(57)【要約】【課題】バルブタイミング可変機構のロックの解除をより確実に行うことのできるエンジンの油圧システムを提供する。【解決手段】エンジンの油圧システムは、切換弁２７によるリリーフ弁２６のリリーフ圧の切り換えにより、エンジン各部へのオイルの供給圧を変更可能に構成され、油圧によるベーンローター３７及びハウジングローター３８の相対回動によりバルブタイミングを可変とするとともに、ロック穴４５への係合により、それらの相対回動を機械的に係止するロックピン２９を有したバルブタイミング可変機構２０を備える。こうした油圧システムのバルブタイミング可変機構２０における、ロック穴４５からのロックピン２９の脱離に必要な油圧の最小値を、上記リリーフ圧の切り換えによるオイル供給圧の可変範囲の最小値よりも小さくするようにした。【選択図】図２
2014047723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン各部に供給される油圧を可変とする油圧可変部と、
カムシャフトと同期回転される第１のローターと、クランクシャフトと同期回転される第２のローターとを有し、前記油圧によるそれらローターの相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とするとともに、ロック穴への係合によりそれらローターの相対回動を機械的に係止するとともに、前記油圧により前記ロック穴から脱離されるロックピンを有したバルブタイミング可変機構と、
を備え、前記ロック穴からの前記ロックピンの脱離に必要な油圧の最小値が、前記油圧可変部の前記油圧の可変範囲の最小値よりも小さくされた
エンジンの油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各部に供給される油圧を可変とする油圧可変部と、その油圧により作動して機関バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変機構と、を備えるエンジンの油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車載等のエンジンには、その各部に油圧を供給する油圧供給システムと、その油圧により作動する油圧アクチュエーターとにより構成された油圧システムが組込まれている。そして、そうした油圧システムに設けられる油圧アクチュエーターとして、特許文献１に見られるような、機関バルブ（吸排気バルブ）のバルブタイミングを可変とする油圧式のバルブタイミング可変機構が知られている。
【０００３】
油圧式のバルブタイミング可変機構は、エンジンのカムシャフト及びクランクシャフトとそれぞれ同期回転される２つのローターを有し、それらのローターを油圧により相対回動させることで、機関バルブのバルブタイミングを可変とする。こうした油圧式のバルブタイミング可変機構には、十分な油圧が供給されないエンジン始動の直後の時期に上記２つのローターの相対回動を機械的に係止するロック機構が設けられることがある。
【０００４】
図１０に示すロック機構は、エンジンのクランクシャフトと同期回転されるハウジングローター７０と、同エンジンのカムシャフトと同期回転されるベーンローターとの２つのローターを有するバルブタイミング可変機構に設けられる。ベーンローターには、ベーン７１が設けられる。そして、そのベーン７１の両側に形成される２つの油室、すなわち遅角室７７、進角室７８の油圧の調整により、ベーンローターとハウジングローター７０とを相対回動させることで、機関バルブのバルブタイミングが可変とされるようになっている。なお、遅角室７７には、ハウジングローター７０に対してベーンローターをカムシャフト反回転方向（遅角方向）に相対回動させるための油圧が導入される。また、進角室７８には、ハウジングローター７０に対してベーンローターをカムシャフト回転方向（進角方向）に相対回動させるための油圧が導入される。
【０００５】
ロック機構は、ベーン７１に収容されたロックピン７２と、ハウジングローター７０に形成されたロック穴７３とを備える。ロックピン７２は、ロック穴７３に向う方向及びロック穴７３から離れる方向に摺動可能に配設され、スプリング７４により、ロック穴７３に向う方向に付勢されている。ロック穴７３は、ベーンローターがハウジングローター７０に対して、その相対回動範囲の最も遅角側（カムシャフトの反回転方向）の位置（最遅角位置）に位置されるときに、ロックピン７２の先端と対向する位置に形成されている。
【０００６】
ベーン７１のロックピン７２の収容部には、ロックピン７２をロック穴７３から抜くための油圧が導入されるロック解除油室７５が形成されている。このロック解除油室７５は、ベーン７１に形成されたロック解除油路７６を通じて遅角室７７に接続されている。また、ロック穴７３は、ハウジングローター７０の内周に形成された溝７９を通じて進角室７８に接続されている。そして、ロック穴７３にも、この溝７９を通じて、ロックピン７２をロック穴７３から抜くための油圧が導入される。
【０００７】
こうしたロック機構が設けられたバルブタイミング可変機構では、エンジン始動時には、ロックピン７２がロック穴７３に係合し、それによりベーンローターとハウジングローター７０との相対回動が機械的に係止された状態とされている。そして、エンジンの始動後には、まず遅角室７７を通じてロック解除油室７５に油圧を供給してロックピン７２をロック穴７３から抜いた後、進角室７８に油圧を供給することで、バルブタイミング可変機構の作動が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２７０７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、エンジンの油圧システムには、エンジンの各部に供給される油圧（オイル供給圧）を可変とする可変油圧装置を備えたものがある。こうした可変油圧装置を備える油圧システムでは、エンジン始動の直後は、オイル供給圧を低くしている。そして、その後にオイル供給圧を高めている。
【００１０】
ここで、オイル供給圧が高くされるのとほぼ同時にバルブタイミング可変機構の作動が開始されると、ロック機構の解除が困難となることがある。すなわち、このときの作動開始前の遅角室７７への油圧の導入では、オイル供給圧が低くされているため、ロック解除に必要な油圧が得られず、ロックピン７２は、ロック穴７３に入ったままの状態となっている。この状態で、バルブタイミング可変機構の作動が開始されると、進角室７８への油圧の導入に応じてロック穴７３に供給された油圧により、ロックピン７２がロック穴７３から抜かれる。しかしながら、これと同時にオイル供給圧が高められると、進角室７８の油圧が急激に上昇し、同図１０に示すように、その作用でベーン７１が進角側に押圧される。その結果、ロックピン７２の先端が、ロック穴７３の進角側の周壁に押し付けられ、それらの間の摺動抵抗が大きくなるため、ロックピン７２がロック穴７３から抜け難くなる。
【００１１】
このように、可変油圧装置を備える油圧システムでは、オイル供給圧の上昇のタイミングと、及びバルブタイミング可変機構の作動開始のタイミングとが重なると、バルブタイミング可変機構のロック解除が困難となり、バルブタイミング可変機構の作動の開始が遅れてしまうことがある。
【００１２】
なお、こうした問題は、最遅角位置以外の位置でロックピンがロック穴に係合されるバルブタイミング可変機構でも、同様に生じ得る。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、バルブタイミング可変機構のロックの解除をより確実に行うことのできるエンジンの油圧システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するエンジンの油圧システムは、エンジン各部に供給される油圧を可変とする油圧可変部と、カムシャフトと同期回転される第１のローターと、クランクシャフトと同期回転される第２のローターとを有し、前記油圧によるそれらローターの相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変とするとともに、ロック穴への係合によりそれらローターの相対回動を機械的に係止するとともに、前記油圧により前記ロック穴から脱離されるロックピンを有したバルブタイミング可変機構と、を備え、前記ロック穴からの前記ロックピンの脱離に必要な油圧の最小値を、前記油圧可変部の前記油圧の可変範囲の最小値よりも小さくしている。
【００１４】
こうしたエンジンの油圧システムでは、エンジン各部に供給される油圧が油圧可変部によりその可変範囲の最小値とされた状態でも、ロック穴からロックピンを脱離させられる。そのため、上記油圧が油圧可変部により高められる時期とバルブタイミング可変機構の作動開始の時期とが重なっても、それ以前にロックピンがロック穴から脱離されるようになり、解除中の油圧の上昇でロック解除が困難となることが避けられる。したがって、バルブタイミング可変機構のロックの解除をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】エンジンの油圧システムの一実施形態の構成を示す斜視図。
【図２】同実施形態のエンジンの油圧システムの油圧回路図。
【図３】同実施形態に設けられたオイルポンプユニットの低圧設定時の状態を模式的に示す略図。
【図４】同オイルポンプユニットの高圧設定時の状態を模式的に示す略図。
【図５】同実施形態に設けられたバルブタイミング可変機構の斜視図。
【図６】同バルブタイミング可変機構に設けられたロック機構のロック時の状態を示す断面図。
【図７】同ロック機構のロック解除時の状態を示す断面図。
【図８】同実施形態に設けられたオイルコントロールバルブの側部断面図。
【図９】同実施形態のエンジン始動後のオイル供給圧の推移を示すタイムチャート。
【図１０】バルブタイミング可変機構のロック機構の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、エンジンの油圧システムの一実施の形態を、図１〜図９を参照して詳細に説明する。
ここではまず、図１及び図２を参照して、本実施形態のエンジンの油圧システムの構成を説明する。
【００１７】
図１に示すように、エンジンのオイルパン１０には、オイル中の異物を濾過するストレーナー１１が設けられている。ストレーナー１１は、オイルポンプユニット１２に接続されている。オイルポンプユニット１２は、エンジンのクランクシャフト１３にチェーン１４を介して駆動連結されている。
【００１８】
また、クランクシャフト１３には、クランクスプロケット１５が設けられている。クランクスプロケット１５は、チェーン１６を介して、排気カムスプロケット１７及び吸気カムスプロケット１８に駆動連結されている。排気カムスプロケット１７は、排気カムシャフト１９に一体回転可能に連結されている。また、吸気カムスプロケット１８は、バルブタイミング可変機構２０を介して吸気カムシャフト２１に、同軸を有して回転可能に連結されている。
【００１９】
一方、オイルポンプユニット１２のオイル吐出側は、オイルフィルター２２を介してオイル供給路２３に接続されている。そして、オイル供給路２３を通じてエンジン各部に、例えばクランクシャフト１３のジャーナル部のような潤滑部位や、チェーンテンショナーや上記バルブタイミング可変機構２０などのエンジン内の油圧機器などにオイルが供給されている。
【００２０】
図２に示すように、オイルポンプユニット１２には、オイルポンプ２５、リリーフ弁２６、及び切換弁２７が設けられている。オイルポンプ２５は、クランクシャフト１３の回転に応じて作動して、ストレーナー１１を介してオイルパン１０から吸引したオイルを加圧して吐出する。オイルポンプ２５の吐出したオイルは、オイルフィルター２２を介してオイル供給路２３に送られる。
【００２１】
なお、オイルポンプ２５のオイル吐出側とオイル吸引側とは、リリーフ弁２６を介して接続されている。リリーフ弁２６は、設定されたリリーフ圧以上となると開弁して、オイルポンプ２５のオイル吐出側のオイルの一部をオイル吸入側に戻すことで、リリーフ圧以下とする。なお、リリーフ弁２６のリリーフ圧の設定は、切換弁２７により切り換えられる。切換弁２７の作動は、エンジン制御を司るエンジンコントロールユニット２８により制御されている。
【００２２】
また、同図に示すように、オイル供給路２３には、オイルコントロールバルブ２４が接続されている。オイルコントロールバルブ２４には、オイル供給路２３の他に、オイルパン１０の接続されるドレーン油路５０、バルブタイミング可変機構２０にそれぞれ接続される進角油路５１及び遅角油路５２が接続されている。このオイルコントロールバルブ２４の作動も、エンジンコントロールユニット２８により制御されている。
【００２３】
次に、図３及び図４を参照して、オイルポンプユニット１２の詳細を説明する。
図３に示すように、リリーフ弁２６は、オイルポンプ２５のオイル吐出側に接続される第１ポート３０、オイルポンプ２５のオイル吸入側に接続される第２ポート３１、及び切換弁２７に接続される第３ポート３２の３つのポートを備える。リリーフ弁２６の内部には、筒状に形成されたスリーブ３３が図中上下方向に往復動可能に配設されている。
【００２４】
スリーブ３３の内部には、ピストン３４が、スリーブ３３と同一方向に往復動可能に配設されている。ピストン３４には、第１ポート３０を介して導入されたオイルポンプ２５のオイル吸入側の油圧が印加される。また、ピストン３４は、スプリング３５によって、その油圧に抗する方向（図中上方）に常時付勢されている。なお、以下では、スリーブ３３に対するピストン３４の変位量を、スリーブ３３の内部におけるピストン３４の移動範囲のスプリング３５の付勢方向の端を起点「０」とし、その起点からの図中下方を正方向として表すこととする。
【００２５】
スリーブ３３の側壁には、その内部と第２ポート３１とを連通する貫通孔３３ａが形成されている。この貫通孔３３ａは、スリーブ３３に対するピストン３４の変位量が一定値未満のときには、ピストン３４により閉塞され、同変位量が一定値以上となったときに開口される位置に形成されている。
【００２６】
一方、リリーフ弁２６の内部のスリーブ３３の図中下方には、切換油室３６が区画形成されている。切換油室３６は、第３ポート３２を介して切換弁２７に接続されている。そして、切換弁２７は、オイルポンプ２５のオイル吐出側に切換油室３６が接続された状態と、オイルポンプ２５のオイル吸引側に切換油室３６が接続された状態とを選択的に切り換える。
【００２７】
続いて、以上のように構成されたオイルポンプユニット１２の動作態様を説明する。
スリーブ３３の内部におけるピストン３４の位置は、オイルポンプ２５のオイル吐出側の油圧によりピストン３４が受ける力と、スプリング３５の付勢力との釣り合いで決まる。そして、オイルポンプ２５のオイル吐出側の油圧が、貫通孔３３ａが開口される位置までピストン３４を変位させるために必要な圧力よりも大きくなると、第１ポート３０と第２ポート３１とが連通され、オイルポンプ２５のオイル吐出側からそのオイル吸引側へのオイルが排出される。すなわち、貫通孔３３ａが開口される位置までピストン３４を変位させるために必要な圧力が、上記リリーフ圧となっている。ちなみに、こうしたオイルの排出は、オイルポンプ２５のオイル吐出側の油圧がリリーフ圧以下となるまで継続される。そのため、エンジン各部に供給されるオイルの圧力（オイル供給圧）は、リリーフ弁２６のリリーフ圧となるように調整される。
【００２８】
一方、図３に示すように、切換弁２７により、オイルポンプ２５のオイル吐出側に切換油室３６が接続されると、オイルポンプ２５から吐出されたオイルが切換油室３６に導入される。そして、このオイルの圧力により、スリーブ３３が、切換油室３６の容積を拡大する方向（図中上方）に移動される。また、図４に示すように、切換弁２７により、オイルポンプ２５のオイル吸引側に切換油室３６が接続されると、切換油室３６に導入されたオイルが排出される。そして、それにより、スリーブ３３が、切換油室３６の容積を縮小する方向（図中下方）に移動される。
【００２９】
こうしたリリーフ弁２６の内部でのスリーブ３３の変位によっては、スリーブ３３に対するピストン３４の変位量が「０」のときのスプリング３５の撓み量が変化する。そして、それにより、リリーフ弁２６のリリーフ圧が変化する。すなわち、図３に示すように、スリーブ３３が切換油室３６の容積を拡大する方向（図中上方）に移動されているときには、スリーブ３３に対するピストン３４の変位量が「０」のときのスプリング３５の撓み量は比較的小さいため、リリーフ圧は低くなる。一方、図４に示すように、スリーブ３３が切換油室３６の容積を縮小する方向（図中下方）に移動されているときには、スリーブ３３に対するピストン３４の変位量が「０」のときのスプリング３５の撓み量が比較的大きいため、リリーフ圧は高くなる。したがって、このエンジンの油圧システムでは、切換弁２７の作動により、リリーフ弁２６のリリーフ圧が、ひいてはエンジン各部に対するオイルの供給圧が切り換えられる。なお、以下では、リリーフ弁２６のリリーフ圧が低くされたときのオイル供給圧を低圧ＬＯと記載し、リリーフ弁２６のリリーフ圧が高くされたときのオイル供給圧を高圧ＨＩと記載する。
【００３０】
ちなみに、本実施形態のエンジンの油圧システムでは、こうしたリリーフ弁２６及び切換弁２７により、エンジン各部に供給される油圧を可変とする油圧可変部が構成されている。そして、上記低圧ＬＯが、そうした油圧可変部の油圧の可変範囲の最小値となっている。
【００３１】
次に、こうして可変とされるオイル供給圧により作動するバルブタイミング可変機構２０の構成を、図５を参照して説明する。
図５に示すように、バルブタイミング可変機構２０は、ベーンローター３７とハウジングローター３８との２つのローターを備える。ベーンローター３７は、吸気カムシャフト２１に、ハウジングローター３８は、吸気カムスプロケット１８に、それぞれ一体回転可能に連結されている。すなわち、このバルブタイミング可変機構２０では、ベーンローター３７がカムシャフト（吸気カムシャフト２１）と同期回転される第１のローターに、ハウジングローター３８がクランクシャフト１３と同期回転される第２のローターに、それぞれ対応している。
【００３２】
ベーンローター３７は、ハウジングローター３８の内部に、同軸を有して相対回動可能に収容されている。ベーンローター３７には、複数（同図の例では３つ）のベーン３９が径方向に放射状に突き出すように形成されている。これらのベーン３９は、ハウジングローター３８の内部におけるベーンローター３７の収容空間の内周に形成された、ベーン３９と同数の凹部４０にそれぞれ配設されている。そして各凹部４０は、ベーン３９により、２つの油室に区画されている。このうち、ベーン３９の吸気カムシャフト２１の反回転方向に形成される油室は、ハウジングローター３８に対してベーンローター３７を吸気カムシャフト２１の回転方向に相対回動させるための油圧が導入される進角室４１となっている。また、ベーン３９の吸気カムシャフト２１の回転方向に形成される油室は、ハウジングローター３８に対してベーンローター３７を吸気カムシャフト２１の反回転方向に相対回動させるための油圧が導入される遅角室４２となっている。ちなみに、進角室４１は進角油路５１に、遅角室４２は遅角油路５２に、それぞれ接続されている。なお、以下では、バルブタイミング可変機構２０における吸気カムシャフト２１の回転方向を進角方向と記載し、その反回転方向を遅角方向と記載する。
【００３３】
こうしたバルブタイミング可変機構２０では、進角室４１にオイルを導入するとともに、遅角室４２からオイルを抜くと、進角室４１内のオイルの圧力でベーンローター３７がハウジングローター３８に対して進角方向に回動される。そして、吸気カムシャフト２１が吸気カムスプロケット１８に対して進角方向に回動される。したがって、このときには、吸気カムシャフト２１の回転位相がクランクシャフト１３の回転位相に対して進められて、機関バルブとしての吸気バルブのバルブタイミングが進角される。
【００３４】
一方、遅角室４２にオイルを導入するとともに、進角室４１からオイルを抜くと、遅角室４２内のオイルの圧力でベーンローター３７がハウジングローター３８に対して遅角方向に回動される。そして、吸気カムシャフト２１が吸気カムスプロケット１８に対して遅角方向に回動される。したがって、このときには、吸気カムシャフト２１の回転位相がクランクシャフト１３の回転位相に対して遅くされ、吸気バルブのバルブタイミングが遅角される。
【００３５】
なお、進角室４１及び遅角室４２の油圧を均衡させると、ハウジングローター３８に対するベーンローター３７の回動が規制され、吸気バルブのバルブタイミングが保持される。ただし、エンジン始動の直後には、オイルポンプ２５は直ちには十分な油圧を供給できないため、ハウジングローター３８とベーンローター３７との相対回動を油圧だけでは十分に規制できない。そこで、このバルブタイミング可変機構２０には、油圧が不足するエンジン始動時にベーンローター３７及びハウジングローター３８の相対回動を機械的に係止しておくためのロックピン２９が設けられている。
【００３６】
同図５に示すように、ロックピン２９は、ベーンローター３７のベーン３９の一つに形成された収容孔４３に配設されている。収容孔４３は、ベーン３９を軸方向に貫通するように形成されている。そして、ロックピン２９は、この収容孔４３の内部において、軸方向に摺動可能に配設されている。なお、ロックピン２９は、スプリング４４によって、吸気カムスプロケット１８側に常時付勢されている。
【００３７】
一方、ハウジングローター３８内部のベーンローター３７の収容空間における吸気カムスプロケット１８側の壁面には、ロックピン２９の先端部分と嵌合可能なロック穴４５が形成されている。なお、このバルブタイミング可変機構２０では、ロック穴４５は、ハウジングローター３８に対してベーンローター３７がその回動範囲の遅角方向の端に回動されたときに、ロックピン２９の先端と対向される位置に形成されている。
【００３８】
図６に示すように、ロックピン２９と収容孔４３との間には、ロック解除油室４６が区画形成されている。このロック解除油室４６は、ベーン３９に形成されたロック解除油路４７を通じて、遅角室４２に連通されている。
【００３９】
図７に示すように、遅角室４２にオイルが導入されると、ロック解除油路４７を通じてロック解除油室４６にもオイルが導入される。ロックピン２９は、このロック解除油室４６に導入されたオイルの圧力により、スプリング４４の付勢力と反対方向の力を受ける。そのため、遅角室４２へのオイルの導入に応じて、ロックピン２９がロック穴４５から抜かれるようになる。なお、このときのロック穴４５からのロックピン２９の脱離に必要な油圧の最小値である遅角ロック解除油圧は、上記低圧ＬＯよりも低い圧力に設定されている。
【００４０】
また、このバルブタイミング可変機構２０では、ロック穴４５は、ハウジングローター３８内部のベーンローター３７の収容空間における吸気カムスプロケット１８側の壁面に形成された溝４８を通じて進角室４１に連通されている。そして、この溝４８を通じてロック穴４５に導入されるオイルの圧力によっても、ロックピン２９をロック穴４５から抜くことが可能となっている。
【００４１】
こうしたロックピン２９を備えるバルブタイミング可変機構２０の進角室４１及び遅角室４２のオイルの給排は、オイルコントロールバルブ２４により制御される。次に、そうしたオイルコントロールバルブ２４の詳細を説明する。
【００４２】
図８に示すように、オイルコントロールバルブ２４は、筒状のスリーブ５３を備える。スリーブ５３には、供給ポート５４、２つのドレーンポート５５，５６、進角ポート５７、及び遅角ポート５８の５つのポートが形成されている。供給ポート５４にはオイル供給路２３が、ドレーンポート５５，５６には、オイルをオイルパン１０に戻すドレーン通路が、進角ポート５７には進角油路５１が、遅角ポート５８には遅角油路５２が、それぞれ接続されている。
【００４３】
スリーブ５３の内部には、図中左右方向に摺動可能にスリーブ５９が配設されている。スリーブ５９は、スプリング６０によって図中右方に常時付勢されている。また、オイルコントロールバルブ２４には、スプリング６０の付勢力に抗する方向の力をスリーブ５９に印加する電磁ソレノイド６１が設けられている。スリーブ５３の内部でのスリーブ５９の位置は、スプリング６０の付勢力と電磁ソレノイド６１の発生する力との釣り合いにより決定される。そして、スリーブ５９の変位により、各ポートの連通状態が変化されるようになっている。
【００４４】
具体的には、スリーブ５９が図中左方に変位されると、進角ポート５７がドレーンポート５５に、遅角ポート５８が供給ポート５４に、それぞれ連通される。このときには、進角室４１からオイルが抜かれ、遅角室４２にオイルが供給されるようになる。一方、スリーブ５９が図中右方に変位されると、進角ポート５７が供給ポート５４に、遅角ポート５８がドレーンポート５６に、それぞれ連通される。このときには、進角室４１にオイルが供給され、遅角室４２からオイルが抜かれるようになる。さらに、スリーブ５９がその摺動範囲の中央に位置するときには、各ポートが互いに遮断され、進角室４１及び遅角室４２の油圧が維持される。
【００４５】
なお、エンジンコントロールユニット２８は、こうしたオイルコントロールバルブ２４の電磁ソレノイド６１に印加する電圧をデューティー制御しており、それにより、進角室４１及び遅角室４２のオイルの給排を、ひいてはバルブタイミング可変機構２０の作動を制御している。
【００４６】
次に、以上のように構成されたエンジンの油圧システムにおけるエンジン始動時の制御態様を説明する。
エンジン始動が開始されると、クランクシャフト１３が回転され始めると、それによりオイルポンプ２５の作動が開始される。ただし、エンジン始動の開始直後は、エンジン回転速度が低いため、オイルポンプ２５のオイル吐出圧も低くなっている。そこで、エンジンコントロールユニット２８は、エンジン始動後、しばらくは、オイル供給圧を低圧ＬＯとするように切換弁２７を制御する。そして、エンジンコントロールユニット２８は、エンジン始動の開始から一定の時間が経過した時点で、オイル供給圧を高圧ＨＩに切り換えるように切換弁２７を制御する。
【００４７】
一方、エンジン始動開始時のバルブタイミング可変機構２０では、ロックピン２９がロック穴４５に係合され、それによりベーンローター３７とハウジングローター３８との相対回動が機械的に係止された状態とされている。そこで、エンジンコントロールユニット２８は、エンジン始動後、遅角室４２にオイルを供給するようにオイルコントロールバルブ２４を制御し、遅角室４２を介してロック解除油室４６にオイルを供給することで、ロックの解除、すなわちロック穴４５からのロックピン２９の脱離を試みるようにしている。そして、規定の、エンジンコントロールユニット２８は、バルブタイミング可変機構２０の作動開始条件が成立すると、進角室４１にオイルを供給するようにオイルコントロールバルブ２４を制御し、吸気バルブのバルブタイミングを進角させるようにバルブタイミング可変機構２０を動作させることで、その作動を開始させる。
【００４８】
なお、ここで、ロックの解除を遅角室４２へのオイル供給で行っているのは、次の理由による。すなわち、このバルブタイミング可変機構２０では、ロックピン２９のロック穴４５への係合が、ハウジングローター３８に対するベーンローター３７の回動位置が、その相対回動範囲の遅角方向の端の位置、すなわち最遅角位置ある状態で行われる。ここで、進角室４１へのオイル供給でロックを解除すると、ロック解除後、進角室４１の油圧でベーンローター３７が進角方向に回動してしまい、吸気バルブのバルブタイミングが進角されてしまう。一方、遅角室４２のオイル供給でロックを解除すれば、ロックが解除されても、ベーンローター３７がそれ以上遅角方向に回動されることはなく、必要なときまで吸気バルブのバルブタイミングを保持しておくことが可能となる。
【００４９】
また、このバルブタイミング可変機構２０では、ベーンローター３７の回動位置が最遅角位置に位置する状態でロックピン２９がロック穴４５に係合されるため、作動開始後の最初のベーンローター３７の回動方向は常に進角方向となる。そのため、このバルブタイミング可変機構２０では、上記のように、その作動は、進角室４１へのオイル供給により開始されるようになっている。
【００５０】
続いて、こうした本実施形態のエンジンの油圧システムの作用を説明する。
図９は、エンジン始動の開始以降におけるオイル供給圧の推移の一例を示している。同図では、エンジン始動開始後の時刻ｔ１から、ロック解除のための遅角室４２へのオイル供給の指令（遅角指令）が行われ、その後の時刻ｔ３に、バルブタイミング可変機構２０の作動開始条件が成立し、その作動の開始のための進角室４１へのオイル供給の指令（進角指令）が行われている。
【００５１】
一方、エンジン始動の開始から規定の時間が経過した時刻ｔ２には、低圧ＬＯから高圧ＨＩへのオイル供給圧の切り換えが行われている。同図の例では、このときのオイル供給圧の切り換えの直後に、バルブタイミング可変機構２０の作動が開始されている。
【００５２】
ここで、同図に比較例として示されているように、遅角ロック解除油圧が低圧ＬＯよりも高い圧力に設定されていると、オイル供給圧が高圧ＨＩに切り換えられるまでは、遅角指令を続けてもロックピン２９はロック穴４５から脱離されない。そのため、この場合には、進角指令後にロックの解除が行われることになる。そのため、高圧ＨＩへの切り換えに応じた進角室４１の油圧の急激な上昇により、ロックピン２９の先端がロック穴４５の進角側の周壁に押し付けられ、それらの間の摺動抵抗が大きくなるため、ロックピン２９がロック穴４５から抜け難くなってしまう。
【００５３】
その点、本実施形態では、遅角ロック解除油圧が低圧ＬＯよりも低い圧力に設定されているため、遅角指令による遅角室４２へのオイル供給によって、高圧ＨＩへのオイル供給圧の切り換え前に、ロックピン２９をロック穴４５から抜いておくことができる。そのため、高圧ＨＩへのオイル供給圧の切り換えの時期とバルブタイミング可変機構２０の作動の開始の時期とが重なっても、滞りなく、バルブタイミング可変機構２０の作動が開始されることになる。
【００５４】
以上説明した本実施形態のエンジンの油圧システムによれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、ロック穴４５からのロックピン２９の脱離に必要な油圧の最小値である遅角ロック解除油圧が、オイル供給圧の可変範囲の最小値である低圧ＬＯよりも小さくされている。そのため、オイル供給圧が高圧ＨＩに切り換えられるよりも前にロックを解除することが可能となり、そのオイル供給圧の切り換えの時期がバルブタイミング可変機構２０の作動の開始の時期とが重なっても、ロックの解除に支障が生じることはない。したがって、本実施形態のエンジンの油圧システムによれば、バルブタイミング可変機構２０のロックの解除をより確実に行うことができる。
【００５５】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、リリーフ弁２６のリリーフ圧を切り換えることで、オイル供給圧を可変とするようにしていたが、吐出圧を変更できるようにオイルポンプを構成するなど、それ以外の方法で、オイル供給圧を可変とするようにしても良い。
【００５６】
・上記実施形態では、低圧ＬＯと高圧ＨＩとの２段階にオイル供給圧が切り換えられるようになっていたが、オイル供給圧を３段階以上に切り換え可能としたり、オイル供給圧を連続的に変化させられるようにしたりしても良い。そうした場合であれ、オイル供給圧の可変範囲の最小値よりもロック解除油圧を小さくすれば、バルブタイミング可変機構２０のロックの解除をより確実に行うことが可能である。
【００５７】
・上記実施形態では、ベーンローター３７側にロックピン２９を、ハウジングローター３８側にロック穴４５をそれぞれ設けるようにしていたが、ベーンローター３７側にロック穴を、ハウジングローター３８側にロックピンをそれぞれ設けるようにしても良い。
【００５８】
・上記実施形態では、ベーンローター３７が吸気カムシャフト２１に、ハウジングローター３８が吸気カムスプロケット１８にそれぞれ一体回転可能に連結されていたが、それらの連結対象を逆とするなど、両ローターの連結対象を上記実施形態と異ならせるようにしても良い。要は、カムシャフト及びクランクシャフトにそれぞれ同期回転される第１、第２のローターを有し、油圧によるそれらローターの相対回動を通じて機関バルブのバルブタイミングを可変するものであれば、バルブタイミング可変機構の構成は任意に変更することができる。
【００５９】
・上記実施形態では、ロックピン２９のロック穴４５への係合を最遅角位置で行うようにバルブタイミング可変機構２０が構成されていたが、そうした係合をそれ以外の位置で行うようにバルブタイミング可変機構２０を構成しても良い。例えば、排気バルブに適用されるバルブタイミング可変機構では、ロックピンのロック穴への係合を最進角位置で行うものがある。こうした機構では、進角指令によりロックを解除し、遅角指令によりその作動を開始することになるが、進角指令によるロックの解除に必要な油圧の最小値が、オイル供給圧の可変範囲の最小値よりも小さくされていれば、ロックの解除をより確実に行うことが可能である。また、最遅角位置と最進角位置との間の中間位置でロックピンのロック穴への係合を行うよう構成されたバルブタイミング可変機構でも、ロック穴からのロックピンの脱離に必要な油圧の最小値を、オイル供給圧の可変範囲の最小値よりも小さくすることで、ロックの解除がより確実に行えるようにすることが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…オイルパン、１１…ストレーナー、１２…オイルポンプユニット、１３…クランクシャフト、１４…チェーン、１５…クランクスプロケット、１６…チェーン、１７…排気カムスプロケット、１８…吸気カムスプロケット、１９…排気カムシャフト、２０…バルブタイミング可変機構、２１…吸気カムシャフト（カムシャフト）、２２…オイルフィルター、２３…オイル供給路、２４…オイルコントロールバルブ、２５…オイルポンプ、２６…リリーフ弁（油圧可変部）、２７…切換弁（油圧可変部）、２８…エンジンコントロールユニット、２９…ロックピン、３０…第１ポート、３１…第２ポート、３２…第３ポート、３３…スリーブ、３３ａ…貫通孔、３４…ピストン、３５…スプリング、３６…切換油室、３７…ベーンローター（第１のローター）、３８…ハウジングローター（第２のローター）、３９…ベーン、４０…凹部、４１…進角室、４２…遅角室、４３…収容孔、４４…スプリング、４５…ロック穴、４６…ロック解除油室、４７…ロック解除油路、４８…溝、５０…ドレーン油路、５１…進角油路、５２…遅角油路、５３…スリーブ、５４…供給ポート、５５…ドレーンポート、５６…ドレーンポート、５７…進角ポート、５８…遅角ポート、５９…スリーブ、６０…スプリング、６１…電磁ソレノイド、７０…ハウジングローター、７１…ベーン、７２…ロックピン、７３…ロック穴、７４…スプリング、７５…ロック解除油室、７６…ロック解除油路、７７…遅角室、７８…進角室、７９…溝。
【図１】
2014047723.tif 000003
【図２】
2014047723.tif 000004
【図３】
2014047723.tif 000005
【図４】
2014047723.tif 000006
【図５】
2014047723.tif 000007
【図６】
2014047723.tif 000008
【図７】
2014047723.tif 000009
【図８】
2014047723.tif 000010
【図９】
2014047723.tif 000011
【図１０】
2014047723.tif 000012