WO2012086084A1 - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

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横山　友
治仁 藤村
慶 遠藤
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トヨタ自動車 株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a variable valve operating apparatus including a hydraulically driven variable mechanism that changes valve timing and a lock mechanism that locks the valve timing at a specific time.
  • FIG. 8A shows the internal structure of the variable mechanism 100 with the cover of the variable mechanism 100 removed
  • FIG. 8B shows the cross-sectional structure taken along the line BB of FIG. 8A. Indicates.
  • FIG. 8A the rotation direction of the camshaft 200 is indicated by an arrow RC.
  • the variable mechanism 100 shown in FIG. 8 includes two rotating bodies that rotate around the same rotation axis, and one rotating body is driven and connected to a crankshaft via a chain (both not shown) and
  • the assembly is composed of a housing 102 fixed thereto, and the other rotating body is a vane rotor 103 that is drivingly connected to the camshaft 200.
  • a plurality of vanes 103A provided in the vane rotor 103 are accommodated in a plurality of accommodating chambers 105 formed in the housing 102, and each of the accommodating chambers 105 is advanced and retarded by a vane 103A. It is divided into and.
  • the vane 103A is displaced in the storage chamber 105 by the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 106 and the retard chamber 107, and relative rotation occurs between the housing 102 and the vane rotor 103. Relative rotation phase, in other words, the valve timing is changed.
  • variable mechanism 100 is provided with a lock mechanism 110 that locks the valve timing at an intermediate timing between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing (hereinafter referred to as “specific timing”).
  • the lock mechanism 110 includes a recess 112 formed in the sprocket 101 and a pin 111 accommodated in the vane 103 ⁇ / b> A so as to be close to and away from the recess 112. Yes.
  • a spring 113 for biasing the pin 111 is provided in a space for accommodating the pin 111 in the vane 103A, and a release chamber 114 to which hydraulic oil is supplied is formed.
  • the pin 111 is biased by the spring 113 in the direction of fitting into the recess 112, while the pin 111 is released from the recess 112 by a force based on the pressure of the hydraulic oil supplied to the release chamber 114, that is, the pin 111 is released. Biased in the direction.
  • the pin of the advance angle limiting mechanism (hereinafter referred to as “advance limit pin”) is inserted into the corresponding recess, thereby permitting the delay from the specific timing of the valve timing, but only the advance angle. Is regulated.
  • a pin of the retard limit mechanism (hereinafter referred to as “retard limit pin”) into the corresponding recess, the advance from the specific timing of the valve timing is allowed, but only the retard is allowed. Is regulated. That is, in such a lock mechanism, the advance angle and retard angle of the valve timing are regulated by inserting the pin of the advance angle limiting mechanism and the pin of the retard angle limiting mechanism into the corresponding recesses respectively, and the valve timing is locked at a specific time. On the other hand, when both the pins are released, the locked state is released.
  • FIG. 9C shows a change in the valve lift amount when only the retard limit pin is released while the advance limit pin is fitted in the recess.
  • the lock mechanism is in the locked state (a broken line) because relative rotation occurs between the two rotating bodies so that the valve timing changes from the specific timing to the retard side due to the positive torque acting on the cam shaft.
  • the valve lift amount is reduced as compared with FIG.
  • the relative rotation between the two rotating bodies in the direction in which the valve timing changes from the specific timing to the advance side is regulated by the advance limit pin. The lift amount does not change.
  • FIG. 9D shows a change in the valve lift amount when only the advance limit pin is released in a state where the retard limit pin is fitted in the recess.
  • the lock mechanism is in a locked state (a broken line) because relative rotation occurs between the two rotating bodies so that the valve timing changes from the specific timing to the advance side due to negative torque acting on the camshaft.
  • the valve lift amount is reduced as compared with FIG.
  • the relative rotation between the two rotating bodies in the direction in which the valve timing changes from the specific timing to the retard side is restricted by the retard limit pin. The lift amount does not change.
  • the engine operating state such as the engine rotation speed or the intake air amount may change accordingly. Therefore, every time the lock mechanism is switched from the locked state to the released state, if the release order of the advance angle limit pin and the retard angle limit pin is different, the engine operating state also changes in a different manner each time.
  • an oil passage control valve that controls the supply / discharge state of hydraulic oil to / from the release chamber of the advance angle limiting mechanism and the supply / discharge state of hydraulic oil to the release chamber of the retardation limit mechanism It is also possible to control the advance angle limit pin and the retard angle limit pin by separate oil path control valves by providing separate oil path control valves for controlling. However, in this case, it is necessary to provide an oil passage control valve corresponding to each pin, and an increase in manufacturing cost is inevitable.
  • a variable valve operating apparatus for an internal combustion engine includes a first rotating body that rotates in synchronization with a crankshaft and a second rotating body that rotates in synchronization with a camshaft. And a hydraulically driven variable mechanism that changes the valve timing of the valve that is driven to open and close by the camshaft by the relative rotation generated between the two rotating bodies based on the hydraulic oil pressure, and the valve timing is the most retarded
  • the relative rotation between the two rotating bodies is limited in a manner that restricts the change to the advance side while allowing the change to the retard side from the specific time between the timing and the most advanced angle time.
  • the relative rotation between the two rotating bodies is limited in a manner that restricts the advance angle limiting mechanism and the valve timing from changing to the retarded angle side while allowing the valve timing to change to the advanced angle side.
  • Retardation limiting mechanism, and both of these limiting mechanisms And a locking mechanism for mechanically locking the valve timing in the specific timing by the work.
  • Each of the advance angle limiting mechanism and the retard angle limiting mechanism includes a pin provided on one of the rotating bodies, a recess provided on the other of the rotating bodies and into which the pin fits, and the pin serving as the recess.
  • a spring for urging the pin in a direction to be inserted into the pin, and a release chamber to which hydraulic oil for urging the pin in a direction in which the pin is pulled out from the recess is supplied.
  • the respective pins are fitted into the respective concave portions to restrict relative rotation between the two rotating bodies, while increasing the hydraulic pressure in the respective release chambers to the release hydraulic pressure. Is removed from each of the recesses, and the restriction on the relative rotation between the two rotating bodies is released.
  • the advance angle limiting mechanism and the retard angle limiting mechanism are configured such that the supply / discharge state of the hydraulic oil to the release chamber is controlled by a common oil passage control valve, and the release hydraulic pressures are different from each other. .
  • the restriction mechanisms are configured such that the release hydraulic pressure of the advance angle restriction mechanism and the release hydraulic pressure of the retard angle restriction mechanism are different from each other. Therefore, in order to switch the lock mechanism from the locked state where the valve timing is mechanically locked at a specific time to the released state, the hydraulic oil is respectively supplied to the release chambers of both restriction mechanisms via the common oil passage control valve. When supplied and the hydraulic pressure in both release chambers rises, the pin of the limiting mechanism set at a low release hydraulic pressure is always withdrawn from the recess first. In other words, the pin of the limiting mechanism whose release hydraulic pressure is set low is always released first.
  • the lock mechanism when the lock mechanism is switched from the locked state to the released state, the change mode of the valve lift amount generated before and after the lock mechanism is suppressed from being different every time the switch is performed.
  • the engine operating state can be supplied and discharged with the common oil passage control valve to each release chamber of the advance angle limiting mechanism and the retard angle limiting mechanism. Can be prevented from changing in a different manner each time.
  • the pins of the both limit mechanisms are inserted into the recesses, respectively.
  • the change in the engine operating state that occurs when only the pin of the first limiting mechanism is switched to the state of being removed from the recess is that the pin of the both limiting mechanisms is inserted into the recess from the second limit.
  • the release hydraulic pressure of the first limiting mechanism is set lower than the release hydraulic pressure of the second limiting mechanism, which is smaller than that when only the pin of the mechanism is switched to the state where it is removed from the recess.
  • the advance angle limit pin is released before the delay angle limit pin. This is different from the change in the engine operating state and the change in the engine operating state when the retard limit pin is released before the advance limit pin. For this reason, if the change in the engine operating state when the advance angle limit pin is released before the retard angle limit pin is small, the release hydraulic pressure of the advance angle limit mechanism is lower than the release hydraulic pressure of the delay angle limit mechanism. On the other hand, if the change in the engine operating state when the retard limit pin is released before the advance limit pin is small, the release hydraulic pressure of the retard limit mechanism is set higher than the release hydraulic pressure of the advance limit mechanism. It is desirable to set it low. As a result, when the lock mechanism is switched from the locked state to the released state, it is possible to suppress a significant change in the engine operating state and to stabilize the engine operating state.
  • the release hydraulic pressure of the advance angle limit mechanism is If the engine output change is small when the retard limit pin is released before the advance limit pin, while the lower limit is set lower than the release hydraulic pressure, the release hydraulic pressure of the retard limit mechanism is set to It is desirable to set it lower than the release hydraulic pressure.
  • the variable mechanism changes the valve timing of the intake valve.
  • the intake valve opens when the piston of the internal combustion engine is near top dead center.
  • the spring constant of the spring of one restriction mechanism is set lower than that of the other restriction mechanism, or the pin on which the hydraulic pressure in the release chamber acts It is possible to adopt a configuration in which the area of the pressure receiving portion is set so that one of the limiting mechanisms is smaller than the other limiting mechanism.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 2.
  • A shows the corresponding relationship between the hydraulic oil supply state and each mode of the oil passage control valve in the variable valve operating device, and
  • A shows the corresponding relationship between the hydraulic oil supply state and each mode of the oil passage control valve in the variable valve operating device
  • (b) shows the state of the variable mechanism and the limit pin and each mode of the oil passage control valve.
  • FIG. 6 is a graph showing a difference between a valve lift amount when the lock mechanism is in a locked state and a valve lift amount when one of the advance angle limit pin and the retard angle limit pin is released first; ) Shows the valve lift when only the retard limit pin is released, and (b) is a graph showing the valve lift when only the advance limit pin is released.
  • the timing chart which shows the state of the hydraulic fluid supply to the cancellation
  • (A) is an end view showing the internal structure of a conventional variable mechanism, and (b) is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line BB in (A).
  • FIG. 1 is a graph showing the torque acting on the camshaft
  • (b) is a graph showing the valve lift when the lock mechanism is in the locked state
  • (c) is the release of only the retard limit pin.
  • 6 is a graph showing a change in the valve lift when the advance limit pin is released only.
  • FIG. 1 a crankshaft 12 that converts a reciprocating motion into a rotational motion is connected to a piston 11 that is accommodated in a cylinder of the internal combustion engine 10 so as to be able to reciprocate.
  • a combustion chamber 13 is defined by the top surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder.
  • An intake camshaft 22 that opens and closes the intake valve 21 and an exhaust camshaft 24 that opens and closes the exhaust valve 23 are provided on the upper portion of the internal combustion engine 10.
  • an oil pan 15 that stores hydraulic oil is attached to the lower part of the internal combustion engine 10, and an oil pump 14 that is driven by the rotational force of the crankshaft 12 to assemble the hydraulic oil of the oil pan 15 is provided.
  • the variable valve operating device 20 is provided at the tip of the camshaft 22 to change the valve timing of the intake valve 21 and a specific intermediate timing (hereinafter referred to as the most advanced timing). And a hydraulic mechanism 60 that controls the hydraulic pressure of each oil chamber provided in the variable valve operating apparatus 20.
  • the sprocket 31 of the variable mechanism 25 is drivingly connected to the crankshaft 12 through a timing chain (not shown). Further, the cover 30 of the variable mechanism 25 is provided on the surface opposite to the side on which the sprocket 31 is provided.
  • the hydraulic mechanism 60 includes a hydraulic oil passage 61 and an oil passage control valve (hereinafter referred to as “OCV (Oil Control Valve)”) 62.
  • the hydraulic oil passage 61 includes a plurality of oil passages that supply the hydraulic oil of the oil pan 15 to each oil chamber, and a plurality of oil passages that return the hydraulic oil from each oil chamber to the oil pan 15. Further, the OCV 62 controls the supply / discharge state of the hydraulic oil with respect to each oil chamber provided in the variable valve apparatus 20.
  • the hydraulic oil stored in the oil pan 15 functions as a hydraulic oil for lubricating each part of the internal combustion engine 10 in addition to a function as a hydraulic oil that generates a hydraulic pressure for driving the variable valve device 20. It has also.
  • the internal combustion engine 10 is provided with various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10.
  • various sensors include a crank angle sensor 16 provided in the vicinity of the crankshaft 12 for detecting the crank angle and the engine rotational speed, and a cam provided in the vicinity of the camshaft 22 for detecting the position of the camshaft 22.
  • the control unit 18 is provided with a storage device for storing calculation results of various controls, a function map used for the calculation, and the like in addition to the calculation device and the drive circuit. And this control part 18 detects the driving
  • the valve timing of the intake valve 21 is made to match the target valve timing suitable for the engine operating state by appropriately changing the spool position of the OCV 62 based on the engine operating state. To control this.
  • FIG. 2 shows the internal structure of the variable mechanism 25 with the sprocket 31 removed.
  • the sprocket 31, the housing 32, and the cover 30 described above are fixed to each other by bolts (not shown) and rotate integrally around the rotation axis of the cam shaft 22.
  • the cover 30, the sprocket 31, and the housing 32 function as a first rotating body that is drivingly connected to the crankshaft 12.
  • the cam shaft 22 and the housing 32 are assumed to rotate in the rotational direction RC shown in FIG.
  • the housing 32 is provided with three partition portions 34 extending radially inward.
  • a vane rotor 33 that rotates about the same rotation axis as the housing 32 is accommodated in the housing 32 so as to be rotatable with respect to the housing 32.
  • the vane rotor 33 includes a boss 33A coupled to the camshaft 22 so as to be integrally rotatable, and three vanes 33B projecting radially outward from the boss 33A.
  • the boss 33 ⁇ / b> A is fixed to the end of the camshaft 22 by a center bolt 38.
  • the three compartments 34 of the housing 32 and the bosses 33A of the vane rotor 33 define three housing chambers 35. Each of the housing chambers 35 is divided into an advance chamber 36 and a retard chamber 37 by the vanes 33B. It is partitioned.
  • the vane rotor 33 functions as a second rotating body that is drivingly connected to the cam shaft 22.
  • the variable mechanism 25 is provided with a lock mechanism 26 that holds the valve timing at a specific time suitable for engine start.
  • the lock mechanism 26 includes an advance angle limiting mechanism 40 and a retard angle limiting mechanism 50 provided in each of the separate vanes 33B.
  • the advance angle limiting mechanism 40 allows the housing 32 and the vane rotor 33 to rotate relative to each other in a manner that restricts the valve timing from changing to the advance side while allowing the valve timing to change from the specific time. Restrict.
  • the retard angle limiting mechanism 50 causes the housing 32 and the vane rotor 33 to rotate relative to each other in a manner that restricts the valve timing from changing to the retard angle side while allowing the valve timing to change from the specific timing. Limit that.
  • advance angle limiting mechanism 40 and the retard angle limiting mechanism 50 also function as a ratchet mechanism that advances the valve timing stepwise from a timing that is behind the specific timing to a specific timing.
  • the valve timing is held at a specific time by the cooperation of the advance angle limiting mechanism 40 and the retard angle limiting mechanism 50.
  • the OCV 62 described above is built in the center bolt 38.
  • the variable mechanism 25 has a plurality of oil passages (operating oil passages 61) extending in the radial direction of the vane rotor 33 from the OCV 62 to the oil chambers of the advance chamber 36, the retard chamber 37, and the lock mechanism 26. Is provided.
  • the hydraulic oil passage 61 includes a supply oil passage 63, an advance oil passage 66, a retard oil passage 67, a release oil passage 68, and a discharge oil passage 69.
  • the OCV 62 functions as a common oil passage control valve that controls the supply / discharge state of the hydraulic oil to and from the advance chamber 36 and the retard chamber 37, and the first release chamber 47 and the second release chamber 57.
  • the supply oil passage 63 communicates with the oil pump 14 and the OCV 62.
  • the supply oil passage 63 has a first supply oil passage 64 connected to the advance / retard angle supply port 64P of the OCV 62 and a second supply oil connected to the release supply port 65P of the OCV 62. It branches off to the road 65.
  • the advance oil passage 66 communicates the advance port 66P of the OCV 62 and the advance chamber 36.
  • the retard oil passage 67 communicates the retard port 67P of the OCV 62 and the retard chamber 37.
  • the release oil passage 68 is configured as an oil passage that is independent of the advance oil passage 66 and the retard oil passage 67 described above, and is used for releasing the first release chamber 47 and the OCV 62 of the advance angle limiting mechanism 40 in the middle.
  • the first release oil passage 68A that communicates with the port 68P and the second release oil passage 68B that communicates between the second release chamber 57 of the retard restriction mechanism 50 and the release port 68P of the OCV 62 are branched. Yes.
  • the discharge oil passage 69 is connected to the discharge port 69 ⁇ / b> P of the OCV 62 and extends to the oil pan 15.
  • the advance angle limiting mechanism 40 includes an advance angle limit pin 41 that reciprocates in the tip end side ZA and the base end side ZB in a vane hole 46 formed in the vane 33B, and a first recess 43 in which the advance angle limit pin 41 is fitted.
  • the first spring 42 for urging the advance angle limiting pin 41 toward the distal end ZA and the first release chamber 47 for supplying or discharging hydraulic oil are provided.
  • the advance angle limiting pin 41, the first spring 42, and the first release chamber 47 are all provided in the vane 33B, while the first recess 43 is formed in the cover 30.
  • the advance angle limiting pin 41 is provided with a bottomed cylindrical base end portion 41A disposed on the base end side ZB, and protrudes from the base end portion 41A to the front end side ZA and from the bottom area S1 of the base end portion 41A. And a cylindrical tip portion 41B having a small cross-sectional area S3. Further, the advance angle limiting pin 41 moves to the front end side ZA in the vane hole 46, so that a part of the front end portion 41B protrudes outside the vane 33B and fits into the first recess 43.
  • the vane hole 46 is partitioned by the advance limit pin 41 into a first spring chamber 48 on the base end side ZB and a first release chamber 47 on the front end side ZA.
  • the first spring chamber 48 accommodates a first spring 42 that biases the advance limit pin 41 toward the distal end ZA.
  • hydraulic oil is supplied to the first release chamber 47 through the first release oil passage 68A (see FIGS. 2 and 3) described above.
  • the advance angle limiting pin 41 is pulled out of the first recess 43 by the urging force based on this hydraulic pressure, and is moved to the base end side ZB. Moving. That is, the advance limit pin 41 is released.
  • a portion located at the bottom of the base end portion 41A of the advance limit pin 41 and on the outer periphery of the tip end portion 41B functions as a pressure receiving portion 41C to which the hydraulic pressure of the first release chamber 47 acts.
  • the area S ⁇ of the pressure receiving portion 41C is an area (S1-S3) obtained by subtracting the cross-sectional area S3 of the distal end portion 41B from the bottom area S1 of the proximal end portion 41A.
  • the first recess 43 has an arc shape along the circumferential direction of the cover 30.
  • the first concave portion 43 includes a first upper step portion 44 having a relatively shallow depth and a first lower step portion 45 having a relatively deep depth.
  • the first upper stage 44 is formed on the retard side with respect to the first lower stage 45.
  • the retardation limiting mechanism 50 includes a retardation limiting pin 51 that reciprocates in the distal end ZA and the proximal end ZB in a vane hole 56 formed in the vane 33B, and a second recess 53 in which the retardation limiting pin 51 is fitted.
  • the second spring 52 for urging the retard limit pin 51 to the distal end side ZA and the second release chamber 57 for supplying or discharging hydraulic oil are provided.
  • the retard limit pin 51, the second spring 52, and the second release chamber 57 are all provided in the vane 33B, while the second recess 53 is formed in the cover 30.
  • the retardation limiting pin 51 is provided with a bottomed cylindrical base end portion 51A disposed on the base end side ZB, and is provided to project from the base end portion 51A to the front end side ZA and from the bottom area S2 of the base end portion 51A. And a cylindrical tip 51B having a small cross-sectional area S4.
  • the retard limit pin 51 moves to the front end side ZA in the vane hole 56, so that a part of the front end portion 51B protrudes outside the vane 33B and fits into the second recess 53.
  • the vane hole 56 is partitioned by the retard limit pin 51 into a second spring chamber 58 on the proximal end side ZB and a second release chamber 57 on the distal end side ZA.
  • the second spring chamber 58 accommodates a second spring 52 that biases the retard limit pin 51 toward the distal end side ZA.
  • the spring constant K2 of the second spring 52 is set lower than the spring constant K1 of the first spring 42 described above (K2 ⁇ K1).
  • hydraulic oil is supplied to the second release chamber 57 through the above-described second release oil passage 68B (see FIGS. 2 and 3).
  • the retard limit pin 51 When the hydraulic pressure in the second release chamber 57 rises above the second release hydraulic pressure P2, the retard limit pin 51 is pulled out of the second recess 53 by the biasing force based on this hydraulic pressure, and is moved to the proximal side ZB. Moving. That is, the retard limit pin 51 is released.
  • a portion located at the bottom of the base end portion 51A of the retard limit pin 51 and on the outer periphery of the tip end portion 51B functions as a pressure receiving portion 51C to which the hydraulic pressure of the second release chamber 57 acts.
  • the area S ⁇ of the pressure receiving portion 51C is an area obtained by subtracting the cross-sectional area S4 of the distal end portion 51B from the bottom area S2 of the proximal end portion 51A (S2-S4).
  • the area S ⁇ of the pressure receiving portion 51C is set smaller than the area S ⁇ of the pressure receiving portion 41C of the advance angle limiting pin 41 described above (S ⁇ ⁇ S ⁇ ).
  • the second recess 53 has an arc shape along the circumferential direction of the cover 30.
  • the second concave portion 53 includes a second upper step portion 54 having a relatively shallow depth and a second lower step portion 55 having a relatively deep depth.
  • the second upper step portion 54 is formed on the retard side with respect to the second lower step portion 55.
  • the second release hydraulic pressure P2 of the retard restriction mechanism 50 described above is set lower than the first release hydraulic pressure P1 of the advance restriction mechanism 40 (P2 ⁇ P1).
  • the first release hydraulic pressure P1 includes the spring constant K1 of the first spring 42, the area S ⁇ of the pressure receiving portion 41C of the advance limit pin 41, the weight of the advance limit pin 41, and the advance limit pin 41.
  • the frictional force with the vane hole 46 is set in consideration.
  • the second release hydraulic pressure P2 includes the spring constant K2 of the second spring 52, the area S ⁇ of the pressure receiving portion 51C of the retard limit pin 51, the weight of the retard limit pin 51, and the retard limit pin 51.
  • the frictional force with the vane hole 56 is set in consideration.
  • An area S ⁇ of 51C is set.
  • Advance limit pin 41, retard limit pin 51, first upper step 44 and first lower step 45 formed in first recess 43, and second upper step formed in second recess 53 54 and the second lower stage portion 55 function as a ratchet mechanism that gradually advances the valve timing to a specific time by an alternating torque acting on the cam shaft 22. That is, the first upper step portion 44 and the first lower step portion 45 formed in the first concave portion 43 have the delay of each step portion when the advance angle limiting pin 41 is fitted into these step portions 44 and 45.
  • the angle-side inner wall restricts the displacement of the limit pin 41 toward the retard side.
  • the second upper step portion 54 and the second lower step portion 55 formed in the second recess 53 are restricted by the inner wall on the retard side of each step portion when the retard limit pin 51 is fitted.
  • the displacement of the pin 51 toward the retard angle side is regulated.
  • FIG. 4 shows a state where the lock mechanism 26 is in a locked state and the valve timing is locked at a specific time.
  • the advance limit pin 41 remains fitted in the first lower step 45 and the first lower step 45. Until it comes into contact with the inner wall 45A on the retarded side. In other words, the valve timing is allowed to change to the retard side from the specific time by an amount corresponding to the amount of displacement.
  • the retard limit pin 51 remains on the advance side of the second lower step portion 55 while being fitted into the second lower step portion 55. It can be displaced to the advance side until it comes into contact with the inner wall 55B. That is, the valve timing is allowed to change from the specific timing to the advance side by an amount corresponding to the amount of displacement.
  • each mode (spool position) of the OCV 62 and the supply / discharge state of the hydraulic oil to the advance chamber 36, the retard chamber 37, and the release chambers 47 and 57 The relationship will be described. Specifically, when the OCV 62 is switched between modes such as the first mode, the second mode, the third mode, the fourth mode, and the fifth mode through the control of the spool position of the OCV 62, the OCV 62 described above is controlled. The opening area of each port changes. Thereby, the supply / discharge state of the hydraulic oil to the advance chamber 36, the retard chamber 37, and the release chambers 47 and 57 is changed.
  • the advance / retard angle supply port 64P and the advance port 66P are communicated, and hydraulic oil is supplied from the first supply oil passage 64 to the advance oil passage 66.
  • the retard port 67P and the discharge port 69P are communicated, and the hydraulic oil is discharged from the retard oil passage 67 to the discharge oil passage 69.
  • the release port 68 ⁇ / b> P and the discharge port 69 ⁇ / b> P are communicated, and the hydraulic oil is discharged from the release oil passage 68 to the discharge oil passage 69.
  • the communication area between the advance / retard angle supply port 64P and the advance port 66P in the second mode is set to be smaller than the communication area in the first mode. For this reason, the amount of hydraulic fluid supplied from the first supply oil passage 64 to the advance oil passage 66 in the second mode is smaller than that in the first mode.
  • variable mechanism 25 advances the valve timing. Further, the advance limit pin 41 and the retard limit pin 51 are urged in the direction of fitting into the first recess 43 and the second recess 53, respectively.
  • the OCV 62 is set to the first mode when the engine is started, and is set to the second mode when the engine operation is stopped and during idle operation.
  • the release supply port 65P and the release port 68P are communicated with each other, and the first release chamber 47 and the first release port are connected from the second supply oil passage 65 through the release oil passage 68 (68A, 68B).
  • the hydraulic oil is supplied to the two release chambers 57 respectively.
  • the advance limit pin 41 and the retard limit pin 51 are released by the urging force based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the release chambers 47 and 57, and the lock mechanism 26 is released.
  • the advance / retard angle supply port 64P and the advance angle port 66P are communicated, and hydraulic oil is supplied from the first supply oil passage 64 to the advance chambers 36 via the advance oil passage 66.
  • the retard port 67P and the discharge port 69P are communicated, and the hydraulic oil in each retard chamber 37 is discharged from the retard oil passage 67 through the discharge oil passage 69.
  • the valve timing is advanced. That is, the OCV 62 is set to the third mode when executing the advance control of the valve timing.
  • the release supply port 65P and the release port 68P are communicated with each other, and the first release chamber 47 and the first release port are connected from the second supply oil passage 65 through the release oil passage 68 (68A, 68B).
  • the hydraulic oil is supplied to the two release chambers 57 respectively.
  • the advance limit pin 41 and the retard limit pin 51 are released by the urging force based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the release chambers 47 and 57, and the lock mechanism 26 is released. Further, the advance port 66P and the retard port 67P are closed.
  • the OCV 62 is set to the fourth mode when the valve timing is maintained at the target valve timing and when the lock mechanism 26 is switched from the locked state to the released state.
  • the release supply port 65P and the release port 68P are communicated with each other, and the first release chamber 47 and the first release chamber 65 are connected from the second supply oil passage 65 through the release oil passage 68 (68A, 68B).
  • the hydraulic oil is supplied to the two release chambers 57 respectively.
  • the advance limit pin 41 and the retard limit pin 51 are released by the urging force based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil supplied to the release chambers 47 and 57, and the lock mechanism 26 is released.
  • the advance angle supply port 66P and the discharge port 69P are communicated, and the hydraulic oil in each advance angle chamber 36 is discharged from the advance angle oil passage 66 through the discharge oil passage 69.
  • the advance / retard angle supply port 64P and the retard angle port 67P are communicated, and hydraulic oil is supplied from the first supply oil path 64 to the respective retard angle chambers 37 via the retard angle oil path 67.
  • the valve timing is retarded. That is, the OCV 62 is set to the fifth mode when executing the valve timing retardation control.
  • variable valve gear 20 When the crankshaft 12 rotates as the engine operates, the driving force is transmitted to the variable mechanism 25 via a timing chain (not shown), and the camshaft 22 rotates together with the variable mechanism 25. Thus, the intake valve 21 is opened and closed by a cam (not shown) provided on the cam shaft 22.
  • the vane 33 ⁇ / b> B is formed in the storage chamber 35 based on the hydraulic pressure of the advance chamber 36 and the retard chamber 37. Displace. Thereby, the relative rotational position of the vane rotor 33 with respect to the sprocket 31 and the housing 32, that is, the relative rotational position of the cam shaft 22 with respect to the crankshaft 12 is changed, and the valve timing of the intake valve 21 is changed.
  • the vane rotor 33 rotates relative to the housing 32 in the advance side direction. Is advanced.
  • the valve timing becomes the most advanced timing.
  • the valve timing is retarded when the vane rotor 33 rotates relative to the housing 32 in the retard angle direction.
  • the vane 33B comes into contact with the inner wall on the retard side of the advance chamber 36, the valve timing becomes the most retarded timing.
  • the engine operation in the combustion cycle that is, the so-called “Atkinson cycle” in which the closing timing of the intake valve 21 is retarded by a relatively large amount from the bottom dead center BDC of the piston 11 is performed. Will be made. Thereby, an expansion ratio can be made larger than a compression ratio, and a fuel consumption can be improved.
  • the lock mechanism 26 is switched to the locked state when the engine stop is requested so that the valve timing is locked at a specific time that is a valve timing suitable for engine start.
  • the engine stop request is executed after the internal combustion engine 10 shifts to idle operation. Therefore, when the internal combustion engine 10 shifts during idle operation, the OCV 62 is controlled so that the lock mechanism 26 is switched to the locked state. That is, when the valve timing is on the retard side with respect to the specific timing, the OCV 62 is set to the second mode. On the other hand, when the valve timing is more advanced than the specific timing, the OCV 62 is once set to the fifth mode, and the valve timing is retarded. Thereafter, the OCV 62 is set to the second mode. Accordingly, the valve timing is gradually advanced, and the hydraulic oil is discharged from the first release chamber 47 and the second release chamber 57, respectively.
  • the advance angle limit pin 41 is displaced toward the advance side by the advance side inner wall 45B of the first lower step 45, and the retard angle limit pin 51 is displaced toward the retard side by the second angle.
  • the lock mechanism 26 is locked by being regulated by the inner wall 55A on the retard side of the lower step portion 55. That is, the valve timing is locked at a specific time.
  • cranking is started with the valve timing locked at a specific time.
  • the valve timing is set to a specific timing in this way, as shown in FIG. 6, when the piston 11 is at the top dead center (exhaust top dead center or intake top dead center) TDC.
  • the intake valve 21 is opened at the same time, and the valve is closed on the retard side from the bottom dead center (intake bottom dead center) BDC. Further, the valve overlap between the exhaust valve 23 and the intake valve 21 is kept small. As a result, the compression ratio becomes a value suitable for starting the engine, the combustibility at the time of starting the engine is stabilized, and the internal combustion engine 10 can be started well.
  • the lock mechanism 26 is switched to the release state. Specifically, when the OCV 62 is set to the fourth mode, the hydraulic oil is supplied to the first release chamber 47 and the second release chamber 57 through the release oil passage 68, respectively. As described above, since the release oil passage 68 is branched into the first release oil passage 68A and the second release oil passage 68B in the middle thereof, the hydraulic oil supplied to the release oil passage 68 is These release oil passages 68A and 68B are equally supplied to both release chambers 47 and 57.
  • the lock mechanism 26 is switched from the locked state to the released state in this way, the advance limit pin 41 and the retard limit pin 51 are rarely released at the same timing, and in many cases, One of the pins 41 and 51 is released first.
  • the engine operating state changes when the advance angle limit pin 41 is released before the retard angle limit pin 51 and the engine when the delay angle limit pin 51 is released before the advance angle limit pin 41. It is different from the change of the driving state. Specifically, under the situation where each hydraulic pressure of the advance chamber 36 and the retard chamber 37 is not sufficiently increased, one of the advance angle limit pin 41 and the retard angle limit pin 51 is not recessed. When the other is released first while being fitted in the valve, the valve lift amount changes as follows according to the pins 41 and 51 released earlier.
  • FIG. 6A shows a change in the valve lift amount when the retard limit pin 51 is released before the advance limit pin 41.
  • the retard limit pin 51 is released first, the advancement is performed during the period in which the lift amount of the intake valve 21 increases and the positive torque acts on the camshaft 22. While the angle limit pin 41 is fitted in the first lower step portion 45, the advance angle limit pin 41 is displaced toward the retard side until it contacts the inner wall 45A on the retard side of the first lower step portion 45 (FIG. 4). reference).
  • FIG. 6B shows a change in the valve lift when the advance limit pin 41 is released before the retard limit pin 51.
  • the advance angle limiting pin 41 when the advance angle limiting pin 41 is released first, it is delayed in a period in which the lift amount of the intake valve 21 is reduced and negative torque is acting on the camshaft 22.
  • the angle limiting pin 51 is displaced toward the advance side until it contacts the inner wall 55B on the advance side of the second lower step portion 55 while being fitted in the second lower step portion 55 (see FIG. 4).
  • the vane rotor 33 and the housing 32 rotate relative to each other in the direction in which the valve timing advances, the lift change of the intake valve 21 becomes faster than when the lock mechanism 26 is in the locked state (illustrated by a broken line).
  • valve lift is reduced. Therefore, compared with the case where the lock mechanism 26 is in the locked state, the engine output is reduced by reducing the amount of intake air introduced into the combustion chamber 13.
  • the retard limit pin 51 is connected to the inner wall 55A on the retard side of the second lower stage portion 55. Therefore, the displacement of the valve is restricted, so that the valve lift amount changes as in the case where the lock mechanism 26 is in the locked state.
  • the valve timing of the intake valve 21 is at a specific time, the valve timing is set so that the intake valve 21 opens at the top dead center TDC and closes on the retard side from the bottom dead center BDC.
  • the amount of intake air per hour flowing into the combustion chamber 13 when the intake valve 21 is opened the amount is reduced during the period when the valve lift amount of the intake valve 21 is increased. Becomes larger. This is because the negative pressure generated in the combustion chamber 13 is smaller and the inertial force of the intake air is smaller in the period in which the valve lift amount increases than in the period in which the valve lift amount decreases, so the average flow velocity of the intake air flowing into the combustion chamber 13 becomes smaller. It is.
  • the period in which the valve lift amount decreases and the negative torque acts on the camshaft becomes a dominant period in determining the intake air amount. Therefore, the change in the engine operating state that occurs before and after switching from the state in which the lock mechanism 26 is in the locked state to the state in which only the retard limit pin 51 is released first (FIG. 6A) is greater. This is smaller than the change in the engine operating state (FIG. 6B) that occurs before and after the state where only the advance angle limiting pin 41 is switched from the locked state to the previously released state. In other words, the degree of decrease in engine output that occurs before and after switching from the state in which the lock mechanism 26 is in the locked state to the state in which only the retard limit pin 51 is released first (FIG. 6 (a)), the lock mechanism 26 is locked. This is smaller than the degree of reduction in engine output (FIG. 6B) that occurs before and after switching from the state where only the advance angle limiting pin 41 is released to the state previously released.
  • the second release hydraulic pressure P2 of the retard limit mechanism 50 is used to release the first retard limit pin 50 of the advance limit mechanism 40 so that the retard limit pin 51 is released before the advance limit pin 41. It is set lower than the release hydraulic pressure P1 (P2 ⁇ P1).
  • the second release hydraulic pressure P2 of the retard limit mechanism 50 is set lower than the first release hydraulic pressure P1 of the advance angle limit mechanism 40 (P2 ⁇ P1), Before the hydraulic pressure in the release chamber 47 rises to the first release hydraulic pressure P1, the hydraulic pressure in the second release chamber 57 of the retardation limiting mechanism 50 is first changed to the second release hydraulic pressure P2 at timing T3. To rise. As a result, the retard limit pin 51 is released before the advance limit pin 41.
  • the hydraulic pressure in the first release chamber 47 is increased to the first release hydraulic pressure P1 at timing T4.
  • the advance angle limiting pin 41 is released and the lock mechanism 26 is released.
  • the valve timing of the intake valve 21 is set to a target valve timing suitable for the engine operating state through the control of the OCV 62.
  • the limiting mechanisms 40 and 50 are configured so that the release hydraulic pressures (first release hydraulic pressure P1 and second release hydraulic pressure P2) of the advance angle limiting mechanism 40 and the retard angle limiting mechanism 50 are different from each other. Yes. Therefore, hydraulic oil is supplied to the first release chamber 47 and the second release chamber 57 through the OCV 62 to switch the lock mechanism 26 from the locked state to the released state, and the hydraulic pressure in the release chambers 47 and 57 increases.
  • the pins 41 and 51 whose release hydraulic pressure is set low are always released first. Therefore, when the lock mechanism 26 is switched from the locked state to the released state, the change mode of the valve lift amount generated before and after the lock mechanism 26 is suppressed from being changed every time the switch is performed.
  • the retard limit pin 51 is more advanced than the advance limit pin 41 compared to the change in the engine operating state when the advance limit pin 41 is released before the retard limit pin 51.
  • the change in the engine operating state when it is first released is smaller. Therefore, the second release hydraulic pressure P2 of the retard restriction mechanism 50 is set lower than the first release hydraulic pressure P1 of the advance restriction mechanism 40 (P2 ⁇ P1).
  • variable valve operating apparatus 20 is provided with a single OCV 62, and hydraulic fluid for the advance chamber 36, the retard chamber 37, the first release chamber 47, and the second release chamber 57 is provided by this OCV 62.
  • the supply / discharge state is controlled. Therefore, the number of parts can be reduced as compared with a configuration in which a plurality of OCVs are provided, and the manufacturing cost of the variable valve gear 20 can be reduced.
  • variable valve operating apparatus for an internal combustion engine is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and may be implemented as, for example, the following form obtained by appropriately modifying this embodiment. it can.
  • each mode of OCV62 shown in the said embodiment and the supply-and-discharge state of the hydraulic fluid in the hydraulic fluid passage 61 is an example, and can be changed suitably.
  • the spring constant K2 of the second spring 52 is set lower than the spring constant K1 of the first spring 42 (K2 ⁇ K1), and the area S ⁇ of the pressure receiving portion 51C of the retard limit pin 51 is set to By setting it smaller than the area S ⁇ of the pressure receiving portion 41C of the advance limit pin 41 (S ⁇ ⁇ S ⁇ ), the second release hydraulic pressure P2 of the retard limit mechanism 50 is changed to the first release hydraulic pressure P1 of the advance limit mechanism 40.
  • An example is shown in which the value is set lower (P2 ⁇ P1).
  • the configurations of the advance angle limiting mechanism 40 and the retard angle limiting mechanism 50 are not limited to this example.
  • the spring constant K1 of the first spring 42 and the spring constant K2 of the second spring 52 are set equal, and the area S ⁇ of the pressure receiving portion 41C of the advance limit pin 41 and the pressure receive portion of the retard limit pin 51 are set.
  • the second release hydraulic pressure P2 of the retard restriction mechanism 50 may be set lower than the first release hydraulic pressure P1 of the advance restriction mechanism 40 by appropriately changing the area S ⁇ of 51C. That is, as described above, the release hydraulic pressure is affected by factors such as the spring constant, the pressure receiving area, the pin weight, and the frictional force.
  • the limiting mechanisms 40 and 50 may be configured as much as possible.
  • the second release hydraulic pressure P2 of the retard restriction mechanism 50 is set lower than the first release hydraulic pressure P1 of the advance restriction mechanism 40 (P2 ⁇ P1).
  • a configuration (P1 ⁇ P2) in which the first release hydraulic pressure P1 is set lower than the second release hydraulic pressure P2 may be employed.
  • a change in the engine operating state that occurs before and after the advance angle limit pin 41 is switched from a state in which the lock mechanism 26 is in a locked state to a state in which the advance angle limit pin 41 is released before the delay angle limit pin 51 causes
  • the advance angle limiting pin 41 may be released first.
  • the opening timing and closing timing of the intake valve when the valve timing of the intake valve is at a specific timing are not limited to those exemplified in the above embodiment, but may be engine demand characteristics such as engine output characteristics and fuel consumption characteristics. It can also be changed accordingly. Then, based on the opening timing and closing timing of the intake valve thus set, the engine operating state should be canceled first when the lock mechanism 26 is shifted from the locked state to the released state.
  • the pins 41 and 51 it is possible to achieve operational effects according to the operational effects shown in the above (1), (2), and (4).
  • the advance angle limiting pin 41 and the example in which the pin to be released first among the retard limit pins 51 is determined is shown.
  • the first release hydraulic pressure P1 and the second release hydraulic pressure P2 are set so that the advance angle limit pin 41 and the retard angle limit pin 51 are released at different timings.
  • a plurality of step portions 44, 45, 54, and 55 are formed in the first recess 43 of the advance angle limiting mechanism 40 and the second recess 53 of the retard angle limiting mechanism 50, respectively.
  • An example in which the angle limiting mechanism 40 and the retardation limiting mechanism 50 function also as a ratchet mechanism is shown.
  • the functions and effects shown in (1) to (4) above can be achieved.
  • the ratchet mechanism is configured as a mechanism for advancing the valve timing that is on the retard side with respect to the specific timing.
  • the ratchet mechanism may be configured to also have a mechanism for retarding the valve timing that is on the more advanced side than the specific time.
  • the advance angle limit pin 41 is provided on the vane rotor 33 and the first recess 43 is provided on the cover 30, while the retard limit pin 51 is provided on the cover 30 and the second recess 53 is provided on the vane rotor 33. You may do it.
  • variable valve gear 20 may be configured such that the sprocket 31 is drivingly connected to the camshaft 22 and the vane rotor 33 is drivingly connected to the crankshaft 12. Even in this case, the above-described effects can be achieved.
  • valve timing of the intake valve 21 is changed is shown as an example of the variable valve operating device 20, but the present invention is realized as a variable valve operating device that changes the valve timing of the exhaust valve 23. It is also possible. The present invention can also be applied to each of a variable valve operating device that changes the valve timing of the intake valve 21 and a variable valve operating device that changes the valve timing of the exhaust valve 23.

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Abstract

可変動弁装置（２０）は、バルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構（２５）と、同バルブタイミングを最遅角時期と最進角時期との間の特定時期にロックするロック機構（２６）とを備える。ロック機構（２６）は、進角制限機構と遅角制限機構とを有し、これらの協働によりバルブタイミングを特定時期に機械的にロックする。進角制限機構及び遅角制限機構の各々は、同機構の動作を制御するための作動油が供給される解除室を有する。両制限機構は、それら解除室に対する作動油の給排状態が共通のＯＣＶ（６２）により制御されるとともに、進角制限機構の解除油圧と遅角制限機構の解除油圧とが異なる圧力となるように構成される。

Description

内燃機関の可変動弁装置
　本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、詳しくはバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構と同バルブタイミングを特定時期にロックするロック機構とを備える可変動弁装置に関する。
　内燃機関に搭載される装置として、カム軸により開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する油圧駆動式の可変機構を備えた可変動弁装置が知られている。こうした可変動弁装置の可変機構についてその構成を図８に示す。図８（ａ）は、可変機構１００のカバーを取り外した状態での可変機構１００の内部構造を示し、同図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面構造を示す。なお、同図８（ａ）ではカム軸２００の回転方向を矢印ＲＣにて示している。
　同図８に示す可変機構１００は、同一の回転軸線周りに回転する二つの回転体を備え、一方の回転体はクランク軸にチェーン（いずれも図示略）を介して駆動連結されたスプロケット１０１及びこれに固定されたハウジング１０２よりなるアセンブリであり、他方の回転体はカム軸２００に駆動連結されたベーンロータ１０３である。ハウジング１０２の内部に形成された複数の収容室１０５の内部には、ベーンロータ１０３に設けられた複数のベーン１０３Ａがそれぞれ収容され、各収容室１０５はベーン１０３Ａによって進角室１０６と遅角室１０７とに区画されている。そして、これら進角室１０６及び遅角室１０７に供給される油圧により収容室１０５でベーン１０３Ａが変位し、ハウジング１０２とベーンロータ１０３との間に相対回転が生じることにより、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相、換言すればバルブタイミングが変更される。
　また、この可変機構１００には、バルブタイミングを最遅角時期と最進角時期との間の中間時期（以下、「特定時期」という）にロックするロック機構１１０が設けられている。図８（ｂ）に示すように、このロック機構１１０は、スプロケット１０１に形成された凹部１１２と、この凹部１１２に対して近接離間可能な態様でベーン１０３Ａに収容されたピン１１１とを備えている。さらに、ベーン１０３Ａにおいてピン１１１を収容する空間には、ピン１１１を付勢するばね１１３が設けられるとともに、作動油が供給される解除室１１４が形成されている。ピン１１１は、ばね１１３により凹部１１２に嵌入する方向に付勢される一方、解除室１１４に供給される作動油の圧力に基づく力により凹部１１２から抜脱する方向、すなわちピン１１１が解除される方向に付勢される。
　そして、機関停止要求時等、バルブタイミングを特定時期にロックする条件が成立した場合には、解除室１１４から作動油がそれぞれ排出される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧よりも低下すると、ばね１１３の付勢力によりピン１１１が凹部１１２に嵌入する。このようにピン１１１が凹部１１２に嵌入することにより、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転が機械的にロックされる。その結果、バルブタイミングが特定時期にロックされたロック状態となる。
　一方、バルブタイミングの変更要求時等、バルブタイミングを特定時期から解除する条件が成立した場合には、解除室１１４に作動油がそれぞれ供給される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力によりピン１１１が凹部１１２から抜脱する。こうしてピン１１１が解除されることにより、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転のロックが解除された解除状態となる。そして、作動油が進角室１０６及び遅角室１０７に対して選択的に給排されることで、特定時期にロックされていたバルブタイミングが機関運転状態に適した時期に変更される。なお、可変機構１００の進角室１０６及び遅角室１０７、並びにロック機構１１０の解除室１１４に対する作動油の給排状態は油路制御弁によって制御される。
　また、例えば特許文献１に記載されるように、バルブタイミングの進角及び遅角を各別に制限する二つの機構（以下、それぞれ「進角制限機構」、「遅角制限機構」という）の協働によりロック機構におけるロック機能を実現するようにした可変動弁装置も提案されている。こうしたロック機構にあっては、上述したようなピン、ばね、解除室が、進角制限機構と遅角制限機構とではベーンロータの異なるベーンに設けられる一方、各ピンが嵌入可能な凹部がスプロケットにそれぞれ形成されている。そして、進角制限機構のピン（以下、「進角制限ピン」という）がこれに対応する凹部に嵌入することにより、バルブタイミングの特定時期からの遅角については許容しつつ、その進角のみが規制される。また、遅角制限機構のピン（以下、「遅角制限ピン」という）がこれに対応する凹部に嵌入することにより、バルブタイミングの特定時期からの進角については許容しつつ、その遅角のみが規制される。すなわち、こうしたロック機構では、進角制限機構のピン及び遅角制限機構のピンが対応する凹部にそれぞれ嵌入することによりバルブタイミングの進角及び遅角が規制されて同バルブタイミングが特定時期にロックされたロック状態となる一方、両ピンがいずれも解除されることにより、こうしたロックが解除された解除状態となる。
特開２００６－９６７３号公報
　ところで、機関運転中には、カム軸のカムによりバルブが開閉駆動されるため、図９（ａ）に示すように、バルブタイミングが遅角側に変化する方向に両回転体を相対回転させようとする正トルクと、バルブタイミングが進角側に変化する方向に両回転体を相対回転させようとする負トルクとがカム軸に交互に作用する。すなわち、図９（ａ），（ｂ）に示すように、バルブの開弁期間において、バルブリフト量が増大するときには正トルクがカム軸に対して作用する一方、バルブリフト量が減少するときには負トルクがカム軸に対して作用する。
　ここで、こうした進角制限機構及び遅角制限機構を備えるロック機構では、これをロック状態から解除状態に切り替える際に、進角制限ピンと遅角制限ピンとが同一のタイミングで解除されることはほとんどなく、多くの場合、それらピンのいずれか一方が先に解除される。そして、上述した進角室及び遅角室の各油圧が十分に上昇していない状況のもとで、進角制限ピン及び遅角制限ピンの一方が凹部に嵌入したまま、他方が先に解除された場合には、その先に解除されるピンに応じてバルブリフト量が以下のように変化することとなる。
　図９（ｃ）には、進角制限ピンが凹部に嵌入している状態で、遅角制限ピンのみが解除された場合のバルブリフト量の変化を示している。この場合、カム軸に対して作用する正トルクによりバルブタイミングが特定時期から遅角側に変化するように両回転体の間に相対回転が生じることにより、ロック機構がロック状態にある場合（破線にて図示）と比較してバルブリフト量が減少するようになる。一方、カム軸に対して負トルクが作用しても、バルブタイミングが特定時期から進角側に変化する方向への両回転体の間の相対回転が進角制限ピンにより規制されるため、バルブリフト量が変化することはない。
　図９（ｄ）には、遅角制限ピンが凹部に嵌入している状態で、進角制限ピンのみが解除された場合のバルブリフト量の変化を示している。この場合、カム軸に対して作用する負トルクによりバルブタイミングが特定時期から進角側に変化するように両回転体の間に相対回転が生じることにより、ロック機構がロック状態にある場合（破線にて図示）と比較してバルブリフト量が減少する。一方、カム軸に対して正トルクが作用しても、バルブタイミングが特定時期から遅角側に変化する方向への両回転体の間の相対回転が遅角制限ピンにより規制されるため、バルブリフト量が変化することはない。
　そして、上述したように吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量が変化すると、それに伴って機関回転速度や吸入空気量等、機関運転状態が変化する場合がある。そのため、ロック機構をロック状態から解除状態に切り替える毎に進角制限ピン及び遅角制限ピンの解除順序が異なる場合には、機関運転状態もその度に異なる態様をもって変化するようになる。
　なお、上記特許文献１に記載されるように、進角制限機構の解除室に対する作動油の給排状態を制御する油路制御弁と、遅角制限機構の解除室に対する作動油の給排状態を制御する油路制御弁とを各別に設けることにより、進角制限ピンと遅角制限ピンとを各別の油路制御弁により制御することも可能である。しかし、この場合には、各ピンに対応した油路制御弁をそれぞれ設けることが必要となり、製造コストの増大が避けられない。
　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、進角制限機構及び遅角制限機構の各解除室に対して共通の油路制御弁により作動油を給排可能としつつ、ロック機構をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が都度異なる態様で変化することを抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明に従う内燃機関の可変動弁装置は、クランク軸と同期して回転する第１の回転体と、カム軸と同期して回転する第２の回転体とを有し、前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを、作動油の油圧に基づき前記両回転体の間で生じる相対回転により変更する油圧駆動式の可変機構と、バルブタイミングが最遅角時期と最進角時期との間の特定時期よりも遅角側に変化することを許容しつつ進角側に変化することを規制する態様にて前記両回転体の間の相対回転を制限する進角制限機構と、バルブタイミングが前記特定時期よりも進角側に変化することを許容しつつ遅角側に変化することを規制する態様にて前記両回転体の間の相対回転を制限する遅角制限機構とを有し、それら両制限機構の協働によりバルブタイミングを前記特定時期に機械的にロックするロック機構と、を備える。前記進角制限機構及び前記遅角制限機構の各々は、前記両回転体の一方に設けられたピンと、前記両回転体の他方に設けられて前記ピンが嵌入する凹部と、前記ピンが前記凹部に嵌入する方向に前記ピンを付勢するばねと、前記ピンが前記凹部から抜脱する方向に前記ピンを付勢するための作動油が供給される解除室とを有し、前記各解除室の油圧を低下させることにより前記各ピンを前記各凹部に嵌入させて前記両回転体の間の相対回転を制限する一方、前記各解除室の油圧を解除油圧にまで上昇させることにより前記各ピンを前記各凹部から抜脱させて前記両回転体の間の相対回転にかかる制限を解除するように構成される。前記進角制限機構及び前記遅角制限機構は、それら解除室に対する作動油の給排状態が共通の油路制御弁により制御されるとともに、前記解除油圧が互いに異なる圧力となるように構成される。
　この発明では、進角制限機構の解除油圧及び遅角制限機構の解除油圧が互いに異なる圧力となるようにそれら制限機構が構成されている。そのため、バルブタイミングが特定時期に機械的にロックされているロック状態から解除状態にロック機構を切り替えるべく、両制限機構の解除室に対しそれらに共通の油路制御弁を介して作動油がそれぞれ供給され、両解除室の油圧が上昇すると、解除油圧が低く設定された制限機構のピンが常に先に凹部から抜脱することとなる。すなわち、解除油圧が低く設定された制限機構のピンが常に先に解除されることとなる。したがって、ロック機構をロック状態から解除状態に切り替える際にその前後において生じるバルブリフト量の変化態様が、その切り替えの都度異なった態様になることが抑制される。これにより、進角制限機構及び遅角制限機構の各解除室に対して共通の油路制御弁により作動油を給排可能としつつ、ロック機構をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が都度異なる態様で変化することを抑制することができる。
　前記進角制限機構及び前記遅角制限機構のうちの一方を第１制限機構とし、他方を第２制限機構とした場合、前記両制限機構の前記ピンが前記凹部にそれぞれ嵌入された状態から前記第１制限機構の前記ピンのみが前記凹部から抜脱された状態に切り替わるときに生じる機関運転状態の変化は、前記両制限機構の前記ピンが前記凹部にそれぞれ嵌入された状態から前記第２制限機構の前記ピンのみが前記凹部から抜脱された状態に切り替わるときのそれよりも小さく、前記第１制限機構の前記解除油圧が前記第２制限機構の前記解除油圧よりも低く設定されている。
　上述したように、進角制限機構及び遅角制限機構の一方のピンが解除されることに伴い機関運転状態が変化する場合、進角制限ピンが遅角制限ピンよりも先に解除されたときの機関運転状態の変化と遅角制限ピンが進角制限ピンよりも先に解除されたときの機関運転状態の変化とは異なるものとなる。このため、進角制限ピンを遅角制限ピンよりも先に解除させたときの機関運転状態の変化が小さい場合には、進角制限機構の解除油圧を遅角制限機構の解除油圧よりも低く設定する一方、遅角制限ピンを進角制限ピンよりも先に解除させたときの機関運転状態の変化が小さい場合には、遅角制限機構の解除油圧を進角制限機構の解除油圧よりも低く設定することが望ましい。これにより、ロック機構をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が大きく変化することを抑えることができ、その安定化を図ることができるようになる。
　特にこうした機関運転状態の変化として、進角制限ピンを遅角制限ピンよりも先に解除させたときの機関出力の変化が小さい場合には、進角制限機構の解除油圧を遅角制限機構の解除油圧よりも低く設定する一方、遅角制限ピンを進角制限ピンよりも先に解除させたときの機関出力の変化が小さい場合には、遅角制限機構の解除油圧を進角制限機構の解除油圧よりも低く設定することが望ましい。
　上記可変機構は吸気バルブのバルブタイミングを変更するものであり、前記吸気バルブのバルブタイミングが前記特定時期にある状態では、同吸気バルブは内燃機関のピストンが上死点近傍にあるときに開弁するとともに下死点よりも遅角側で閉弁することが好ましい。
　吸気バルブのバルブタイミングが特定時期にあるとき、吸気バルブがピストンの上死点近傍で開弁するとともに下死点よりも遅角側で閉弁するように同バルブタイミングを設定した内燃機関にあっては、次の傾向が一般に存在する。すなわち、吸気バルブの開弁時に内燃機関の燃焼室に流入する時間当たりの吸気の量についてみたとき、その量は吸気バルブのバルブリフト量が増大する期間よりも減少する期間の方が大きくなる。バルブリフト量が増大する期間では減少する期間と比較して燃焼室に発生する負圧が小さく、吸気の慣性力も小さいため、燃焼室に流入する吸気の平均流速が小さくなるからである。したがって、こうした内燃機関においては遅角制限ピンを進角制限ピンよりも先に解除する構成を採用することにより、バルブリフト量が減少してカム軸に負トルクが作用する期間、換言すれば吸入空気量を決定するうえで支配的な期間において、実際のバルブリフト量が本来のバルブリフト量よりも大きく低下することを抑制することでき、吸入空気量の減少に起因する機関出力の低下を抑えることができるようになる。
　また、両制限機構の一方の解除油圧を他方よりも低くするには、例えばその一方の制限機構のばねのばね定数を他方の制限機構よりも低く設定する、あるいは解除室の油圧が作用するピンの受圧部の面積を一方の制限機構の方が他方の制限機構よりも小さくなるように設定する、といった構成を採用することができる。
本発明の実施形態にかかる内燃機関の可変動弁装置及びこれを備える内燃機関を示す概略構成図。 同可変動弁装置の可変機構について、同可変機構のスプロケットを取り外した状態でその内部構造を示す端面図。 油圧機構の作動油通路についてその構成を示す概略図。 図２のＡ－Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。 （ａ）は可変動弁装置における作動油の供給状態と油路制御弁の各モードとの対応関係を示し、（ｂ）は可変機構及び制限ピンの状態と油路制御弁の各モードとの対応関係を示す図。 ロック機構がロック状態にあるときのバルブリフト量と、進角制限ピン及び遅角制限ピンのいずれか一方が先に解除されたときのバルブリフト量との違いを示すグラフであって、（ａ）は遅角制限ピンのみが解除されたときのバルブリフト量を示し、（ｂ）は進角制限ピンのみが解除されたときのバルブリフト量を示すグラフ。 機関始動後における解除室への作動油供給の状態、解除室の油圧の変化、並びに進角制限ピン及び遅角制限ピンの状態を示すタイミングチャート。 （ａ）は従来一般の可変機構についてその内部構造を示す端面図であり、（ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面構造を示す断面図。 （ａ）はカム軸に作用するトルクを示すグラフであり、（ｂ）はロック機構がロック状態にあるときのバルブリフト量を示すグラフであり、（ｃ）は遅角制限ピンのみが解除されたときのバルブリフト量の変化を示すグラフであり、（ｄ）は進角制限ピンのみが解除されたときのバルブリフト量の変化を示すグラフ。
　以下、図１～図７を参照して、本発明を吸気バルブのバルブタイミングを変更する内燃機関の可変動弁装置として具体化した一実施形態を説明する。
　図１に示すように、内燃機関１０の気筒内に往復動可能に収容されたピストン１１には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸１２が連結されている。また、ピストン１１の頂面と気筒の内周面とによって燃焼室１３が区画形成されている。内燃機関１０の上部には、吸気バルブ２１を開閉する吸気用のカム軸２２と、排気バルブ２３を開閉する排気用のカム軸２４とが設けられている。一方、内燃機関１０の下部には、作動油を貯留するオイルパン１５が取り付けられるとともに、クランク軸１２の回転力により駆動されてオイルパン１５の作動油を組み上げるオイルポンプ１４が設けられている。
　可変動弁装置２０は、カム軸２２の先端に設けられて吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変機構２５と、最遅角時期と最進角時期との間の特定の中間時期（以下、「特定時期」とする）にバルブタイミングを保持するロック機構２６と、可変動弁装置２０に設けられた各油室の油圧を制御する油圧機構６０とを備えている。なお、可変機構２５のスプロケット３１は、図示しないタイミングチェーンを介して、クランク軸１２と駆動連結されている。また、可変機構２５のカバー３０は、スプロケット３１が設けられている側とは反対側の面に設けられている。
　油圧機構６０は、作動油通路６１と油路制御弁（以下、「ＯＣＶ（Oil Control Valve）」とする）６２とを備えている。作動油通路６１は、オイルパン１５の作動油を各油室に供給する複数の油路、及び各油室から作動油をオイルパン１５に戻す複数の油路から構成される。また、ＯＣＶ６２は、可変動弁装置２０に設けられた各油室に対する作動油の給排状態を制御する。なお、オイルパン１５に貯留される作動油は、可変動弁装置２０を駆動するための油圧を発生する作動油としての機能の他、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油としての機能も併せ有している。
　内燃機関１０には、同内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、こうした各種センサとしては、クランク軸１２の近傍に設けられてクランク角及び機関回転速度を検出するクランク角センサ１６、カム軸２２の近傍に設けられて同カム軸２２の位置を検出するカム角センサ１７等がある。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関１０の各種装置を総括して制御する制御部１８に取り込まれる。
　制御部１８は、演算装置、駆動回路の他、各種制御の演算結果やその演算に用いられる関数マップ等を記憶する記憶装置等を備えている。そして、この制御部１８は、各種センサからの出力信号に基づき内燃機関１０の運転状態を検出し、その検出結果に基づいて各種制御を実行する。こうした制御の一つであるバルブタイミング可変制御では、機関運転状態に基づいてＯＣＶ６２のスプール位置を適宜変更することにより、吸気バルブ２１のバルブタイミングが機関運転状態に適した目標バルブタイミングと一致するようにこれを制御する。
　次に、図２を参照して、可変機構２５の構成について説明する。同図２は、スプロケット３１を取り外した状態の可変機構２５の内部構造を示している。上述したスプロケット３１、ハウジング３２、カバー３０は図示しないボルトによって互いに固定され、カム軸２２の回転軸線周りに一体回転する。これらカバー３０、スプロケット３１及びハウジング３２は、クランク軸１２に駆動連結された第１の回転体として機能する。なお、カム軸２２及びハウジング３２は、図２に示す回転方向ＲＣに回転するものとする。
　ハウジング３２には、その径方向内側に延びる３つの区画部３４が設けられている。また、ハウジング３２には、ハウジング３２と同一の回転軸線周りに回転するベーンロータ３３がハウジング３２に対して回動可能に収容されている。ベーンロータ３３は、カム軸２２に一体回転可能に連結されるボス３３Ａと、ボス３３Ａから径方向外側に突出する３つのベーン３３Ｂとを有している。ボス３３Ａは、センターボルト３８によりカム軸２２の端部に固定されている。そして、ハウジング３２の３つ区画部３４とベーンロータ３３のボス３３Ａとによって３つの収容室３５が区画形成されるとともに、各収容室３５は各ベーン３３Ｂにより進角室３６と遅角室３７とに区画されている。なお、ベーンロータ３３は、カム軸２２に駆動連結された第２の回転体として機能する。
　可変機構２５には、バルブタイミングを機関始動に適した特定時期に保持するロック機構２６が設けられている。このロック機構２６は、各別のベーン３３Ｂにそれぞれ設けられた進角制限機構４０と遅角制限機構５０とを備えている。進角制限機構４０は、バルブタイミングが特定時期よりも遅角側に変化することを許容しつつ進角側に変化することを規制する態様にてハウジング３２とベーンロータ３３とが相対回転することを制限する。一方、遅角制限機構５０は、バルブタイミングが特定時期よりも進角側に変化することを許容しつつ遅角側に変化することを規制する態様にてハウジング３２とベーンロータ３３とが相対回転することを制限する。さらに、進角制限機構４０及び遅角制限機構５０は、バルブタイミングを特定時期よりも遅角側の時期から特定時期まで段階的に進角させるラチェット機構としても機能する。そして、これら進角制限機構４０及び遅角制限機構５０の協働によりバルブタイミングが特定時期に保持される。
　上述したＯＣＶ６２は、センターボルト３８に内蔵されている。そして、可変機構２５には、ＯＣＶ６２から進角室３６、遅角室３７、及びロック機構２６の各油室に対して、ベーンロータ３３の径方向に延びる複数の油路（作動油通路６１）が設けられている。
　次に、図２及び図３を併せて参照し、作動油通路６１の構成について説明する。作動油通路６１は、供給油路６３、進角油路６６、遅角油路６７、解除油路６８、及び排出油路６９により構成されている。ＯＣＶ６２は、進角室３６及び遅角室３７、並びに第１の解除室４７及び第２の解除室５７に対する作動油の給排状態を制御する共通の油路制御弁として機能する。
　供給油路６３は、オイルポンプ１４とＯＣＶ６２とを連通している。また、この供給油路６３は、その途中において、ＯＣＶ６２の進遅角供給ポート６４Ｐに接続された第１の供給油路６４と、ＯＣＶ６２の解除用供給ポート６５Ｐに接続された第２の供給油路６５とに分岐している。
　進角油路６６は、ＯＣＶ６２の進角ポート６６Ｐと進角室３６とを連通している。遅角油路６７は、ＯＣＶ６２の遅角ポート６７Ｐと遅角室３７とを連通している。
　解除油路６８は、上述した進角油路６６及び遅角油路６７とは独立した油路として構成され、その途中で、進角制限機構４０の第１の解除室４７とＯＣＶ６２の解除用ポート６８Ｐとを連通する第１の解除油路６８Ａと、遅角制限機構５０の第２の解除室５７とＯＣＶ６２の解除用ポート６８Ｐとを連通する第２の解除油路６８Ｂとに分岐している。
　排出油路６９は、ＯＣＶ６２の排出ポート６９Ｐに接続されるとともに、オイルパン１５まで延びている。
　次に、図４を参照して、ロック機構２６の詳細な構成について説明する。以下では、カム軸２２の軸方向において可変機構２５のカバー３０が配置される側を「先端側ＺＡ」とし、スプロケット３１が配置される側を「基端側ＺＢ」とする。
　進角制限機構４０は、ベーン３３Ｂに形成されたベーン孔４６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動する進角制限ピン４１と、進角制限ピン４１が嵌入する第１の凹部４３と、進角制限ピン４１を先端側ＺＡに付勢する第１のばね４２と、作動油が供給又は排出される第１の解除室４７とを備えている。進角制限ピン４１、第１のばね４２、及び第１の解除室４７はいずれもベーン３３Ｂに設けられる一方、第１の凹部４３は、カバー３０に形成されている。
　進角制限ピン４１は、基端側ＺＢに配置された有底円筒状の基端部４１Ａと、この基端部４１Ａから先端側ＺＡに突出して設けられるとともに基端部４１Ａの底面積Ｓ１よりも小さい断面積Ｓ３を有する円柱状の先端部４１Ｂとからなる。また、この進角制限ピン４１は、ベーン孔４６において先端側ＺＡに移動することにより、その先端部４１Ｂの一部がベーン３３Ｂの外部に突出して第１の凹部４３に嵌入する。
　ベーン孔４６は、進角制限ピン４１により、基端側ＺＢの第１のばね室４８と、先端側ＺＡの第１の解除室４７とに区画されている。第１のばね室４８には、進角制限ピン４１を先端側ＺＡに付勢する第１のばね４２が収容されている。一方、第１の解除室４７には、上述した第１の解除油路６８Ａ（図２及び図３参照）を通じて作動油が供給される。そして、第１の解除室４７の油圧が第１の解除油圧Ｐ１よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により進角制限ピン４１が第１の凹部４３から抜脱されて基端側ＺＢに移動する。すなわち、進角制限ピン４１が解除される。なお、進角制限ピン４１の基端部４１Ａの底部であって先端部４１Ｂの外周に位置する部位が、第１の解除室４７の油圧が作用する受圧部４１Ｃとして機能する。この受圧部４１Ｃの面積Ｓαは、基端部４１Ａの底面積Ｓ１から先端部４１Ｂの断面積Ｓ３を減じた面積（Ｓ１－Ｓ３）である。
　第１の凹部４３は、カバー３０においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第１の凹部４３は、その深さが相対的に浅い第１の上段部４４と、その深さが相対的に深い第１の下段部４５とから構成されている。第１の上段部４４は、第１の下段部４５よりも遅角側に形成されている。
　遅角制限機構５０は、ベーン３３Ｂに形成されたベーン孔５６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動する遅角制限ピン５１と、遅角制限ピン５１が嵌入する第２の凹部５３と、遅角制限ピン５１を先端側ＺＡに付勢する第２のばね５２と、作動油が供給又は排出される第２の解除室５７とを備えている。遅角制限ピン５１、第２のばね５２、及び第２の解除室５７はいずれもベーン３３Ｂに設けられる一方、第２の凹部５３は、カバー３０に形成されている。
　遅角制限ピン５１は、基端側ＺＢに配置された有底円筒状の基端部５１Ａと、この基端部５１Ａから先端側ＺＡに突出して設けられるとともに基端部５１Ａの底面積Ｓ２よりも小さい断面積Ｓ４を有する円柱状の先端部５１Ｂとからなる。この遅角制限ピン５１は、ベーン孔５６において先端側ＺＡに移動することにより、その先端部５１Ｂの一部がベーン３３Ｂの外部に突出して第２の凹部５３に嵌入する。
　ベーン孔５６は、遅角制限ピン５１により、基端側ＺＢの第２のばね室５８と、先端側ＺＡの第２の解除室５７とに区画されている。第２のばね室５８には、遅角制限ピン５１を先端側ＺＡに付勢する第２のばね５２が収容されている。この第２のばね５２のばね定数Ｋ２は、上述した第１のばね４２のばね定数Ｋ１よりも低く設定されている（Ｋ２＜Ｋ１）。一方、第２の解除室５７には、上述した第２の解除油路６８Ｂ（図２及び図３参照）を通じて作動油が供給される。そして、第２の解除室５７の油圧が第２の解除油圧Ｐ２よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により遅角制限ピン５１が第２の凹部５３から抜脱されて基端側ＺＢに移動する。すなわち、遅角制限ピン５１が解除される。なお、遅角制限ピン５１の基端部５１Ａの底部であって先端部５１Ｂの外周に位置する部位が、第２の解除室５７の油圧が作用する受圧部５１Ｃとして機能する。この受圧部５１Ｃの面積Ｓβは、基端部５１Ａの底面積Ｓ２から先端部５１Ｂの断面積Ｓ４を減じた面積（Ｓ２－Ｓ４）である。受圧部５１Ｃの面積Ｓβは、上述した進角制限ピン４１の受圧部４１Ｃの面積Ｓαよりも小さく設定されている（Ｓβ＜Ｓα）。
　第２の凹部５３は、カバー３０においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第２の凹部５３は、その深さが相対的に浅い第２の上段部５４と、その深さが相対的に深い第２の下段部５５とから構成されている。第２の上段部５４は、第２の下段部５５よりも遅角側に形成されている。
　上述した遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２は、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）。なお、第１の解除油圧Ｐ１は、第１のばね４２のばね定数Ｋ１、進角制限ピン４１の受圧部４１Ｃの面積Ｓαの他、進角制限ピン４１の重量や、進角制限ピン４１とベーン孔４６との摩擦力等も考慮して設定されている。一方、第２の解除油圧Ｐ２は、第２のばね５２のばね定数Ｋ２、遅角制限ピン５１の受圧部５１Ｃの面積Ｓβの他、遅角制限ピン５１の重量や、遅角制限ピン５１とベーン孔５６との摩擦力等も考慮して設定されている。そして、上述した第２の解除油圧Ｐ２と第１の解除油圧Ｐ１との大小関係（Ｐ２＜Ｐ１）が成立するように、ばね定数Ｋ１、ばね定数Ｋ２、受圧部４１Ｃの面積Ｓα、及び受圧部５１Ｃの面積Ｓβがそれぞれ設定されている。
　進角制限ピン４１、遅角制限ピン５１、第１の凹部４３に形成された第１の上段部４４及び第１の下段部４５、並びに第２の凹部５３に形成された第２の上段部５４及び第２の下段部５５は、カム軸２２に作用する交番トルクによりバルブタイミングを特定時期にまで段階的に進角させるラチェット機構として機能する。すなわち、第１の凹部４３に形成された第１の上段部４４及び第１の下段部４５は、進角制限ピン４１がこれら段部４４，４５に嵌入したときに、それら各段部の遅角側の内壁により同制限ピン４１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。一方、第２の凹部５３に形成された第２の上段部５４及び第２の下段部５５は、遅角制限ピン５１が嵌入したときに、それら各段部の遅角側の内壁により同制限ピン５１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。
　さらに、進角制限ピン４１が第１の下段部４５に嵌入するとともに遅角制限ピン５１が第２の下段部５５に嵌入したときには、第１の下段部４５の進角側の内壁４５Ｂにより進角制限ピン４１の進角側への変位が規制される。また、併せて第２の下段部５５の遅角側の内壁５５Ａにより遅角制限ピン５１の遅角側への変位が規制される。そしてこれにより、バルブタイミングが上述した特定時期でロックされることとなる。なお、図４には、ロック機構２６がロック状態となって、バルブタイミングが特定時期でロックされた状態を示している。
　ここで、図４に示すロック機構２６のロック状態から、遅角制限ピン５１のみが解除されると、進角制限ピン４１は、第１の下段部４５に嵌入したまま第１の下段部４５の遅角側の内壁４５Ａに接触するまで、遅角側に変位することができる。すなわちその変位量に対応する分だけ、バルブタイミングが特定時期よりも遅角側に変化することが許容されることとなる。
　一方、ロック機構２６のロック状態から、進角制限ピン４１のみが解除されると、遅角制限ピン５１は、第２の下段部５５に嵌入したまま第２の下段部５５の進角側の内壁５５Ｂに接触するまで、進角側に変位することができる。すなわちその変位量に対応する分だけ、バルブタイミングが特定時期よりも進角側に変化することが許容されることとなる。
　次に、先の図３及び図５を併せて参照して、ＯＣＶ６２の各モード（スプール位置）と、進角室３６、遅角室３７及び解除室４７，５７に対する作動油の給排状態との関係について説明する。具体的には、ＯＣＶ６２のスプール位置の制御を通じてＯＣＶ６２が第１のモード、第２のモード、第３のモード、第４のモード及び第５のモードといったモード間で切り替えられると、上述したＯＣＶ６２の各ポートの開口面積が変化する。これにより、進角室３６、遅角室３７及び解除室４７，５７に対する作動油の給排状態が変更される。
　第１のモード及び第２のモードでは、進遅角供給ポート６４Ｐと進角ポート６６Ｐが連通されて、第１の供給油路６４から進角油路６６に対して作動油が供給される。また、遅角ポート６７Ｐと排出ポート６９Ｐとが連通されて、遅角油路６７から排出油路６９に対して作動油が排出される。さらに、解除用ポート６８Ｐと排出ポート６９Ｐが連通されて、解除油路６８から排出油路６９に対して作動油が排出される。
　なお、第２のモードにおける進遅角供給ポート６４Ｐと進角ポート６６Ｐとの連通面積は、第１のモードにおける連通面積と比較して小さく設定されている。このため、第２のモードにおいて第１の供給油路６４から進角油路６６に対して供給される作動油の量は、第１のモードと比較して少ない。
　ＯＣＶ６２が第１のモード又は第２のモードに設定されると、可変機構２５ではバルブタイミングが進角される。また、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１は、第１の凹部４３及び第２の凹部５３にそれぞれ嵌入する方向に付勢される。ＯＣＶ６２は、機関始動時に第１のモードに設定される一方、機関運転を停止するとき及びアイドル運転中に第２のモードに設定される。
　第３のモードでは、解除用供給ポート６５Ｐと解除用ポート６８Ｐとが連通されて、第２の供給油路６５から解除油路６８（６８Ａ，６８Ｂ）を介して第１の解除室４７及び第２の解除室５７に作動油がそれぞれ供給される。その結果、各解除室４７，５７に供給される作動油に油圧に基づく付勢力により、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１はそれぞれ解除され、ロック機構２６は解除状態となる。また、進遅角供給ポート６４Ｐと進角ポート６６Ｐとが連通され、第１の供給油路６４から進角油路６６を介して各進角室３６に対して作動油がそれぞれ供給される。さらに、遅角ポート６７Ｐと排出ポート６９Ｐとが連通され、各遅角室３７の作動油が遅角油路６７から排出油路６９を通じて排出される。その結果、バルブタイミングが進角される。すなわち、ＯＣＶ６２は、バルブタイミングの進角制御を実行するときにこの第３のモードに設定される。
　第４のモードでは、解除用供給ポート６５Ｐと解除用ポート６８Ｐとが連通されて、第２の供給油路６５から解除油路６８（６８Ａ，６８Ｂ）を介して第１の解除室４７及び第２の解除室５７に作動油がそれぞれ供給される。その結果、各解除室４７，５７に供給される作動油に油圧に基づく付勢力により、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１はそれぞれ解除され、ロック機構２６は解除状態となる。また、進角ポート６６Ｐ及び遅角ポート６７Ｐが閉鎖される。このため、進角油路６６を介した各進角室３６への作動油の給排、及び遅角油路６７を介した各遅角室３７への作動油の給排はいずれも停止される。その結果、バルブタイミングが保持される。なお、ＯＣＶ６２は、バルブタイミングを目標バルブタイミングに保持するとき、及びロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替えるときに第４のモードに設定される。
　第５のモードでは、解除用供給ポート６５Ｐと解除用ポート６８Ｐとが連通されて、第２の供給油路６５から解除油路６８（６８Ａ，６８Ｂ）を介して第１の解除室４７及び第２の解除室５７に作動油がそれぞれ供給される。その結果、各解除室４７，５７に供給される作動油に油圧に基づく付勢力により、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１はそれぞれ解除され、ロック機構２６は解除状態となる。また、進角供給ポート６６Ｐと排出ポート６９Ｐとが連通され、各進角室３６の作動油が進角油路６６から排出油路６９を通じて排出される。さらに、進遅角供給ポート６４Ｐと遅角ポート６７Ｐとが連通され、第１の供給油路６４から遅角油路６７を介して各遅角室３７に対して作動油がそれぞれ供給される。その結果、バルブタイミングが遅角される。すなわち、ＯＣＶ６２は、バルブタイミングの遅角制御を実行するときにこの第５のモードに設定される。
　次に、可変動弁装置２０の作用について説明する。
　機関運転に伴いクランク軸１２が回転するとその駆動力がタイミングチェーン（図示略）を介して可変機構２５に伝達され、この可変機構２５とともに、カム軸２２が回転する。これにより、吸気バルブ２１はカム軸２２に設けられたカム（図示略）により開閉される。
　また、可変機構２５の進角室３６及び遅角室３７に対する作動油の給排状態がＯＣＶ６２を通じて制御されると、進角室３６及び遅角室３７の油圧に基づき収容室３５でベーン３３Ｂが変位する。これにより、スプロケット３１及びハウジング３２に対するベーンロータ３３の相対回転位置、すなわちクランク軸１２に対するカム軸２２の相対回転位置が変更され、吸気バルブ２１のバルブタイミングが変更される。
　具体的には、ＯＣＶ６２が上述した第１のモード、第２のモード、又は第３のモードに設定されることにより、ベーンロータ３３がハウジング３２に対して進角側方向に相対回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、ベーン３３Ｂが遅角室３７の進角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最進角時期となる。こうしてバルブタイミングが進角されると、排気バルブ２３と吸気バルブ２１とのバルブオーバーラップが大きくなるため、吸気の充填効率が高められ、内燃機関１０の出力の向上を図ることができる。
　また、ＯＣＶ６２が第５のモードに設定されることにより、ベーンロータ３３がハウジング３２に対して遅角側方向に相対回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、ベーン３３Ｂが進角室３６の遅角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最遅角時期となる。こうしてバルブタイミングが特定時期よりも遅角されると、吸気バルブ２１の閉じ時期がピストン１１の下死点ＢＤＣよりも比較的大きく遅角された燃焼サイクル、いわゆる「アトキンソンサイクル」での機関運転がなされることになる。これにより、圧縮比よりも膨張比を大きくすることができ、燃費を向上させることができるようになる。
　ところで、内燃機関１０の始動時においてバルブタイミングが最遅角時期に設定されると、圧縮比が十分ではないため、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くこととなる。そこで、本実施形態では、機関始動に際して、バルブタイミングが、機関始動に適したバルブタイミングである特定時期にロックすべく、機関停止要求時には、ロック機構２６をロック状態に切り替えるようにしている。
　一般に、機関停止要求は内燃機関１０がアイドル運転に移行した後に実行される。そこで、内燃機関１０がアイドル運転時に移行すると、ロック機構２６がロック状態に切り替わるようにＯＣＶ６２が制御される。すなわち、バルブタイミングが特定時期よりも遅角側にある場合には、ＯＣＶ６２が第２のモードに設定される。一方、バルブタイミングが特定時期よりも進角側にある場合には、ＯＣＶ６２が一旦第５のモードに設定されて、バルブタイミングが遅角される。その後、ＯＣＶ６２が第２のモードに設定される。これにより、バルブタイミングが徐々に進角するとともに、第１の解除室４７、第２の解除室５７からそれぞれ作動油が排出される。そして、進角制限機構４０の第１の解除室４７から作動油が排出されてこの第１の解除室４７の油圧が第１の解除油圧Ｐ１よりも低くなると、第１のばね４２の付勢力によって付勢されることで進角制限ピン４１が第１の凹部４３（第１の下段部４５）に嵌入する。併せて、遅角制限機構５０の第２の解除室５７から作動油が排出されてこの第２の解除室５７の油圧が第２の解除油圧Ｐ２よりも低下すると、第２のばね５２の付勢力によって付勢されることで遅角制限ピン５１が第２の凹部５３（第２の下段部５５）に嵌入する。これにより、進角制限ピン４１の進角側への変位が第１の下段部４５の進角側の内壁４５Ｂで規制されるとともに、遅角制限ピン５１の遅角側への変位が第２の下段部５５の遅角側の内壁５５Ａで規制されて、ロック機構２６がロック状態になる。すなわち、バルブタイミングが特定時期にロックされる。
　その後、内燃機関１０の始動要求があったときには、バルブタイミングが特定時期にロックされた状態でクランキングが開始される。こうしてバルブタイミングが特定時期に設定されているときに機関始動が開始されると、図６に示すように、ピストン１１が上死点（排気上死点、或いは吸気上死点）ＴＤＣにあるときに吸気バルブ２１が開弁するとともに、下死点（吸気下死点）ＢＤＣよりも遅角側で閉弁する。また、排気バルブ２３と吸気バルブ２１とのバルブオーバーラップが小さく抑えられている。これにより、圧縮比が機関始動に適した値になるとともに機関始動時における燃焼性が安定し、内燃機関１０は良好に始動することができる。
　そして、機関始動後にバルブタイミングを特定時期から解除する解除条件が成立すると、ロック機構２６が解除状態に切り替えられる。具体的には、ＯＣＶ６２が第４のモードに設定されることにより、第１の解除室４７及び第２の解除室５７に対して、解除油路６８を通じて作動油がそれぞれ供給される。なお、上述したように、解除油路６８はその途中において第１の解除油路６８Ａと第２の解除油路６８Ｂとに分岐しているため、解除油路６８に供給された作動油は、これら解除油路６８Ａ，６８Ｂを通じて両解除室４７，５７に対して等しく供給される。
　ところで、このようにロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替える際には、進角制限ピン４１と遅角制限ピン５１とが同一のタイミングでそれぞれ解除されることはほとんどなく、多くの場合、それらピン４１，５１のいずれか一方が先に解除される。そして、進角制限ピン４１が遅角制限ピン５１よりも先に解除されたときの機関運転状態の変化と、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除されたときの機関運転状態の変化とは異なるものとなる。具体的には、上述した進角室３６及び遅角室３７の各油圧が十分に上昇していない状況のもとで、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１の一方が凹部４３，５３に嵌入したまま、他方が先に解除された場合には、その先に解除されるピン４１，５１に応じてバルブリフト量が以下のように変化することとなる。
　図６（ａ）には、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除されたときのバルブリフト量の変化を示している。同図に示すように、遅角制限ピン５１が先に解除されると、吸気バルブ２１のリフト量が増大する期間であってカム軸２２に対して正トルクが作用している期間では、進角制限ピン４１が第１の下段部４５に嵌入したまま、同進角制限ピン４１が第１の下段部４５の遅角側の内壁４５Ａに接触するまで、遅角側に変位する（図４参照）。こうしてバルブタイミングが遅角する方向にベーンロータ３３とハウジング３２とが相対回転すると、ロック機構２６がロック状態にある場合（破線にて図示）と比較して、吸気バルブ２１のリフト変化が遅れるためバルブリフト量が減少するようになる。したがって、ロック機構２６がロック状態にある場合と比較して、燃焼室１３に導入される吸入空気量が減少することにより機関出力が低下する。一方、吸気バルブ２１のリフト量が減少する期間であってカム軸２２に対して負トルクが作用している期間では、進角制限ピン４１は第１の下段部４５の進角側の内壁４５Ｂによりその変位が規制されるため、ロック機構２６がロック状態にある場合と同様に、バルブリフト量が変化することとなる。
　これに対し、図６（ｂ）には、進角制限ピン４１が遅角制限ピン５１よりも先に解除されたときのバルブリフト量の変化を示している。同図に示すように、進角制限ピン４１が先に解除されると、吸気バルブ２１のリフト量が減少する期間であってカム軸２２に対して負トルクが作用している期間では、遅角制限ピン５１は、第２の下段部５５に嵌入したまま、第２の下段部５５の進角側の内壁５５Ｂに接触するまで、進角側に変位する（図４参照）。こうしてバルブタイミングが進角する方向にベーンロータ３３とハウジング３２とが相対回転すると、ロック機構２６がロック状態にある場合（破線にて図示）と比較して、吸気バルブ２１のリフト変化が早くなるためバルブリフト量が減少するようになる。したがって、ロック機構２６がロック状態にある場合と比較して、燃焼室１３に導入される吸入空気量が減少することにより機関出力が低下する。一方、吸気バルブ２１のリフト量が増大する期間であってカム軸２２に対して正トルクが作用している期間では、遅角制限ピン５１は第２の下段部５５の遅角側の内壁５５Ａによりその変位が規制されるため、ロック機構２６がロック状態にある場合と同様に、バルブリフト量が変化することとなる。
　ここで、吸気バルブ２１のバルブタイミングが特定時期にあるとき、吸気バルブ２１が上死点ＴＤＣで開弁するとともに下死点ＢＤＣよりも遅角側で閉弁するように同バルブタイミングが設定される内燃機関１０では、吸気バルブ２１の開弁時に燃焼室１３に流入する時間当たりの吸気の量についてみたとき、その量は吸気バルブ２１のバルブリフト量が増大する期間よりも減少する期間の方が大きくなる。これは、バルブリフト量が増大する期間では減少する期間と比較して燃焼室１３に発生する負圧が小さく、吸気の慣性力も小さいため、燃焼室１３に流入する吸気の平均流速が小さくなるからである。したがって、バルブリフト量が減少してカム軸に負トルクが作用する期間が吸入空気量を決定するうえで支配的な期間となる。そのため、ロック機構２６がロック状態にある状態から遅角制限ピン５１のみが先に解除された状態に切り替わる前後において生じる機関運転状態の変化の方が（図６（ａ））、ロック機構２６がロック状態にある状態から進角制限ピン４１のみが先に解除された状態に切り替わる前後において生じる機関運転状態の変化（図６（ｂ））よりも小さくなる。換言すると、ロック機構２６がロック状態にある状態から遅角制限ピン５１のみが先に解除された状態に切り替わる前後において生じる機関出力の低下度合いは（図６（ａ））、ロック機構２６がロック状態にある状態から進角制限ピン４１のみが先に解除された状態に切り替わる前後において生じる機関出力の低下度合い（図６（ｂ））よりも小さくなる。
　そこで、本実施形態では、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除されるべく、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２が、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）。
　次に、図７を参照して、機関始動時における各解除室４７，５７に対する作動油の供給状態と進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１の状態との関係を説明する。
　タイミングＴ１において内燃機関１０が始動された後、タイミングＴ２においてバルブタイミングを特定時期から解除する解除条件が成立すると、第１の解除室４７及び第２の解除室５７への作動油の供給が開始されて、各解除室４７，５７における油圧が徐々に上昇する。そして、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２が、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）ため、進角制限機構４０の第１の解除室４７の油圧が第１の解除油圧Ｐ１にまで上昇するよりも先に、タイミングＴ３において、遅角制限機構５０の第２の解除室５７の油圧が先に第２の解除油圧Ｐ２にまで上昇する。これにより、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除される。
　次に、さらに作動油が供給されて各解除室４７，５７における油圧がさらに上昇すると、タイミングＴ４において第１の解除室４７の油圧が第１の解除油圧Ｐ１にまで上昇する。これにより、進角制限ピン４１が解除されて、ロック機構２６は解除状態となる。その後、ＯＣＶ６２の制御を通じて、吸気バルブ２１のバルブタイミングが機関運転状態に適した目標バルブタイミングに設定される。
　以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
　（１）進角制限機構４０及び遅角制限機構５０の各解除油圧（第１の解除油圧Ｐ１、第２の解除油圧Ｐ２）が異なる圧力となるようにそれら制限機構４０，５０が構成されている。そのため、ロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替えるべく、第１の解除室４７及び第２の解除室５７に対し、ＯＣＶ６２を通じて作動油が供給され、各解除室４７，５７の油圧が上昇すると、解除油圧が低く設定されたピン４１，５１が常に先に解除される。したがって、ロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替える際にその前後において生じるバルブリフト量の変化態様が、その切り替えの都度異なった態様になることが抑制される。これにより、進角制限機構４０及び遅角制限機構５０の各解除室４７，５７に対してＯＣＶ６２により作動油を給排可能としつつ、ロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が都度異なる態様で変化することを抑制することができる。
　（２）内燃機関１０では、進角制限ピン４１が遅角制限ピン５１よりも先に解除されたときの機関運転状態の変化と比較して、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除されたときの機関運転状態の変化の方が小さい。そのため、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２が、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）。これにより、ロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が大きく変化することを抑えることができ、その安定化を図ることができるようになる。
　（３）遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先に解除されるため、バルブリフト量が減少してカム軸２２に負トルクが作用する期間、換言すれば吸入空気量を決定するうえで支配的な期間において、実際のバルブリフト量が本来のバルブリフト量よりも大きく低下することを抑制することでき、吸入空気量の減少に起因する機関出力の低下を抑えることができるようになる。
　（４）可変動弁装置２０には、単一のＯＣＶ６２が設けられるとともに、このＯＣＶ６２により進角室３６、遅角室３７、第１の解除室４７、及び第２の解除室５７に対する作動油の給排状態が制御される。したがって、複数のＯＣＶが設けられる構成と比較して部品点数を削減することができ、可変動弁装置２０の製造コストを削減することができる。
　（その他の実施形態）
　なお、この発明にかかる内燃機関の可変動弁装置は、上述した実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、この実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
　・上記実施形態で示したＯＣＶ６２の各モードと作動油通路６１における作動油の給排状態との関係は一例であって、適宜変更することができる。
　・上記実施形態では、第２のばね５２のばね定数Ｋ２を第１のばね４２のばね定数Ｋ１よりも低く設定するとともに（Ｋ２＜Ｋ１）、遅角制限ピン５１の受圧部５１Ｃの面積Ｓβを進角制限ピン４１の受圧部４１Ｃの面積Ｓαよりも小さく設定することにより（Ｓβ＜Ｓα）、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２を進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定する（Ｐ２＜Ｐ１）例を示した。しかし、進角制限機構４０及び遅角制限機構５０の各構成については、この例に限られない。例えば、第１のばね４２のばね定数Ｋ１と第２のばね５２のばね定数Ｋ２とは等しく設定されるとともに、進角制限ピン４１の受圧部４１Ｃの面積Ｓαと遅角制限ピン５１の受圧部５１Ｃの面積Ｓβとを適宜変更することにより、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２を、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定するようにしてもよい。すなわち、上述したように、この解除油圧については、ばね定数、受圧部の面積、ピンの重量、摩擦力等の要素が影響するため、これら要素を考慮して解除油圧Ｐ１，Ｐ２が所望の大小関係になるべく制限機構４０，５０を構成するようにすればよい。
　・上記実施形態では、遅角制限機構５０の第２の解除油圧Ｐ２を、進角制限機構４０の第１の解除油圧Ｐ１よりも低く設定する（Ｐ２＜Ｐ１）例を示した。これに対し、第１の解除油圧Ｐ１を第２の解除油圧Ｐ２よりも低く設定する構成（Ｐ１＜Ｐ２）を採用してもよい。例えば、ロック機構２６がロック状態にある状態から進角制限ピン４１が遅角制限ピン５１よりも先に解除された状態に切り替わる前後において生じる機関運転状態の変化が、遅角制限ピン５１が進角制限ピン４１よりも先の解除された状態に切り替わる前後において生じる機関運転状態の変化よりも小さい場合には、第１の解除油圧Ｐ１を第２の解除油圧Ｐ２よりも低く設定することにより、進角制限ピン４１が先に解除されるようにすればよい。これにより、ロック機構２６をロック状態から解除状態に切り替える際に機関運転状態が大きく変化することを抑えることができ、その安定化を図ることができるようになる。
　・吸気バルブのバルブタイミングが特定時期にあるときの同吸気バルブの開弁時期と閉弁時期については、上記実施形態において例示したものに限らず、機関出力特性や燃費特性等々の機関要求特性に応じて適宜変更することもできる。そして、こうして設定された吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期のもと、ロック機構２６をロック状態から解除状態に移行させるときにおける機関運転状態の変化態様を考慮して、先に解除すべきピン４１，５１を決定することにより、上記（１）、（２）、（４）に示した各作用効果に準じた作用効果を奏することができる。
　・上記実施形態では、ロック機構２６をロック状態がある状態からいずれか一方のピン４１，５１が解除された状態に切り替わる前後において生じる機関運転状態の変化を考慮して、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１のうち先に解除すべきピンが決定される例を示した。しかし、こうした機関運転状態の変化を考慮しない場合であっても、進角制限ピン４１と遅角制限ピン５１とが異なるタイミングで解除すべく第１の解除油圧Ｐ１と第２の解除油圧Ｐ２とが異なる圧力となるように進角制限機構４０及び遅角制限機構５０をそれぞれ構成することにより、上記（１）、（４）に示した各作用効果を奏することができる。
　・上記実施形態では、進角制限機構４０の第１の凹部４３、及び遅角制限機構５０の第２の凹部５３のそれぞれに複数の段部４４，４５，５４，５５が形成されて、進角制限機構４０及び遅角制限機構５０がラチェット機構としても機能する例を示した。しかし、第１の凹部４３及び第２の凹部に複数の段部が形成されていない構成を採用することも可能である。この場合であっても、進角制限ピン４１が第１の凹部４３に嵌入するとともに、遅角制限ピン５１が第２の凹部５３に嵌入することにより、バルブタイミングが特定時期にロックされてロック機構２６がロック状態となる。また、上記（１）～（４）に示した各作用効果を奏することができる。
　・上記各実施形態では、特定時期よりも遅角側にあるバルブタイミングを進角させる機構としてラチェット機構を構成する例を示した。これに対し、特定時期よりも進角側にあるバルブタイミングを遅角させる機構も併せて有するようにラチェット機構を構成するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、可変動弁装置２０の各油室に対する作動油の給排状態が単一のＯＣＶ６２により制御される例を示した。これに対し、可変機構２５の進角室３６及び遅角室３７に対する作動油の給排状態を制御する油路制御弁と、ロック機構２６の第１の解除室４７及び第２の解除室５７に対する作動油の給排状態を制御する油路制御弁とを各別に設けるようにしてもよい。この場合であっても、上記（１）～（３）に示した各作用効果を奏することができる。
　・上記実施形態では、進角制限機構４０及び遅角制限機構５０を各別のベーン３３Ｂにそれぞれ設ける例を示した。これに対し、同一のベーン３３Ｂに進角制限機構４０及び遅角制限機構５０を設ける構成を採用することもできる。
　・上記実施形態では、凹部４３，５３がカバー３０に形成された例を示したが、凹部４３，５３をスプロケット３１に形成するようにしてもよい。
　・上記実施形態では、進角制限ピン４１及び遅角制限ピン５１がいずれもベーンロータ３３に設けられる一方、第１の凹部４３及び第２の凹部５３がいずれもカバー３０に設けられる例を示した。これに対し、ピン４１，５１がいずれもカバー３０に設けられる一方、凹部４３，５３がいずれもベーンロータ３３に設けられる構成を採用してもよい。また、ピン４１，５１が互いに異なる回転体に設けられる構成を採用してもよい。例えば、進角制限ピン４１はベーンロータ３３に設けられるとともに第１の凹部４３がカバー３０に設けられる一方、遅角制限ピン５１はカバー３０に設けられるとともに第２の凹部５３がベーンロータ３３に設けられるようにしてもよい。
　・上記実施形態では、スプロケット３１がクランク軸１２に駆動連結され、ベーンロータ３３がカム軸２２に駆動連結された例を示した。しかし、スプロケット３１がカム軸２２に駆動連結され、ベーンロータ３３がクランク軸１２に駆動連結されるように可変動弁装置２０を構成してもよい。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。
　・上記実施形態では、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２０として具体化した例を示したが、排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置として本発明を具体化することも可能である。また、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置、及び排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置のそれぞれに本発明を適用することも可能である。
　１０…内燃機関、１１…ピストン、１２…クランク軸、１３…燃焼室、１４…オイルポンプ、１５…オイルパン、１６…クランク角センサ、１７…カム角センサ、１８…制御部、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２，２００…（吸気用）カム軸、２３…排気バルブ、２４…（排気用）カム軸、２５，１００…可変機構、２６，１１０…ロック機構、３０…カバー（第１の回転体）、３１，１０１…スプロケット（第１の回転体）、３２，１０２…ハウジング（第１の回転体）、３３，１０３…ベーンロータ（第２の回転体）、３３Ａ…ボス、３３Ｂ，１０３Ａ…ベーン、３４…区画部、３５，１０５…収容室、３６，１０６…進角室、３７，１０７…遅角室、３８…センターボルト、４０…進角制限機構、４１…進角制限ピン、４１Ａ，５１Ａ…基端部、４１Ｂ，５１Ｂ…先端部、４１Ｃ，５１Ｃ…受圧部、４２…第１のばね、４３…第１の凹部、４４…第１の上段部、４５…第１の下段部、４５Ａ，５５Ａ…遅角側の内壁、４５Ｂ，５５Ｂ…進角側の内壁、４６，５６…ベーン孔、４７…第１の解除室、４８…第１のばね室、５０…遅角制限機構、５１…遅角制限ピン、５２…第２のばね、５３…第２の凹部、５４…第２の上段部、５５…第２の下段部、５７…第２の解除室、５８…第２のばね室、６０…油圧機構、６１…作動油通路、６２…ＯＣＶ（油路制御弁）、６３…供給油路、６４…第１の供給油路、６４Ｐ…進遅角供給ポート、６５…第２の供給油路、６５Ｐ…解除用供給ポート、６６…進角油路、６６Ｐ…進角ポート、６７…遅角油路、６７Ｐ…遅角ポート、６８…解除油路、６８Ａ…第１の解除油路、６８Ｂ…第２の解除油路、６８Ｐ…解除用ポート、６９…排出油路、６９Ｐ…排出ポート、１１１…ピン、１１２…凹部、１１３…ばね、１１４…解除室。

Claims (8)

  1. 　内燃機関の可変動弁装置であって、
    　クランク軸と同期して回転する第１の回転体と、カム軸と同期して回転する第２の回転体とを有し、前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを、作動油の油圧に基づき前記両回転体の間で生じる相対回転により変更する油圧駆動式の可変機構と、
    　バルブタイミングが最遅角時期と最進角時期との間の特定時期よりも遅角側に変化することを許容しつつ進角側に変化することを規制する態様にて前記両回転体の間の相対回転を制限する進角制限機構と、バルブタイミングが前記特定時期よりも進角側に変化することを許容しつつ遅角側に変化することを規制する態様にて前記両回転体の間の相対回転を制限する遅角制限機構とを有し、それら両制限機構の協働によりバルブタイミングを前記特定時期に機械的にロックするロック機構と、を備え、
    　前記進角制限機構及び前記遅角制限機構の各々は、前記両回転体の一方に設けられたピンと、前記両回転体の他方に設けられて前記ピンが嵌入する凹部と、前記ピンが前記凹部に嵌入する方向に前記ピンを付勢するばねと、前記ピンが前記凹部から抜脱する方向に前記ピンを付勢するための作動油が供給される解除室とを有し、前記各解除室の油圧を低下させることにより前記各ピンを前記各凹部に嵌入させて前記両回転体の間の相対回転を制限する一方、前記各解除室の油圧を解除油圧にまで上昇させることにより前記各ピンを前記各凹部から抜脱させて前記両回転体の間の相対回転にかかる制限を解除するように構成され、
    　前記進角制限機構及び前記遅角制限機構は、それら解除室に対する作動油の給排状態が共通の油路制御弁により制御されるとともに、前記解除油圧が互いに異なる圧力となるように構成される
    　ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
  2. 　前記進角制限機構及び前記遅角制限機構のうちの一方を第１制限機構とし、他方を第２制限機構とした場合、
    　前記両制限機構の前記ピンが前記凹部にそれぞれ嵌入された状態から前記第１制限機構の前記ピンのみが前記凹部から抜脱された状態に切り替わるときに生じる機関運転状態の変化は、前記両制限機構の前記ピンが前記凹部にそれぞれ嵌入された状態から前記第２制限機構の前記ピンのみが前記凹部から抜脱された状態に切り替わるときのそれよりも小さく、前記第１制限機構の前記解除油圧が前記第２制限機構の前記解除油圧よりも低く設定されている
    　請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  3. 　前記機関運転状態は機関出力である
    　請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  4. 　前記遅角制限機構の前記解除油圧が前記進角制限機構の前記解除油圧よりも低く設定されている
    　請求項２又は３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  5. 　前記進角制限機構の前記解除油圧が前記遅角制限機構の前記解除油圧よりも低く設定されている
    　請求項２又は３に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  6. 　前記可変機構は吸気バルブのバルブタイミングを変更するものであり、
    　前記吸気バルブのバルブタイミングが前記特定時期にある状態では、同吸気バルブは内燃機関のピストンが上死点近傍にあるときに開弁するとともに下死点よりも遅角側で閉弁する
    　請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  7. 　前記解除油圧が相対的に低く設定された一方の前記制限機構は他方の前記制限機構と比較して前記ばねのばね定数が低く設定されている
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
  8. 　前記解除油圧が相対的に低く設定された一方の前記制限機構は他方の前記制限機構と比較して前記解除室の油圧が作用する前記ピンの受圧部の面積が小さく設定されている
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
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