(57)【要約】【課題】駆動側回転部材と従動側回転部材とを中間位相と、これより遅角側の回転位相とに確実に拘束する弁開閉時期制御装置を構成する。【解決手段】駆動側回転部材１１の内周の複数の突出部１１Ｔの１つに中間ロック機構Ｌ１の中間ロック部材３１を出退自在に備え、この中間ロック部材３１が嵌り込む中間嵌合凹部３３を従動側回転部材１２の外周に形成した。中間ロック部材３１を備えた突出部１１Ｔと対向する位置の突出部１１Ｔに最遅角ロック機構Ｌ２の最遅角ロック部材３４を備え、この最遅角ロック部材３４が嵌り込む最遅角嵌合凹部３６を従動側回転部材１２の外周に形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材で形成された流体圧室と、
前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るように前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れかに設けられた仕切部とを備え、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相を進角方向に変位させるために前記進角室へ作動油を供給する進角制御油路と、前記相対回転位相を遅角方向に変位させるために前記遅角室に作動油を供給する遅角制御油路とを備え、
前記相対回転位相が、前記進角方向の作動端の最進角と前記遅角方向の作動端の最遅角との間の所定位相となる中間ロック位相において前記相対回転位相を拘束する中間ロック機構と、前記相対回転位相が、前記中間ロック位相よりも遅角側の位相である遅角ロック位相において前記相対回転位相を拘束する遅角ロック機構とを備え、
前記中間ロック機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方から他方に向けて出退自在に備えた単一の中間ロック部材と、この中間ロック部材を突出付勢する付勢機構と、前記中間ロック部材が嵌り込むように前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との他方に形成した中間嵌合凹部とを備えて構成され、
前記遅角ロック機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方から他方に向けて出退自在に備えた単一の遅角ロック部材と、この遅角ロック部材を突出付勢する付勢機構と、前記遅角ロック部材が嵌り込むように前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との他方に形成した遅角嵌合凹部とを備えて構成されている弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記中間ロック機構の前記中間嵌合凹部から進角方向又は遅角方向に連設され、前記中間嵌合凹部より浅い段差部を形成している請求項１記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記中間ロック部材と、前記遅角ロック部材とが前記従動側回転部材の回転軸芯を挟んで対向する位置に配置されている請求項１又は２記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁開閉時期制御装置に関し、詳しくは、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、駆動側回転部材と同軸上に配置され内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材とが、夫々の相対回転位相が変更自在となるように備えられ、相対回転位相を拘束するロック機構を備えている弁開閉時期制御装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成された弁開閉時期制御装置として、特許文献１には、駆動側回転部材の内周側に複数の流体圧室を形成し、この内部に従動側回転部材を嵌め込み、この従動側回転部材の外面に突設したベーンにより流体圧室を仕切ることにより進角室と遅角室とを形成している。また、この構成では、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相を最進角と最遅角との中間となる中間ロック位相に拘束する中間ロック機構と、相対回転位相が最遅角となる最遅角位相に拘束する最遅角ロック機構とを備えている。
【０００３】
この特許文献１では、中間ロック機構として、従動側回転部材の外周に形成した溝状の中間ロック溝と、駆動側回転部材に出退自在に備えた一対の中間ロック部材とを備えており、双方の中間ロック部材を中間ロック溝の両端に対して同時に係止することで相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。また、最遅角ロック機構として、中間ロック機構とは別に、従動側回転部材の外周に形成された最遅角ロック溝と、駆動側回転部材に出退自在に備えた最遅角ロック部材とを備えており、最遅角ロック溝に対して最遅角ロック部材が係止することで相対回転位相を最遅角位相に拘束する。
【０００４】
上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献２には、相対回転位相を最遅角に拘束するロック機構と、設定された許容範囲での相対回転位相の変位を許容する位相変位規制機構とが記載されている。この特許文献２では温度等のエンジンの状態が一定の条件を満たす場合にはロック機構で相対回転位相を最遅角に設定した状態でエンジンを始動させる。
【０００５】
この特許文献２では、エンジンを始動させる場合に、ロック機構のロック部材が係合凹部に突入してロック状態にあり、位相変位規制機構の出退部材が規制凹部に突入した状態にある。クランキングの開始後に進角制御油路とロック通路に作動油を供給してロック機構のロックを解除した後に、相対回転位相を進角方向に変位させ、出退部材を規制凹部の端部に当接保持することにより、相対回転位相を中間位相に設定できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１１／０５５５８９号公報
【特許文献２】特開２００７‐１９８３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されるように、一対の中間ロック部材を備えるものでは、これらを配置するためのスペースを必要とする。このため、駆動側回転部材に形成される油室の体積が小さくなったり、油室の数が少なくなる等の不都合を招くものであった。特許文献１の図面には３つの油室が示されている。しかし、強い相対回転力を得るためには、油室の数を多くしてベーンの枚数を増大させることで、作動油の圧力を高めずに強い変位力（相対回転力）を得ることが望まれる。
【０００８】
内燃機関の燃焼室の温度に基づき、内燃機関を始動させる際の相対回転位相を最遅角に設定することや、相対回転位相を中間位相に設定することが、内燃機関の始動性の向上や、排気ガスに含まれる炭化水素等の有害物質の低減から必要である。また、相対回転位相を中間位相と、最遅角位相とに拘束する構成を考えると、夫々の位相では、確実に拘束することが望ましい。従って、特許文献２に記載されるもののように、中間回転位相に維持するために進角室に作動油を供給し続ける必要がある構成では、相対回転位相が変動することもあり改善が望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、駆動側回転部材と従動側回転部材とを中間位相と、これより遅角側の回転位相とに確実に拘束する弁開閉時期制御装置を合理的に構成する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材で形成された流体圧室と、前記流体圧室を進角室と遅角室とに仕切るように前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の何れかに設けられた仕切部とを備え、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との相対回転位相を進角方向に変位させるために前記進角室へ作動油を供給する進角制御油路と、前記相対回転位相を遅角方向に変位させるために前記遅角室に作動油を供給する遅角制御油路とを備え、前記相対回転位相が、前記進角方向の作動端の最進角と前記遅角方向の作動端の最遅角との間の所定位相となる中間ロック位相において前記相対回転位相を拘束する中間ロック機構と、前記相対回転位相が、前記中間ロック位相よりも遅角側の位相である遅角ロック位相において前記相対回転位相を拘束する遅角ロック機構とを備え、前記中間ロック機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方から他方に向けて出退自在に備えた単一の中間ロック部材と、この中間ロック部材を突出付勢する付勢機構と、前記中間ロック部材が嵌り込むように前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との他方に形成した中間嵌合凹部とを備えて構成され、前記遅角ロック機構が、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との一方から他方に向けて出退自在に備えた単一の遅角ロック部材と、この遅角ロック部材を突出付勢する付勢機構と、前記遅角ロック部材が嵌り込むように前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材との他方に形成した遅角嵌合凹部とを備えて構成されている点にある。
【００１１】
この構成によると、相対回転位相が、中間ロック位相に達した場合には、中間ロック機構の中間ロック部材が付勢機構の付勢力により中間嵌合凹部に嵌り込むことで相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。また、相対回転位相が、遅角ロック位相に達した場合には、遅角ロック機構の遅角ロック部材が付勢機構の付勢力により遅角嵌合凹部に嵌り込むことで相対回転位相を遅角ロック位相に拘束する。この構成では、中間ロック機構が単一の中間ロック部材を備えて構成され、遅角ロック機構が単一の遅角ロック部材を備えて構成されている。これにより、例えば、特許文献１に記載される弁開閉時期制御装置のように複数のロック部材を備える構成と比較すると、駆動側回転部材に形成される油室の体積が小さくなったり、油室の数が少なくなる等の不都合を招くことがない。このような理由から、流体圧室の体積を小さくすることなく、必要とする数の流体圧室を形成することが可能となり、しかも、ベーンに作用させる作動油の圧力を高めることなく強い変位力（相対回転力）を得る。
従って、駆動側回転部材と従動側回転部材とを中間位相と、これより遅角側の回転位相とに確実に拘束する弁開閉時期制御装置が合理的に構成された。
【００１２】
本発明は、前記中間ロック機構の前記中間嵌合凹部から進角方向又は遅角方向に連設され、前記中間嵌合凹部より浅い段差部を形成しても良い。
【００１３】
これによると、相対回転位相が中間ロック位相の近傍に達した際に、中間ロック部材が段差部に係入することにより、相対回転位相を中間ロック位相の近傍に維持することが可能となる。この後には、相対回転位相の変化に伴い、相対回転位相が中間ロック位相に達した時点で中間ロック部材が中間嵌合凹部に嵌り込み中間ロック位相で拘束する状態に移行することが可能となる。
【００１４】
本発明は、前記中間ロック部材と、前記遅角ロック部材とが前記従動側回転部材の回転軸芯を挟んで対向する位置に配置されても良い。
【００１５】
例えば、駆動側回転部材に単一のロック部材を備え、従動側回転部材に対し、最遅角位相に対応する凹部と、中間位相に対応する凹部との２つの凹部を形成したものを想定すると、最遅角位相と中間位相との位相差が小さい場合には、２つの凹部が形成できないか、２つの凹部の距離が近くなり強度低下を招くことが考えられる。これに対して、中間ロック機構の中間ロック部材と、遅角ロック機構の遅角ロック部材とを、受動側回転部材の回転軸芯を挟んで対向する位置に配置することにより、設置の容易さを実現し、強度低下を招くことなく中間位相と最遅角位相とにおいて強固な拘束状態を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】内燃機関制御システムの構成と弁開閉時期制御装置の縦断面とを示す図である。
【図２】図１のII−II線断面図であって、中間ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図３】最遅角ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図４】中間ロック部材が段差部に係入した位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図５】相対回転位相が中間ロック位相より進角側に変位した位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図６】別実施形態（ａ）で中間ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図７】別実施形態（ａ）で最遅角ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図８】別実施形態（ａ）で中間ロック位相より進角側の位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図９】別実施形態（ｂ）で中間ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図１０】別実施形態（ｂ）で中間ロック部材が副中間嵌合凹部に嵌合した位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１及び図２に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気バルブ１Ｖの開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置１０と、エンジンＥとを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えた内燃機関制御システムが構成されている。
【００１８】
内燃機関制御システムは、信号待ち等で停車した際にエンジンＥを自動停止させるアイドリングストップ制御を実現するものである。なお、この内燃機関制御システムは、ハイブリッド型の車両のようにエンジンＥの停止と始動とが頻繁に行われる車両において、弁開閉時期制御装置１０とエンジンＥとの制御に適用しても良い。
【００１９】
図１に示すエンジンＥは、乗用車等の車両に備えられるものであり、クランクシャフト１に駆動回転力を伝えるスタータモータＭと、インテークポートあるいは燃焼室に対する燃料の噴射を制御する燃料制御装置５と、点火プラグ（不図示）による点火を制御する点火制御装置６と、クランクシャフト１の回転角と回転速度とを検出するシャフトセンサ１Ｓとを備えている。弁開閉時期制御装置１０には外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を検出する位相検出センサ４６が備えられている。
【００２０】
ＥＣＵ４０は、機関制御部４１と位相制御部４２とを備えている。機関制御部４１はエンジンＥの自動始動と自動停止とを行う。位相制御部４２は弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相と２種のロック機構とを制御する。このＥＣＵ４０に関連する制御構成と、制御形態については後述する。
【００２１】
〔弁開閉時期制御装置〕
図１及び図２に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、エンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ１１と、エンジンＥの燃焼室の吸気バルブ１Ｖを開閉するカムシャフト３に連結ボルト１３により連結する従動側回転部材としての内部ロータ１２とを備えている。外部ロータ１１の軸芯と、内部ロータ１２の軸芯とが同軸芯となるように、外部ロータ１１の内部に内部ロータ１２を嵌め込んでおり、内部ロータ１２と外部ロータ１１とは軸芯Ｘを中心にして相対回転自在となる。この構成では、軸芯Ｘは、カムシャフト３の回転軸芯であると同時に、外部ロータ１１と内部ロータ１２との回転軸芯である。
【００２２】
外部ロータ１１と内部ロータ１２とは軸芯Ｘと同軸芯上に配置され、これらはフロントプレート１４とリヤプレート１５とに挟み込まれる状態で締結ボルト１６により締結されている。リヤプレート１５の外周にはタイミングスプロケット１５Ｓが形成されている。内部ロータ１２の中心部位がリヤプレート１５の中央部に形成された開口を貫通する状態で配置され、内部ロータ１２のリヤプレート１５側の端部に吸気側のカムシャフト３が連結する。
【００２３】
外部ロータ１１には、軸芯Ｘの方向で径方向の内側に向けて突出する複数の突出部１１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ１２は複数の突出部１１Ｔの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成されている。これにより、回転方向で隣接する突出部１１Ｔの中間位置で、内部ロータ１２の外周側に複数の流体圧室Ｃが形成される。内部ロータ１２の外周には、流体圧室Ｃに向けて突出するように嵌め込まれた仕切部としての複数のベーン１７を備えている。流体圧室Ｃは、ベーン１７で仕切られることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。このベーン１７は軸芯Ｘから離間する方向にバネ等で付勢されることにより、突出端が流体圧室Ｃの内周面に接触する。
【００２４】
図１に示すように、内部ロータ１２とフロントプレート１４とに亘って、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）が最遅角にある状態から相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に達するまで付勢力を作用させるトーションスプリング１８が備えられている。尚、トーションスプリング１８の付勢力が作用する範囲は、中間ロック位相Ｐ１を超えるものでも良く、中間ロック位相Ｐ１に達しないものであっても良い。
【００２５】
この弁開閉時期制御装置１０では、エンジンＥのクランクシャフト１に設けた出力スプロケット７と、外部ロータ１１のタイミングスプロケット１５Ｓとに亘ってタイミングチェーン８が巻回され、これにより外部ロータ１１はクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフト３の前端にも弁開閉時期制御装置１０と同様の構成の装置が備えられており、この装置に対してもタイミングチェーン８から回転力が伝達される。
【００２６】
図２に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ１１が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。一方、内部ロータ１２が外部ロータ１１に対して駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置１０では、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を高め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する際に変位量の増大に伴い吸気圧縮比を低減するようにクランクシャフト１とカムシャフト３との関係が設定されている。
【００２７】
ベーン１７で仕切られた流体圧室Ｃのうち、作動油が供給されることで相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる空間が進角室Ｃａであり、これとは逆に、作動油が供給されることで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる空間が遅角室Ｃｂである。ベーン１７が進角方向Ｓａの作動端（ベーン１７の進角方向Ｓａの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン１７が遅角方向Ｓｂの作動端（ベーン１７の遅角方向Ｓｂの作動端の近傍の位相を含む）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。
【００２８】
〔弁開閉時期制御装置の変形例〕
この弁開閉時期制御装置１０は、外部ロータ１１の内周側に流体圧室Ｃを形成している。しかし、これに代えて、内部ロータ１２の外周に凹部を形成することで流体圧室Ｃを形成し、この流体圧室Ｃを進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに仕切るように外部ロータ１１の外周に仕切部材としてベーン１７を備えても良い。
【００２９】
この変形例にように構成した弁開閉時期制御装置１０でも進角室Ｃａに作動油を供給することにより相対回転位相が進角方向Ｓａに変位し、遅角室Ｃｂに作動油を供給することにより相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する。
【００３０】
〔弁開閉時期制御装置：ロック機構〕
この弁開閉時期制御装置１０は、中間ロック機構Ｌ１と、最遅角ロック機構Ｌ２との２つのロック機構を備えている。中間ロック機構Ｌ１は、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を図２に示す中間ロック位相Ｐ１にロック（拘束）し、最遅角ロック機構Ｌ２は、相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１より遅角方向Ｓｂで図３に示す最遅角ロック位相Ｐ２にロック（拘束）する。本実施形態では、遅角ロック機構の一例として最遅角ロック機構Ｌ２を構成しており、この最遅角ロック機構Ｌ２は遅角ロック位相の一例として相対回転位相を最遅角位相にロックする。特に、本発明の遅角ロック機構は相対回転位相が中間位相より遅角側の位相において相対回転位相をロックする機能を有するものであれば良く、最遅角以外に最遅角近傍の相対回転位相でロックするものも含む。
【００３１】
中間ロック位相Ｐ１は、エンジンＥの始動後のアイドリング時にＨＣ排出量を抑制できる相対回転位相であり、エンジンＥの燃焼室の温度が外気温まで低下した状態でエンジンＥの始動を容易に行わせる位相でもある。
【００３２】
図２〜図４に示すように、中間ロック機構Ｌ１は、外部ロータ１１の突出部１１Ｔに出退自在に備えた中間ロック部材３１と、これを突出方向に付勢する付勢機構としての中間ロックバネ３２と、中間ロック部材３１が嵌合するように内部ロータ１２の外周に形成された中間嵌合凹部３３とで構成されている。最遅角ロック機構Ｌ２は、外部ロータ１１の突出部１１Ｔに出退自在に備えた最遅角ロック部材３４（遅角ロック部材の一例）と、これを突出方向に付勢する付勢機構としての最遅角ロックバネ３５と、最遅角ロック部材３４が嵌合するように内部ロータ１２の外周に形成された最遅角嵌合凹部３６（遅角嵌合凹部の一例）とで構成されている。
【００３３】
また、中間嵌合凹部３３には、中間ロック位相Ｐ１を基準にして相対回転位相が遅角方向Ｓｂに連なるように、中間嵌合凹部３３より浅い溝状となるラチェット用の段差部３３Ａが形成されている。これにより、相対回転位相が、最遅角ロック位相Ｐ２から中間ロック位相Ｐ１の方向に変位する場合には、中間ロック部材３１が段差部３３Ａに係入することで相対回転位相の変化を抑制し、この後に、中間ロック部材３１が中間嵌合凹部３３に嵌り込む状態への移行を確実に行わせる。
【００３４】
この段差部３３Ａは、中間嵌合凹部３３から進角方向Ｓａに連なるように位置を設定しても良く、進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとの夫々の方向に連なるように２箇所の位置を設定しても良い。
【００３５】
中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４とはプレート状の部材で構成され、突出側の端部が軸芯Ｘに平行となる姿勢で軸芯Ｘ方向に向けて接近・離間できるように外部ロータ１１に対し出退自在に支持されている。これに対応して中間嵌合凹部３３と最遅角嵌合凹部３６とは、内部ロータ１２の外周において軸芯方向に沿う溝状に形成されている。これら嵌合凹部の溝幅は、ロック部材のプレート状の部材の厚みよりも僅かに広く設定されている。尚、中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４とをピン状やブロック状に構成しても良く、これに対応して中間嵌合凹部３３と最遅角嵌合凹部３６とを孔状等に形成しても良い。
【００３６】
この弁開閉時期制御装置１０では、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との位相差αを５度（クランクシャフト１の回転角度で１０度）に設定している。特に、中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４とは、複数の突出部１１Ｔのうち軸芯Ｘを挟んで対向する位置のものに備えられ、軸芯Ｘと交わる仮想直線Ｙ上に配置されている。
【００３７】
〔弁開閉時期制御装置：流体制御機構〕
図２〜図４に示すように、内部ロータ１２には進角室Ｃａに連通する進角制御油路２１と、遅角室Ｃｂに連通する遅角制御油路２２と、中間ロック機構Ｌ１のロック（拘束）を解除する中間ロック解除油路２３とが形成されている。また、最遅角ロック機構Ｌ２のロック（拘束）を解除するように、隣接する進角室Ｃａの作動油をロック解除用に供給するための供給油路２４が内部ロータ１２の外周に形成されている。また、進角制御油路２１から供給される作動油によって最遅角ロック機構Ｌ２のロック（拘束）を解除するために、進角制御油路２１の１つは最遅角嵌合凹部３６に連通している。そして、最遅角嵌合凹部３６に供給された作動油は、最遅角ロック機構Ｌ２によるロックを解除すると共に、内部ロータ１２の外周に形成されている供給油路２４を経由して隣接する進角室Ｃａに供給される。
【００３８】
図１に示すように、エンジンＥには、エンジンＥの駆動力でオイルパン１Ａの潤滑油を吸引して作動油として送り出す油圧ポンプ２０を備えている。本実施形態に係る内燃機関制御システムでは、油圧ポンプ２０からの作動油を弁開閉時期制御装置１０の進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとの一方を選択して供給する電磁操作型の位相制御弁２６と、油圧ポンプ２０からの作動油を中間ロック解除油路２３に供給する電磁操作型の解除制御弁２７とを備えている。特に、油圧ポンプ２０と、位相制御弁２６と、解除制御弁２７と、作動油が給排される油路とを併せて弁開閉時期制御装置１０の流体制御機構が構成されている。
【００３９】
位相制御弁２６は、ＥＣＵ４０からの制御信号により進角ポジションと中間ポジションと中立ポジションとに操作自在な電磁弁として構成されている。具体的な作動形態として、位相制御弁２６を進角ポジションに操作すると、油圧ポンプ２０からの作動油を進角制御油路２１から進角室Ｃａに供給すると共に、遅角室Ｃｂの作動油を遅角制御油路２２から排出する。これにより相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する。これとは逆に位相制御弁２６を遅角ポジションに操作すると、油圧ポンプ２０からの作動油を遅角制御油路２２から遅角室Ｃｂに供給すると共に、進角室Ｃａの作動油を進角制御油路２１から排出する。これにより相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位する。中立ポジションでは、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂのいずれにも作動油は給排されない。
【００４０】
解除制御弁２７は、ＥＣＵ４０からの制御信号によりロック解除ポジションと、ロックポジションとに操作自在な電磁弁として構成されている。具体的な作動形態として、解除制御弁２７をロック解除ポジションに操作すると、油圧ポンプ２０からの作動油を中間ロック解除油路２３に供給して中間ロック機構Ｌ１のロック状態を解除する。ロックポジションでは中間ロック解除油路２３から作動油を排出してロック状態を維持する。
【００４１】
〔制御構成・制御形態〕
図１に示すように、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４０には、シャフトセンサ１Ｓと、イグニッションスイッチ４３と、アクセルペダルセンサ４４と、ブレーキペダルセンサ４５と、位相検出センサ４６とからの信号が入力される。エンジン制御ユニット４０は、スタータモータＭと、燃料制御装置５と、点火制御装置６のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、位相制御弁２６と解除制御弁２７を制御する信号を出力する。
【００４２】
イグニッションスイッチ４３は、内燃機関制御システムを起動させるスイッチとして構成され、ＯＮ操作により機関制御部４１がエンジンＥを始動し、ＯＦＦ操作により機関制御部４１がエンジンＥを停止させる。また、ＯＮ操作された状態で、アイドリングストップ制御によるエンジンＥの自動停止と自動始動とが可能な制御状態となる。
【００４３】
アクセルペダルセンサ４４は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、ブレーキペダルセンサ４５は、ブレーキペダル（不図示）の踏み込みを検出する。
【００４４】
機関制御部４１は、イグニッションスイッチ４３の操作に基づくエンジンＥの始動と停止とを行う通常停止制御を実現すると共に、エンジンＥがアイドリング状態で停車した際にエンジンＥを一時的に停止するアイドリングストップ制御を実現する。
【００４５】
位相制御部４２は、エンジンＥの稼動時に弁開閉時期制御装置１０による吸気バルブ１Ｖの開閉時期の制御を行うと共に、エンジンＥの稼動時には、停止時の状況に基づいて弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相を設定し、エンジンＥの停止時には中間ロック機構Ｌ１又は最遅角ロック機構Ｌ２によるロック状態へ移行する制御を行う。
【００４６】
この制御構成から、イグニッションスイッチ４３によりエンジンＥを通常停止制御する場合には、位相検出センサ４６の検出信号をフィードバックする状態で、位相制御部４２が位相制御弁２６を操作することにより相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１まで変位させる。この制御により図２に示す如く、中間ロック位相Ｐ１に達した後に機関制御部４１がエンジンＥを停止する。この制御では解除制御弁２７をロックポジションに維持しておき、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に達した時点で中間ロックバネ３２の付勢力により中間ロック部材３１が中間嵌合凹部３３に嵌合して相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１にロックする状態に達する。
【００４７】
中間ロック位相Ｐ１は、前述したようにエンジンＥの燃焼室の温度が外気温まで低下している状況でもエンジンＥの始動を良好に行わせる位相である。従って、イグニッションスイッチ４３の操作によりエンジンＥを始動させる際には、機関制御部４１がスタータモータＭを駆動してクランキングを行うと共に、燃料制御装置５が燃焼室に燃料を供給し、点火制御装置６が混合気に点火する制御が行われ、エンジンＥの良好な始動を実現する。
【００４８】
エンジンＥの始動後には、位相制御部４２が位相制御弁２６と解除制御弁２７とを操作して中間ロック機構Ｌ１のロックを解除すると共に、エンジンＥに作用する負荷トルクやエンジンＥの回転速度に対応して、例えば、図５に示す如く外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を必要とする位相に設定する制御が行われる。
【００４９】
また、アイドリングストップ制御は無駄な燃料消費を抑制して燃費を向上させるための制御であり、通常運転中にブレーキペダルを踏み込んで停車した際に、エンジンＥを一時的に停止し、ブレーキペダルの踏みが解除された際にエンジンＥを始動する。
【００５０】
従って、ブレーキペダルが踏み込み操作された場合には、位相検出センサ４６の検出信号をフィードバックする状態で、位相制御部４２が位相制御弁２６を操作することにより相対回転位相を図３に示す最遅角ロック位相Ｐ２まで変位させる。この制御により相対回転位相が最遅角ロック位相Ｐ２に達した後に機関制御部４１がエンジンＥを停止する。この制御では解除制御弁２７をロックポジションに維持しておき、位相制御弁２６を遅角ポジションに操作することにより相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる。これにより、相対回転位相が最遅角ロック位相Ｐ２に達した時点で最遅角ロックバネ３５の付勢力により最遅角ロック部材３４が最遅角嵌合凹部３６に嵌合して相対回転位相を最遅角ロック位相Ｐ２にロックする状態に達する。
【００５１】
この最遅角ロック位相Ｐ２は、前述したように吸気圧縮比を大きく低減させるため、軽負荷でクランキングを行わせることが可能である。従って、アリドリングストップ制御でエンジンＥが停止した状態で、ブレーキペダルの踏み込みが解除された場合には、機関制御部４１がスタータモータＭを駆動してクランキングを開始する。このクランキングによりクランクシャフト１の回転速度が設定値以上に達した後に、位相制御部４２が位相制御弁２６を進角ポジションに操作する。これにより、最遅角嵌合凹部３６に作動油が供給されて最遅角ロック部材３４を引退させてロックを解除し、この後に、進角室Ｃａに作動油が供給されて相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる。
【００５２】
このエンジンＥの始動時に、相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる際には、解除制御弁２７はロックポジションに維持され、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に接近することにより図４に示す如く中間ロック部材３１が段差部３３Ａに係入する状態に達する。この後に、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１に達した時点で図２に示す如く、中間ロック部材３１が中間嵌合凹部３３に嵌合し中間ロック機構Ｌ１はロック状態に達する。このように中間ロック位相Ｐ１に達した時点で機関制御部４１が燃料制御装置５により燃焼室に燃料を供給し、点火制御装置６による点火を行うことにより良好な始動を実現する。
【００５３】
特に、エンジンＥの始動後には位相制御部４２が、運転時のエンジンＥの負荷や回転速度等に応じて、位相制御弁２６を操作して進角室Ｃａ又は遅角室Ｃｂに作動油を供給する。これにより相対回転位相を進角方向Ｓａ又は遅角方向Ｓｂに変位させ図５に示す如く、中間ロック位相Ｐ１よりも進角側に変位させる制御も行われる。
【００５４】
〔実施形態の作用・効果〕
クランキング時には、カムシャフト３に形成したカム部に吸気バルブ１Ｖが当接するためカムシャフト３に作用する負荷トルクは大きく変動する。このような理由から、クランキング時にカムシャフト３は回転方向に振動することになり、カムシャフト３の変動トルクにより外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相は変動する。しかし、エンジンＥの始動時には、中間ロック位相Ｐ１にロックした状態と、最遅角ロック位相Ｐ２にロックした状態との何れのロック状態であるため、相対回転位相を安定させた状態を維持できる。
【００５５】
中間嵌合凹部３３に連なる位置に段差部３３Ａを形成したので、例えば、相対回転角を最遅角ロック位相Ｐ２から中間ロック位相Ｐ１に変位させる場合に、中間ロック部材３１が段差部３３Ａに係入した後には、外部ロータ１１と内部ロータとの相対回転位相が変動する場合にも、この係合状態は維持される。相対回転位相の変動により中間ロック部材３１を中間嵌合凹部３３の方向に変位させて嵌合させることも可能となる。
【００５６】
中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４とは、複数の突出部１１Ｔのうち軸芯Ｘを挟んで対向する位置のものに備えている。これは、例えば、所定の突出部１１Ｔに対して中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４とを備えた場合のように、突出部１１Ｔが大型化するものと比較して、突出部１１Ｔの大型化を抑制して、流体圧室Ｃの体積が小さくなったり、流体圧室Ｃの数が低減する不都合を抑制している。尚、実施形態では４つの流体圧室Ｃを備えているが、例えば、流体圧室Ｃが３つである場合には、この流体圧室Ｃに配置されるベーン１７の数も３つとなり、ベーン１７が受ける総オイル圧が低下して相対回転位相の変更が行い難くなる。しかし、この構成のように必要とする流体圧室Ｃを形成することにより作動油の作用による相対回転力を低下させず相対回転位相を円滑に変更することを実現している。
【００５７】
また、仮想直線Ｙ上に中間ロック部材３１と最遅角ロック部材３４をと配置することにより回転バランスを取る構成となり、弁開閉時期制御装置１０をバランス良く回転させることが可能となる。
【００５８】
相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２とにロック（拘束）する構成として、１つの突出部１１Ｔに中間嵌合凹部３３と、最遅角嵌合凹部３６とを並列する状態で形成し、これらのうち１つに選択して嵌合する単一のロック部材を備える構成も想定できる。しかしながら、中間嵌合凹部３３と最遅角嵌合凹部３６とを並列して形成する構成では、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との位相差αが小さい場合には、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との間隔が短くなり、中間嵌合凹部３３と最遅角嵌合凹部３６との中間部に必要とする強度を得られないことも考えられる。このような不都合に対し、本発明のように複数の突出部１１Ｔの１つに中間ロック部材３１を形成し、他の突出部１１Ｔに最遅角ロック部材３４を形成することにより強度低下を防止することができる。
【００５９】
更に、単一の中間ロック部材３１と単一の最遅角ロック部材３４とを備えることにより、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との位相差αが小さい値となる場合でも、中間ロック機構Ｌ１と最遅角ロック機構Ｌ２との配置が容易となり弁開閉時期制御装置１０の設計が容易に行える。
【００６０】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。
【００６１】
（ａ）図６〜図８に示すように、実施形態と同様に中間ロック機構Ｌ１の中間ロック部材３１と、最遅角ロック機構Ｌ２の最遅角ロック部材３４とを、複数の突出部１１Ｔのうち軸芯Ｘを挟んで対向する位置のものに備える。この別実施形態（ａ）では、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との位相差αを２５度（クランクシャフト１の回転角度で５０度）に設定している。
【００６２】
この別実施形態（ａ）では、弁開閉時期制御装置１０が中間ロック位相Ｐ１にある状態と、最遅角ロック位相Ｐ２にある状態と、中間ロック位相Ｐ１より相対回転位相が進角側にある状態とを示している。相対回転位相を変更する際の制御形態やロックに移行する際とロックを解除する際の制御形態は実施形態と同じである。
【００６３】
この別実施形態（ａ）の構成でも、流体圧室Ｃの数を低減することなく、弁開閉時期制御装置１０を構成でき、中間ロック機構Ｌ１と最遅角ロック機構Ｌ２との配置が容易となり、弁開閉時期制御装置１０の設計も容易に行える。
【００６４】
（ｂ）図９及び図１０に示すように、相対回転位相が、進角方向Ｓａの作動端となる最進角と遅角方向Ｓｂの作動端となる最遅角との間の所定位相において、前述した別実施形態（ａ）で説明した中間ロック機構Ｌ１の中間嵌合凹部３３の他に、この中間嵌合凹部３３より遅角側に副中間嵌合凹部３８を形成しても良い。この副中間嵌合凹部３８に中間ロック部材３１が嵌合する状態での相対回転位相を副中間ロック位相Ｐ３と称する。
【００６５】
この別実施形態（ｂ）では、中間ロック位相Ｐ１と最遅角ロック位相Ｐ２との中間の位相となる副中間ロック位相Ｐ３において相対回転位相をロックできる。これによりエンジンＥに作用する負荷トルクや回転速度等に基づいて最適となる吸気タイミングを設定に維持することも可能となる。
【００６６】
この別実施形態（ｂ）では副中間嵌合凹部３８に作動油を供給する副中間ロック解除油路２５を形成している。従って、副中間ロック解除油路２５に作動油を供給するために解除制御弁２７を３ポジション型のものを用いることや、専用の制御弁を用いることが考えられる。また、この副中間ロック解除油路２５を中間ロック解除油路２３に連通するように構成しても良い。
【００６７】
この別実施形態（ｂ）の変形例として、副中間嵌合凹部３８を２つ以上形成しても良く、副中間嵌合凹部３８に嵌合するロック部材を、中間ロック部材３１の他に外部ロータ１１に形成しても良い。
【００６８】
（ｃ）前述した実施形態では、内部ロータ１２の進角油路２１からの作動油を最遅角嵌合凹部３６に供給するように構成していたが、これに代えて、進角油路２１からの作動油を最遅角嵌合凹部３６に隣接する進角室Ｃａに供給し、この進角室Ｃａの作動油を供給油路２４から最遅角嵌合凹部３６に供給するように構成しても良い。このように構成することにより、進角室Ｃａに供給される作動油により最遅角ロック部材３４を最遅角嵌合凹部３６から離間させてロックの解除を行うことが可能となる。
【００６９】
（ｄ）ロック機構を、内部ロータ１２に対して出退自在に備えたロック部材と、このロック部材が嵌合するように外部ロータ１１の内周に形成した嵌合凹部とで構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１            クランクシャフト
１１          駆動側回転部材（外部ロータ）
１２          従動側回転部材（内部ロータ）
１７          仕切部（ベーン）
２１          進角制御油路
２２          遅角制御油路
３１          中間ロック部材
３２          付勢機構（中間ロックバネ）
３３          中間嵌合凹部
３３Ａ        段差部
３４          遅角ロック部材（最遅角ロック部材）
３５          付勢機構（最遅角ロックバネ）
３６          遅角嵌合凹部（最遅角嵌合凹部）
Ｃ            流体圧室
Ｃａ          進角室
Ｃｂ          遅角室
Ｅ            内燃機関（エンジン）
Ｌ１          中間ロック機構
Ｌ２          遅角ロック機構（最遅角ロック機構）
Ｐ１          中間ロック位相
Ｐ２          遅角ロック位相（最遅角ロック位相）
Ｘ            回転軸芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014034914.tif 000009
【図８】
2014034914.tif 000010
【図９】
2014034914.tif 000011
【図１０】
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