70と同様な構成及び機能に加え、ソレノイド664への通電制御を内燃機関の運転制御の一環として実施する。
こうした構成の制御部640では、制御回路670がソレノイド664への通電を制御することで、ポート661,662,663間の接続状態が切り換えられて収容室631への作動油の入出が制御されることなる。具体的には、ポート661,663間の接続且つポート661,662間の遮断により、収容室631の作動油がドレンパン5へ排出される。その結果、ロック部材30は、圧縮コイルスプリング32の復原力を受けてハウジング12の嵌合孔(図示しない)と嵌合することで、ハウジング12に対してベーンロータ14を中間ロック位相(図8参照)にロックする。一方、ポート661,662間の接続且つポート661,663間の遮断により、ポンプ4からの作動油が収容室631へ導入される。その結果、ロック部材30は、収容孔631への導入作動油の圧力を受けてハウジング12の嵌合孔から離脱することで、ハウジング12に対するベーンロータ14のロックを解除するのである。
このような第六実施形態の制御フローでは、図9に示す如く強制モードの詳細が第四実施形態のS400とは異なるように、S600が実行される。即ち、S600の強制モードでは、ソレノイド61,664への通電により各液室22,23,24,26,27,28及び収容室631への作動油の入出を制御することで、ロック部材30による中間ロック位相(図8参照)を設定位相Pとして強制ロックする。したがって、S600の実行時現在における回転位相が中間ロック位相よりも進角側にある場合には、まず、進角室22,23,24から作動油を排出し且つ遅角室26,27,28へ作動油を導入することにより、回転位相を中間ロック位相に到達させる。その後、収容室631から作動油を排出することにより、ロック部材30をハウジング12の嵌合孔に嵌合させて、ハウジング12に対してベーンロータ14を設定位相Pとしての中間ロック位相にロックする。一方、S600の実行時現在における回転位相が中間ロック位相よりも遅角側にある場合には、まず、進角室22,23,24へ作動油を導入し且つ遅角室26,27,28から作動油を排出することにより、回転位相を中間ロック位相に到達させる。その後、収容室631からの作動油排出により、ハウジング12に対してベーンロータ14を設定位相Pとして中間ロック位相にロックする。
そして、第四実施形態に準じて、S600に続くS401の停止条件が成立するまで、S600へと戻ることで強制モードが継続され、当該停止条件が成立すると、S101へと戻ることで通常モードが再度実行される。但し、本実施形態においてS101により設定される通常モードでは、その設定直後のソレノイド664への通電制御により作動油を収容室631へ導入することで、ベーンロータ14のロックが解除されることになる。
以上説明した第六実施形態によると、作動油の高温状態下、内燃機関が一定時間CT以上の低回転後に高回転状態へ移行した場合には、最進角位相及び最遅角位相の間に位相Pとして予設定された中間ロック位相に、回転位相が強制ロックされることとなる。これにより、ベーンロータ14の暴れを含む相対回転自体が止められるので、こうした作用を生む強制ロックを必要時にピンポイントに実行して内燃機関の運転状態の急変を抑制しつつも、後の通常モードにおいてバルブタイミングの正確な調整を実現できるのある。
尚、第六実施形態において、制御部640が特許請求の範囲に記載の「位相制御手段」に相当している。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
具体的に第一〜第六実施形態では、図10(同図は第一実施形態の変形例)に例示するように、判定条件が「機関運転条件」を構成するS101を実行しないように、制御フローを変更してもよい。また、第三〜第六実施形態及びそれらについての上記変形例では、図11(同図は第四実施形態の変形例)に例示するように、第二実施形態に準じて内燃機関の燃料噴射の有無を判定するS200を、S103の後に実行してもよい。さらに本発明は、「動弁」としての吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、「動弁」としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、それら吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置に適用してもよい。
1 バルブタイミング調整装置、2 カム軸、3 固定節、4 ポンプ(供給源)、5 ドレンパン、6 クランクセンサ、7 カムセンサ、8 水温センサ、9 吸気センサ、10 駆動部、12 ハウジング、14 ベーンロータ、22,23,24 液室・進角室、26,27,28 液室・遅角室、30 ロック部材、31 収容室、32 圧縮コイルスプリング、40 制御部(位相制御手段)、42 進角通路、44 進角連通孔、46 遅角通路、48 遅角連通孔、50 入力通路、52 入力孔、56 進角ドレン孔、57 遅角ドレン孔、58 ドレン通路、60 制御弁、61 ソレノイド、64 進角ドレンポート、65 進角連通ポート、66 入力ポート、67 遅角連通ポート、68 遅角ドレンポート、70 制御回路、121,122,123 シュー、141,142,143 ベーン、631 収容室、640 制御部(位相制御手段)、641 ロック通路、660 ロック駆動弁、661 ロックポート、662 入力ポート、663 ドレンポート、664 ソレノイド、670 制御回路、CT 一定時間、N 設定回転速度、P 設定位相、RT 規定時間、st 設定温度

Claims (10)

  1. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、前記内燃機関の回転と同期して供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
    前記クランク軸と連動して回転するハウジングと、
    前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングの内部において複数の液室を回転方向に区画するベーンを有し、各前記液室に対する作動液の入出により前記ハウジングに対する回転位相が変化するベーンロータと、
    前記内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定した場合、各前記液室に対する作動液の入出を制御することにより、前記回転位相を前記ハウジングに対する進角側と遅角側とへ交互に強制変化させる位相制御手段と、
    を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
  2. 前記位相制御手段は、前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記回転位相を前記ハウジングに対する最進角位相と最遅角位相とへ交互に強制変化させることを特徴とする請求項1に記載のバルブタイミング調整装置。
  3. 前記位相制御手段は、前記回転位相を交互に強制変化させることにより前記回転位相が前記ハウジングに対する最進角位相及び最遅角位相のうち一方に到達しない異常時には、それら最進角位相及び最遅角位相のうち他方に前記回転位相を強制ロックすることを特徴とする請求項2に記載のバルブタイミング調整装置。
  4. 前記位相制御手段は、前記内燃機関が前記設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ前記作動液の温度が設定温度超過の高温状態である前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記回転位相を交互に強制変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  5. 前記位相制御手段は、前記内燃機関が前記設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ前記内燃機関への燃料噴射をカットする前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記回転位相を交互に強制変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  6. 前記位相制御手段は、前記回転位相を交互に強制変化させることにより各前記液室から気泡が排出されるのに必要な時間が経過すると、当該強制変化を停止することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
  7. 内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを、前記内燃機関の回転と同期して供給源から供給される作動液により調整するバルブタイミング調整装置であって、
    前記クランク軸と連動して回転するハウジングと、
    前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングの内部において複数の液室を回転方向に区画するベーンを有し、各前記液室に対する作動液の入出により前記ハウジングに対する回転位相が変化するベーンロータと、
    前記内燃機関が設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行する機関運転条件が成立したと判定した場合、各前記液室に対する作動液の入出を制御して前記回転位相を設定位相に強制ロックする位相制御手段と、
    を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
  8. 前記位相制御手段は、前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記ハウジングに対する最進角位相及び最遅角位相のうち当該条件成立時の前記回転位相に近い前記設定位相に強制ロックすることを特徴とする請求項7に記載のバルブタイミング調整装置。
  9. 前記位相制御手段は、前記内燃機関が前記設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ前記作動液の温度が設定温度超過の高温状態である前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記回転位相を前記設定位相に強制ロックすることを特徴とする請求項7又は8に記載のバルブタイミング調整装置。
  10. 前記位相制御手段は、前記内燃機関が前記設定回転速度未満の低回転状態を一定時間以上継続した後に前記設定回転速度超過の高回転状態へ移行し、且つ前記内燃機関への燃料噴射をカットする前記機関運転条件が成立したと判定した場合、前記回転位相を前記設定位相に強制ロックすることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6007721B2 (ja) * 2012-10-18 2016-10-12 トヨタ自動車株式会社 バルブタイミング可変機構の制御装置
EP2792846A1 (de) * 2013-04-19 2014-10-22 Capricorn Automotive GmbH Doppelkurbelwellen-Verbrennungsmotor
KR101567250B1 (ko) * 2014-10-27 2015-11-06 현대자동차주식회사 전자적 액티브 락핀 제어방법을 적용한 중간위상 연속 가변 밸브 제어 시스템
JP2019019721A (ja) 2017-07-14 2019-02-07 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09236003A (ja) 1996-02-29 1997-09-09 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブタイミング変更装置
JP2000345869A (ja) * 1999-06-04 2000-12-12 Unisia Jecs Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
US6505585B1 (en) 1999-06-04 2003-01-14 Unisia Jecs Corporation Apparatus and method for controlling valve timing of an engine
US6263846B1 (en) * 1999-12-28 2001-07-24 Borgwarner Inc. Control valve strategy for vane-type variable camshaft timing system
JP2001355469A (ja) * 2000-06-15 2001-12-26 Unisia Jecs Corp 内燃機関の可変動弁装置
JP3668167B2 (ja) * 2001-09-14 2005-07-06 本田技研工業株式会社 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP4387633B2 (ja) * 2002-01-29 2009-12-16 富士重工業株式会社 エンジンのバルブタイミング制御装置
EP1628002A3 (en) * 2004-08-19 2009-09-09 Mazda Motor Corporation Intake system for multi-cylinder engine
JP4907416B2 (ja) * 2007-04-23 2012-03-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の可変動弁装置
JP2009162087A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Mazda Motor Corp エンジンの可変バルブタイミング装置
JP2010059791A (ja) * 2008-09-01 2010-03-18 Hitachi Automotive Systems Ltd 可変動弁機構の制御装置及び可変動弁制御システム
JP2011085078A (ja) * 2009-10-16 2011-04-28 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置及び内燃機関の制御システム
KR101738372B1 (ko) * 2010-10-04 2017-05-22 보르그워너 인코퍼레이티드 디폴트 모드를 가진 가변 캠샤프트 타이밍 메커니즘
WO2012094324A1 (en) * 2011-01-04 2012-07-12 Hilite Germany Gmbh Valve timing control apparatus and method
JP6163712B2 (ja) * 2012-08-01 2017-07-19 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置
JP6094296B2 (ja) * 2012-09-18 2017-03-15 アイシン精機株式会社 弁開閉時期制御装置

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