JP6015610B2 - Valve timing variable device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関に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、可変とするバルブタイミング可変装置に関する。   The present invention relates to a variable valve timing apparatus that varies the valve timing of a valve that opens and closes a camshaft by torque transmission from a crankshaft in an internal combustion engine.

従来、ドレンパン等のドレン回収系からポンプ等の供給源を通じて供給される作動液の圧力を利用して、バルブタイミングを可変とする液圧式のバルブタイミング可変装置が、知られている。このような装置の一種として特許文献1には、ハウジングロータ内部に液室を並べて区画するベーンロータにつき、それら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を調整することで、所期のバルブタイミングを実現するものが、開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a hydraulic valve timing variable device that varies the valve timing using the pressure of hydraulic fluid supplied from a drain recovery system such as a drain pan through a supply source such as a pump. As a kind of such a device, Patent Document 1 discloses an intended valve timing for a vane rotor in which liquid chambers are arranged and partitioned inside a housing rotor by adjusting a rotation phase with respect to the housing by entering and exiting the hydraulic fluid into and from the liquid chambers. What implement | achieves is disclosed.

具体的に特許文献1の開示装置では、供給源からの作動液の導入により調整方向への回転位相変化を可能にする液室と、同調整方向への回転位相変化においてドレン回収系への作動液の排出を必須とする液室とを、複数ずつ選択している。ここで、調整方向への回転位相変化を可能にする液室は複数存在しており、回転位相がロック位相以外の場合、その全てが供給源に連通させられるが、当該ロック位相の場合、その一部が供給源との連通を遮断されるように構成されている。即ち、かかる構成では、作動液が実際に導入される実導入先の液室数を、変更可能となっている。   Specifically, in the disclosed apparatus of Patent Document 1, a liquid chamber that enables a rotational phase change in the adjustment direction by introducing hydraulic fluid from a supply source, and an operation to the drain recovery system in the rotational phase change in the adjustment direction. A plurality of liquid chambers for which liquid discharge is essential are selected. Here, there are a plurality of liquid chambers capable of changing the rotational phase in the adjustment direction, and when the rotational phase is other than the lock phase, all of them are communicated with the supply source. Some are configured to be disconnected from the supply source. That is, in such a configuration, the number of liquid chambers into which the hydraulic fluid is actually introduced can be changed.

特開2003−286813号公報JP 2003-286813 A

さて、本発明者は、液圧式のバルブタイミング可変装置につき、これまで鋭意研究を行ってきた結果、調整方向への回転位相変化時に作動液が実際に導入される実導入先の液室数は、バルブタイミングの可変速度に影響を与えるという知見を、得たのである。   Now, as a result of intensive studies so far on the hydraulic valve timing variable device, the present inventor has found that the number of liquid chambers into which the working fluid is actually introduced when the rotational phase changes in the adjustment direction is actually introduced. We have gained the knowledge that it affects the variable speed of valve timing.

具体的には、実導入先の液室数を減らすと、カム軸から伝達されるカムトルクの交番に応じて、実導入先の内圧の高低度合いが大きくなる。このとき、内燃機関の回転速度が低くなることで、カムトルクの交番周期が長くなるほど、カムトルクの交番変化に対して実導入先の内圧変化が鋭敏に応答する。故に、内燃機関の回転速度が低い場合に実導入先の液室数を減らすと、実導入先から供給源側へ向かう作動液の逆流が増大してしまう。その結果、実導入先一室当たりの作動液の実導入量が減少するので、当該実導入量に応じた回転位相の調整速度、即ちバルブタイミングの可変速度を低下させることが、判明したのである。   Specifically, when the number of liquid chambers at the actual introduction destination is reduced, the level of the internal pressure at the actual introduction destination increases according to the alternating cam torque transmitted from the camshaft. At this time, as the rotational speed of the internal combustion engine decreases, the longer the cam torque alternation cycle, the more the internal pressure change at the actual introduction destination responds more sensitively to the cam torque alternation change. Therefore, if the number of liquid chambers at the actual introduction destination is reduced when the rotational speed of the internal combustion engine is low, the backflow of the hydraulic fluid from the actual introduction destination toward the supply source side increases. As a result, it has been found that the actual introduction amount of the working fluid per one actual introduction destination chamber decreases, so that the rotational phase adjustment speed according to the actual introduction amount, that is, the variable speed of the valve timing is reduced. .

また一方、実導入先の液室数を増やすと、供給源からの作動液供給量のうち、実導入先一室当たりに分配される分配供給量は減少する。このとき、内燃機関の回転速度が高くなることで、カムトルクの交番周期が短くなるほど、カムトルクの交番変化に対する実導入先の内圧変化は、作動液の持つ慣性によって鈍化する。故に、内燃機関が高速回転する場合に実導入先の液室数を増やすと、逆流は抑制されるものの、上述の如く分配供給量が減少することで、実導入先一室当たりの作動液の実導入量も減少してしまう。その結果として、バルブタイミングの可変速度が低下することも、判明したのである。   On the other hand, when the number of liquid chambers at the actual introduction destination is increased, the distribution supply amount distributed per actual introduction destination chamber out of the supply amount of hydraulic fluid from the supply source is decreased. At this time, as the rotational speed of the internal combustion engine increases, the shorter the cam torque alternation cycle, the slower the internal pressure change of the actual introduction destination with respect to the cam torque alternation changes due to the inertia of the hydraulic fluid. Therefore, if the number of liquid chambers at the actual introduction destination is increased when the internal combustion engine rotates at a high speed, the backflow is suppressed, but the distribution supply amount decreases as described above, so that the amount of hydraulic fluid per actual introduction destination chamber decreases. The actual introduction amount will also decrease. As a result, it has also been found that the variable speed of the valve timing decreases.

こうした知見の下、特許文献1の開示装置を見てみると、特定のロック位相以外では、作動液が実際に導入される液室を変更できない。そのため、内燃機関の回転速度によっては、バルブタイミングの可変速度低下を抑制することが困難である。   Under such knowledge, when the device disclosed in Patent Document 1 is viewed, the liquid chamber into which the hydraulic fluid is actually introduced cannot be changed except for a specific lock phase. Therefore, depending on the rotational speed of the internal combustion engine, it is difficult to suppress the variable speed drop of the valve timing.

本発明は、以上説明した問題に鑑みて創作されたものであって、その目的は、バルブタイミングの可変速度を、内燃機関の回転速度に応じて高めることにある。   The present invention has been created in view of the problems described above, and an object thereof is to increase the variable speed of the valve timing in accordance with the rotational speed of the internal combustion engine.

上述した課題を解決するために開示された第一の発明は、ドレン回収系(5)から供給源(4)を通じて供給される作動液の圧力を利用することにより、内燃機関にてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸(2)が開閉する動弁のバルブタイミングを、可変とするバルブタイミング可変装置であって、クランク軸と連動して回転するハウジングロータ(11)と、カム軸と連動して回転し、ハウジングロータの内部に液室(21,22,23,24,25,26,27,28)を並べて区画し、それら液室に対する作動液の入出によりハウジングロータに対する回転位相が調整されるベーンロータ(14)と、供給源からの作動液の導入により回転位相の調整方向への変化を可能にする液室を、導入室として選択すると共に、回転位相の調整方向への変化に際してドレン回収系への作動液の排出を必須とする液室を、排出室として選択し、それら導入室及び排出室に対する作動液の入出を制御する制御系(40,2040)とを、備え、導入室へ導入される作動液は、回転速度に追従する圧力をもって、供給源から供給され、導入室を複数選択する制御系は、通電状態に応じて、供給源及びドレン回収系のうちから、導入室及び排出室の各々の連通先を切り替える方向制御弁(60,2060)と、調整方向へ回転位相を変化させる場合に、内燃機関の回転速度を判定する速度判定手段(S104)と、回転速度は低いとする低速判定が速度判定手段により下されるのに応じて方向制御弁への通電を制御することにより、全ての導入室(21,22,23,24,25,26,27,28)を供給源に連通させる状態へ、方向制御弁を切り替える低速時制御手段(S105)と、回転速度は高いとする高速判定が速度判定手段により下されるのに応じて方向制御弁への通電を制御することにより、一部の前記導入室(21,22,25,26)を供給源に連通させると共に、残りの導入室(23,24,27,28)をドレン回収系に連通させる状態へ、方向制御弁を切り替える高速時制御手段(S107)とを、有することを特徴とする。 The first invention disclosed in order to solve the above-described problem is that the pressure of the hydraulic fluid supplied from the drain recovery system (5) through the supply source (4) is utilized to remove the crankshaft from the crankshaft in the internal combustion engine. A valve timing variable device that varies the valve timing of the valve that opens and closes when the camshaft (2) opens and closes when torque is transmitted. The housing rotor (11) rotates in conjunction with the crankshaft and the camshaft. The liquid chambers (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) are arranged side by side in the housing rotor, and the rotational phase with respect to the housing rotor is adjusted by the entry and exit of the working fluid into and from these liquid chambers. And a liquid chamber that allows the rotational phase to be changed in the adjustment direction by introducing hydraulic fluid from the supply source, and the rotational phase of the rotational phase is selected. A control system (40, 2040) that selects a liquid chamber that is required to discharge the working fluid to the drain recovery system as a discharge chamber when changing to the normal direction, and controls the entry and exit of the working fluid to and from the introduction chamber and the discharge chamber. The hydraulic fluid introduced into the introduction chamber is supplied from a supply source with a pressure that follows the rotational speed, and the control system that selects a plurality of introduction chambers is configured to supply the source and drain according to the energized state. A direction control valve (60, 2060) for switching the communication destination of each of the introduction chamber and the discharge chamber from the system, and a speed determination means for determining the rotation speed of the internal combustion engine when the rotation phase is changed in the adjustment direction ( and S104), by controlling the energization of the directional control valve in response to the rotational speed Ru handed down by low speed determining the speed determining means for low, all of the supply chamber (21, 22 , 26, 7, 28) to a state for communicating the supply source, a low speed control means for switching the directional control valve (S105), the rotational speed is high and fast determination speed determining directional control valve according to which Ru Please by means By controlling the energization of the gas , a part of the introduction chambers (21, 22, 25, 26) is communicated with the supply source, and the remaining introduction chambers (23, 24, 27, 28) are connected to the drain recovery system. It has a high-speed control means (S107) for switching the direction control valve to the state of communication.

この発明によると、作動液導入により調整方向への回転位相変化を可能にする液室として複数選択される導入室については、調整方向への回転位相変化時に内燃機関の回転速度が低いと、その全てが供給源と連通する。これにより、内燃機関が低速回転する場合には、作動液が実際に導入される実導入先の導入室数を増やして、当該実導入先の内圧の高低度合いを小さくできる。故に、カム軸から伝達されるカムトルクの交番変化に対して、実導入先の内圧変化が鋭敏に応答する低速回転の場合にあっても、実導入先から供給源側へ向かう作動液の逆流を抑制し得る。かかる抑制の結果、実導入先一室当たりの作動液の実導入量は増加するので、当該実導入量に応じた回転位相の調整速度、即ちバルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   According to the present invention, when a plurality of introduction chambers are selected as liquid chambers that can change the rotational phase in the adjustment direction by introducing hydraulic fluid, if the rotational speed of the internal combustion engine is low when the rotational phase changes in the adjustment direction, Everything communicates with the source. Thereby, when the internal combustion engine rotates at a low speed, the number of introduction chambers of the actual introduction destination into which the working fluid is actually introduced can be increased, and the level of the internal pressure of the actual introduction destination can be reduced. Therefore, even if the internal pressure change at the actual introduction destination responds sharply to the alternating change of the cam torque transmitted from the camshaft, the backflow of the hydraulic fluid from the actual introduction destination to the supply source side is prevented. Can be suppressed. As a result of this suppression, the actual introduction amount of hydraulic fluid per actual introduction destination chamber increases, so that it is possible to increase the rotational phase adjustment speed according to the actual introduction amount, that is, the variable timing of the valve timing.

また一方で、調整方向への回転位相変化時に内燃機関の回転速度が高いと、複数の導入室のうち一部は、供給源と連通して作動液の導入を受けるが、その残りは、作動液を排出させるドレン回収系と連通する。これにより、内燃機関が高速回転する場合には、作動液が実際に導入される実導入先の導入室数を減らすことができるので、供給源からの作動液供給量のうち、実導入先一室当たりに分配される分配供給量を増加させ得る。かかる増加の結果、高速回転に伴う逆流抑制作用も相俟って、実導入先一室当たりの作動液の実導入量は増加するので、高速回転の場合にも、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   On the other hand, if the rotational speed of the internal combustion engine is high when the rotational phase changes in the adjustment direction, some of the plurality of introduction chambers communicate with the supply source and receive the introduction of the hydraulic fluid, but the rest are operated. It communicates with a drain recovery system that drains the liquid. As a result, when the internal combustion engine rotates at a high speed, the number of introduction chambers of the actual introduction destination into which the working fluid is actually introduced can be reduced. The distribution supply distributed per room can be increased. As a result of this increase, the actual introduction amount of working fluid per actual introduction destination chamber increases in combination with the backflow suppression effect accompanying high-speed rotation, so the variable timing of the valve timing is increased even in high-speed rotation. It becomes possible.

さらに、この発明において、供給源からの作動液の供給圧力が低下するほど、ハウジングロータ及びベーンロータ間の隙間等を通じた作動液の漏れ量は、減少する傾向にある。そこで、内燃機関が低速回転する場合には、当該回転の速度に追従する供給圧力を低下させて漏れ量を減少させつつ、実導入先の導入室数を増やして逆流量をも減少させ得る。故に、実導入先一室当たりの実導入量を確実に増加させて、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。 Furthermore, in the present invention, the amount of hydraulic fluid leakage through the gap between the housing rotor and the vane rotor tends to decrease as the supply pressure of the hydraulic fluid from the supply source decreases. Therefore, when the internal combustion engine rotates at a low speed, it is possible to reduce the amount of leakage by reducing the supply pressure that follows the rotation speed, and to reduce the reverse flow rate by increasing the number of introduction chambers at the actual introduction destination. Therefore, it is possible to reliably increase the actual introduction amount per actual introduction destination room and increase the variable speed of the valve timing.

尚、内燃機関が高速回転する場合には、当該回転の速度に追従する供給圧力が上昇して、作動液の漏れは生じるものの、実導入先の導入室数を減らすことによる分配供給量の増加作用を、逆流抑制作用と共に発揮できる。これによれば、実導入先一室当たりの実導入量を増加させることにつき、作動液の漏れに起因して大きく阻害される事態を回避し得るので、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   When the internal combustion engine rotates at a high speed, the supply pressure that follows the rotation speed rises and the hydraulic fluid leaks, but the distribution supply amount increases by reducing the number of introduction chambers at the actual introduction destination. The action can be exhibited together with the backflow suppressing action. According to this, since it is possible to avoid a situation in which the actual introduction amount per room for the actual introduction destination is greatly hindered due to the leakage of the hydraulic fluid, it is possible to increase the variable speed of the valve timing. It becomes.

またさらに、開示された第二の発明において制御系は、調整方向へ回転位相を変化させる場合に、回転位相の目標調整量を判定する目標判定手段(S106)と、高速判定が速度判定手段により下され、且つ目標調整量は小さいとする小目標判定が目標判定手段により下れた場合に、全ての導入室を供給源に連通させる微調整時制御手段(S108)と、高速判定が速度判定手段により下され、且つ目標調整量は大きいとする大目標判定が目標判定手段により下れた場合に、一部の導入室を供給源に連通させると共に、残りの導入室をドレン回収系に連通させる上記高速時制御手段とを、有する。 Still further, in the second invention disclosed, when the rotational phase is changed in the adjustment direction, the control system uses a target determination unit (S106) for determining a target adjustment amount of the rotational phase, and a high-speed determination is performed by the speed determination unit. sent down, and when the target amount of adjustment is small target determination to small is lower by the target determination unit, a fine adjustment time control means (S108) for communicating all of the supply chamber to a source, speed is fast determination sent down by the determination unit, and when the target amount of adjustment is greater large target determination is lower by the target determination unit, it causes a portion of the inlet chamber communicates with a source, drain recovery system and the remaining of the supply chamber And the high-speed control means for communicating with the vehicle.

この発明において、内燃機関の回転速度が高くても、回転位相の目標調整量が小さい微調整を行う場合には、バルブタイミングの可変速度を高めるよりも、同可変速度を低くしてバルブタイミングの可変分解能を高めることが好ましい。そこで、高速回転且つ小目標調整量の場合に全ての導入室を供給源に連通させることで、それら導入室一室当たりの分配供給量、ひいては実導入量を減少させて、可変速度を低下させ得る。これによれば、可変分解能を高めるような微調整を、実現可能となる。   In the present invention, even when the rotational speed of the internal combustion engine is high, when performing fine adjustment with a small target adjustment amount of the rotational phase, the variable speed is set to be lower than the variable speed of the valve timing is increased. It is preferable to increase the variable resolution. Therefore, in the case of high-speed rotation and a small target adjustment amount, by connecting all the introduction chambers to the supply source, the distribution supply amount per one introduction chamber, and hence the actual introduction amount, is reduced, and the variable speed is lowered. obtain. According to this, it is possible to realize fine adjustment to increase the variable resolution.

尚、内燃機関の回転速度が高い状況下、回転位相の目標調整量が大きい場合には、一部の導入室を供給源に且つ残りの導入室をドレン通路に、それぞれ連通させることで、実導入先となる当該一部導入室の一室当たりの実導入量を増加させ得る。故に、高速回転且つ大目標調整量の場合には、可変分解能よりも可変速度を優先的に、高めることが可能となる。   When the rotational speed of the internal combustion engine is high and the target adjustment amount of the rotational phase is large, it is possible to connect a part of the introduction chambers to the supply source and the remaining introduction chambers to the drain passage. The actual introduction amount per room of the partial introduction room as the introduction destination can be increased. Therefore, in the case of high-speed rotation and a large target adjustment amount, it is possible to increase the variable speed with priority over the variable resolution.

第一実施形態によるバルブタイミング可変装置を示す図であって、図2のI−I線断面図である。It is a figure which shows the valve timing variable apparatus by 1st embodiment, Comprising: It is the II sectional view taken on the line of FIG. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 変動トルクについて説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a fluctuation | variation torque. 図2に対応して、作動状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation state corresponding to FIG. 2. 図2に対応して、作動状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation state corresponding to FIG. 2. 図2に対応して、作動状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation state corresponding to FIG. 2. 図2に対応して、作動状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation state corresponding to FIG. 2. 図2に対応して、作動状態を説明するための模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an operation state corresponding to FIG. 2. 作動油の供給圧力及び制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating the supply pressure and control principle of hydraulic oil. 図1に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図1に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図1に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図1に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図1に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a control principle. 制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a control principle. 制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a control principle. 制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a control principle. 制御原理について説明するための特性図である。It is a characteristic view for demonstrating a control principle. 制御フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a control flow. 第二実施形態によるバルブタイミング可変装置を示す図であって、図1に相当する断面図である。It is a figure which shows the valve timing variable apparatus by 2nd embodiment, Comprising: It is sectional drawing equivalent to FIG. 図21に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図21に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図21に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図21に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図21に対応して、作動状態を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an operation state corresponding to FIG. 図20の変形例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the modification of FIG.

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。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other embodiment described above can be applied to the other part of the configuration. In addition, not only combinations of configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configurations of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly specified unless there is a problem with the combination. .

(第一実施形態)
図1に示すように、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング可変装置1は、車両の内燃機関に搭載される。装置1は、作動液である作動油の圧力を利用することで、内燃機関のバルブタイミングを可変にする。装置1は、内燃機関にてクランク軸からの機関トルクの伝達によりカム軸2が開閉する動弁のバルブタイミングとして、吸気弁のバルブタイミングを可変にする。装置1は、回転機構系10と制御系40とを組み合わせて構成されている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the variable valve timing device 1 according to the first embodiment of the present invention is mounted on an internal combustion engine of a vehicle. The device 1 makes the valve timing of the internal combustion engine variable by using the pressure of the hydraulic fluid that is the hydraulic fluid. The apparatus 1 makes the valve timing of the intake valve variable as the valve timing of the valve that opens and closes the camshaft 2 by transmission of engine torque from the crankshaft in the internal combustion engine. The apparatus 1 is configured by combining a rotation mechanism system 10 and a control system 40.

(回転機構系)
まず、図1に示す回転機構系10の構成を説明する。回転機構系10は、クランク軸(図示しない)からカム軸2への機関トルクの伝達経路に、設置される。回転機構系10は、ハウジングロータ11及びベーンロータ14を備えている。
(Rotation mechanism system)
First, the configuration of the rotation mechanism system 10 shown in FIG. 1 will be described. The rotation mechanism system 10 is installed in an engine torque transmission path from a crankshaft (not shown) to the camshaft 2. The rotation mechanism system 10 includes a housing rotor 11 and a vane rotor 14.

図1,2に示すように金属製のハウジングロータ11は、スプロケットプレート13とカバープレート15とをシューリング12の軸方向両端部にそれぞれ締結してなる。円環板状のスプロケットプレート13は、水平面上の車両においては水平方向(即ち、図1の左右方向)に軸合わせして配置される。スプロケットプレート13は、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、機関トルクがクランク軸からスプロケットプレート13へ伝達されることで、ハウジングロータ11がクランク軸と連動して一定方向(即ち、図2の時計方向)に回転する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the metal housing rotor 11 is formed by fastening a sprocket plate 13 and a cover plate 15 to both ends of the shoe ring 12 in the axial direction. The ring-shaped sprocket plate 13 is disposed so as to be aligned in the horizontal direction (that is, the left-right direction in FIG. 1) in a vehicle on a horizontal plane. The sprocket plate 13 is connected to the crankshaft via a timing chain (not shown). With this connection, while the internal combustion engine is rotating, engine torque is transmitted from the crankshaft to the sprocket plate 13 so that the housing rotor 11 rotates in a fixed direction (ie, clockwise in FIG. 2) in conjunction with the crankshaft. .

シューリング12は、リング本体120及び複数のシュー121,122,123,124を有している。円筒状のリング本体120は、水平面上の車両においては水平方向に軸合わせして配置され、同軸上のスプロケットプレート13を通じて機関トルクを受ける。各シュー121,122,123,124は、リング本体120にて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向内側へ、略扇形状に突出している。回転方向にて隣り合うシュー121,122,123,124同士の間には、それぞれ収容室20が形成されている。   The shoe ring 12 includes a ring body 120 and a plurality of shoes 121, 122, 123, 124. Cylindrical ring body 120 is arranged to be aligned in the horizontal direction in a vehicle on a horizontal plane, and receives engine torque through coaxial sprocket plate 13. Each shoe 121, 122, 123, 124 protrudes in a substantially fan shape radially inward from locations spaced apart by a predetermined interval in the rotation direction in the ring body 120. The storage chambers 20 are formed between the shoes 121, 122, 123, 124 that are adjacent in the rotation direction.

金属製のベーンロータ14は、ハウジングロータ11の内部に同軸上に収容され、軸方向ではスプロケットプレート13とカバープレート15との間に挟持されている。ベーンロータ14は、回転軸140及び複数のベーン141,142,143,144を有している。円筒状の回転軸140は、水平面上の車両においては水平方向(即ち、図1の左右方向)に軸合わせして配置され、カム軸2に対して同軸上に固定されている。かかる固定によりベーンロータ14は、カム軸2と連動してハウジングロータ11と同一方向(即ち、図2の時計方向)に回転しつつ、ハウジングロータ11に対して相対回転可能となっている。即ち、ベーンロータ14とカム軸2とは、互いに連動回転する連動回転体を構成している。   The metal vane rotor 14 is accommodated coaxially in the housing rotor 11 and is sandwiched between the sprocket plate 13 and the cover plate 15 in the axial direction. The vane rotor 14 has a rotating shaft 140 and a plurality of vanes 141, 142, 143, and 144. The cylindrical rotating shaft 140 is disposed in alignment with the horizontal direction (that is, the left-right direction in FIG. 1) in a vehicle on a horizontal plane, and is fixed coaxially with the cam shaft 2. With this fixing, the vane rotor 14 is rotatable relative to the housing rotor 11 while rotating in the same direction as the housing rotor 11 (ie, clockwise in FIG. 2) in conjunction with the camshaft 2. That is, the vane rotor 14 and the camshaft 2 constitute an interlocking rotating body that interlocks with each other.

ここで内燃機関の回転中、カム軸2と連動回転するベーンロータ14には、吸気弁のスプリング反力等に起因して、当該軸2からカムトルクが伝達される。図3に例示するようにカムトルクは、ハウジングロータ11に対する進角方向Aへ作用する負トルクと、ハウジングロータ11に対する遅角方向Rへ作用する正トルクとの間にて、交番変化する。本実施形態のカムトルクについては、カム軸2及びその軸受間のフリクション等に起因して正トルク及び負トルクの平均トルクが正トルク側(遅角方向R)に偏っている。   Here, during rotation of the internal combustion engine, cam torque is transmitted from the shaft 2 to the vane rotor 14 that rotates in conjunction with the cam shaft 2 due to the spring reaction force of the intake valve and the like. As illustrated in FIG. 3, the cam torque alternates between a negative torque acting on the housing rotor 11 in the advance angle direction A and a positive torque acting on the housing rotor 11 in the retard angle direction R. Regarding the cam torque of the present embodiment, the average torque of the positive torque and the negative torque is biased toward the positive torque side (retarding direction R) due to the friction between the cam shaft 2 and its bearing.

図1,2に示すように各ベーン141,142,143,144は、回転軸140にて回転方向に所定間隔ずつあけた箇所から径方向外側へ、略扇形状に突出している。各ベーン141,142,143,144は、それぞれ対応する収容室20に挿入されることで、図2に示すように、複数の液室としての進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28を回転方向に区画している。これら進角室21,22,23,24と遅角室25,26,27,28とは、回転方向に交互に並んで形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the vanes 141, 142, 143, and 144 protrude in a substantially fan shape from a position spaced apart by a predetermined interval in the rotation direction on the rotating shaft 140 outward in the radial direction. Each of the vanes 141, 142, 143, and 144 is inserted into the corresponding storage chamber 20, so that the advance chambers 21, 22, 23, and 24 as a plurality of liquid chambers and the retard angle are provided as shown in FIG. The chambers 25, 26, 27, and 28 are partitioned in the rotational direction. These advance chambers 21, 22, 23, and 24 and retard chambers 25, 26, 27, and 28 are formed alternately in the rotational direction.

ここで特に本実施形態では、ベーン141,142がメインベーン且つベーン143,144がサブベーンと定義され、メインベーン141,142とサブベーン143,144とが回転方向に交互に配置されている。かかる配置形態下、各メインベーン141,142をそれぞれ回転方向に挟んだ液室は、メイン進角室21,22及びメイン遅角室25,26と定義されている。それと共に、各サブベーン143,144をそれぞれ回転方向に挟んだ液室は、サブ進角室23,24及びサブ遅角室27,28と定義されている。   Particularly in this embodiment, the vanes 141 and 142 are defined as main vanes and the vanes 143 and 144 are defined as sub vanes, and the main vanes 141 and 142 and the sub vanes 143 and 144 are alternately arranged in the rotation direction. Under such an arrangement, the liquid chambers sandwiching the main vanes 141 and 142 in the rotation direction are defined as main advance chambers 21 and 22 and main retard chambers 25 and 26, respectively. At the same time, the liquid chambers sandwiching the sub vanes 143 and 144 in the rotation direction are defined as sub advance chambers 23 and 24 and sub retard chambers 27 and 28, respectively.

こうした構成の回転機構系10では、ハウジングロータ11に対するベーンロータ14の回転位相を調整して、当該位相に応じたバルブタイミングを実現するために、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28に対して作動油が入出される。具体的に作動油の入出は、作動油が実際に導入される液室にクロスハッチングを付して図4〜7に示すように、行われる。   In the rotation mechanism system 10 having such a configuration, in order to adjust the rotation phase of the vane rotor 14 with respect to the housing rotor 11 and realize valve timing corresponding to the phase, the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chamber Hydraulic oil is input to and output from 25, 26, 27, and 28. Specifically, the hydraulic oil enters and exits as shown in FIGS. 4 to 7 with cross hatching applied to the liquid chamber into which the hydraulic oil is actually introduced.

まず、回転位相の調整方向を図4,5の進角方向Aに設定して、バルブタイミングを進角させる場合、作動油導入により当該方向Aへの回転位相変化を可能にする導入室には、メイン進角室21,22及びサブ進角室23,24が選択される。但し、図4の状態では、導入室の全てとなるメイン進角室21,22及びサブ進角室23,24に対して、作動油が導入される。一方、図5の状態では、導入室の一部となるメイン進角室21,22には作動油が導入されるものの、導入室の残りとなるサブ進角室23,24には作動油が導入されず、それらサブ進角室23,24からの作動油の排出が可能となる。   First, when the rotational phase adjustment direction is set to the advance angle direction A in FIGS. 4 and 5 and the valve timing is advanced, the introduction chamber that enables the change of the rotation phase in the direction A by introducing hydraulic oil is provided in the introduction chamber. The main advance chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24 are selected. However, in the state of FIG. 4, the hydraulic oil is introduced into the main advance chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24 that are all the introduction chambers. On the other hand, in the state of FIG. 5, hydraulic oil is introduced into the main advance chambers 21 and 22 that are part of the introduction chamber, but hydraulic oil is introduced into the sub advance chambers 23 and 24 that are the rest of the introduction chamber. Without being introduced, the hydraulic oil can be discharged from the sub advance chambers 23 and 24.

また、調整方向を図4,5の進角方向Aに設定して、バルブタイミングを進角させる場合、当該方向Aへの回転位相変化に際して作動油排出を必須とする排出室には、メイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28が選択される。その結果、図4,5のいずれの状態においても、排出室の全てとなるメイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28から、作動油の排出が可能となる。   In addition, when the adjustment direction is set to the advance angle direction A in FIGS. 4 and 5 and the valve timing is advanced, the main chamber has a main delay in the discharge chamber that must discharge the hydraulic oil when the rotational phase changes in the direction A. The corner chambers 25 and 26 and the sub retardation chambers 27 and 28 are selected. As a result, in any state of FIGS. 4 and 5, the hydraulic oil can be discharged from the main retard chambers 25 and 26 and the sub retard chambers 27 and 28 which are all the discharge chambers.

次に、回転位相の調整方向を図6,7の遅角方向Rに設定して、バルブタイミングを遅角させる場合、作動油導入により当該方向Rへの回転位相変化を可能にする導入室には、メイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28が選択される。但し、図6の状態では、導入室の全てとなるメイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28に対して、作動油が導入される。一方、図7の状態では、導入室の一部となるメイン遅角室25,26には作動油が導入されるものの、導入室の残りとなるサブ遅角室27,28には作動油が導入されず、それらサブ遅角室27,28からの作動油の排出が可能となる。   Next, when the adjustment direction of the rotation phase is set to the retarding direction R in FIGS. 6 and 7 and the valve timing is retarded, the introduction chamber that enables the rotation phase change in the direction R by introducing hydraulic oil The main retardation chambers 25 and 26 and the sub retardation chambers 27 and 28 are selected. However, in the state of FIG. 6, the hydraulic oil is introduced into the main retard chambers 25 and 26 and the sub retard chambers 27 and 28 which are all the introduction chambers. On the other hand, in the state of FIG. 7, hydraulic oil is introduced into the main retardation chambers 25 and 26 that are part of the introduction chamber, but hydraulic oil is introduced into the sub retardation chambers 27 and 28 that are the rest of the introduction chamber. Without being introduced, the hydraulic oil can be discharged from the sub retardation chambers 27 and 28.

また、調整方向を図6,7の遅角方向Rに設定して、バルブタイミングを遅角させる場合、当該方向Rへの回転位相変化に際して作動油排出を必須とする排出室には、メイン進角室21,22及びサブ進角室23,24が選択される。その結果、図6,7のいずれの状態においても、排出室の全てとなるメイン進角室21,22及びサブ進角室23,24から、作動油の排出が可能となる。   When the adjustment direction is set to the retarding direction R in FIGS. 6 and 7 and the valve timing is retarded, the main chamber is provided in the discharge chamber that must discharge the hydraulic oil when the rotational phase changes in the direction R. The corner chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24 are selected. As a result, in any state of FIGS. 6 and 7, the hydraulic oil can be discharged from the main advance chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24 which are all the discharge chambers.

このように本実施形態では、調整方向を進角方向A及び遅角方向Rのいずれに設定した場合でも、導入室及び排出室はそれぞれ同数ずつ選択されるようになっている。そのため、調整方向が進角方向A及び遅角方向Rの一方から他方へ切り替えられるとき、進角室21,22,23,24と遅角室25,26,27,28とは、導入室としての機能と排出室としての機能とを互いに入れ替えられることになる。   Thus, in the present embodiment, the same number of introduction chambers and discharge chambers are selected regardless of whether the adjustment direction is set to either the advance angle direction A or the retard angle direction R. Therefore, when the adjustment direction is switched from one of the advance angle direction A and the retard angle direction R to the other, the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28 are used as introduction chambers. And the function of the discharge chamber can be interchanged.

以上の他、作動油圧力によっては回転位相を変化させず、カムトルクに起因した変動の範囲にてバルブタイミングを実質保持する図8の場合には、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28のいずれも、導入室及び排出室として選択されない。その結果、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28の各々では、作動油乃至は空気が閉じ込められることになる。   In addition to the above, in the case of FIG. 8 in which the rotation timing is not changed depending on the hydraulic oil pressure and the valve timing is substantially maintained within the range of fluctuation caused by the cam torque, the advance chambers 21, 22, 23, 24 and None of the corner chambers 25, 26, 27, 28 is selected as the introduction chamber or the discharge chamber. As a result, hydraulic oil or air is confined in each of the advance chambers 21, 22, 23, and 24 and the retard chambers 25, 26, 27, and 28.

(制御系)
次に、図1に示す制御系40の構成を説明する。制御系40は、回転機構系10を駆動するために、作動油の入出を制御する。制御系40は、メイン進角通路41、サブ進角通路43、メイン遅角通路45、サブ遅角通路47、供給通路48、ドレン通路49、方向制御弁60及び制御回路80を備えている。
(Control system)
Next, the configuration of the control system 40 shown in FIG. 1 will be described. The control system 40 controls the entry and exit of hydraulic oil in order to drive the rotation mechanism system 10. The control system 40 includes a main advance passage 41, a sub advance passage 43, a main retard passage 45, a sub retard passage 47, a supply passage 48, a drain passage 49, a direction control valve 60, and a control circuit 80.

図1,2に示すようにメイン進角通路41は、回転軸140に形成され、メイン進角室21,22と連通している。サブ進角通路43は、回転軸140に形成され、サブ進角室23,24と連通している。メイン遅角通路45は、回転軸140に形成され、メイン遅角室25,26と連通している。サブ遅角通路47は、回転軸140に形成され、サブ遅角室27,28と連通している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the main advance passage 41 is formed in the rotary shaft 140 and communicates with the main advance chambers 21 and 22. The sub advance passage 43 is formed in the rotary shaft 140 and communicates with the sub advance chambers 23 and 24. The main retard passage 45 is formed in the rotating shaft 140 and communicates with the main retard chambers 25 and 26. The sub-retarding passage 47 is formed in the rotating shaft 140 and communicates with the sub-retarding chambers 27 and 28.

図1に示すように供給通路48は、回転軸140及びカム軸2からそれらの外部に跨って形成され、供給源としてのポンプ4に連通している。ここで、内燃機関に設けられるポンプ4は、機関トルクを受けて駆動されるメカポンプであり、当該機関トルクの発生する内燃機関の回転中は、ドレン回収系としてのドレンパン5から作動油を吸入して吐出する。このような本実施形態では、内燃機関がクランキングにより始動するのに伴って、ドレンパン5の作動油がポンプ4を通じて供給通路48へと吐出供給される一方、内燃機関が停止するのに伴って、当該吐出供給が停止する。また、そうした始動の完了後から停止までの間にて内燃機関が回転を継続する通常運転時には、図9に示すように、当該回転の速度が増減するのに追従して、ポンプ4からの作動油の供給圧力も増減する。   As shown in FIG. 1, the supply passage 48 is formed from the rotary shaft 140 and the cam shaft 2 to the outside thereof, and communicates with the pump 4 as a supply source. Here, the pump 4 provided in the internal combustion engine is a mechanical pump that is driven by receiving the engine torque. During the rotation of the internal combustion engine that generates the engine torque, the hydraulic oil is sucked from the drain pan 5 as a drain recovery system. To discharge. In such an embodiment, as the internal combustion engine is started by cranking, the hydraulic oil of the drain pan 5 is discharged and supplied to the supply passage 48 through the pump 4, while the internal combustion engine is stopped. The discharge supply is stopped. Further, during the normal operation in which the internal combustion engine continues to rotate between the completion of the start and the stop, as shown in FIG. 9, the operation from the pump 4 follows the increase and decrease of the rotation speed. The oil supply pressure also increases or decreases.

図1に示すようにドレン通路49は、回転機構系10及びカム軸2の外部に形成されている。ドレン通路49は、大気に開放されるドレンパン5と連通することで、当該ドレンパン5へと作動油を排出可能となっている。   As shown in FIG. 1, the drain passage 49 is formed outside the rotation mechanism system 10 and the cam shaft 2. The drain passage 49 can be discharged to the drain pan 5 by communicating with the drain pan 5 that is open to the atmosphere.

図1,2に示すように方向制御弁60は、本実施形態ではスプール弁である。方向制御弁60は、リニアソレノイド62の発生する駆動力と、当該駆動力に抗してリターンスプリング64の発生する復原力とを利用することで、スリーブ66内部のスプール68を往復駆動する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the direction control valve 60 is a spool valve in this embodiment. The direction control valve 60 reciprocally drives the spool 68 inside the sleeve 66 by using the driving force generated by the linear solenoid 62 and the restoring force generated by the return spring 64 against the driving force.

図1に示すように金属製のスリーブ66は、有底円筒状に形成され、ベーンロータ14のうち回転軸140とカム軸2とに跨って同軸上に内蔵されている。かかる内蔵形態によりスリーブ66は、水平面上の車両においては水平方向(図1の左右方向)に軸合わせして配置されている。スリーブ66にて底側に設けられる螺子部66aは、カム軸2に対して同軸上に螺着されている。スリーブ66にて開口側に設けられるフランジ部66bは、カム軸2との間に回転軸140を挟持することで、当該軸2に対してベーンロータ14を固定している。   As shown in FIG. 1, the metal sleeve 66 is formed in a bottomed cylindrical shape, and is built coaxially across the rotating shaft 140 and the cam shaft 2 of the vane rotor 14. With such a built-in configuration, the sleeve 66 is arranged so as to be aligned in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 1) in a vehicle on a horizontal plane. A screw portion 66 a provided on the bottom side of the sleeve 66 is screwed coaxially with the cam shaft 2. A flange portion 66 b provided on the opening side of the sleeve 66 fixes the vane rotor 14 to the shaft 2 by sandwiching the rotating shaft 140 with the cam shaft 2.

スリーブ66は、サブ進角ポート663、メイン進角ポート661、メイン遅角ポート665及びサブ遅角ポート667を、軸方向の底側から開口側へ向かってこの順で、形成している。ここでメイン進角ポート661は、メイン進角通路41と連通することで、当該通路41を介してメイン進角室21,22とも連通している。サブ進角ポート663は、サブ進角通路43と連通することで、当該通路43を介してサブ進角室23,24とも連通している。メイン遅角ポート665は、メイン遅角通路45と連通することで、当該通路45を介してメイン遅角室25,26とも連通している。サブ遅角ポート667は、サブ遅角通路47と連通することで、当該通路47を介してサブ遅角室27,28とも連通している。   The sleeve 66 forms a sub advance port 663, a main advance port 661, a main retard port 665, and a sub retard port 667 in this order from the bottom in the axial direction toward the opening. Here, the main advance port 661 communicates with the main advance chambers 21 and 22 through the passage 41 by communicating with the main advance passage 41. The sub advance port 663 communicates with the sub advance chamber 43 and the sub advance chambers 23 and 24 through the passage 43 by communicating with the sub advance passage 43. The main retardation port 665 is in communication with the main retardation chambers 25 and 26 through the passage 45 by communicating with the main retardation passage 45. The sub-retarding port 667 communicates with the sub-retarding chambers 47 and 28 through the passage 47 by communicating with the sub-retarding passage 47.

さらにスリーブ66は、軸方向のメイン進角ポート661及びメイン遅角ポート665間に供給ポート668を形成すると共に、軸方向のサブ遅角ポート667より開口側にドレンポート669を形成している。ここで供給ポート668は、供給通路48と連通することで、当該通路48を介してポンプ4とも連通している。ドレンポート669は、ドレン通路49と連通することで、当該通路49を介してドレンパン5とも連通している。   Further, the sleeve 66 forms a supply port 668 between the main main advance port 661 and the main retard port 665 in the axial direction, and forms a drain port 669 on the opening side from the sub retard port 667 in the axial direction. Here, the supply port 668 communicates with the pump 4 through the passage 48 by communicating with the supply passage 48. The drain port 669 communicates with the drain pan 49 by communicating with the drain passage 49.

金属製のスプール68は、有底円筒状に形成され、スリーブ66の内部に同軸上に収容されている。かかる収容形態によりスプール68は、水平面上の車両においては水平方向(即ち、図1の左右方向)に軸合わせして配置され、スリーブ66に対して軸方向に往復摺動可能となっている(例えば図10〜14参照)。スプール68は、スリーブ66の開口を通じてリニアソレノイド62の駆動軸62aと接触することで、当該軸62aから軸方向の駆動力を受ける。それと共にスプール68は、スリーブ66の底との間にリターンスプリング64を挟持することで、当該スプリング64から軸方向の復原力を受ける。   The metal spool 68 is formed in a bottomed cylindrical shape and is accommodated coaxially in the sleeve 66. With such a storage form, the spool 68 is arranged in the horizontal direction (that is, the left-right direction in FIG. 1) in a vehicle on a horizontal plane, and can reciprocate in the axial direction with respect to the sleeve 66 ( For example, see FIGS. The spool 68 receives an axial driving force from the shaft 62 a by contacting the driving shaft 62 a of the linear solenoid 62 through the opening of the sleeve 66. At the same time, the spool 68 receives an axial restoring force from the spring 64 by sandwiching the return spring 64 between the spool 68 and the bottom of the sleeve 66.

スプール68は、自身の底側端部では径方向に貫通し且つ当該底側端部よりも開口側では軸方向に貫通する連通通路689を、形成している。それと共にスプール68は、底側端部及び開口側端部の間の二箇所にてそれぞれ径方向に貫通することで、絞られた小さな流路面積にて連通通路689と連通する絞り通路683,687を、形成している。ここで進角絞り通路683は、図11の如くサブ進角ポート663と連通又は図13の如くメイン進角ポート661と連通するときに、流体絞りとして機能することで、連通通路689を通じた流体流れを当該連通先及びドレンポート669間にて絞る。一方、遅角絞り通路687は、図13の如くサブ遅角ポート667と連通又は図11の如くメイン遅角ポート665と連通するときに、流体絞りとして機能することで、連通通路689を通じた流体流れを当該連通先及びドレンポート669間にて絞る。   The spool 68 forms a communication passage 689 that penetrates in the radial direction at its bottom end and penetrates in the axial direction on the opening side of the bottom end. At the same time, the spool 68 penetrates in the radial direction at two locations between the bottom side end and the opening side end, so that the throttle passage 683 communicates with the communication passage 689 with a small throttle area. 687 is formed. Here, the advance angle restricting passage 683 functions as a fluid restrictor when communicating with the sub advance angle port 663 as shown in FIG. 11 or communicating with the main advance angle port 661 as shown in FIG. The flow is restricted between the communication destination and the drain port 669. On the other hand, the retardation throttle passage 687 functions as a fluid throttle when communicating with the sub retardation port 667 as shown in FIG. 13 or communicating with the main retardation port 665 as shown in FIG. The flow is restricted between the communication destination and the drain port 669.

さて、図1に示す制御回路80は、マイクロコンピュータを主体に構成される電子回路であり、リニアソレノイド62及び内燃機関の各種電装品(図示しない)等に電気接続されている。制御回路80は、リニアソレノイド62への通電を含む内燃機関の作動を、制御する。   The control circuit 80 shown in FIG. 1 is an electronic circuit mainly composed of a microcomputer, and is electrically connected to the linear solenoid 62 and various electrical components (not shown) of the internal combustion engine. The control circuit 80 controls the operation of the internal combustion engine including energization to the linear solenoid 62.

こうした構成の制御系40では、制御回路80からリニアソレノイド62への通電状態に応じて、スプール68が図10〜14の如く移動する。その結果、供給ポート668及びドレンポート669のうちから、進角ポート661,663及び遅角ポート665,667の各々の連通先が切り替えられる。即ち、ポンプ4及びドレンパン5のうちから、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28の各々の連通先が切り替えられる。これにより、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28に対する作動油の入出が制御される。尚、図10〜14と、それら図面に対応する図4〜8においては、作動油が実際に導入される液室へ向かう通路及びポートに、クロスハッチングを付して示している。   In the control system 40 having such a configuration, the spool 68 moves as shown in FIGS. 10 to 14 according to the energization state from the control circuit 80 to the linear solenoid 62. As a result, the communication ports of the advance ports 661 and 663 and the retard ports 665 and 667 are switched from the supply port 668 and the drain port 669. That is, the communication destinations of the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28 are switched from the pump 4 and the drain pan 5. As a result, the hydraulic fluid is controlled to enter and exit the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28. In FIGS. 10 to 14 and FIGS. 4 to 8 corresponding to these drawings, the passage and the port toward the liquid chamber into which the hydraulic oil is actually introduced are shown with cross hatching.

具体的に、図10の状態では、スプール68が第一進角位置Pa1に移動している。この第一進角位置Pa1では、メイン進角ポート661及びサブ進角ポート663が供給ポート668と連通する。それと共に第一進角位置Pa1では、メイン遅角ポート665及びサブ遅角ポート667がドレンポート669と連通する。こうした連通形態下、図10,4の如く、内燃機関の通常運転時にポンプ4から供給される作動油は、通路48,41を通じてメイン進角室21,22に導入され、また通路48,43を通じてサブ進角室23,24に導入される。このとき、メイン遅角室25,26の作動油は通路45,49を通じて、またサブ遅角室27,28の作動油は通路47,49を通じて、それぞれドレンパン5に排出可能となる。以上により第一進角位置Pa1の場合には、メイン進角室21,22及びサブ進角室23,24への作動油導入量に応じた速度にて回転位相が進角方向Aへと変化することで、バルブタイミングが進角する。   Specifically, in the state shown in FIG. 10, the spool 68 has moved to the first advance angle position Pa1. In the first advance angle position Pa1, the main advance angle port 661 and the sub advance angle port 663 communicate with the supply port 668. At the same time, at the first advance angle position Pa1, the main retard port 665 and the sub retard port 667 communicate with the drain port 669. 10 and 4, hydraulic fluid supplied from the pump 4 during normal operation of the internal combustion engine is introduced into the main advance chambers 21 and 22 through the passages 48 and 41, and through the passages 48 and 43. It is introduced into the sub advance chambers 23 and 24. At this time, the hydraulic oil in the main retardation chambers 25 and 26 can be discharged to the drain pan 5 through the passages 45 and 49, and the hydraulic oil in the sub retardation chambers 27 and 28 can be discharged through the passages 47 and 49, respectively. Thus, in the case of the first advance angle position Pa1, the rotational phase changes in the advance angle direction A at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main advance chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24. By doing so, the valve timing is advanced.

図11の状態では、スプール68が第二進角位置Pa2に移動している。この第二進角位置Pa2では、メイン進角ポート661が供給ポート668と連通し、またサブ進角ポート663が進角絞り通路683及び連通通路689を介してドレンポート669と連通する。それと共に第二進角位置Pa2では、サブ遅角ポート667がドレンポート669と連通し、またメイン遅角ポート665が遅角絞り通路687及び連通通路689を介してドレンポート669と連通する。こうした連通形態下、図11,5の如く、内燃機関の通常運転時にポンプ4から供給される作動油は、通路48,41を通じてメイン進角室21,22に導入される。このとき、サブ進角室23,24の作動油は通路43,683,689,49を通じて、またメイン遅角室25,26の作動油は通路45,687,689,49を通じて、さらにサブ遅角室27,28の作動油は通路47,49を通じて、それぞれドレンパン5に排出可能となる。ここで特に、サブ進角室23,24からドレンパン5の間では、進角絞り通路683により作動油又は空気の流れが絞られ、またメイン遅角室25,26からドレンパン5の間でも、遅角絞り通路687により作動油又は空気の流れが絞られる。以上により第二進角位置Pa2の場合には、メイン進角室21,22のみへの作動油導入量に応じた速度にて回転位相が進角方向Aへと変化することで、バルブタイミングが進角する。   In the state of FIG. 11, the spool 68 has moved to the second advance position Pa2. In the second advance position Pa2, the main advance port 661 communicates with the supply port 668, and the sub advance port 663 communicates with the drain port 669 via the advance angle restricting passage 683 and the communication passage 689. At the same time, in the second advance angle position Pa2, the sub-retard port 667 communicates with the drain port 669, and the main retard port 665 communicates with the drain port 669 through the retard throttle passage 687 and the communication passage 689. 11 and 5, the hydraulic oil supplied from the pump 4 during normal operation of the internal combustion engine is introduced into the main advance chambers 21 and 22 through the passages 48 and 41. At this time, the hydraulic oil in the sub advance chambers 23 and 24 passes through the passages 43, 683, 689 and 49, and the hydraulic oil in the main retard chambers 25 and 26 passes through the passages 45, 687, 689 and 49 and further into the sub retard angle. The hydraulic oil in the chambers 27 and 28 can be discharged to the drain pan 5 through the passages 47 and 49, respectively. Here, in particular, between the sub advance chambers 23 and 24 and the drain pan 5, the flow of hydraulic oil or air is throttled by the advance throttle passage 683, and also between the main retard chambers 25 and 26 and the drain pan 5. The flow of hydraulic oil or air is throttled by the angular throttle passage 687. As described above, in the case of the second advance position Pa2, the rotation timing is changed to the advance direction A at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced only into the main advance chambers 21 and 22, so that the valve timing is changed. Advance.

図12の状態では、スプール68が第一遅角位置Pr1に移動している。この第一遅角位置Pr1では、メイン遅角ポート665及びサブ遅角ポート667が供給ポート668と連通する。それと共に第一遅角位置Pr1では、メイン進角ポート661及びサブ進角ポート663が連通通路689を介してドレンポート669と連通する。こうした連通形態下、図12,6の如く、内燃機関の通常運転時にポンプ4から供給される作動油は、通路48,45を通じてメイン遅角室25,26に導入され、また通路48,47を通じてサブ遅角室27,28に導入される。このとき、メイン進角室21,22の作動油は通路41,689,49を通じて、またサブ進角室23,24の作動油は通路43,689,49を通じて、それぞれドレンパン5に排出可能となる。以上により第一遅角位置Pr1の場合には、メイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28への作動油導入量に応じた速度にて回転位相が遅角方向Rへと変化することで、バルブタイミングが遅角する。   In the state of FIG. 12, the spool 68 has moved to the first retard position Pr1. In the first retardation position Pr1, the main retardation port 665 and the sub retardation port 667 communicate with the supply port 668. At the same time, at the first retard position Pr1, the main advance port 661 and the sub advance port 663 communicate with the drain port 669 via the communication passage 689. 12 and 6, the hydraulic oil supplied from the pump 4 during normal operation of the internal combustion engine is introduced into the main retardation chambers 25 and 26 through the passages 48 and 45, and through the passages 48 and 47. It is introduced into the sub retardation chambers 27 and 28. At this time, the hydraulic oil in the main advance chambers 21 and 22 can be discharged to the drain pan 5 through the passages 41, 689, and 49, and the hydraulic oil in the sub advance chambers 23 and 24 through the passages 43, 689, and 49, respectively. . As described above, in the case of the first retard position Pr1, the rotational phase changes in the retard direction R at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main retard chambers 25 and 26 and the sub retard chambers 27 and 28. By doing so, the valve timing is retarded.

図13の状態では、スプール68が第二遅角位置Pr2に移動している。この第二遅角位置Pr2では、メイン遅角ポート665が供給ポート668と連通し、またサブ遅角ポート667が遅角絞り通路687及び連通通路689を介してドレンポート669と連通する。それと共に第二遅角位置Pr2では、サブ進角ポート663が連通通路689を介してドレンポート669と連通し、またメイン進角ポート661が進角絞り通路683及び連通通路689を介してドレンポート669と連通する。こうした連通形態下、図13,7の如く、内燃機関の通常運転時にポンプ4から供給される作動油は、通路48,45を通じてメイン遅角室25,26に導入される。このとき、サブ遅角室27,28の作動油は通路47,687,689,49を通じて、またメイン進角室21,22の作動油は通路41,683,689,49を通じて、さらにサブ進角室23,24の作動油は通路43,689,49を通じて、それぞれドレンパン5に排出可能となる。ここで特に、サブ遅角室27,28からドレンパン5の間では、遅角絞り通路687により作動油又は空気の流れが絞られ、またメイン進角室21,22からドレンパン5の間でも、進角絞り通路683により作動油又は空気の流れが絞られる。以上により第二遅角位置Pr2の場合には、メイン遅角室25,26のみへの作動油導入量に応じた速度にて回転位相が遅角方向Rへと変化することで、バルブタイミングが遅角する。   In the state shown in FIG. 13, the spool 68 has moved to the second retard position Pr2. In the second retard position Pr2, the main retard port 665 communicates with the supply port 668, and the sub retard port 667 communicates with the drain port 669 via the retard throttle passage 687 and the communication passage 689. At the same time, at the second retard angle position Pr2, the sub-advance port 663 communicates with the drain port 669 via the communication passage 689, and the main advance port 661 passes through the advance-angle throttle passage 683 and the communication passage 689. It communicates with 669. Under such a communication mode, as shown in FIGS. 13 and 7, the hydraulic oil supplied from the pump 4 during normal operation of the internal combustion engine is introduced into the main retardation chambers 25 and 26 through the passages 48 and 45. At this time, the hydraulic oil in the sub-retarding chambers 27 and 28 passes through the passages 47, 687, 689, and 49, and the hydraulic oil in the main advance chambers 21 and 22 passes through the passages 41, 683, 689, and 49, and is further sub-advanced. The hydraulic oil in the chambers 23 and 24 can be discharged to the drain pan 5 through the passages 43, 689 and 49, respectively. Here, in particular, between the sub-retarding chambers 27 and 28 and the drain pan 5, the flow of hydraulic oil or air is throttled by the retarding throttle passage 687, and also between the main advance chambers 21 and 22 and the drain pan 5. The flow of hydraulic oil or air is throttled by the angular throttle passage 683. As described above, in the case of the second retard position Pr2, the rotation timing is changed in the retard direction R at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced only into the main retard chambers 25 and 26, whereby the valve timing is changed. Be retarded.

図14の状態では、スプール68が保持位置Phに移動している。この保持位置Phでは、ポート661,663,665,667,668,669間の連通が全て遮断される。こうした連通形態下、図14,8の如く、内燃機関の通常運転時にポンプ4から供給される作動油は、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28のいずれに対しても、導入を止められる。このとき、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28には、作動油乃至は空気が閉じ込められる。故に保持位置Phの場合には、回転位相が作動油圧力によっては変化しないことで、バルブタイミングが実質保持される。   In the state of FIG. 14, the spool 68 has moved to the holding position Ph. In this holding position Ph, all communication between the ports 661, 663, 665, 667, 668, 669 is blocked. 14 and 8, the hydraulic fluid supplied from the pump 4 during normal operation of the internal combustion engine is in the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28. In any case, the introduction can be stopped. At this time, hydraulic oil or air is confined in the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28. Therefore, in the case of the holding position Ph, the valve timing is substantially held by the rotation phase not changing depending on the hydraulic oil pressure.

(制御原理)
次に、内燃機関の通常運転時にバルブタイミングの可変速度を最適化するための制御原理につき、説明する。尚、以下においては、回転位相の調整方向を進角方向Aに設定する場合、即ちスプール68を各進角位置Pa1,Pa2へ移動させる場合を例にとって、説明をする。
(Control principle)
Next, the control principle for optimizing the variable speed of the valve timing during normal operation of the internal combustion engine will be described. In the following description, the case where the rotational phase adjustment direction is set to the advance angle direction A, that is, the case where the spool 68 is moved to each advance angle position Pa1, Pa2 will be described as an example.

図9に示すように本実施形態では、ポンプ4からの作動油の供給圧力が内燃機関の回転速度に追従して変化することは、上述の通りである。これに起因して、導入室としての進角室21,22,23,24のうち作動油が実際に導入される実導入先へと向かって、分配されることになる作動油の分配供給量も、図15に示す如く、内燃機関の回転速度に追従して変化する。   As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the supply pressure of the hydraulic oil from the pump 4 changes following the rotational speed of the internal combustion engine as described above. Due to this, the distribution supply amount of the hydraulic oil to be distributed toward the actual introduction destination where the hydraulic oil is actually introduced in the advance chambers 21, 22, 23, and 24 as the introduction chambers Also, as shown in FIG. 15, it changes following the rotational speed of the internal combustion engine.

また、導入室としての進角室21,22,23,24のうち実導入先では、調整方向である進角方向Aのカムトルク、即ち負トルクにより内圧が低くなる一方、それとは反対方向Rのカムトルク、即ち正トルクにより内圧が高くなる。故に、実導入先が四室となる第一進角位置Pa1の場合に比べて、実導入先が二室となる第二進角位置Pa2の場合には、実導入先一室当たりの内圧の高低度合いが大きくなる。ここで、内燃機関の回転速度が低くなることで、カムトルクの交番周期が長くなるほど、カムトルクの交番変化に対して実導入先の内圧変化は、鋭敏に応答する。故に、第二進角位置Pa2の場合には、回転速度が低くなるにつれ、実導入先一室当たりにおける内圧の高低が顕著となるため、実導入先の各メイン進角室21,22からポンプ4側へ向かう作動油の逆流量は、図16に示す如く増加してしまう。   Further, among the advance chambers 21, 22, 23, and 24 as the introduction chamber, the internal pressure is reduced by the cam torque in the advance direction A which is the adjustment direction, that is, the negative torque, while in the opposite direction R. The internal pressure increases due to cam torque, that is, positive torque. Therefore, compared to the first advance angle position Pa1 where the actual introduction destination is four chambers, the internal pressure per one actual introduction destination room is larger in the case of the second advance angle position Pa2 where the actual introduction destination is two chambers. The height is increased. Here, as the rotational speed of the internal combustion engine decreases, the longer the cam torque alternating period, the more the internal pressure change at the actual introduction destination responds more sensitively to the cam torque alternating change. Therefore, in the case of the second advance angle position Pa2, the level of the internal pressure per actual introduction destination chamber becomes conspicuous as the rotational speed becomes lower. The reverse flow rate of the hydraulic oil toward the 4 side increases as shown in FIG.

そこで、内燃機関の回転速度が所定の切替速度Vc以下となるときに本実施形態では、実導入先が四室となる第一進角位置Pa1を、採用する。これにより、実導入先となる進角室21,22,23,24の一室当たりの内圧は、高低の度合いが小さくなるため、それら各実導入先からポンプ4側へ向かう作動油の逆流量は、図16に示す如く減少する。また、切替速度Vc以下にて実現されることで、そうした逆流抑制作用を生む第一進角位置Pa1の場合には、ハウジングロータ11及びベーンロータ14間の隙間等を通じた作動油の漏れ量も、図17に示す如く減少する。これは、図9に示す如く回転速度が低下するほど、供給圧力が低下することに、依拠している。   Therefore, when the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the predetermined switching speed Vc, the first advance angle position Pa1 where the actual introduction destination is four chambers is employed in this embodiment. As a result, the internal pressure per chamber of the advance chambers 21, 22, 23, 24 that is the actual introduction destination becomes smaller in level, so that the reverse flow rate of the hydraulic oil from each actual introduction destination toward the pump 4 side Decreases as shown in FIG. Further, in the case of the first advance angle position Pa1 that produces such a backflow suppressing action by being realized at the switching speed Vc or lower, the amount of hydraulic oil leakage through the gap between the housing rotor 11 and the vane rotor 14 is also It decreases as shown in FIG. This relies on the fact that the supply pressure decreases as the rotational speed decreases as shown in FIG.

以上のことから、切替速度Vc以下にて低速回転する内燃機関においては、第二進角位置Pa2よりも第一進角位置Pa1を採用することで、実導入先一室当たりの作動油の実導入量(=分配供給量−逆流量−漏れ量)は、図18に示す如く増加する。その結果、実導入先一室当たりの分配供給量が減少する低速回転の場合にあっても、回転位相の進角調整速度に応じたバルブタイミングの進角可変速度は、図19に示す如く高められることとなる。   From the above, in the internal combustion engine that rotates at a low speed below the switching speed Vc, the actual hydraulic oil per actual introduction destination chamber is adopted by adopting the first advance angle position Pa1 rather than the second advance angle position Pa2. The introduction amount (= distributed supply amount-reverse flow rate-leakage amount) increases as shown in FIG. As a result, even in the case of low-speed rotation where the distribution supply amount per actual introduction destination room decreases, the valve timing advance variable speed corresponding to the rotation phase advance adjustment speed is increased as shown in FIG. Will be.

一方、内燃機関の回転速度が高くなることで、カムトルクの交番周期が短くなるほど、カムトルクの交番変化に対する実導入先の内圧変化は、作動油の持つ慣性によって鈍化する。これにより、第一進角位置Pa1の場合だけでなく、第二進角位置Pa2の場合にも、図16に示す如く回転速度が高くなるほど、実導入先一室当たりの逆流量が減少する。それと共に、第一進角位置Pa1の場合に比べて第二進角位置Pa2の場合には、図15に示す如く回転速度が高くなるほど、実導入先の一室当たりの分配供給量が増加する。   On the other hand, as the rotational speed of the internal combustion engine increases, the shorter the cam torque alternating period, the slower the internal pressure change at the actual introduction destination with respect to the cam torque alternating change, due to the inertia of the hydraulic oil. Accordingly, not only in the case of the first advance angle position Pa1, but also in the case of the second advance angle position Pa2, the reverse flow rate per actual introduction destination chamber decreases as the rotational speed increases as shown in FIG. At the same time, in the case of the second advance position Pa2, as compared with the case of the first advance position Pa1, the distribution supply amount per room of the actual introduction destination increases as the rotational speed increases as shown in FIG. .

そこで、内燃機関の回転速度が所定の切替速度Vcを超えるときに本実施形態では、実導入先が二室となる第二進角位置Pa2を、採用する。これにより、回転速度に追従する供給圧力が図9に示す如く上昇することで、図17の如く作動油の漏れは生じるものの、図16の如き逆流量の減少と図15の如き分配供給量の増加とが達成されるのである。   Therefore, when the rotational speed of the internal combustion engine exceeds a predetermined switching speed Vc, the second advance angle position Pa2 where the actual introduction destination is two chambers is employed in this embodiment. As a result, the supply pressure that follows the rotation speed increases as shown in FIG. 9, so that the hydraulic oil leaks as shown in FIG. 17, but the reverse flow rate decreases as shown in FIG. 16 and the distribution supply amount as shown in FIG. 15 increases. An increase is achieved.

以上のことから、切替速度Vcを超えて高速回転する内燃機関においては、第一進角位置Pa1よりも第二進角位置Pa2を採用することで、実導入先一室当たりの作動油の実導入量(=分配供給量−逆流量−漏れ量)は、図18に示す如く増加する。その結果、漏れ量が増加する高速回転の場合にあっても、回転位相の進角調整速度に応じたバルブタイミングの進角可変速度は、図19に示す如く高められることとなる。   From the above, in an internal combustion engine that rotates at a high speed exceeding the switching speed Vc, the second advance angle position Pa2 is adopted rather than the first advance angle position Pa1, so that the actual amount of hydraulic oil per actual introduction destination chamber is increased. The introduction amount (= distributed supply amount-reverse flow rate-leakage amount) increases as shown in FIG. As a result, even in the case of high-speed rotation in which the amount of leakage increases, the advance timing variable speed of the valve timing corresponding to the advance adjustment speed of the rotation phase is increased as shown in FIG.

尚、回転位相の調整方向を遅角方向Rに設定する場合、即ちスプール68を各遅角位置Pr1,Pr2へ移動させる場合にも、上述した進角方向Aの場合と同様の原理により、バルブタイミングの遅角可変速度は高められることとなる。また、調整方向が進角方向A及び遅角方向Rのいずれの場合でも、切替速度Vcについては、ポンプ4を含む内燃機関の構成や、装置1の構成等に応じて予設定されるものであり、例えば本実施形態では、2000rpm程度に予設定される。   Even when the rotational phase adjustment direction is set to the retard angle direction R, that is, when the spool 68 is moved to each retard position Pr1, Pr2, the valve is moved according to the same principle as in the advance angle direction A described above. The timing delay variable speed is increased. Further, regardless of whether the adjustment direction is the advance angle direction A or the retard angle direction R, the switching speed Vc is preset according to the configuration of the internal combustion engine including the pump 4, the configuration of the device 1, and the like. Yes, for example, in this embodiment, it is preset to about 2000 rpm.

(制御フロー)
次に、制御回路80が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で、内燃機関の通常運転時にバルブタイミングの可変速度を最適化するための制御フローを、図20に従って説明する。尚、この制御フローは、内燃機関の始動完了に伴って開始され、内燃機関の停止に伴って終了する。
(Control flow)
Next, a control flow for optimizing the variable speed of the valve timing during normal operation of the internal combustion engine by causing the control circuit 80 to execute a computer program stored in the internal memory will be described with reference to FIG. This control flow is started when the internal combustion engine is started, and is ended when the internal combustion engine is stopped.

制御フローのS101では、回転位相に関して現時点の目標位相と実位相とが一致しているか否かを、判定する。ここで目標位相は、例えば車両の運転状態や、内燃機関の回転状態等に基づいて、制御回路80により随時算出される。実位相は、例えばクランク軸の回転を検出するクランクセンサの出力信号や、カム軸2の回転を検出するカムセンサの出力信号等に基づいて、制御回路80により随時算出される。こうした目標位相と実位相との一致判定乃至は不一致判定は、それら位相値の算出誤差を考慮して下される。そして、一致判定が下された場合には、S102へ移行して保持時制御モードを実行する。この保持時制御モードでは、スプール68を保持位置Phへ移動させることで、バルブタイミングを実質保持する。一方、不一致判定が下された場合には、回転位相を実位相から目標位相まで変化させることで所期のバルブタイミングを実現するために、まずはS103へと移行する。   In S101 of the control flow, it is determined whether or not the current target phase matches the actual phase with respect to the rotation phase. Here, the target phase is calculated at any time by the control circuit 80 based on, for example, the driving state of the vehicle, the rotational state of the internal combustion engine, and the like. The actual phase is calculated at any time by the control circuit 80 based on, for example, an output signal of a crank sensor that detects rotation of the crankshaft, an output signal of a cam sensor that detects rotation of the camshaft 2, and the like. Such coincidence determination or non-coincidence determination between the target phase and the actual phase is performed in consideration of calculation errors of the phase values. If the coincidence determination is made, the process proceeds to S102 to execute the holding control mode. In the holding control mode, the valve timing is substantially held by moving the spool 68 to the holding position Ph. On the other hand, if the discrepancy determination is made, first, the process proceeds to S103 in order to change the rotational phase from the actual phase to the target phase to realize the desired valve timing.

S103では、直前のS101により算出した現時点の目標位相及び実位相に基づき、回転位相を変化させる調整方向を、設定する。具体的には、目標位相が実位相よりも進角方向Aの回転位相である場合には、当該方向Aを調整方向に設定する。一方、目標位相が実位相よりも遅角方向Rの回転位相である場合には、当該方向Rを調整方向に設定する。これらいずれの設定後においても、S104へと移行することで、内燃機関の回転速度が切替速度Vc以下であるか否かを、判定する。ここで本実施形態では、回転速度が切替速度Vc以下の低い状態にあるとする判定を、低速判定といい、回転速度が切替速度Vcを超えて高い状態にあるとする判定を、高速判定という。   In S103, an adjustment direction for changing the rotation phase is set based on the current target phase and actual phase calculated in the immediately preceding S101. Specifically, when the target phase is the rotational phase in the advance direction A relative to the actual phase, the direction A is set as the adjustment direction. On the other hand, when the target phase is a rotational phase in the retarding direction R with respect to the actual phase, the direction R is set as the adjustment direction. Even after any of these settings, it is determined whether or not the rotational speed of the internal combustion engine is equal to or lower than the switching speed Vc by shifting to S104. Here, in this embodiment, the determination that the rotation speed is in a low state that is lower than or equal to the switching speed Vc is referred to as low speed determination, and the determination that the rotation speed is in a high state that exceeds the switching speed Vc is referred to as high speed determination. .

S104により低速判定が下された場合には、S105へ移行することで、低速時制御モードを実行する。この低速時制御モードでは、直前のS103により設定した調整方向に応じて、スプール68を第一進角位置Pa1又は第一遅角位置Pr1へ移動させる。   When the low speed determination is made in S104, the low speed control mode is executed by moving to S105. In this low-speed control mode, the spool 68 is moved to the first advance angle position Pa1 or the first retard angle position Pr1 according to the adjustment direction set in the immediately preceding S103.

具体的に、調整方向が進角方向Aに設定されている場合のS105では、スプール68を第一進角位置Pa1に移動させる。これにより、導入室としてのメイン進角室21,22及びサブ進角室23,24の全てをポンプ4と連通させることになるので、それら進角室21,22,23,24のいずれにも作動油を分配導入して、回転位相を進角方向Aに変化させる。即ち、実導入先となる導入室の数を増やして、バルブタイミングを進角させることで、切替速度Vc以下の回転速度では、図19の如くバルブタイミングの進角可変速度が高められる。   Specifically, in S105 when the adjustment direction is set to the advance angle direction A, the spool 68 is moved to the first advance angle position Pa1. As a result, all of the main advance chambers 21 and 22 and the sub advance chambers 23 and 24 as the introduction chambers are communicated with the pump 4, so that any of the advance chambers 21, 22, 23, and 24 is connected. The hydraulic oil is distributed and introduced to change the rotational phase in the advance direction A. That is, by increasing the number of introduction chambers as actual introduction destinations and advancing the valve timing, the advance timing variable speed of the valve timing can be increased as shown in FIG.

また一方、調整方向が遅角方向Rに設定されている場合のS105では、スプール68を第一遅角位置Pr1に移動させる。これにより、導入室としてのメイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28の全てをポンプ4と連通させることになるので、それら遅角室25,26,27,28のいずれにも作動油を導入して、回転位相を遅角方向Rに変化させる。即ち、実導入先となる導入室の数を増やして、バルブタイミングを遅角させることで、切替速度Vc以下の回転速度では、進角の場合と同様にしてバルブタイミングの遅角可変速度が高められる。   On the other hand, in S105 when the adjustment direction is set to the retard angle direction R, the spool 68 is moved to the first retard angle position Pr1. As a result, all of the main retard chambers 25 and 26 and the sub retard chambers 27 and 28 as the introduction chamber are communicated with the pump 4, so that any of the retard chambers 25, 26, 27 and 28 is connected. The hydraulic oil is introduced to change the rotational phase in the retarding direction R. That is, by increasing the number of introduction chambers that are actual introduction destinations and retarding the valve timing, the variable timing speed of the valve timing is increased at the rotational speed equal to or lower than the switching speed Vc in the same manner as in the advance angle. It is done.

このような低速時制御モードに対し、S104により高速判定が下された場合には、図20のS106へと移行して、S107による高速時制御モードとS108による微調整時調整モードのうちいずれを選択するかを、判定する。具体的には、直前のS101により算出した現時点の目標位相及び実位相に基づき、それら位相の偏差である目標調整量が切替量Qc以上であるか否かを、判定する。ここで本実施形態では、目標調整量が切替量Qc以上で大きいとする判定を、大目標判定といい、目標調整量が切替量Qcを超えて小さいとする判定を、小目標判定という。尚、切替量Qcについては、ポンプ4を含む内燃機関の構成や、装置1の構成、S107,S108の実行時間等に応じて予設定されるものであり、例えば本実施形態では、カム角で5°程度に予設定される。   When the high speed determination is made in S104 for such a low speed control mode, the process proceeds to S106 in FIG. 20, and either the high speed control mode in S107 or the fine adjustment time adjustment mode in S108 is selected. Determine whether to select. Specifically, based on the current target phase and actual phase calculated in the immediately preceding S101, it is determined whether or not the target adjustment amount that is the deviation of these phases is equal to or greater than the switching amount Qc. Here, in this embodiment, the determination that the target adjustment amount is larger than the switching amount Qc is referred to as a large target determination, and the determination that the target adjustment amount is smaller than the switching amount Qc is referred to as a small target determination. The switching amount Qc is preset according to the configuration of the internal combustion engine including the pump 4, the configuration of the apparatus 1, the execution time of S107, S108, and the like. It is preset to about 5 °.

S106により大目標判定が下された場合には、S107へ移行することで、高速時制御モードを実行する。この高速時制御モードでは、直前のS103により設定した調整方向に応じて、スプール68を第二進角位置Pa2又は第二遅角位置Pr2へ移動させる。   When the large target determination is made in S106, the process proceeds to S107 to execute the high-speed control mode. In the high speed control mode, the spool 68 is moved to the second advance position Pa2 or the second retard position Pr2 in accordance with the adjustment direction set in S103 just before.

具体的に、調整方向が進角方向Aに設定されている場合のS107では、スプール68を第二進角位置Pa2に移動させる。これにより、導入室としてのメイン進角室21,22及びサブ進角室23,24のうち、一部となるメイン進角室21,22をポンプ4と連通させると共に、残りとなるサブ進角室23,24をドレンパン5に連通させる。その結果、ポンプ4と連通したメイン進角室21,22のみに作動油を分配導入して、回転位相を進角方向Aに変化させる。即ち、実導入先となる導入室の数を減らして、バルブタイミングを進角させることで、切替速度Vcを超える回転速度では、図19の如くバルブタイミングの進角可変速度が高められる。   Specifically, in S107 when the adjustment direction is set to the advance angle direction A, the spool 68 is moved to the second advance angle position Pa2. As a result, the main advance chambers 21 and 22 as the introduction chambers and the sub advance chambers 23 and 24, which are part of the main advance chambers 21 and 22, communicate with the pump 4, and the remaining sub advance chambers. The chambers 23 and 24 are connected to the drain pan 5. As a result, the hydraulic oil is distributed and introduced only into the main advance chambers 21 and 22 communicating with the pump 4, and the rotational phase is changed in the advance direction A. That is, by reducing the number of introduction chambers as actual introduction destinations and advancing the valve timing, the advance timing variable speed of the valve timing is increased as shown in FIG. 19 at a rotational speed exceeding the switching speed Vc.

また一方、調整方向が遅角方向Rに設定されている場合のS107では、スプール68を第二遅角位置Pr2に移動させる。これにより、導入室としてのメイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28のうち、一部となるメイン遅角室25,26をポンプ4と連通させると共に、残りとなるサブ遅角室27,28をドレンパン5に連通させる。その結果、ポンプ4と連通したメイン遅角室25,26のみに作動油を分配導入して、回転位相を遅角方向Rに変化させる。即ち、実導入先となる導入室の数を減らして、バルブタイミングを遅角させることで、切替速度Vcを超える回転速度では、進角の場合と同様にバルブタイミングの遅角可変速度が高められる。   On the other hand, in S107 when the adjustment direction is set to the retarding direction R, the spool 68 is moved to the second retarding position Pr2. As a result, the main retard chambers 25 and 26 as the introduction chambers and the sub retard chambers 27 and 28, which are part of the main retard chambers 25 and 26, communicate with the pump 4, and the remaining sub retard chambers. The chambers 27 and 28 are connected to the drain pan 5. As a result, the hydraulic oil is distributed and introduced only into the main retard chambers 25 and 26 communicating with the pump 4, and the rotational phase is changed in the retard direction R. That is, by reducing the number of introduction chambers that are actual introduction destinations and retarding the valve timing, the variable timing speed of the valve timing can be increased at the rotational speed exceeding the switching speed Vc as in the case of the advance angle. .

このような高速時制御モードに対し、S106により小目標判定が下された場合には、図20のS108へと移行することで、微調整時制御モードを実行する。この微調整時制御モードでは、S105の低速時制御モードと同様に、調整方向に応じた第一進角位置Pa1又は第一遅角位置Pr1へスプール68を移動させる。但し、微調整時制御モードについては、その実行時間を、S105による低速時制御モード及びS107による高速時制御モードの場合よりも十分に短くすることで、目標位相を超える変化を抑制して回転位相の微調整を可能にする。   When the small target determination is made in S106 for such a high-speed control mode, the process proceeds to S108 in FIG. 20 to execute the fine-adjustment control mode. In the fine adjustment time control mode, the spool 68 is moved to the first advance angle position Pa1 or the first delay angle position Pr1 according to the adjustment direction, as in the low speed control mode of S105. However, in the fine adjustment control mode, the execution time is sufficiently shorter than in the low speed control mode in S105 and the high speed control mode in S107, so that the change exceeding the target phase is suppressed and the rotation phase is suppressed. Enables fine adjustment of.

尚、S102,S105,S107,S108の実行終了後には、S101へと戻ることで、内燃機関の通常運転中は、S101〜S108のうち適宜なステップが繰り返されることになる。   In addition, after completion | finish of execution of S102, S105, S107, S108, by returning to S101, an appropriate step among S101-S108 will be repeated during normal operation of an internal combustion engine.

ここまでの説明から本実施形態では、制御回路80としてS104を実行する部分が速度判定手段に相当し、制御回路80としてS105を実行する部分が低速時制御手段に相当し、制御回路80としてS107を実行する部分が高速時制御手段に相当する。それと共に本実施形態では、制御回路80としてS106を実行する部分が目標判定手段に相当し、制御回路80としてS108を実行する部分が微調整時制御手段に相当する。   From the above description, in the present embodiment, the part that executes S104 as the control circuit 80 corresponds to the speed determination means, the part that executes S105 as the control circuit 80 corresponds to the low-speed control means, and S107 as the control circuit 80. The part that executes is equivalent to the high-speed control means. At the same time, in this embodiment, the part that executes S106 as the control circuit 80 corresponds to the target determination means, and the part that executes S108 as the control circuit 80 corresponds to the fine adjustment time control means.

(作用効果)
次に、以上説明した第一実施形態の作用効果を説明する。
(Function and effect)
Next, the function and effect of the first embodiment described above will be described.

作動油導入により調整方向への回転位相変化を可能にする複数の導入室としては、進角室21,22,23,24又は遅角室25,26,27,28が選択される。これら複数の導入室については、調整方向への回転位相変化時に内燃機関の回転速度が低いと、その全てがポンプ4と連通する。これにより、内燃機関が低速回転する場合には、作動油が実際に導入される実導入先の導入室数を増やして、当該実導入先の内圧の高低度合いを小さくできる。故に、カム軸2から伝達されるカムトルクの交番変化に対して、実導入先の内圧変化が鋭敏に応答する低速回転の場合にあっても、実導入先からポンプ4側へ向かう作動油の逆流を抑制し得る。かかる抑制の結果、実導入先一室当たりの作動油の実導入量は増加するので、当該実導入量に応じた回転位相の調整速度、即ちバルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   The advance chambers 21, 22, 23, and 24 or the retard chambers 25, 26, 27, and 28 are selected as the plurality of introduction chambers that enable the rotational phase change in the adjustment direction by introducing hydraulic oil. All of the plurality of introduction chambers communicate with the pump 4 when the rotational speed of the internal combustion engine is low when the rotational phase changes in the adjustment direction. Thereby, when the internal combustion engine rotates at a low speed, the number of introduction chambers of the actual introduction destination into which the hydraulic oil is actually introduced can be increased, and the level of the internal pressure of the actual introduction destination can be reduced. Therefore, even if the internal pressure change at the actual introduction destination responds sharply to the alternating change of the cam torque transmitted from the camshaft 2, the backflow of hydraulic oil toward the pump 4 from the actual introduction destination Can be suppressed. As a result of this suppression, the actual introduction amount of the hydraulic oil per actual introduction destination chamber increases, so that it is possible to increase the rotational phase adjustment speed according to the actual introduction amount, that is, the variable timing of the valve timing.

また一方で、調整方向への回転位相変化時に内燃機関の回転速度が高いと、複数の導入室のうち一部であるメイン進角室21,22又はメイン遅角室25,26は、ポンプ4と連通して作動油の導入を受ける。しかし、複数の導入室のうち、その残りであるサブ進角室23,24又はサブ遅角室27,28は、作動油を排出させるドレンパン5と連通する。これにより、内燃機関が高速回転する場合には、作動油が実際に導入される実導入先の導入室数を減らすことができるので、ポンプ4からの作動油供給量のうち、実導入先一室当たりに分配される分配供給量を増加させ得る。かかる増加の結果、高速回転に伴う逆流抑制作用も相俟って、実導入先一室当たりの作動油の実導入量は増加するので、高速回転の場合にも、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   On the other hand, if the rotational speed of the internal combustion engine is high when the rotational phase changes in the adjustment direction, the main advance chambers 21 and 22 or the main retard chambers 25 and 26 that are a part of the plurality of introduction chambers are connected to the pump 4. Introduced hydraulic fluid in communication with However, among the plurality of introduction chambers, the remaining sub advance chambers 23 and 24 or sub retard chambers 27 and 28 communicate with the drain pan 5 that discharges hydraulic oil. As a result, when the internal combustion engine rotates at a high speed, the number of introduction chambers of the actual introduction destination into which the hydraulic oil is actually introduced can be reduced. The distribution supply distributed per room can be increased. As a result of this increase, the actual introduction amount of hydraulic fluid per chamber at the actual introduction destination increases due to the backflow suppression effect accompanying high-speed rotation, so the variable timing of the valve timing is increased even in high-speed rotation. It becomes possible.

さらに、ポンプ4からの作動油の供給圧力が低下するほど、ハウジングロータ11及びベーンロータ14間の隙間等を通じた作動油の漏れ量は、減少する傾向にある。そこで、内燃機関が低速回転する場合には、当該回転の速度に追従する供給圧力を低下させて漏れ量を減少させつつ、実導入先の導入室数を増やして逆流量をも減少させ得る。故に、実導入先一室当たりの実導入量を確実に増加させて、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   Furthermore, the amount of hydraulic oil leakage through the gap between the housing rotor 11 and the vane rotor 14 tends to decrease as the hydraulic oil supply pressure from the pump 4 decreases. Therefore, when the internal combustion engine rotates at a low speed, it is possible to reduce the reverse flow rate by increasing the number of introduction chambers at the actual introduction destination while reducing the leakage amount by reducing the supply pressure following the rotation speed. Therefore, it is possible to reliably increase the actual introduction amount per actual introduction destination room and increase the variable speed of the valve timing.

尚、内燃機関が高速回転する場合には、当該回転の速度に追従する供給圧力が上昇して、作動油の漏れは生じるものの、実導入先の導入室数を減らすことによる分配供給量の増加作用を、逆流抑制作用と共に発揮できる。これによれば、実導入先一室当たりの実導入量を増加させることにつき、作動油の漏れに起因して大きく阻害される事態を回避し得るので、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   When the internal combustion engine rotates at a high speed, the supply pressure that follows the rotation speed rises and hydraulic fluid leaks, but the distribution supply amount increases by reducing the number of introduction chambers at the actual introduction destination. The action can be exhibited together with the backflow suppressing action. According to this, since it is possible to avoid a situation where the actual introduction amount per one room of the actual introduction destination is greatly hindered due to leakage of hydraulic oil, it is possible to increase the variable speed of the valve timing. It becomes.

またさらに、高速回転の場合に導入室としてのサブ進角室23,24又はサブ遅角室27,28は、流体絞りとしての進角絞り通路683又は遅角絞り通路687を介してドレンパン5と連通する。これらドレンパン5と連通する側の導入室では、カムトルクの交番変化により内圧上昇しても、内部の作動油又は空気がドレンパン5側へ向かう流れは絞られるので、それら内部流体が排出され難くなる。またこのとき、ポンプ4と連通する側のメイン進角室21,22又はメイン遅角室25,26、即ち実導入先の導入室では、カムトルクの交番変化により内圧上昇しても、ポンプ4からの供給圧力が作用することで、内部の作動油が排出され難くなる。これらの排出規制作用によれば、調整方向とは反対方向にカムトルクが作用して回転位相の戻りが生じる事態を、抑制できる。故に、実導入先一室当たりの実導入量の増加と相俟って、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   Further, the sub advance chambers 23 and 24 or the sub retard chambers 27 and 28 as the introduction chamber in the case of high speed rotation are connected to the drain pan 5 via the advance throttle passage 683 or the retard throttle passage 687 as a fluid throttle. Communicate. In the introduction chamber on the side communicating with the drain pan 5, even if the internal pressure rises due to the alternating change of the cam torque, the flow of the internal hydraulic oil or air toward the drain pan 5 is restricted, so that it is difficult to discharge these internal fluids. Further, at this time, in the main advance chambers 21 and 22 or the main retard chambers 25 and 26 on the side communicating with the pump 4, that is, the introduction chamber at the actual introduction destination, even if the internal pressure increases due to the alternating change of the cam torque, the pump 4 As a result, the hydraulic oil inside is hardly discharged. According to these discharge regulating actions, it is possible to suppress a situation in which the cam torque acts in the direction opposite to the adjustment direction and the rotational phase returns. Therefore, the variable speed of the valve timing can be increased in combination with the increase in the actual introduction amount per one room for the actual introduction destination.

加えて、低速回転の場合に全ての導入室をポンプ4に連通させることと、高速回転の場合に一部の導入室をポンプ4に且つ残りの導入室をドレンパン5に連通させることとの切り替えは、共通の方向制御弁60によって実現できる。これによれば、制御系40の構成を可及的に簡素化しつつ、低速回転及び高速回転いずれの場合にあっても、所期の連通形態へと迅速に切り替えてバルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   In addition, switching between connecting all the introduction chambers to the pump 4 in the case of low speed rotation and connecting some of the introduction chambers to the pump 4 and the remaining introduction chambers to the drain pan 5 in the case of high speed rotation. Can be realized by a common directional control valve 60. According to this, while simplifying the configuration of the control system 40 as much as possible, in either case of low speed rotation or high speed rotation, it is quickly switched to the intended communication form to increase the variable speed of the valve timing. It becomes possible.

また加えて、方向制御弁60は、ベーンロータ14及びカム軸2からなる連動回転体に内蔵されることで、当該ロータ14の区画する液室、即ち進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28に対しては、可及的に近接して配置され得る。これにより方向制御弁60は、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28のうち、近接した全導入室又は一部導入室には作動油導入を、近接した排出室には作動油排出を、迅速に行うことができる。故に、実導入先一室当たりの実導入量の増加と相俟って、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   In addition, the directional control valve 60 is built in an interlocking rotating body composed of the vane rotor 14 and the camshaft 2, so that the liquid chambers defined by the rotor 14, that is, the advance chambers 21, 22, 23, 24, and the retarder. The corner chambers 25, 26, 27, and 28 can be arranged as close as possible. As a result, the directional control valve 60 allows the introduction of hydraulic oil to all of the adjacent introduction chambers or some of the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28. The hydraulic oil can be quickly discharged into the discharge chamber. Therefore, the variable speed of the valve timing can be increased in combination with the increase in the actual introduction amount per one room for the actual introduction destination.

さらに加えて、内燃機関の回転速度が高くても、回転位相の目標調整量が小さい微調整を行う場合には、バルブタイミングの可変速度を高めるよりも、同可変速度を低くしてバルブタイミングの可変分解能を高めることが好ましい。そこで、高速回転且つ小目標調整量の場合に全導入室としての進角室21,22,23,24又は遅角室25,26,27,28をポンプ4に連通させるので、それら導入室一室当たりの分配供給量を減少させ得る。これによれば、導入室一室当たりの導入量も減少するので、バルブタイミングの可変速度を低下させ得る。したがって、バルブタイミングの可変分解能を高めるような微調整を、実現可能となる。   In addition, even when the rotational speed of the internal combustion engine is high, when performing fine adjustment with a small target adjustment amount of the rotational phase, rather than increasing the variable speed of the valve timing, the variable speed is reduced to reduce the valve timing. It is preferable to increase the variable resolution. Therefore, in the case of high-speed rotation and a small target adjustment amount, the advance chambers 21, 22, 23, and 24 or the retard chambers 25, 26, 27, and 28 serving as all the introduction chambers are communicated with the pump 4. The distribution supply per room can be reduced. According to this, since the introduction amount per introduction chamber is also reduced, the variable speed of the valve timing can be reduced. Therefore, it is possible to realize fine adjustment that increases the variable resolution of the valve timing.

尚、内燃機関の回転速度が高い状況下、回転位相の目標調整量が大きい場合には、上述の如く一部の導入室をポンプ4に且つ残りの導入室をドレンパン5に、それぞれ連通させることで、実導入先となる当該一部導入室の一室当たりの実導入量を増加させ得る。故に、高速回転且つ大目標調整量の場合には、バルブタイミングの可変分解能よりも可変速度を優先的に、高めることが可能となる。   When the rotational speed of the internal combustion engine is high and the target adjustment amount of the rotational phase is large, a part of the introduction chambers are connected to the pump 4 and the remaining introduction chambers are connected to the drain pan 5 as described above. Thus, the actual introduction amount per room of the partial introduction room as the actual introduction destination can be increased. Therefore, in the case of high-speed rotation and a large target adjustment amount, the variable speed can be preferentially increased over the variable resolution of the valve timing.

またさらに加え、複数選択される導入室としての進角室21,22,23,24と、それら導入室と同数選択される排出室としての遅角室25,26,27,28は、調整方向が進角方向Aから遅角方向Rへ切り替えられるのに応じて、機能を入れ替えられる。同様に、複数選択される導入室としての遅角室25,26,27,28と、それら導入室と同数選択される排出室としての進角室21,22,23,24は、調整方向が遅角方向Rから進角方向Aへ切り替えられるのに応じて、機能を入れ替えられる。こうした構成によれば、調整方向が進角方向A及び遅角方向Rのいずれであっても、実導入先の導入室数を内燃機関の回転速度に応じて増減させて、バルブタイミングの可変速度を高めることが可能となる。   In addition, a plurality of advance chambers 21, 22, 23, and 24 as introduction chambers, and retardation chambers 25, 26, 27, and 28 as discharge chambers selected in the same number as the introduction chambers are adjusted in the adjustment direction. Is switched from the advance angle direction A to the retard angle direction R, the function is switched. Similarly, a plurality of retard chambers 25, 26, 27, and 28 as introduction chambers and advance chambers 21, 22, 23, and 24 as discharge chambers selected in the same number as the introduction chambers have adjustment directions. In accordance with the switching from the retard direction R to the advance direction A, the functions are switched. According to such a configuration, regardless of whether the adjustment direction is the advance angle direction A or the retard angle direction R, the number of introduction chambers of the actual introduction destination is increased or decreased according to the rotational speed of the internal combustion engine, and the variable timing of the valve timing Can be increased.

(第二実施形態)
図21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系2040では、通路41,43,45,47が回転軸140及びカム軸2からそれらの外部に跨って形成され、通路48,49が回転機構系2010及びカム軸2の外部に形成されている。それと共に制御系2040では、方向制御弁2060がベーンロータ14及びカム軸2からなる連動回転体には内蔵されず、回転機構系2010及びカム軸2の外部に配置されている。
(Second embodiment)
As shown in FIG. 21, the second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment. In the control system 2040 of the second embodiment, the passages 41, 43, 45, 47 are formed from the rotation shaft 140 and the cam shaft 2 to the outside thereof, and the passages 48, 49 are the rotation mechanism system 2010 and the cam shaft 2. It is formed outside. At the same time, in the control system 2040, the direction control valve 2060 is not built in the interlocking rotating body composed of the vane rotor 14 and the cam shaft 2, but is disposed outside the rotation mechanism system 2010 and the cam shaft 2.

方向制御弁2060において金属製のスリーブ2066は、有底円筒状に形成され、内燃機関の固定節に固定されている。かかる固定によりスリーブ2066は、水平面上の車両においては水平方向(図21の左右方向)に軸合わせして配置されている。スリーブ2066は、サブ進角ポート663、メイン進角ポート661、メイン遅角ポート665及びサブ遅角ポート667を、軸方向の底側から開口側へ向かってこの順で、形成している。それと共にスリーブ2066は、軸方向のメイン進角ポート661及びメイン遅角ポート665間に供給ポート668を形成している。さらにスリーブ2066は、軸方向のサブ遅角ポート667より開口側にドレンポート669を形成し、軸方向のメイン進角ポート661より底側に別のドレンポート2660,2669を形成している。ここでドレンポート2660,2669は、ドレンポート669と同様にドレン通路49と連通することで、当該通路49を介してドレンパン5にも連通している。   In the direction control valve 2060, a metal sleeve 2066 is formed in a bottomed cylindrical shape and is fixed to a fixed node of the internal combustion engine. By such fixing, the sleeve 2066 is arranged in an axial alignment in the horizontal direction (left-right direction in FIG. 21) in a vehicle on a horizontal plane. The sleeve 2066 forms a sub advance port 663, a main advance port 661, a main retard port 665, and a sub retard port 667 in this order from the bottom in the axial direction toward the opening. At the same time, the sleeve 2066 forms a supply port 668 between the main main advance port 661 and the main retard port 665 in the axial direction. Further, the sleeve 2066 forms a drain port 669 on the opening side of the sub-retarding port 667 in the axial direction, and forms other drain ports 2660 and 2669 on the bottom side of the main advance angle port 661 in the axial direction. Here, the drain ports 2660 and 2669 communicate with the drain passage 49 in the same manner as the drain port 669, thereby communicating with the drain pan 5 through the passage 49.

また、方向制御弁2060において金属製のスプール2068は、有底円筒状に形成され、スリーブ2066の内部に同軸上に収容されている。かかる収容形態によりスプール2068は、水平面上の車両においては水平方向(即ち、図21の左右方向)に軸合わせして配置され、スリーブ2066に対して軸方向に往復摺動可能となっている(例えば図22〜26参照)。スプール2068は、スリーブ2066の開口を通じてリニアソレノイド62の駆動軸62aと接触することで、当該軸62aから軸方向の駆動力を受ける。それと共にスプール2068は、スリーブ2066の底との間にリターンスプリング64を挟持することで、当該スプリング64から軸方向の復原力を受ける。   In the directional control valve 2060, the metal spool 2068 is formed in a bottomed cylindrical shape and is coaxially accommodated in the sleeve 2066. With such a storage form, the spool 2068 is arranged in the horizontal direction (that is, the left-right direction in FIG. 21) in a vehicle on a horizontal plane, and can reciprocate in the axial direction with respect to the sleeve 2066 ( For example, see FIGS. The spool 2068 receives the driving force in the axial direction from the shaft 62a by contacting the driving shaft 62a of the linear solenoid 62 through the opening of the sleeve 2066. At the same time, the spool 2068 receives an axial restoring force from the spring 64 by sandwiching the return spring 64 between the spool 2068 and the bottom of the sleeve 2066.

スプール2068は、スリーブ2066の底に向かって軸方向に開口し且つ絞り通路683,687と連通する有底孔状に、連通通路689を形成している。これにより進角絞り通路683は、図23の如くサブ進角ポート663と連通又は図25の如くメイン進角ポート661と連通するときに、流体絞りとして機能することで、連通通路689を通じた流体流れを当該連通先及びドレンポート2669間にて絞る。一方、遅角絞り通路687は、図25の如くサブ遅角ポート667と連通又は図23の如くメイン遅角ポート665と連通するときに、流体絞りとして機能することで、連通通路689を通じた流体流れを当該連通先及びドレンポート2669間にて絞る。   The spool 2068 has a communication passage 689 that is open in the axial direction toward the bottom of the sleeve 2066 and has a bottomed hole that communicates with the throttle passages 683 and 687. As a result, the advance throttle passage 683 functions as a fluid throttle when communicating with the sub advance port 663 as shown in FIG. 23 or communicating with the main advance port 661 as shown in FIG. The flow is restricted between the communication destination and the drain port 2669. On the other hand, the retarded throttle passage 687 functions as a fluid throttle when communicating with the sub-retarded port 667 as shown in FIG. 25 or communicating with the main retarded port 665 as shown in FIG. The flow is restricted between the communication destination and the drain port 2669.

以上の方向制御弁2060を備えた制御系2040では、制御回路80からリニアソレノイド62への通電状態に応じて、スプール2068が図22〜26の如く移動する。その結果、供給ポート668及びドレンポート669,2660,2669のうちから、進角ポート661,663及び遅角ポート665,667の各々の連通先が切り替えられる。即ち、ポンプ4及びドレンパン5のうちから、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28の各々の連通先が切り替えられる。これにより第二実施形態では、進角室21,22,23,24及び遅角室25,26,27,28に対する作動油の入出が制御される。尚、第一実施形態で説明した図4〜8は、第二実施形態においてはそれぞれ図22〜26に対応しており、それら図22〜26では、作動油が実際に導入される液室へ向かうポートに、クロスハッチングを付して示している。   In the control system 2040 including the directional control valve 2060 described above, the spool 2068 moves as shown in FIGS. 22 to 26 in accordance with the energization state from the control circuit 80 to the linear solenoid 62. As a result, the communication ports of the advance port 661, 663 and the retard port 665, 667 are switched from the supply port 668 and the drain ports 669, 2660, 2669. That is, the communication destinations of the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28 are switched from the pump 4 and the drain pan 5. Thereby, in 2nd embodiment, the entrance / exit of the hydraulic fluid with respect to the advance chambers 21, 22, 23, 24 and the retard chambers 25, 26, 27, 28 is controlled. 4 to 8 described in the first embodiment correspond to FIGS. 22 to 26 in the second embodiment, respectively, and in these FIGS. 22 to 26, to the liquid chamber into which the hydraulic oil is actually introduced. The port that heads is shown with cross-hatching.

図22の状態では、第一実施形態と同様の連通形態となる第一進角位置Pa1に、スプール2068が移動している。故に、この第一進角位置Pa1の場合にも、図4の如きメイン進角室21,22及びサブ進角室23,24への作動油導入量に応じた速度にて、回転位相が進角方向Aへ変化することで、バルブタイミングが進角する。   In the state of FIG. 22, the spool 2068 has moved to the first advance angle position Pa <b> 1 that has the same communication form as the first embodiment. Therefore, even in the case of this first advance angle position Pa1, the rotational phase advances at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main advance chambers 21, 22 and the sub advance chambers 23, 24 as shown in FIG. By changing in the angular direction A, the valve timing is advanced.

図23の状態では、サブ進角ポート663及びメイン遅角ポート665の連通先がドレンポート2669となる以外は、第一実施形態と同様の連通形態となる第二進角位置Pa2に、スプール2068が変化している。故に、第二進角位置Pa2の場合にも、図5の如きメイン進角室21,22への作動油導入量に応じた速度にて、回転位相が進角方向Aへ変化することで、バルブタイミングが進角する。   In the state of FIG. 23, the spool 2068 is set at the second advance angle position Pa2 having the same communication form as in the first embodiment except that the communication destination of the sub advance port 663 and the main retard port 665 is the drain port 2669. Has changed. Therefore, even in the case of the second advance position Pa2, the rotational phase changes in the advance direction A at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main advance chambers 21 and 22 as shown in FIG. The valve timing is advanced.

図24の状態では、メイン進角ポート661及びサブ進角ポート663が連通通路689を介さずにドレンポート2660と連通する以外は、第一実施形態と同様の連通形態となる第一遅角位置Pr1に、スプール2068が移動している。故に、この第一遅角位置Pr1の場合にも、図6の如きメイン遅角室25,26及びサブ遅角室27,28への作動油導入量に応じた速度にて、回転位相が遅角方向Rへ変化することで、バルブタイミングが遅角する。   In the state shown in FIG. 24, the first retarded angle position is the same as the first embodiment except that the main advance port 661 and the sub advance port 663 communicate with the drain port 2660 without passing through the communication passage 689. The spool 2068 is moved to Pr1. Therefore, also in the case of the first retard position Pr1, the rotational phase is retarded at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main retard chambers 25 and 26 and the sub retard chambers 27 and 28 as shown in FIG. By changing in the angular direction R, the valve timing is retarded.

図25の状態では、サブ遅角ポート667及びメイン進角ポート661の連通先がドレンポート2669となり且つサブ進角ポート663が連通通路689を介さずにドレンポート2660と連通する以外は、第一実施形態と同様の連通形態となる第二遅角位置Pr2に、スプール2068が移動している。故に、この第二遅角位置Pr2の場合にも、図7の如きメイン遅角室25,26への作動油導入量に応じた速度にて、回転位相が遅角方向Rへ変化することで、バルブタイミングが遅角する。   In the state of FIG. 25, the first communication is performed except that the sub-retarding port 667 and the main advance port 661 are connected to the drain port 2669 and the sub-advance port 663 communicates with the drain port 2660 without passing through the communication passage 689. The spool 2068 is moved to the second retard position Pr2 that is in the same communication form as the embodiment. Therefore, also in the case of the second retard position Pr2, the rotational phase changes in the retard direction R at a speed corresponding to the amount of hydraulic oil introduced into the main retard chambers 25 and 26 as shown in FIG. The valve timing is retarded.

図26の状態では、ポート661,663,665,667,668,669,2660,2669間の連通を全て遮断する保持位置Phに、スプール2068が移動している。故に、この保持位置Phの場合にも、図8の如く回転位相が作動油圧力によっては変化しないことで、バルブタイミングが実質保持される。   In the state shown in FIG. 26, the spool 2068 is moved to the holding position Ph that blocks all communication between the ports 661, 663, 665, 667, 668, 669, 2660, and 2669. Therefore, also in the case of this holding position Ph, the valve timing is substantially held because the rotational phase does not change depending on the hydraulic oil pressure as shown in FIG.

以上説明した第二実施形態においても、第一実施形態に準じた制御原理及び制御フローにより、方向制御弁60の内蔵に関すること以外は、第一実施形態と同様な作用効果を発揮可能である。   Also in the second embodiment described above, the same operational effects as those in the first embodiment can be exhibited by the control principle and the control flow according to the first embodiment, except that the directional control valve 60 is built-in.

(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。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to these embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present invention. Can be applied.

具体的に変形例1では、例えば電動ポンプ等、回転速度には依拠しない圧力をもって作動油を供給するポンプ4を、供給源として採用してもよい。また、変形例2では、通路683,687に流体絞りとしての機能を、持たせなくてもよい。   Specifically, in the first modification, a pump 4 that supplies hydraulic oil with a pressure that does not depend on the rotational speed, such as an electric pump, may be employed as the supply source. In the second modification, the passages 683 and 687 may not have a function as a fluid throttle.

変形例3では、図27に示すように、S106,108を実行しない制御フローを、採用してもよい。また、変形例4では、第二進角位置Pa2及び第二遅角位置Pr2のうち一方を、スプール68の移動位置として採用しなくてもよい。   In the third modification, as shown in FIG. 27, a control flow that does not execute S106 and 108 may be adopted. Further, in Modification 4, one of the second advance angle position Pa2 and the second retard angle position Pr2 may not be adopted as the movement position of the spool 68.

変形例5では、メイン進角室21,22とサブ遅角室27,28とを、共通のベーンを挟んだ両側に形成すると共に、サブ進角室23,24とメイン遅角室25,26とを、共通のベーンを回転方向に挟んだ両側に形成してよい。また、変形例6では、動弁として排気弁のバルブタイミングを可変にする装置や、動弁として吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを可変にする装置にも、本発明を適用してもよい。   In the modified example 5, the main advance chambers 21 and 22 and the sub retard chambers 27 and 28 are formed on both sides of the common vane, and the sub advance chambers 23 and 24 and the main retard chambers 25 and 26 are formed. May be formed on both sides of a common vane sandwiched in the rotational direction. Further, in the sixth modification, the present invention can be applied to a device that varies the valve timing of the exhaust valve as a valve, and a device that varies the valve timing of both the intake valve and the exhaust valve as a valve. Good.

1 バルブタイミング可変装置、2 カム軸、4 ポンプ、5 ドレンパン、10,2010 回転機構系、11 ハウジングロータ、14 ベーンロータ、21,22 メイン進角室、23,24 サブ進角室、25,26 メイン遅角室、27,28 サブ遅角室、40,2040 制御系、60,2060 方向制御弁、66,2066 スリーブ、68,2068 スプール、80 制御回路、683 進角絞り通路、687 遅角絞り通路、A 進角方向、Pa1 第一進角位置、Pa2 第二進角位置、Pr1 第一遅角位置、Pr2 第二遅角位置、Qc 切替量、R 遅角方向、Vc 切替速度 1 Valve timing variable device, 2 cam shaft, 4 pump, 5 drain pan, 10, 2010 rotating mechanism system, 11 housing rotor, 14 vane rotor, 21, 22 main advance chamber, 23, 24 sub advance chamber, 25, 26 main Delay chamber, 27, 28 Sub-retard chamber, 40, 2040 Control system, 60, 2060 Directional control valve, 66, 2066 Sleeve, 68, 2068 Spool, 80 Control circuit, 683 Advance throttle passage, 687 Delay throttle passage , A advance angle direction, Pa1 first advance angle position, Pa2 second advance angle position, Pr1 first retard angle position, Pr2 second retard angle position, Qc switching amount, R retard angle direction, Vc switching speed

Claims (5)

ドレン回収系(5)から供給源(4)を通じて供給される作動液の圧力を利用することにより、内燃機関にてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸(2)が開閉する動弁のバルブタイミングを、可変とするバルブタイミング可変装置であって、
前記クランク軸と連動して回転するハウジングロータ(11)と、
前記カム軸と連動して回転し、前記ハウジングロータの内部に液室(21,22,23,24,25,26,27,28)を並べて区画し、それら液室に対する前記作動液の入出により前記ハウジングロータに対する回転位相が調整されるベーンロータ(14)と、
前記供給源からの前記作動液の導入により前記回転位相の調整方向への変化を可能にする前記液室を、導入室として選択すると共に、前記回転位相の前記調整方向への変化に際して前記ドレン回収系への前記作動液の排出を必須とする前記液室を、排出室として選択し、それら導入室及び排出室に対する前記作動液の入出を制御する制御系(40,2040)とを、備え、
前記導入室へ導入される前記作動液は、前記回転速度に追従する圧力をもって、前記供給源から供給され、
前記導入室を複数選択する前記制御系は、
通電状態に応じて、前記供給源及び前記ドレン回収系のうちから、前記導入室及び前記排出室の各々の連通先を切り替える方向制御弁(60,2060)と、
前記調整方向へ前記回転位相を変化させる場合に、前記内燃機関の回転速度を判定する速度判定手段(S104)と、
前記回転速度は低いとする低速判定が前記速度判定手段により下されるのに応じて前記方向制御弁への通電を制御することにより、全ての前記導入室(21,22,23,24,25,26,27,28)を前記供給源に連通させる状態へ、前記方向制御弁を切り替える低速時制御手段(S105)と、
前記回転速度は高いとする高速判定が前記速度判定手段により下されるのに応じて前記方向制御弁への通電を制御することにより、一部の前記導入室(21,22,25,26)を前記供給源に連通させると共に、残りの前記導入室(23,24,27,28)を前記ドレン回収系に連通させる状態へ、前記方向制御弁を切り替える高速時制御手段(S107)とを、有することを特徴とするバルブタイミング可変装置。
By using the pressure of the hydraulic fluid supplied from the drain recovery system (5) through the supply source (4), the valve timing of the valve that opens and closes the camshaft (2) by torque transmission from the crankshaft in the internal combustion engine. Is a variable valve timing device,
A housing rotor (11) that rotates in conjunction with the crankshaft;
Rotating in conjunction with the camshaft, the liquid chambers (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28) are arranged in the housing rotor side by side, and the hydraulic fluid enters and exits these liquid chambers. A vane rotor (14) whose rotational phase relative to the housing rotor is adjusted;
The liquid chamber that allows the rotation phase to change in the adjustment direction by introducing the hydraulic fluid from the supply source is selected as an introduction chamber, and the drain recovery is performed when the rotation phase changes in the adjustment direction. A control system (40, 2040) for selecting the liquid chamber that requires the discharge of the hydraulic fluid to the system as a discharge chamber and controlling the introduction and discharge of the hydraulic fluid to and from the introduction chamber and the discharge chamber,
The hydraulic fluid introduced into the introduction chamber is supplied from the supply source with a pressure that follows the rotational speed,
The control system for selecting a plurality of the introduction chambers,
A direction control valve (60, 2060) for switching communication destinations of the introduction chamber and the discharge chamber from the supply source and the drain recovery system according to an energized state;
Speed determining means (S104) for determining the rotational speed of the internal combustion engine when the rotational phase is changed in the adjustment direction;
The rotational speed is lower that by slow determination to control the energization of the directional control valve according to Ru sent down by the speed determination means, all of the inlet chamber (21, 22 , 26, 27, 28), a low speed control means (S105) for switching the directional control valve to a state of communicating with the supply source,
By the rotation speed is fast determination to high to control the energization of the directional control valve according to which Ru Do by said speed determination means, a part of the introduction chamber (21, 22, 25, 26) High-speed control means (S107) for switching the directional control valve to a state where the remaining introduction chamber (23, 24, 27, 28) is communicated with the drain recovery system. A variable valve timing device comprising:
前記制御系は、
前記ドレン回収系から前記導入室の間に、流体絞り(683,687)を有し、
前記高速時制御手段は、
一部の前記導入室を前記供給源に連通させると共に、前記流体絞りを介して残りの前記導入室を前記ドレン回収系に連通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可変装置。
The control system is
A fluid throttle (683, 687) is provided between the drain recovery system and the introduction chamber,
The high speed control means includes:
2. The variable valve timing device according to claim 1, wherein a part of the introduction chambers are communicated with the supply source, and the remaining introduction chambers are communicated with the drain recovery system via the fluid throttle.
前記方向制御弁(60)は、前記ベーンロータ及び前記カム軸からなる連動回転体に内蔵されることを特徴とする請求項1又は2に記載のバルブタイミング可変装置。 The variable valve timing device according to claim 1 or 2 , wherein the directional control valve (60) is built in an interlocking rotating body including the vane rotor and the camshaft. 前記制御系は、
前記調整方向へ前記回転位相を変化させる場合に、前記回転位相の目標調整量を判定する目標判定手段(S106)と、
前記高速判定が前記速度判定手段により下され、且つ前記目標調整量は小さいとする小目標判定が前記目標判定手段により下れた場合に、全ての前記導入室を前記供給源に連通させる微調整時制御手段(S108)と、
前記高速判定が前記速度判定手段により下され、且つ前記目標調整量は大きいとする大目標判定が前記目標判定手段により下れた場合に、一部の前記導入室を前記供給源に連通させると共に、残りの前記導入室を前記ドレン回収系に連通させる前記高速時制御手段とを、有することを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のバルブタイミング可変装置。
The control system is
Target determining means (S106) for determining a target adjustment amount of the rotational phase when the rotational phase is changed in the adjustment direction;
The high-speed determination is made as by the speed determination means, and when the target amount of adjustment is small target determination to small is lower by the target determination unit, the fine communicating all of said inlet chamber to said source Adjustment control means (S108);
The high-speed determination is made as by the speed determining means, causes and when the target amount of adjustment is large target determination that greater is lower by the target determining unit, communicates a portion of the inlet chamber to said source together, and said high-speed drive control module for communicating the rest of the introduction chamber into the drain recovery system, the variable valve timing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it has.
前記調整方向を進角方向(A)及び遅角方向(R)のいずれかに切り替えて、回転位相を変化させる前記制御系は、
前記導入室及び前記排出室をそれぞれ同数ずつ選択することにより、前記調整方向の切り替えに応じて、前記導入室としての前記液室と前記排出室としての前記液室とを入れ替えることを特徴とする請求項1〜のいずれか一項に記載のバルブタイミング可変装置。
The control system that changes the rotation phase by switching the adjustment direction to either the advance angle direction (A) or the retard angle direction (R),
By selecting the same number of the introduction chambers and the discharge chambers, the liquid chamber as the introduction chamber and the liquid chamber as the discharge chamber are switched according to switching of the adjustment direction. The valve timing variable device according to any one of claims 1 to 4 .
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