JPWO2011055589A1 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この弁開閉時期制御装置は、図1に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する「駆動側回転体」としてのハウジング1と、ハウジング1に対して同軸上に配置され、カムシャフト101と同期回転する「従動側回転体」としての内部ロータ2とを備えている。カムシャフト101は、エンジンの吸気弁の開閉を制御する不図示のカムの回転軸である。なお、カムシャフト101は、不図示のエンジンのシリンダヘッドに回転自在に組み付けられている。
内部ロータ2は、図1に示すごとく、カムシャフト101の先端部に一体的に組付けられている。内部ロータ2は、ボルトによってカムシャフト101の先端部に締め付け固定してある。
中間ロック機構6は、エンジンの始動直後において作動流体の流体圧力が安定しない状況において、ハウジング1と内部ロータ2とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の「第一の所定位相」としての中間ロック位相に拘束する。これによって、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフト101の回転位相を適正に維持し、エンジンの安定的な回転を現出する。なお、本実施形態では、中間ロック位相を、不図示の吸気弁と排気弁との開弁時期が一部重複する位相としている。この結果、エンジン始動時の炭化水素(HC)の低減が図られ、低エミッションのエンジンとすることができる。
最遅角ロック機構7は、アイドリング運転時等の低速回転時において、ハウジング1と内部ロータ2とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を「第二の所定位相」としての最遅角位相に拘束する。即ち、カムシャフトのトルク変動に基づく遅角方向及び進角方向の変位力に拘らず、内部ロータ2が相対回転移動しないため、安定したアイドリング運転状態を実現できる。なお、本実施形態において、最遅角位相は、排気弁の閉弁タイミングと吸気弁の開弁タイミングがほぼ同じとなる位相であって、アイドリング運転状態が安定する位相である。相対回転位相が最遅角位相であっても、エンジンは始動可能である。
「作動流体用ポンプ」としてのオイルポンプ5は、エンジンにより駆動されて「作動流体」の一例である作動油の供給を行う。オイルポンプ5は、クランクシャフトの回転駆動力が伝達されることにより駆動する機械式の油圧ポンプである。オイルポンプ5は、図1に示すごとく、オイルパン5aに貯留された作動油を吸入し、その作動油を下流側へ吐出する。吐出された作動油は、後述する流体制御機構及び流体切換機構を介して、流体圧室4に供給される。また、流体圧室4から排出された作動油は、流体制御機構及び流体切換機構を介して、オイルパン5aに戻される。なお。弁開閉時期制御装置から漏洩した作動油もオイルパン5aに回収されるよう構成してある。
図1,図2に示すごとく、弁開閉時期制御装置は、「流体制御機構」としての電磁制御型のOCV(オイルコントロールバルブ)9と、「流体切換機構」としての電磁制御型のOSV(オイルスイッチングバルブ)10とを備えている。OCV9及びOSV10は、オイルポンプ5に各別に接続されている。OCV9によって、進角通路43、最遅角ロック通路71、及び遅角通路44に対する作動油の供給、排出、及び供給量保持の制御が可能である。OSV10を制御することにより、中間ロック通路61へ作動油に対する作動油の供給及び排出の切換が可能である。
図示はしていないが、エンジンのクランクシャフトの回転角を検出するクランク角センサと、カムシャフト101の回転角を検出するカムシャフト角センサとが設けられている。ECU8は、これらのクランク角センサとカムシャフト角センサとの検出結果から相対回転位相を検出し、相対回転位相がいずれの位相にあるかを判定する。また、ECU8には、イグニッションキーのON/OFF情報、作動油の油温を検出する油温センサからの情報、等を取得する信号系が形成されている。また、ECU8のメモリ内には、エンジンの運転状態に応じた最適の相対回転位相の制御情報が記憶されている。ECU8は、運転状態(エンジン回転速度、冷却水温等)の情報と、上述した制御情報とから、相対回転位相を制御する。
弁開閉時期制御装置の動作を図2乃至図5に基づいて説明する。なお、エンジン始動からエンジン停止までにおける相対回転位相の変位、中間ロック機構6の状態、最遅角ロック機構7の状態、OCV9の制御、及びOSV10の制御のタイムチャートを図7に示す。
上述の実施形態では、中間ロック機構6及び最遅角ロック機構7が各別に、ロック溝62及びロック部材64、または、ロック溝72及びロック部材74を備えた例を示したが、ロック部材を中間ロック機構6と最遅角ロック機構とで共有してあっても良い。即ち、中間ロック機構6及び最遅角ロック機構7が、内部ロータ2に形成されたロック溝を各別に備えると共に、夫々のロック溝に対して出退可能なよう外部ロータ12に配設され、ロック溝に突出したとき、ロック溝に係止してハウジング1に対する内部ロータ2の相対回転移動を、中間ロック位相または最遅角位相に拘束する共通のロック部材を備えてあっても良い。この別実施形態を図8乃至図10に基づいて説明する。上述の実施形態と同様の構成に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すこととする。
上述の実施形態では、中間ロック機構6はOSV10で制御し、最遅角ロック機構7はOCV9で制御したが、これに限られるものではない。中間ロック機構6及び最遅角ロック機構7の両方をOSV10一つで制御しても良い。この別実施形態を図11乃至図13に基づいて説明する。上述の実施形態と同様の構成に関する説明は省略する。また、同じ構成の箇所には同じ符号を付すこととする。図11に示すごとく、ハウジング1、内部ロータ2、オイルポンプ5、OCV9、OSV10等の配置構成は上述の実施形態と同じである。
(1)上述の実施形態では、内部ロータ2を進角側に付勢するトーションスプリング3を備えたが、これに限られるものではない。例えば、内部ロータ2を遅角側に付勢するトーションスプリングを備えても良い。これにより、最遅角ロック部材74が最遅角ロック溝72に対向する時間が長くなったり、対向するタイミングが多くなったりして、最遅角ロック部材74が最遅角ロック溝72に突入し易くなる。また、図示はしないが、トーションスプリング自体を備えていなくても良い。
2 内部ロータ(従動側回転部材)
4 流体圧室
5 オイルポンプ(作動流体用ポンプ)
6 ロック機構(第一ロック機構)
7 最遅角ロック機構(第二ロック機構)
9 OCV(流体制御機構)
10 OSV(流体切換機構)
22 ベーン(仕切部)
41 進角室
42 遅角室
43 進角通路
62 中間ロック溝(ロック溝)
64 中間ロック部材(ロック部材)
72 最遅角ロック溝(ロック溝)
74 最遅角ロック部材74(ロック部材)
101 カムシャフト
Claims (8)
- 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転体と、
前記駆動側回転体に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体とで形成され、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、
作動流体の供給を行う作動流体用ポンプから前記流体圧室への前記作動流体の供給及び前記流体圧室からの作動流体の排出を制御する流体制御機構と、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の第一の所定位相に拘束可能な第一ロック機構と、
前記相対回転位相を前記第一の所定位相とは別の第二の所定位相に拘束可能な第二ロック機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。 - 前記第一ロック機構による拘束時には、前記第二ロック機構は前記相対回転位相の拘束を解除している請求項1に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第一ロック機構及び前記第二ロック機構が、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体のうち何れか一方に形成されたロック溝と、
前記ロック溝に対して出退可能なよう前記駆動側回転体および前記従動側回転体のうち前記ロック溝とは反対側の回転体に配設され、前記ロック溝に突出したとき、前記ロック溝に係止して前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転移動を拘束するロック部材と、を各別に備えた請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記第一ロック機構及び前記第二ロック機構が、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体のうち何れか一方に形成されたロック溝を各別に備えると共に、夫々の前記ロック溝に対して出退可能なよう前記駆動側回転体および前記従動側回転体のうち前記ロック溝とは反対側の回転体に配設され、前記ロック溝に突出したとき、前記ロック溝に係止して前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転移動を、前記第一の所定位相または前記第二の所定位相に拘束する共通のロック部材を備えた請求項1または2に記載の弁開閉時期制御装置。 - 前記流体制御機構と前記進角室とを接続する進角通路を、前記第二ロック機構における前記ロック溝に接続してある請求項3または4に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第一ロック機構及び前記第二ロック機構への前記作動流体の給排を切り換える一つの流体切換機構を備えた請求項1から4の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第二の所定位相を、前記第一の所定位相よりも遅角側の位相に設定してある請求項1から6の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
- 前記第二の所定位相を、前記第一の所定位相よりも遅角側の位相であって、最遅角位相または最遅角位相近傍の位相に設定してある請求項1から6の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
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