(57)【要約】      （修正有）【課題】「停止−始動モード」に対応し、ロータアセンブリの中に第１ロックピンおよび第２ロックピンを有する位相器を含むシステムを提供する。【解決手段】ロックピン回路は第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７を含み、ハウジングアセンブリ１００の凹部１４２と係合するロック位置と、第１ロックピンおよび第２ロックピンがハウジングアセンブリと係合しないロック解除位置とを有する。第１ロックピンは、位相器が中間位相角度位置にまたはその近くにあるとき、ロータアセンブリ１０５をハウジングアセンブリに対してロックする。第２ロックピンは、位相器が完全遅角位置にあるとき、ロータアセンブリをハウジングアセンブリに対してロックする。あるいは、第２ロックピンは、位相器が完全進角位置にあるとき、ロータアセンブリをハウジングアセンブリに対してロックすることができる。【選択図】図１
2019023471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体入力部からの流体を、進角ライン、遅角ライン、前記流体入力部に結合された供給ライン、および少なくとも１つの排出ラインを介して、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ、および前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバから仕向けるための制御弁であって、
デテントモードと油圧作動モードの間で移動可能であり、前記油圧作動モードは、流体が前記流体入力部から前記進角チャンバへ経路指定され、および流体が前記遅角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される進角モードと、流体が前記流体入力部から前記遅角チャンバへ経路指定され、および流体が前記進角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される遅角モードと、流体が前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ経路指定される保持位置と、前記ベーンが前記進角壁に隣接する遅角ロックモードとを含む、前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が前記供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が前記進角チャンバと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記遅角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が前記進角チャンバへ流れ、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記制御弁が前記少なくとも１つの排出ラインを遮断し、流体を前記進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持し、および前記供給ラインを前記第１凹部に対して遮断し、その結果、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項２】
前記制御弁が前記進角モード、前記遅角モード、前記遅角保持モードまたは前記保持位置に移動されると、前記第１ロックピンが前記ロック解除位置に移動される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御弁が前記デテントモードに移動されると、前記第２ロックピンが前記ロック解除位置に移動される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１凹部に前記第１ロックピンを付勢するための第１ロックピンばねと、前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部の方から前記第２ロックピンを付勢するための第２ロックピンばねとをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１ロックピンおよび前記第２ロックピンが同じボアの中にあり、１つのロックピンばねによって、前記第１ロックピンが第１凹部に付勢され、前記第２ロックピンが前記第２凹部に付勢される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体を、進角ライン、遅角ライン、共通ライン、進角デテントラインおよび遅角デテントラインを介して、前記チャンバへ、およびチャンバから仕向けるための制御弁であって、第１ボアの中で、進角モード、保持位置、遅角モード、遅角ロックモードおよびデテントモードに移動可能である制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、流体入力部に接続された供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、流体入力部に接続された別のラインと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記デテントモードに移動されると、前記進角デテントラインまたは前記遅角デテントラインが、前記共通ラインと流体連通し、前記ロータアセンブリが前記ハウジングアセンブリに対して前記中間位相角度位置に移動され、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が、前記ベーンが前記進角壁に隣接する前記遅角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が排出され、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項７】
前記制御弁が前記進角モードまたは前記遅角モード、あるいは前記保持位置に移動されると、前記第１ロックピンが前記ロック解除位置に移動され、および前記パイロット弁が前記第１位置に移動され、前記パイロット弁を介した前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバの間の流体の流れを遮断する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記制御弁が前記デテントモードに移動されると、前記第２ロックピンが前記ロック解除位置へ移動される、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記位相器が前記中間位相角度位置にあるとき、前記進角デテントラインおよび前記遅角デテントラインが前記ハウジングアセンブリによって遮断される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１凹部に前記第１ロックピンを付勢するための第１ロックピンばねと、前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部の方から前記第２ロックピンを付勢するための第２ロックピンばねとをさらに含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１ロックピンおよび前記第２ロックピンが同じボアの中にあり、１つのロックピンばねによって、前記第１ロックピンが第１凹部に付勢され、前記第２ロックピンが前記第２凹部に付勢される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
第１位置から第２位置へ移動可能な、前記ロータアセンブリ中のパイロット弁をさらに含み、前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバと連通する前記進角デテントラインおよび前記遅角デテントラインは、前記ロータアセンブリが中間位相角度位置にまたはその近くにあるとき、制限およびまたは遮断され、前記パイロット弁が前記第１位置にあるとき、流体は前記パイロット弁を通って流れることを阻止され、前記パイロット弁が第２位置にあるとき、流体は、前記進角チャンバからの前記進角デテントラインと、前記遅角チャンバからの前記遅角デテントラインとの間を、前記パイロット弁および共通ラインを通って流れることを許容され、その結果、前記ロータは前記ハウジングに対して中間位相角度位置に移動され保持される、請求項６に記載のシステム。
【請求項１３】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体入力部からの流体を、進角ライン、遅角ライン、前記流体供給部に結合された供給ライン、および少なくとも１つの排出ラインを介して、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ、および前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバから仕向けるための制御弁であって、
デテントモードと油圧作動モードの間で移動可能であり、前記油圧作動モードは、流体が前記流体入力部から前記進角チャンバへ経路指定され、および流体が前記遅角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される進角モードと、流体が前記流体入力部から前記遅角チャンバへ経路指定され、および流体が前記進角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される遅角モードと、流体が前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ経路指定される保持位置と、前記ベーンが前記遅角壁に隣接する進角ロックモードとを含む、前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、前記供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、前記遅角チャンバと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記進角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が前記遅角チャンバへ流れ、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記制御弁が前記少なくとも１つの排出ラインを遮断し、流体を前記進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持し、および前記供給ラインを前記第１凹部に対して遮断し、その結果、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項１４】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体を、進角ライン、遅角ライン、共通ライン、進角デテントラインおよび遅角デテントラインを介して、前記チャンバへ、およびチャンバから仕向けるための制御弁であって、第１ボアの中を、進角モード、保持位置、遅角モード、進角ロックモードおよびデテントモードに移動可能である制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、流体入力部に接続された供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、流体入力部に接続された別のラインと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記デテントモードに移動されると、前記進角デテントラインまたは前記遅角デテントラインが、前記共通ラインと流体連通し、前記ロータアセンブリが前記ハウジングアセンブリに対して前記中間位相角度位置に移動され、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が、前記ベーンが前記遅角壁に隣接する前記進角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が排出され、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項１５】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体を、進角ライン、遅角ライン、共通ラインを介して前記チャンバへ、および前記チャンバから仕向けるための制御弁であって、第１ボアの中で進角モード、進角ロックモード、保持位置、遅角モード、遅角ロックモードに移動可能な前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、流体入力部に接続された供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、流体入力部に接続された別のラインと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が、前記ベーンが前記進角壁に隣接する前記遅角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が排出され、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が、前記ベーンが前記遅角壁に隣接する前記進角ロックモードのとき、前記第１凹部への流体が排出され、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変カムシャフトタイミング機構の分野に関する。詳細には本発明は２重ロックピン位相器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関は、エンジン性能の向上または排出物の低減のために、カムシャフトおよびクランクシャフト間の相対的なタイミングを変化させる種々の機構を採用してきた。これらの可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ：ｖａｒｉａｂｌｅ  ｃａｍｓｈａｆｔ  ｔｉｍｉｎｇ）機構の大部分は、エンジンカムシャフト（またはマルチカムシャフトエンジンでは複数のカムシャフト）に１つまたは複数の“ベーン位相器”を使用する。図に示されるように、ベーン位相器は、１つまたは複数のベーン１０４を有するロータ１０５を有し、ロータ１０５は、カムシャフトの端部に取り付けられ、ベーンが収まるベーンチャンバを有するハウジングアセンブリ１００に囲繞される。ベーン１０４をハウジングアセンブリ１００に取り付け、チャンバをロータアセンブリ１０５に設けることも可能である。ハウジングの外周面１０１は、スプロケット、プーリまたはギヤを形成し、スプロケット、プーリまたはギヤは通常はクランクシャフトから、または場合によってはマルチカムエンジンでは別のカムシャフトから、チェーン、ベルトまたはギヤを介して駆動力を受け取る。
【０００３】
カムシャフトトルク作動式（ＣＴＡ：ｃａｍｓｈａｆｔ  ｔｏｒｑｕｅ  ａｃｔｕａｔｅｄ）可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）システムは別として、液圧式ＶＣＴシステムの大部分は、２つの原理、すなわち油圧作動（ＯＰＡ：ｏｉｌ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ａｃｔｕａｔｉｏｎ）またはトーションアシスト（ＴＡ：ｔｏｒｓｉｏｎａｌ  ａｓｓｉｓｔ）の下で作動する。油圧作動式ＶＣＴシステムでは、油制御弁（ＯＣＶ：ｏｉｌ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｖａｌｖｅ）が、エンジン油圧を、ＶＣＴ位相器中の１つの作動チャンバに仕向け、同時にハウジング、ロータおよびベーンによって画成された反対側の作動チャンバを排液する。これはベーンの１つまたは複数を横切る圧力差を生み出し、ＶＣＴ位相器を１つの方向または他の方向に液圧式に押す。中立化、すなわち弁をヌル位置に移動することは、等しい圧力をベーンの両側に置き、位相器をいずれかの中間位置に保持する。バルブがより速く開放または閉鎖するように位相器がある方向に移動する場合、位相器は進んでいると言われ、バルブがより遅く開放または閉鎖するように位相器がある方向に移動する場合、位相器は遅延していると言われる。
【０００４】
トーションアシスト（ＴＡ）システムは、同様の原理の下で作動するが、１つまたは複数の逆止弁を有することを除く。逆止弁は、万一トルクなど反対の力が発生した場合にＶＣＴ位相器が命じられた方向と反対の方向に移動することを防止する。
【０００５】
ＯＰＡまたはＴＡシステムの問題は、油制御弁が、進角または遅角作動チャンバのどちらかから油の全てを排出し、反対側チャンバを充填する位置にデフォルトすることである。このモードでは、位相器はデフォルトし、ロックピンが係合する最端ストッパまで一方向に移動する。ＯＰＡまたはＴＡシステムは、エンジンが油圧を一切発生しないエンジン始動サイクルの間、ＶＣＴ位相器を他のいかなる位置にも仕向けることができない。これは位相器を、エンジン停止モードにおいてのみ一方向に移動できるように制限する。昔、これは許容可能だった。エンジン停止時およびエンジン始動の間、ＶＣＴ位相器は最端移動限界点（完全進角または完全遅角のどちらか）の１つでロックするように命令され得るためである。
【０００６】
さらに、車両の内燃機関のアイドリング時間を低減することによって、燃料効率は増大され、排出物質は低減される。従って、車両は「停止−始動モード（ｓｔｏｐ−ｓｔａｒｔ  ｍｏｄｅ）」を使用する。「停止−始動モード」は、車両が例えば赤信号でまたは渋滞で停止しているときエンジンがアイドリングに費やす時間量を低減するために、内燃機関を自動的に停止し、自動的に再始動する。エンジンのこの停止は、車両の使用者がエンジンを停止する、または車を駐車場に置き車両を停止する際の点火スイッチの停止を介した「キーオフ」位置または手動停止と異なるものである。「停止−始動モード」では、車両が停止するとエンジンが停止し、続いて、車両の使用者にほとんど検知できないやり方で自動的に再始動する。これまで車両は主に低温始動を念頭において設計されてきた。それが最も一般的な状況のためである。停止−始動システムでは、エンジンは自動停止まで運転するので、自動再始動はエンジンが高温状態のとき起きる。「高温始動」は時々問題になることは長い間知られている。通常の冷温始動に必要なエンジン設定−例えば特定のバルブタイミング位置−が、暖まったエンジンに不適切なためである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ロータアセンブリ中に第１ロックピンおよび第２ロックピンを有する位相器。第１および第２ロックピンがハウジングアセンブリの凹部と係合するロック位置と、第１および第２ロックピンがハウジングアセンブリと係合しないロック解除位置とを有する第１および第２ロックピン。位相器が中間位相角度位置にまたは中間位相角度位置の近くにあるとき第１ロックピンはロータアセンブリをハウジングアセンブリに対してロックする。位相器が完全遅角位置にあるとき第２ロックピンはロータアセンブリをハウジングアセンブリに対してロックする。あるいは位相器が完全進角位置にあるとき第２ロックピンはロータアセンブリをハウジングアセンブリに対してロックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】進角位置に移動する本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図である。
【図２】遅角位置に移動する本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図である。
【図３】保持位置の本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図である。
【図４】遅角位置の本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図であり第２ロックピンはロック位置にあり位相器をロックしている。
【図５】本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図であり液圧式回路が開放位置にあり第１ロックピンがロック位置にあり位相器をロックしている。
【図６】進角位置に移動する本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図である。
【図７】遅角位置に移動する本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図である。
【図８】保持位置の本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図である。
【図９】遅角位置の本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図であり第２ロックピンがロック位置にあり位相器をロックしている。
【図１０】本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図であり液圧式回路が開放位置にあり第１ロックピンがロック位置にある。
【図１１】進角位置に移動する第２実施形態の位相器を示す。
【図１２】進角位置に移動する第２実施形態の位相器の断面図を示す。
【図１３】保持または中間位置の第２実施形態の位相器の断面を示す。
【図１４】遅角位置の第２実施形態の位相器を示し、第２ロックピンはロック位置にあり位相器をロックしている。
【図１５】遅角位置の第２実施形態の位相器の断面図の位相器を示し、第２ロックピンロック位置、位相器をロックしている。
【図１６】ある位置の第２実施形態の位相器を示し、液圧式デテント回路は開放され、第１ロックピンはロック位置にあり、位相器をロックしている。
【図１７】第２実施形態の位相器の断面図の位相器を示し、液圧式回路は開放され、第１ロックピンはロック位置にあり、位相器をロックしている。
【図１８】進角位置の本発明のトーションアシスト（ＴＡ）位相器の第２実施形態の概略図を示し第２ロックピンがロック位置にあり位相器をロックしている。
【図１９】進角位置の本発明のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の第１実施形態の概略図であり第２ロックピンがロック位置にあり位相器をロックしている。
【図２０】遅角ロックモードの本発明の第３実施形態のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の概略図を示す。
【図２１】進角ロックモードの本発明の第３実施形態のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の概略図を示す。
【図２２】保持位置の本発明の第３実施形態のカムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態の一部、クランキングの間または完全エンジン停止前のどちらかで、エンジンの低温始動に中間位置ロックを提供するために、液圧式デテント切換機能を管理するべく、液圧回路に加えられたオフセットまたは遠隔パイロット弁を有する位相器が使用される。位相器の中間位置ロックは、一旦電流信号がアクチュエータまたは可変力ソレノイドから取り除かれると、エンジンの低温再始動に最適な位置にカムを位置付ける。本発明はまた、停止−始動モードにおいてエンジンの自動「停止」の間、位相器を完全遅角位置にロックすることを開示する。
【００１０】
本発明の位相器は、２重ロックピンを有する。第１ロックピンは、ロック位置にあるとき、位相器のハウジングアセンブリの外側端部プレートと係合し、第２ロックピンは、ロック位置にあるとき、ハウジングアセンブリの内側端部プレートと係合する。一実施形態では、ロックピンの一方は位相器が完全遅角位置にあるときロック位置へ移動され、ロックピンの他方は位相器が中間位置または中間位相角度にあるときロック位置へ移動される。代替実施形態では、ロックピンの一方は位相器が完全進角位置にあるときロック位置へ移動され、ロックピンの他方は位相器が中間位置または中間位相角度にあるときロック位置へ移動される。さらに別の代替実施形態では、ロックピンの一方は位相器が完全進角位置にあるときロック位置へ移動され、ロックピンの他方は位相器が完全遅角位置にあるときロック位置へ移動される。
【００１１】
パイロット弁は、２つのロックピンの一方と係合するまたはそれを解除する同じ液圧回路でオン／オフを制御可能である。これは可変カムタイミング（ＶＣＴ）制御弁を２つの液圧回路、すなわちＶＣＴ制御回路と組合せ型ロックピン／液圧デテント制御回路とに縮める。パイロット弁の第１位置への移動は、位相器の遠隔オン／オフ弁または制御弁によって能動的に制御される。
【００１２】
２つのロックピンの他方は、カムトルク作動式（ＣＴＡ）位相器とともに示されるような位相器の制御弁によって、またはトーションアシスト（ＴＡ）位相器とともに示されるような進角チャンバまたは遅角チャンバによって制御される。
【００１３】
遠隔パイロット弁を使用する利点の１つは、遠隔パイロット弁はソレノイドによって制限されないので、制御弁より長いストロークを有することができることである。従ってパイロット弁は液圧式デテントモードに対してより大きな流路を開放可能であり、また、デテントモードの作動速度を改善可能である。さらに、遠隔パイロット弁の位置は、液圧式デテント回路を短縮且つ単純化し、それにより位相器のＶＣＴデテントモードの性能または中間位相角度位置を向上する。
【００１４】
図１〜５および１９は、スプール弁位置に依存するＣＴＡ  ＶＣＴ位相器の作動モードを示す。図に示される位置は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を定める。位相制御弁は無数の中間位置を有し、その結果、制御弁は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を制御するだけでなく、個々のスプール位置に依存して、ＶＣＴ位相器が位置を変化する速さも制御することが理解される。従って、位相制御弁は無数の中間位置で作動することも可能であり、図に示される位置に制限されないことが理解される。
【００１５】
図１〜５および１９を参照すると、開閉するエンジンバルブの力によって引き起こされるカムシャフトのトルク逆転がベーン１０４を移動する。進角および遅角チャンバ１０２、１０３が、カムシャフトの正および負のトルクパルスに抵抗するように配置され、あるいはカムトルクによって加圧される。制御弁１０９は、所望の移動方向に依存して、進角チャンバ１０２から遅角チャンバ１０３への、またはその逆の流体流を許容することによって、位相器のベーン１０４が移動することを許容する。
【００１６】
位相器のハウジングアセンブリ１００は、駆動力を受け取るための外周面１０１と、内側端部プレート１７０と、外側端部プレート１７１とを有する。ロータアセンブリ１０５はカムシャフトに接続され、ハウジングアセンブリ１００内に同軸に配置される。ロータアセンブリ１０５はベーン１０４を有し、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバを進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３に分離する。ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の相対角度位置を変えるように回転可能である。さらに、液圧式デテント回路１３３およびロックピン回路１２３も存在する。液圧式デテント回路１３３およびロックピン回路１２３は上で考察されるように本質的に１つの回路であるが、簡単にするために別々に考察される。
【００１７】
液圧式デテント回路１３３は、ばね１３１による負荷を受けるパイロット弁１３０と、進角チャンバ１０２をパイロット弁１３０および共通ライン１１４に接続する進角デテントライン１２８と、遅角チャンバ１０３をパイロット弁１３０および共通ライン１１４に接続する遅角デテントライン１３４とを含む。進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４は、ベーン１０４から所定の距離または長さである。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、ライン１３２を介してロックピン回路１２３およびライン１１９ａに流体接続される。ロックピン回路１２３は第１ロックピン１４３、ロックピンばね１４４、ライン１３２、パイロット弁１３０、供給ライン１１９ａ、ライン１４５、排出ライン１２１を含む。
【００１８】
第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７は、ロータアセンブリ１０５内の、より好ましくはベーン１０４内のボア１７２の中に摺動可能に受け入れられる。第１ロックピン１４３の端部はばね１４４によってハウジングアセンブリ１００の端部プレート１７０内の凹部１４２の方に付勢され且つその中に嵌まる。第２ロックピン１４７の端部はハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１内の凹部１４１の方に付勢され且つその中に嵌まる。液圧式デテント回路１３３の開閉およびロックピン回路１２３の加圧の両方は、位相制御弁１０９の切換え／移動によって制御される。第１ロックピン１４３は内側端部プレート１７０の凹部１４２と係合するように考察されるが、第１ロックピン１４３は外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合してもよく、第２ロックピン１４７はハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０内の凹部１４２と係合する。さらに、第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７はともに同じボアの中にあるように示されているが、第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７はロータアセンブリ１０５の違うボアの中に存在してもよい。
【００１９】
制御弁１０９、好ましくはスプール弁は、スプール１１１を含み、その円筒状ランド１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄはスリーブ１１６の中に摺動可能に受け入れられている。制御弁は、位相器から離れて、カムシャフトの中で案内するロータアセンブリ１０５内のボアの中に、または位相器の中心ボルト内に、配置可能である。スプールの一端はばね１１５と接触し、スプールの他端はパルス幅変調可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７と接触する。ソレノイド１０７はまた、電流または電圧を変えることによって、あるいは規定通りに他の方法によって、直線的に制御可能である。さらに、スプール１１１の他端はモータまたは他のアクチュエータと接触しそれから影響を受けてもよい。
【００２０】
制御弁１０９の位置は、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）１０６によって制御される。ＥＣＵ１０６は好ましくは中央処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）を含み、ＣＰＵは様々な計算処理を実行し、エンジン、メモリ、ならびにデータを外部装置およびセンサと交換するために使用される入力および出力ポートを制御する。
【００２１】
スプール１１１の位置はばね１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７とによって影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる詳細は以下で詳細に考察される。スプール１１１の位置は位相器の（例えば進角位置、保持位置、遅角位置または遅角ロック位置へ移動するための）動きを制御し、ならびに、ロックピン回路１２３および液圧式デテント回路１３３が開放（オン）または閉鎖（オフ）されるかどうか、および第２ロックピン１４７がロック位置またはロック解除位置にあるかどうかを制御する。換言すると、スプール１１１の位置はパイロット弁１３０を能動的に制御する。制御弁１０９は進角モード、遅角モード、遅角ロックモード、ヌルモード（保持位置）、およびデテントモードを有する。
【００２２】
進角モードでは、スプール１１１は流体が遅角チャンバ１０３からスプール１１１を通って進角チャンバ１０２へ流れ得、流体が進角チャンバ１０２から排出することを阻止され、デテント弁回路１３３がオフであるすなわち閉鎖されるように、ある位置へ移動される。
【００２３】
遅角モードでは、スプール１１１は、流体が進角チャンバ１０２からスプール１１１を通って遅角チャンバ１０３へ流れ得、流体が遅角チャンバ１０３から排出することを阻止され、デテント弁回路１３３がオフであるように、ある位置へ移動される。
【００２４】
ヌルモードでは、スプール１１１は、進角および遅角チャンバ１０２、１０３からの流体の排出を阻止し、デテント回路１３３がオフである位置へ移動される。
【００２５】
遅角ロックモードでは、ベーン１０４はすでに完全遅角位置へ移動され、進角チャンバ１０２からスプール１１１を通り遅角チャンバに至る流れは連続され、このとき流体は遅角チャンバ１０３から排出することを阻止されている。このモードでは、デテント弁回路はオフであり、第２ロックピン１４７は排液され、第２ロックピン１４７が外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合することおよびロック位置へ移動することを可能にする。「完全遅角位置」はベーン１０４がチャンバ１１７の進角壁１０２ａと接触している状態として定義される。
【００２６】
デテントモードでは、３つの機能が同時に起こる。デテントモードの第１の機能は、スプールランド１１１ａと１１１ｂの間のライン１１２からの流体の流れが他のラインのいずれかおよびライン１１３に入ることをスプールランド１１１ｂが阻止し、位相器の制御を制御弁１０９から効果的に切り離す位置にスプール１１１が移動することである。デテントモードの第２の機能は、デテント弁回路１３３を開放すなわちオンに切り換えることである。デテント弁回路１３３は、ベーン１０４が中間位相角度位置に達するまで、進角または遅角へ移動する位相器の完全な制御を有する。デテントモードの第３の機能は、ロックピン回路１２３を排液し、第１ロックピン１４３がハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０の凹部１４２と係合することを許容することである。第２ロックピン１４７はロック解除位置に残ることに留意されたい。中間位相角度位置または中間位置は、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間のチャンバを画成する進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａの間のどこかにあるときである。中間位相角度位置は進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａの間のいずれかの位置にあることができ、デテント通路１２８および１３４がベーン１０４に関連する場所によって決定される。
【００２７】
パルス幅変調可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルに基づいて、スプール１１１はそのストロークに沿って対応する位置へ移動する。可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが約４０％、６０％および６０％を超えるとき、スプール１１１はそれぞれ遅角モード／遅角ロックモード、ヌルモードおよび進角モードに対応する位置へ移動され、パイロット弁１３０は加圧され、第２位置へ移動し、液圧式デテント回路１３３は閉鎖され、第１ロックピン１４３は加圧されて解除される。遅角ロックモードでは、第２ロックピン１４７は排液され、ハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合する。
【００２８】
可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが０％のとき、スプール１１１は、デテントモードへ移動され、その結果、パイロット弁１３０は排液され第２位置へ移動し、液圧式デテント回路１３３は開放され、第１ロックピン１４３は排液され凹部１４２と係合する。０％のデューティーサイクルは、液圧式デテント回路１３３を開放し、パイロット弁１３０を排液し、第１ロックピン１４３を排液し凹部１４２と係合するために、スプールストロークに沿った最端位置として選択された。電源または制御が喪失される場合、位相器はロック位置にデフォルトするためである。上記のデューティーサイクルパーセンテージは例であり変更されてもよいことを留意されたい。さらに、所望なら１００％デューティーサイクルで、液圧式デテント回路１３３は開放され、パイロット弁１３０は排液され、第１ロックピン１４３は排液され凹部１４２と係合されてもよい。
【００２９】
デューティーサイクルが６０％を超えて設定されるとき、位相器のベーンは進角位置の方へおよび／または進角位置に移動する。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、進角位置に関して３．５〜５ｍｍの間である。
【００３０】
図１は進角位置の方へ移動する位相器を示す。進角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは６０％超に増大され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力は増大され、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、進角モードにおいてＶＦＳ１０７によって右側へ移動される。示される進角モードでは、スプールランド１１１ａはライン１１２を遮断し、ライン１１３および１１４は開放される。カムシャフトトルクは遅角チャンバ１０３を加圧し、流体を遅角チャンバ１０３から進角チャンバ１０２へ移動させ、ベーン１０４を遅角壁１０３ａの方に移動させる。流体は遅角チャンバ１０３から排出されライン１１３を通りスプールランド１１１ａと１１１ｂの間で制御弁１０９へ入り、中央ライン１１４と進角チャンバ１０２につながるライン１１２とに戻るように再循環する。
【００３１】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。制御弁１０９がカムシャフト内にある場合、ライン１１９はベアリングを介して貫入させてもよい。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１０９につながる。制御弁１０９から、流体はライン１１４に入り、進角逆止弁１０８を通って、進角チャンバ１０２へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン１４６と、第１ロックピン１４３に至るライン１４５とにつながる。ライン１４５はさらにパイロット弁１３０に至るライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１１１ｂと１１１ｃの間でスプール１１１を通ってライン１４６および１４５へと移動し、第２ロックピン１４７を解放位置までばね１４４に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１４５内の流体もまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が図１に示されるように遮断されデテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はライン１４５が排液しないようにスプールランド１１１ｂによって遮断され、排出ライン１２２はスプールランド１１１ｃによって遮断され、ライン１４５および１４６が通気することを防止する。
【００３２】
デューティーサイクルが４０〜６０％の間に設定されるとき、位相器のベーンは遅角位置の方へおよび／または遅角位置に移動する。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、遅角位置に関して２〜３．５ｍｍの間である。
【００３３】
図２は遅角位置の方へ移動する位相器を示す。遅角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは４０％超であるが６０％未満に変更され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力は低減され、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、ばね１１５によって図の遅角モードにおいて左側へ移動される。示される遅角モードでは、スプールランド１１１ｂはライン１１３を遮断し、ライン１１２および１１４は開放される。カムシャフトトルクは進角チャンバ１０２を加圧し、進角チャンバ１０２の流体を遅角チャンバ１０３へ移動させ、ベーン１０４を進角チャンバ壁１０２ａの方に移動させる。流体は進角チャンバ１０２から排出されライン１１２を通りスプールランド１１１ａと１１１ｂの間で制御弁１０９へ入り、中央ライン１１４と遅角チャンバ１０３につながるライン１１３とに戻るように再循環する。
【００３４】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１０９につながる。制御弁１０９から、流体はライン１１４に入り、遅角逆止弁１１０を通って、遅角チャンバ１０３へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン１４６と、第１ロックピン１４３に至るライン１４５とにつながる。ライン１４５はさらにパイロット弁１３０に至るライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１１１ｂと１１１ｃの間でスプール１１１を通ってライン１４５へと移動し、第１ロックピン１４３を解放位置までばね１４４に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１４５内の流体もまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が図２に示されるように遮断されデテント回路がオフにされる位置まで移動する。ライン１４６は、部分的に開放され、ライン１２２をスプールランド１１１ｃおよび１１１ｄの間で排出する。第２ロックピン１４７は、外側端部プレート１７１の凹部１４１が図４に示されるように第２ロックピン１４７と整列するまで解放位置においてばね１４４に対して部分的に付勢されたままである。排出ライン１２１はライン１４５が排液しないようにスプールランド１１１ｂによって遮断される。
【００３５】
デューティーサイクルが４０〜６０％の間に設定されるとき、位相器のベーンは遅角ロック位置の方へおよび／または遅角ロック位置に移動する。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、遅角ロック位置に関して約２ｍｍである。
【００３６】
図４は完全遅角位置における遅角ロック位置の位相器を示す。完全遅角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは４０％超であるが６０％未満に変更され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力は低減され、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、ばね１１５によって図の遅角モードにおいて左側へ移動される。示される遅角ロックモードでは、スプールランド１１１ｂはライン１１３を遮断し、ライン１１２および１１４は開放される。カムシャフトトルクは進角チャンバ１０２を加圧し、進角チャンバ１０２の流体を遅角チャンバ１０３へ移動させ、ベーン１０４を進角チャンバ壁１０２ａの方に移動させる。流体は進角チャンバ１０２から排出されライン１１２を通りスプールランド１１１ａと１１１ｂの間で制御弁１０９へ入り、中央ライン１１４と遅角チャンバ１０３につながるライン１１３とに戻るように再循環する。ベーン１０４が進角壁１０２ａと接触するとき、位相器は完全遅角位置にある。
【００３７】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１０９につながる。制御弁１０９から、流体はライン１１４に入り、遅角逆止弁１１０を通って、遅角チャンバ１０３へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン１４６と、第１ロックピン１４３に至るライン１４５とにつながる。ライン１４５はさらにパイロット弁１３０に至るライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１１１ｂと１１１ｃの間でスプール１１１を通ってライン１４５へと移動し、第１ロックピン１４３を解放位置までばね１４４に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１４５内の流体もまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が図４に示されるように遮断されデテント回路がオフにされる位置まで移動する。ライン１４６は開放され、ライン１２２をスプールランド１１１ｃおよび１１１ｄの間で排出し、ライン１４６を排液する。第２ロックピン１４７は、外側端部プレート１７１の凹部１４１に付勢されロック位置にあり、ハウジングアセンブリ１００をロータアセンブリ１０５に対してロックする。排出ライン１２１はライン１４５が排液しないようにスプールランド１１１ｂによって遮断される。
【００３８】
位相器の保持位置は、好ましくはハウジングに対するベーンの遅角および進角位置の間で起こる。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、３．５ｍｍである。
【００３９】
図３はヌル位置の位相器を示す。この位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは約６０％であり、スプール１１１の一端に対するＶＦＳ１０７の力は保持モードにおいてスプール１１１の他端に対するばね１１５の力に等しい。ランド１１１ａおよび１１１ｂはそれぞれライン１１２および１１３への流体の流れを遮断する。漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１０９につながる。制御弁１０９から、流体はライン１１４に入り、逆止弁１０８、１１０のどちらかを通り、進角または遅角チャンバ１０２、１０３へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン１４６と、第１ロックピン１４３に至るライン１４５とにつながる。ライン１４５はさらにパイロット弁１３０に至るライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１１１ｂと１１１ｃの間でスプール１１１を通ってライン１４６および１４５へと移動し、第２ロックピン１４７を解放位置までばね１４４に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１４５内の流体もまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が図３に示されるように遮断されデテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はライン１４５および１４６が排液しないようにスプールランド１１１ｂによって遮断され、排出ライン１２２はライン１４５および１４６が排液しないようにスプールランド１１１ｃによって遮断される。
【００４０】
デューティーサイクルが０％のとき、位相器のベーンは中間位置または中間位相角度位置にある。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、０ｍｍである。
【００４１】
図５は中間位置または中間位相角度位置の位相器を示し、ここで可変力ソレノイドのデューティーサイクルは０％であり、スプール１０９はデテントモードであり、パイロット弁１３０はスプールを介して、液溜めまたは排出口につながる通路１２１に排液する。
【００４２】
可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４があった場所に依存して、進角デテントライン１２８または遅角デテントライン１３４のどちらかがそれぞれ進角または遅角チャンバ１０２、１０３に曝される。さらに、エンジンが非標準的な停止をした（例えばエンストした）場合、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは０％であり得、ロータアセンブリ１０５はデテント回路を介して中間位置または中間位相角度位置へ移動し得、第１ロックピン１４３は、エンジンの非標準的な停止前、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置にあったかに関係なく、中間位置または中間位相角度位置で係合され得る。電子制御を使用することなく中間位置または中間位相角度位置にデフォルトする本発明の位相器の能力は、エンジンクランキング（このときカム位相器位置を制御するために電子制御は一般的に使用されない）の間でさえ、位相器が中間位置または中間位相角度位置に移動することを可能にする。さらに、位相器は中間位置または中間位相角度位置にデフォルトするので、位相器はフェールセーフ位置を提供し、特に制御信号または電源または喪失の場合、これは、ＶＣＴ位相器の能動的制御がない場合でさえ、エンジンが始動し作動できることを保証する。位相器はエンジンがクランキングすると中間位置または中間位相角度位置を有するので、位相器の位相のより長いストロークが可能であり、これにより較正の機会が提供される。従来技術では、より長いストロークの位相器またはより長い位相角度は不可能だった。中間位置または中間位相角度位置はエンジンクランキングおよび始動時に存在せず、エンジンは最端進角または遅角ストッパのどちらかにおいて始動が難しいからである。
【００４３】
可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルがちょうど０％に設定されるとき、スプール１１１に対するＶＦＳの力は低減され、ばね１１５はスプール１１１を図５に示されるようにスプールのストロークのさらに左の端部へ、デテントモードに移動する。デテントモードにおいて、スプールランド１１１ｂは、スプールランド１１１ａおよび１１１ｂの間のライン１１２からの流体の流れが他のラインのいずれかおよびライン１１３に入るのを阻止し、位相器の制御を制御弁１０９から効果的に切り離す。同時に、供給部からの流体が、ライン１１９を通ってライン１１９ｂおよび入口逆止弁１１８へ、スリーブ１１６を周って共通ライン１１４へ流れ得る。流体はスプールランド１１１ｃによってライン１１９ａからライン１４５およびライン１３２へ、そしてパイロット弁１３０へ流れることを阻止される。流体はライン１４５および１３２へ流れることができないので、パイロット弁１３０は排出ライン１２１へ排液し、パイロット弁１３０を通りライン１２９および共通ライン１１４へ至る進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４の間の通路を開放する、換言すると、液圧式デテント回路１３３を開放またはオンに切り換える。ライン１３２および１４５からの流体の排出によりばね１４４は第１ロックピンをハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０の凹部１４２と係合するように付勢し、ハウジングアセンブリ１００をロータアセンブリ１０５に対してロックする。同時に、ライン１１９ａからの流体はスプールランド１１１ｃおよび１１１ｄの間のライン１４６へ流れ、第２ロックピン１４７を解放位置へばね１４４に対して付勢する。排出ライン１２２はスプールランド１１１ｄによって遮断される。
【００４４】
ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近くにまたは進角位置に位置付けられ、進角デテントライン１２８が進角チャンバ１０２に曝されている場合、進角チャンバ１０２からの流体は進角デテントライン１２８に流れ込み、開放されたパイロット弁１３０を通り、共通ライン１１４につながっているライン１２９に至る。共通ライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通って遅角チャンバ１０３へ流れ込み、進角チャンバ１０２に対して進角デテントライン１２８を閉鎖または遮断するためにハウジングアセンブリ１００に対してベーン１０４を移動する。ロータアセンブリ１０５が進角デテントライン１２８を進角チャンバ１０２から閉鎖するとき、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間に形成されたチャンバ内で中間位置または中間位相角度位置に移動される。
【００４５】
ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近くにまたは遅角位置に位置付けられ、遅角デテントライン１３４が遅角チャンバ１０３に曝されている場合、遅角チャンバ１０３からの流体は遅角デテントライン１３４に流れ込み、開放されたパイロット弁１３０を通り、共通ライン１１４につながっているライン１２９に至る。共通ライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通って進角チャンバ１０２へ流れ込み、遅角チャンバ１０３に対して遅角デテントライン１３４を閉鎖するためにハウジングアセンブリ１００に対してベーン１０４を移動する。ロータアセンブリ１０５がライン遅角デテント１３４を遅角チャンバ１０３から閉鎖するとき、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間に形成されたチャンバ内で中間位置または中間位相角度位置に移動される。
【００４６】
あるいは、遅角ロックモードは、図１９に示されるように、進角ロックモードで置き換え可能であり、ベーン１０４は完全進角位置へすでに移動され、遅角チャンバ１０３からスプール１１１を通り進角チャンバへ至る流れは連続するが、このとき流体は進角チャンバ１０２を出ることを阻止されている。このモードにおいて、デテント弁回路はオフであり、第２ロックピン１４７は排液され、第２ロックピン１４７が外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合し、ロック位置に移動することを可能にする。「完全進角位置」は、ベーン１０４がチャンバ１１７の遅角壁１０３ａと接触している状態として定義される。配置図は図１〜６に示されるものの鏡像であることに留意されたい。
【００４７】
進角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは６０％超に増大され、スプール１１１に対するＶＦＳ１０７の力は増大され、スプール１１１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、進角ロックモードにおいてＶＦＳ１０７によって左側へ移動される。示される進角ロックモードでは、スプールランド１１１ｂはライン１１２を遮断し、ライン１１３および１１４は開放される。カムシャフトトルクは遅角チャンバ１０３を加圧し、流体を遅角チャンバ１０３から進角チャンバ１０２へ移動させ、ベーン１０４を遅角壁１０３ａの方に移動させる。流体は遅角チャンバ１０３から排出されライン１１３を通りスプールランド１１１ａと１１１ｂの間で制御弁１０９へ入り、中央ライン１１４と進角チャンバ１０２につながるライン１１２とに戻るように再循環する。ベーン１０４が遅角壁１０３ａと接触するとき、位相器は完全進角位置にある。
【００４８】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１０９につながる。制御弁１０９から、流体はライン１１４に入り、進角逆止弁１０８を通って、進角チャンバ１０２へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン２４６と、第１ロックピン１４３に至るライン１４５とにつながる。ライン１４５はさらにパイロット弁１３０に至るライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１１１ｂと１１１ｃの間でスプール１１１を通ってライン１４５へと移動し、第１ロックピン１４３を解放位置までばね１４４に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１４５内の流体もまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が図１に示されるように遮断されデテント回路がオフにされる位置まで移動する。第２ロックピン１４７は外側端部プレート１７１の凹部１４１の中へ付勢され、ロック位置にあり、ハウジングアセンブリ１００をロータアセンブリ１０５に対してロックする。排出ライン１２１はライン１４５が排液しないようにスプールランド１１１ｂによって遮断される。ライン２４６は凹部１４１と流体連通し、排出ライン１２２に排液する。
【００４９】
デテントモード、遅角モードおよび保持モードなど、他のモードもこの実施形態にあてはまり得ることに留意されたい。従って、進角ロックモードを有する位相器は、完全進角位置においてロック位置にある第２ロックピン１４７と、デテントモードの中間位置においてロック位置にある第１ロックピン１４３とを有する。第２ロックピン１４７は進角モード、遅角モード、保持モードおよびデテントモードにおいてロック解除位置にある。第１ロックピンは遅角モード、保持モード、進角モードおよび進角ロックモードにおいてロック解除位置にある。
【００５０】
図６〜１７は、スプール弁位置に依存するＴＡ  ＶＣＴ位相器の作動モードを示す。図に示される位置は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を定める。位相制御弁は無数の中間位置を有し、その結果、制御弁は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を制御するだけでなく、個別スプール位置に依存して、ＶＣＴ位相器が位置を変える速さも制御することが理解される。従って、位相制御弁は無数の中間位置で作動することも可能であり、図に示される位置に制限されないことが理解される。
【００５１】
本発明の第２の実施形態は、トーションアシスト（ＴＡ）および油圧作動式（ＯＰＡ）可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）システムの制限を克服し、それにより所望どおりにＴＡまたはＯＰＡ  ＶＣＴ位相器は、カムトルク作動式（ＣＴＡ）作動モードで作動する１つまたは複数の作動チャンバを有することができる。本発明は、制御弁をデテントモードで、および液圧式デテント回路を使用し、ＶＣＴ位相器を、進角または遅角のどちらかの方向に向け、中間ロック位置に達するようにし、および所望なら、ロックピンをその中間ロック位置で係合するようにする。以下の記載および実施形態は、トーションアシスト式（ＴＡ）位相器に関して記載され、トーションアシスト式（ＴＡ）位相器は１つまたは複数の逆止弁を油供給ラインに有するが、それらは油圧作動式位相器にも適用できることは理解されよう。
【００５２】
本発明の第２実施形態では、液圧式デテント切換機能を管理するために、オフセットまたは遠隔パイロット弁がトーションアシストまたは油圧作動式位相器の液圧回路に加えられる。
【００５３】
第２実施形態の図６〜１７を参照すると、位相器のハウジングアセンブリ１００は、駆動力を受け取るための外周面１０１を有する。ロータアセンブリ１０５はカムシャフトに接続され、ハウジングアセンブリ１００内に同軸に配置される。ロータアセンブリ１０５はベーン１０４を有し、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバ１１７を進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３に分離する。ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の相対角度位置を変えるように回転可能である。さらに、液圧式デテント回路１３３およびロックピン回路１２３も存在する。液圧式デテント回路１３３およびロックピン回路１２３は上で考察されるように本質的に１つの回路であるが、簡単にするために別々に考察される。
【００５４】
液圧式デテント回路１３３は、ばね１３１による負荷を受けるパイロット弁１３０と、進角チャンバ１０２をパイロット弁１３０および逆止弁１０８、１１０に至る共通ライン１１４に接続する進角デテントライン１２８と、遅角チャンバ１０３をパイロット弁１３０および逆止弁１０８、１１０に至る共通ライン１１４に接続する遅角デテントライン１３４とを含む。進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４は、ベーン１０４から所定の距離または長さである。パイロット弁１３０はロータアセンブリ１０５内にあり、ライン１３２を介してロックピン回路１２３およびライン１１９ａに流体接続される。ロックピン回路１２３は第１ロックピン１６６、ロックピンばね１６７、ライン１３２、パイロット弁１３０、供給ライン１１９ａ、および排出ライン１２１を含む。
【００５５】
第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５は、ロータアセンブリ１０５内の、より好ましくはベーン１０４内のボア１７２の中に摺動可能に受け入れられる。第１ロックピン１６６の端部はばね１６７によってハウジングアセンブリ１００の端部プレート１７０内の凹部１６４の方に付勢され且つその中に嵌まる。第２ロックピン１６５の端部はハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１内の凹部１６３の方に付勢され且つその中に嵌まる。液圧式デテント回路１３３の開閉およびロックピン回路１２３の加圧の両方は、位相制御弁１６０の切換え／移動によって制御される。第１ロックピン１６６は内側端部プレート１７０の凹部１６４と係合するように考察されるが、第１ロックピン１６６の端部は外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合してもよく、第２ロックピン１６５の端部はハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０内の凹部１４４と係合する。さらに、第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５はともに同じボアの中にあるように示されているが、第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５はロータアセンブリ１０５の違うボアの中に存在してもよい。
【００５６】
制御弁１６０、好ましくはスプール弁は、スプール１６１を含み、その円筒状ランド１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄおよび１６１ｅはスリーブ１１６の中に摺動可能に受け入れられている。制御弁は、位相器から離れて、図１１〜１７に示されるようにカムシャフトの中で案内するロータアセンブリ１０５内のボアの中に、または位相器の中心ボルト内に、配置可能である。スプールの一端はばね１１５と接触し、スプールの他端はパルス幅変調可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７と接触する。ソレノイド１０７はまた、電流または電圧を変えることによって、あるいは規定通りに他の方法によって、直線的に制御可能である。さらに、スプール１６１の他端はモータまたは他のアクチュエータと接触しそれから影響を受けてもよい。
【００５７】
スプール１６１の位置は、ばね１１５と、ＥＥＣまたはＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７とによって影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる詳細は以下で詳細に考察される。スプール１６１の位置は位相器の（例えば進角位置、保持位置、遅角位置または遅角ロック位置へ移動するための）動きを制御し、ならびに、ロックピン回路１２３および液圧式デテント回路１３３が開放（オン）または閉鎖（オフ）されるかどうかを制御する。換言すると、スプール１６１の位置はパイロット弁を能動的に制御する。制御弁１６０は進角モード、遅角モード、遅角ロックモード、ヌルモード（保持位置）、およびデテントモードを有する。
【００５８】
進角モードでは、スプール１６１は、流体が供給部Ｓからポンプ１４０によって入口逆止弁１１８を通って、ライン１１９ｂを通って進角チャンバ１０２へ流れ得、遅角チャンバ１０３からの流体がスプール１６１を通って排出ライン１２２に排出されるように、ある位置に移動される。デテント弁回路１３３はオフであるすなわち閉鎖され、第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５はともにロック解除されるようにばね１６７に対して付勢される。
【００５９】
遅角モードでは、スプール１６１は、流体が供給部Ｓからポンプ１４０によって入口逆止弁１１８を通って、ライン１１９ｂを通って遅角チャンバ１０３へ流れ得、進角チャンバ１０２からの流体がスプール１６１を通って排出ライン１２１に排出されるように、ある位置へ移動される。デテント弁回路１３３はオフであり、第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５はともにロック解除されるようにばね１６７に対して付勢される。
【００６０】
保持位置またはヌルモードでは、スプール１６１は、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に部分的に開放され、且つ供給流体が進角および遅角チャンバ１０２、１０３に流れ込むことを可能にする位置に移動され、進角チャンバおよび遅角チャンバに対する同じ圧力がベーン位置を保持することを可能にする。デテント弁回路１３３はオフであり、第１ロックピン１６６および第２ロックピン１６５はともにロック解除されるようにばね１６７に対して付勢される。
【００６１】
遅角ロックモードでは、ベーン１０４はすでに完全遅角位置へ移動され、流体は供給部Ｓからポンプ１４０によって入口逆止弁１１８を通って、ライン１１９ｂを通って遅角チャンバ１０３へ流れ続け、進角チャンバ１０２からの流体はスプール１６１を通って排出ライン１２１に排出される。デテント弁回路１３３はオフであり、第１ロックピン１６６はロック解除されるようにばね１６７に対して付勢される。第２ロックピン１６５は排液され、第２ロックピン１６５が外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合することおよびロック位置へ移動することを可能にする。「完全遅角位置」はベーン１０４がチャンバ１１７の進角壁１０２ａと接触している状態として定義される。
【００６２】
デテントモードでは、３つの機能が同時に起こる。デテントモードの第１の機能は、ライン１１２およびライン１１３からの流体の流れが排出ライン１２１、１２２を通ってチャンバ１０２、１０３から出ることをスプールランド１６１ｄと１６１ｂが阻止する位置にスプール１６１が移動し、供給部Ｓからの少量の加圧流体が進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に入り進角および遅角チャンバ１０２、１０３を完全に維持することだけを可能にし、位相器の制御を制御弁１６０から効果的に切り離すことである。
【００６３】
デテントモードの第２の機能は、デテント弁回路１３３を開放すなわちオンに切り換えることである。デテント弁は開放されているので、トーションアシスト進角および遅角チャンバ１０２、１０３の１つまたは複数はカムトルク作動式（ＣＴＡ）モードに変換される。換言すると、流体は、一方のチャンバを供給充填し、他方のチャンバを排出ラインを介して液溜めに排出する代わりに、進角チャンバおよび遅角チャンバの間で再循環することを許容される。デテント弁回路１３３は、ベーン１０４が中間位相角度位置に達するまで、進角または遅角に移動する位相器の完全な制御を有する。
【００６４】
デテントモードの第３の機能は、ロックピン回路１２３を排液し、第１ロックピン１６６が内側端部プレート１７０の凹部１６４と係合することを可能にすることである。中間位相角度位置または中間位置は、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間のチャンバを画成する進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａの間のどこかにあるときである。中間位相角度位置は進角壁１０２ａと遅角壁１０３ａの間のいずれかの位置にあることができ、デテント通路１２８および１３４がベーン１０４に関連する場所によって決定される。
【００６５】
パルス幅変調可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルに基づいて、スプール１１１はそのストロークに沿って対応する位置へ移動する。可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが約４０％、６０％および６０％を超えるとき、スプール１６１はそれぞれ遅角モード／遅角ロックモード、保持位置および進角モードに対応する位置へ移動され、パイロット弁１３０は加圧され、第２位置へ移動し、液圧式デテント回路１３３は閉鎖され、第１ロックピン１６６は加圧されて解除される。遅角ロックモードでは、第２ロックピン１６５は排液され、ハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合する。
【００６６】
可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが０％のとき、スプール１６１は、デテントモードへ移動され、その結果、パイロット弁１３０は排液され第２位置へ移動し、液圧式デテント回路１３３は開放され、第１ロックピン１６６は排液され凹部１６４と係合する。０％のデューティーサイクルは、液圧式デテント回路１３３を開放し、パイロット弁１３０を排液し、第１ロックピン１６６を排液し凹部１６４と係合するために、スプールストロークに沿った最端位置として選択された。電源または制御が喪失される場合、位相器はロック位置にデフォルトするためである。上記のデューティーサイクルパーセンテージは例であり変更されてもよいことを留意されたい。さらに、所望なら１００％デューティーサイクルで、液圧式デテント回路１３３は開放され、パイロット弁１３０は排液され、第１ロックピン１６６は排液され凹部１６４と係合されてもよい。
【００６７】
あるいは約４０％、６０％または６０％超の可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは、スプール１６１がそれぞれ進角モード、保持位置および遅角モード／遅角ロックモードに対応する位置に移動されることに対応し得ることに留意されたい。
【００６８】
デューティーサイクルが６０％を超えて設定されるとき、位相器のベーンは進角位置の方へおよび／または進角位置に移動する。スリーブに対するスプールのストロークまたはスプールの位置は、進角位置に関して３．５〜５ｍｍの間である。
【００６９】
図６、１１および１２は進角位置の方へ移動する位相器を示す。図６を参照すると、進角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは６０％超に増大され、スプール１６１に対するＶＦＳ１０７の力は増大され、スプール１６１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、進角モードにおいてＶＦＳ１０７によって左側へ移動される。示される進角モードでは、スプールランド１６１ｃが排出ライン１２１を遮断し、スプールランド１６１ｂが進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３の間の流体の再循環を阻止する。ライン１１２はライン１１９ｂから供給部Ｓに開放され、ライン１１３は排出ライン１２２に開放され遅角チャンバ１０３からのあらゆる流体を排出する。液圧流体は供給部Ｓからポンプ１４０によって位相器に供給され、例えばベアリングを介してライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１６０につながる。制御弁１６０から流体はライン１１２および進角チャンバ１０２に入り、ベーン１０４を遅角壁１０３ａの方に移動し、流体を遅角チャンバ１０３から移動させ、制御弁１６０に至るライン１１３に排出させ、排出ライン１２２を介して液溜めに排出させる。
【００７０】
ライン１１９ａはライン１６９および第１ロックピン１６６につながる。ライン１６９は、パイロット弁１３０につながるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力がランド１６１ｂおよび１６１ｅの間でスプール１６１を通って移動し、第１ロックピン１６６を解除位置までばね１６７に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８、およびライン１２９が遮断され、デテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｄによって遮断され、第１ロックピン１６６が排液することを阻止する。ライン１６８は進角チャンバ１０２および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通する。第２ロックピン１６５は進角チャンバ１０２の流体から加圧され、第２ロックピン１６５を解除またはロック解除位置までばね１６７に対して付勢する。
【００７１】
図７は遅角位置の方へ移動する位相器を示す。遅角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは４０％を超えるが６０％未満の範囲に調整され、スプール１６１に対するＶＦＳ１０７の力は変更され、スプール１６１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、ばね１１５によって図において遅角モードにおいて右側へ移動される。示される遅角モードでは、スプールランド１６１ｂが排出ライン１２２を遮断し、スプールランド１６１ｃが進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３の間の流体の再循環を阻止する。ライン１１３はライン１１９ｂから供給部Ｓに開放され、ライン１１２は排出ライン１２１に開放され進角チャンバ１０２からのあらゆる流体を排出する。液圧流体は供給部Ｓからポンプ１４０によって位相器に供給され、ライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１６０につながる。制御弁１６０から流体はライン１１３および遅角チャンバ１０３に入り、ベーン１０４を進角壁１０２ａの方に移動し、流体を進角チャンバ１０２から移動させ、制御弁１６０に至るライン１１２に排出させ、排出ライン１２１を介して液溜めに排出させる。
【００７２】
ライン１１９ａはライン１６９および第１ロックピン１６６につながる。ライン１６９は、パイロット弁１３０につながるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力がランド１６１ｄおよび１６１ｅの間でスプール１６１を通って移動し、第１ロックピン１６６を解除位置までばね１６７に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４および進角デテントライン１２８がライン１２９からおよび互いに遮断され、デテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｄによって遮断され、第１ロックピン１６６およびパイロット弁１３０が排液することを阻止する。ライン１６８は進角チャンバ１０２および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通し、流体は進角チャンバ１０２から排出されるので、第２ロックピン１６５はばね１６７によってロック位置に対して付勢される。しかしながら、外側端部プレート１７１の凹部１６３が図９に示されるように第２ロックピン１６５と整列するまで、第２ロックピン１６５は解除位置においてばね１６７に対して部分的に付勢されたままである。
【００７３】
デューティーサイクルが４０〜６０％の間に設定されるとき、位相器のベーンは遅角ロック位置の方へおよび／または遅角ロック位置に移動する。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、遅角ロック位置に関して２ｍｍである。
【００７４】
図９、１４および１５は完全遅角位置の遅角ロック位置の位相器を示す。図９を参照すると、遅角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは４０％超であるが６０％未満の範囲に調整され、スプール１６１に対するＶＦＳ１０７の力は変更され、スプール１６１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、ばね１１５によって図の遅角モードにおいて右側へ移動される。示される遅角ロックモードでは、スプールランド１６１ｂは排出ライン１２２を遮断し、スプールランド１６１ｃは進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３の間の流体の再循環を阻止する。ライン１１３はライン１１９ｂから供給部Ｓに開放され、ライン１１２は排出ライン１２１に開放され進角チャンバ１０２からのあらゆる流体を排出する。液圧流体は供給部Ｓからポンプ１４０によって位相器に供給され、ライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１６０につながる。制御弁１６０から流体はライン１１３および遅角チャンバ１０３に入り、ベーン１０４を進角壁１０２ａの方に移動し、流体を進角チャンバ１０２から移動させ、制御弁１６０に至るライン１１２に排出させ、排出ライン１２１を介して液溜めに排出させる。位相器はベーン１０４が進角壁１０２ａに接触するとき完全遅角位置にある。
【００７５】
ライン１１９ａはライン１６９および第１ロックピン１６６につながる。ライン１６９は、パイロット弁１３０につながるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力がランド１６１ｄおよび１６１ｅの間でスプール１６１を通って移動し、第１ロックピン１６６を解除位置までばね１６７に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４および進角デテントライン１２８がライン１２９からおよび互いに遮断され、デテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｄによって遮断され、第１ロックピン１６６およびパイロット弁１３０が排液することを阻止する。ライン１６８は進角チャンバ１０２および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通する。流体は進角チャンバ１０２から排出されるので、第２ロックピン１６５はばね１６７によって付勢され、外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合し、ハウジングアセンブリ１００をロータアセンブリ１０５に対してロックする。
【００７６】
位相器の保持位置は、ハウジングに対するベーンの遅角および進角位置の間で好ましくは起こる。スリーブに対するスプールのストロークまたはスプールの位置は、３．５ｍｍである。
【００７７】
図８および１３は保持位置の位相器を示す。この位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは６０％であり、スプール１６１の一端に対するＶＦＳ１０７の力は保持モードにおいてスプール１６１の他端に対するばね１１５の力に等しい。ランド１６１ｂおよび１６１ｃは供給部Ｓからの流体が進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に流れ込むことを可能にする。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｂによってライン１１３から流体を排出することを阻止され、排出ライン１２１はスプールランド１６１ｃによってライン１１２から流体を排出することを阻止される。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１６０につながる。制御弁１６０から、流体はライン１１２および１１３に入り、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３に入る。
【００７８】
ライン１１９ａはライン１６９および第１ロックピン１６６につながる。ライン１６９はパイロット弁１３０につながるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド１６１ｄと１６１ｅの間でスプール１６１を通って移動し、第１ロックピン１６６を解放位置までばね１６７に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまたライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４および進角デテントライン１２８がライン１２９からおよび互いに遮断されデテント回路１３３がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｄによって遮断され、第１ロックピン１６６およびパイロット弁１３０が排液することを阻止する。ライン１６８は進角チャンバ１０２および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通する。第２ロックピン１６５は進角チャンバ１０２の流体から加圧され、第２ロックピン１６５を解除またはロック解除位置までばね１６７に対して付勢する。
【００７９】
デューティーサイクルが０％のとき、位相器のベーンは中間位置または中間位相角度位置にある。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は、０ｍｍである。
【００８０】
図１０、１６および１７は中間位置または中間位相角度位置の位相器を示し、ここで可変力ソレノイドのデューティーサイクルは０％であり、スプール１６０はデテントモードであり、パイロット弁１３０はスプールを介して、液溜めまたは排出口につながる通路１２１に排液され、液圧式デテント回路１３３は開放またはオンにされ、第１ロックピン１６６は排液され凹部１６４と係合し、ロータアセンブリ１０５は中間位置または中間位相角度位置でハウジングアセンブリ１００に対してロックされる。可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが０％に変えられる前にベーン１０４があった場所に依存して、進角デテントライン１２８または遅角デテントライン１３４のどちらかがそれぞれ進角または遅角チャンバ１０２、１０３に曝される。さらに、エンジンが非標準的な停止をした（例えばエンストした）場合、エンジンがクランキングしているとき、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは０％であり得、ロータアセンブリ１０５はデテント回路１３３を介して中間位置または中間位相角度位置へ移動し得、第１ロックピン１６６は、エンジンの非標準的な停止前、ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００に対してどの位置にあったかに関係なく、中間位置または中間位相角度位置で係合され得る。本発明では、デテントモードは好ましくはスプールがストロークの最端部にあるときである。本発明で示される例では、それはスプールがボアから最端まで完全に出た位置にあるときである。
【００８１】
電子制御を使用することなく中間位置または中間位相角度位置にデテントする本発明の位相器の能力は、エンジンクランキング（このときカム位相器位置を制御するために電子制御は一般的に使用されない）の間でさえ、位相器が中間位置または中間位相角度位置に移動することを可能にする。さらに、位相器は中間位置または中間位相角度位置にデテントするので、位相器はフェールセーフ位置を提供し、特に制御信号または電源が喪失した場合、これは、ＶＣＴ位相器の能動的制御がない場合でさえ、エンジンが始動し作動できることを保証する。位相器はエンジンがクランキングすると中間位置または中間位相角度位置を有するので、位相器の位相のより長いストロークが可能であり、これにより較正の機会が提供される。従来技術では、より長いストロークの位相器またはより長い位相角度は不可能だった。中間位置または中間位相角度位置はエンジンクランキングおよび始動時に存在せず、エンジンは最端進角または遅角ストッパのどちらかにおいて始動が難しいからである。
【００８２】
可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが０％に設定されるとき、スプール１６１に対するＶＦＳの力は低減され、ばね１１５はスプール１６１をスプールのストロークのさらに右の端部へ、デテント位置に移動する。このデテント位置において、スプールランド１６１ｂは、ライン１１３から排出ポート１２２への流体の流れを遮断し、スプールランド１６１ｄは、ライン１１２から排出ポート１２１への流体の流れを遮断し、位相器の制御を制御弁１６０から効果的に切り離す。同時に、供給部からの流体が、ライン１１９を通ってライン１１９ｂおよび入口逆止弁１１８へ流れ得、スプールランド１６１ｃを越えて流れ、進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３へ、それぞれライン１１２および１１３を通って流れ込む。流体はスプールランド１６１ｅによってライン１１９ａを通って第１ロックピン１６６へ流れることを阻止される。流体はライン１１９ａに流れることができないので、第１ロックピン１６６はもはや加圧されず、スプールランド１６１ｄおよびスプールランド１６１ｅの間でスプール１６１を通って排出ライン１２１へ排液する。同様に、パイロット弁１３０も排出ライン１２１へ排液し、パイロット弁１３０を通りライン１２９および共通ライン１１４へ至る進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４の間の通路を開放する、換言すると、液圧式デテント回路１３３を開放し、トーションアシストチャンバの全てをカムトルク作動式チャンバ（ＣＴＡ）またはＣＴＡモードへ本質的に変換し、ここで流体の循環は進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３の間で許容されている。
【００８３】
ライン１６８は進角チャンバ１０２および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通する。第２ロックピン１６５は進角チャンバ１０２の流体から加圧され、第２ロックピン１６５を解除またはロック解除位置までばね１６７に対して付勢する。
【００８４】
ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で遅角位置の近くにまたは遅角位置に位置付けられ、遅角デテントライン１３４が遅角チャンバ１０３に曝されている場合、遅角チャンバ１０３からの流体は遅角デテントライン１３４に流れ込み、開放されたパイロット弁１３０を通り、共通ライン１１４につながっているライン１２９に至る。共通ライン１１４から、流体は逆止弁１０８を通って進角チャンバ１０２へ流れ込み、遅角チャンバ１０３に対して遅角デテントライン１３４を閉鎖するためにハウジングアセンブリ１００に対してベーン１０４を移動する。ロータ１０５がライン遅角デテント１３４を遅角チャンバ１０３から閉鎖するとき、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間に形成されたチャンバ内で中間位相角度位置または中間位置に移動され、第１ロックピン１６６は凹部１６４と整列し、ロータアセンブリ１０５をハウジングアセンブリ１００に対して中間位置または中間位相角度位置でロックする。第２ロックピン１６５は凹部１６３と係合せずロック解除位置に残ることに留意されたい。
【００８５】
ベーン１０４がハウジングアセンブリ１００内で進角位置の近くにまたは進角位置に位置付けられ、進角デテントライン１２８が進角チャンバ１０２に曝されている場合、進角チャンバ１０２からの流体は進角デテントライン１２８に流れ込み、開放されたパイロット弁１３０を通り、共通ライン１１４につながっているライン１２９に至る。共通ライン１１４から、流体は逆止弁１１０を通って遅角チャンバ１０３へ流れ込み、進角チャンバ１０２に対して進角デテントライン１２８を閉鎖または遮断するためにハウジングアセンブリ１００に対してベーン１０４を移動する。ロータアセンブリ１０５が進角デテントライン１２８を進角チャンバ１０２から閉鎖するとき、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の間に形成されたチャンバ内で中間位相角度位置または中間位置に移動され、第１ロックピン１６６は凹部１６４と整列し、ロータアセンブリ１０５をハウジングアセンブリ１００に対して中間位置または中間位相角度位置でロックする。第２ロックピン１６５は凹部１６３と係合せずロック解除位置に残ることに留意されたい。
【００８６】
位相器が中間位置または中間位相角度位置にあるとき、進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４は進角および遅角チャンバ１０２、１０３からロータアセンブリ１０５によって完全に閉鎖または遮断され、進角デテントライン１２８または遅角デテントライン１３４がそれらの各チャンバから閉鎖される正確な時間で第１ロックピン１６６が凹部１６４と係合することが要求される。あるいは、進角デテントライン１２８および遅角デテントライン１３４は、ロータアセンブリ１０５がわずかに振動することを可能にするために中間位置または中間位相角度位置において進角および遅角チャンバ１０２、１０３に対してわずかに開放または部分的に制限されてもよく、第１ロックピン１６６が凹部１６４と係合できるように第１ロックピン１６６が凹部１６４の位置を通り過ぎる可能性を増大する。
【００８７】
あるいは、遅角ロックモードは、図１８に示されるように、進角ロックモードで置き換え可能であり、ベーン１０４は完全進角位置へすでに移動され、遅角チャンバ１０３からスプール１１１を通り進角チャンバへ至る流れは連続するが、このとき流体は進角チャンバ１０２を出ることを阻止されている。この実施形態において、第２ロックピン１６５の凹部１６３はライン２６８を介して遅角チャンバ１０３に接続される。このモードでは、デテント弁回路はオフであり、第２ロックピン１６５は排液され、第２ロックピン１６５が外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合し、ロック位置に移動することを可能にする。「完全進角位置」は、ベーン１０４がチャンバ１１７の遅角壁１０３ａと接触している状態として定義される。配置図は図６〜１０に示されるものの鏡像であることに留意されたい。
【００８８】
図１８を参照すると、進角位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは６０％超に増大され、スプール１６１に対するＶＦＳ１０７の力は増大され、スプール１６１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、進角モードにおいてＶＦＳ１０７によって右側へ移動される。示される進角モードでは、スプールランド１６１ｂが排出ライン１２１を遮断し、スプールランド１６１ｃが進角チャンバ１０２および遅角チャンバ１０３の間の流体の再循環を阻止する。ライン１１２はライン１１９ｂから供給部Ｓに開放され、ライン１１３は排出ライン１２２に開放され遅角チャンバ１０３からのあらゆる流体を排出する。液圧流体は供給部Ｓからポンプ１４０によって位相器に供給され、ライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁１６０につながる。制御弁１６０から流体はライン１１２および進角チャンバ１０２に入り、ベーン１０４を遅角壁１０３ａの方に移動し、流体を遅角チャンバ１０３から移動させ、制御弁１６０に至るライン１１３に排出させ、排出ライン１２２を介して液溜めに排出させる。
【００８９】
ライン１１９ａはライン１６９および第１ロックピン１６６につながる。ライン１６９は、パイロット弁１３０につながるライン１３２に分岐する。ライン１１９ａ内の流体の圧力がランド１６１ｄおよび１６１ｅの間でスプール１６１を通って移動し、第１ロックピン１６６を解除位置までばね１６７に対して付勢し、ロックピン回路１２３を流体で満たす。ライン１１９ａ内の流体はまた、ライン１３２を通って流れ、パイロット弁１３０をばね１３１に対して加圧し、パイロット弁１３０を、遅角デテントライン１３４、進角デテントライン１２８およびライン１２９が遮断され、デテント回路がオフにされる位置まで移動する。排出ライン１２１はスプールランド１６１ｄによって遮断され、第１ロックピン１６６が排液することを阻止する。ライン２６８は遅角チャンバ１０３および第２ロックピン１６５の第２凹部１６３と流体連通する。流体は遅角チャンバ１０３から排出されるので、第２ロックピン１６５はばね１６７によって付勢され、外側端部プレート１７１の凹部１６３と係合し、ハウジングアセンブリ１００をロータアセンブリ１０５に対してロックする。
【００９０】
デテントモード、遅角モードおよび保持モードなど、他のモードもこの実施形態にあてはまり得ることに留意されたい。従って、進角ロックモードを有する位相器は、完全進角位置においてロック位置にある第２ロックピン１６５と、デテントモードの中間位置においてロック位置にある第１ロックピン１６６とを有する。第２ロックピン１６５は進角モード、遅角モード、保持モードおよびデテントモードにおいてロック解除位置にある。第１ロックピンは遅角モード、保持モード、進角モードおよび進角ロックモードにおいてロック解除位置にある。
【００９１】
図２０〜２２は第３の実施形態のカムトルク作動式位相器を示し、ここで、位相器が完全進角位置にあるときロックピンの一方がロック位置に移動され、位相器が完全遅角位置にあるときロックピンの他方がロック位置に移動される。図２０〜２２は、スプール弁位置に依存するＣＴＡ  ＶＣＴ位相器の遅角ロック作動モード、進角ロック作動モードおよび保持位置を示す。図に示される位置は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を定める。位相制御弁は無数の中間位置を有し、その結果、制御弁は、ＶＣＴ位相器が移動する方向を制御するだけでなく、個別スプール位置に依存して、ＶＣＴ位相器が位置を変化する速さも制御することが理解される。従って、位相制御弁は無数の中間位置で作動することも可能であり、図に示される位置に制限されないことが理解される。
【００９２】
開閉するエンジンバルブの力によって引き起こされるカムシャフトのトルク逆転がベーン１０４を移動する。進角および遅角チャンバ１０２、１０３は、カムシャフトの正および負のトルクパルスに抵抗するように配置され、あるいはカムトルクによって加圧される。制御弁２５０は、所望の移動方向に依存して、進角チャンバ１０２から遅角チャンバ１０３への、またはその逆の流体流を許容することによって、位相器のベーン１０４が移動することを許容する。
【００９３】
位相器のハウジングアセンブリ１００は、駆動力を受け取るための外周面１０１と、内側端部プレート１７０と、外側端部プレート１７１とを有する。ロータアセンブリ１０５はカムシャフトに接続され、ハウジングアセンブリ１００内に同軸に配置される。ロータアセンブリ１０５はベーン１０４を有し、ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５との間に形成されたチャンバを進角チャンバ１０２と遅角チャンバ１０３に分離する。ベーン１０４はハウジングアセンブリ１００とロータアセンブリ１０５の相対角度位置を変えるように回転可能である。
【００９４】
第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７は、ロータアセンブリ１０５内の、より好ましくはベーン１０４内のボア１７２の中に摺動可能に受け入れられる。第１ロックピン１４３の端部はばね１４４によってハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０内の凹部１４２の方に付勢され且つその中に嵌まる。第２ロックピン１４７の端部はハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１内の凹部１４１の方に付勢され且つその中に嵌まる。第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７の加圧はともに、位相制御弁１０９の切換え／移動によって制御される。
【００９５】
第１ロックピン１４３は内側端部プレート１７０の凹部１４２と係合するように考察されるが、第１ロックピン１４３は外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合してもよく、第２ロックピン１４７はハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０内の凹部１４２と係合する。さらに、第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７はともに同じボアの中にあるように示されているが、第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７はロータアセンブリ１０５の違うボアの中に存在してもよい。
【００９６】
制御弁２５０、好ましくはスプール弁は、スプール２５１を含み、その円筒状ランド２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ、２５１ｄ、２５１ｅはスリーブ１１６の中に摺動可能に受け入れられている。制御弁は、位相器から離れて、カムシャフトの中で案内するロータアセンブリ１０５内のボアの中に、または位相器の中心ボルト内に、配置可能である。スプールの一端はばね１１５と接触し、スプールの他端はパルス幅変調可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１０７と接触する。ソレノイド１０７はまた、電流または電圧を変えることによって、あるいは規定通りに他の方法によって、直線的に制御可能である。さらに、スプール２５１の他端はモータまたは他のアクチュエータと接触しそれから影響を受けてもよい。
【００９７】
制御弁２５０の位置は、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ：ｅｎｇｉｎｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｕｎｉｔ）１０６によって制御される。ＥＣＵ１０６は好ましくは中央処理装置（ＣＰＵ：ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）を含み、ＣＰＵは様々な計算処理を実行し、エンジン、メモリ、ならびにデータを外部装置およびセンサと交換するために使用される入力および出力ポートを制御する。
【００９８】
スプール２５１の位置はばね１１５と、ＥＣＵ１０６によって制御されるソレノイド１０７とによって影響を受ける。位相器の制御に関するさらなる詳細は以下で詳細に考察される。スプール２５１の位置は位相器の（例えば進角位置または進角保持位置、保持位置、遅角位置または遅角ロック位置へ移動するための）動きを制御し、ならびに、第１ロックピン１４３および第２ロックピン１４７がロック位置またはロック解除位置にあるかどうかを制御する。制御弁２５０は進角モード、進角ロックモード、遅角モード、遅角ロックモード、およびヌルモード（保持位置）を有する。
【００９９】
示されないが、進角ロックモードと本質的に同一である進角モードでは、第１ロックピン１４３が第１凹部１４２と係合する前、スプール２５１は、流体が遅角チャンバ１０３からスプール２５１を通って進角チャンバ１０２へ流れ得、流体が進角チャンバ１０２から排出することを阻止されるように、ある位置へ移動される。
【０１００】
示されないが、遅角ロックモードと本質的に同一である遅角モードでは、第２ロックピン１４７が第２凹部１４１と係合する前、スプール２５１は、流体が進角チャンバ１０２からスプール２５１を通って遅角チャンバ１０３へ流れ得、流体が遅角チャンバ１０３から排出することを阻止されるように、ある位置へ移動される。
【０１０１】
ヌルモードまたは保持位置では、図２２に示されるように、スプール２５１は、進角および遅角チャンバ１０２、１０３からの流体の排出を阻止する位置へ移動される。
【０１０２】
図２０に示される遅角ロックモードでは、ベーン１０４はすでに完全遅角位置へ移動され、進角チャンバ１０２からスプール２５１を通り遅角チャンバへ至る流れは連続され、このとき流体は遅角チャンバ１０３から排出することを阻止されている。このモードでは、第２ロックピン１４７は排液され、第２ロックピン１４７が外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合することおよびロック位置へ移動することを可能にする。「完全遅角位置」はベーン１０４がチャンバ１１７の進角壁１０２ａと接触している状態として定義される。この位置では、流体はポンプ１４０を介してライン２５２を通って第１ロックピン１４３へ供給され供給し、その結果第１ロックピン１４３はロック解除位置にあることに留意されたい。
【０１０３】
図２１に示される進角ロックモードでは、ベーン１０４は完全進角位置へすでに移動され、遅角チャンバ１０３からスプール２５１を通り進角チャンバ１０２へ至る流れは連続するが、このとき流体は進角チャンバ１０２から排出することを阻止されている。このモードにおいて、第１ロックピン１４３は排液され、第１ロックピン１４３が外側端部プレート１７０の凹部１４２と係合し、ロック位置に移動することを可能にする。「完全進角位置」は、ベーン１０４がチャンバ１１７の遅角壁１０３ａと接触している状態として定義される。この位置では、流体は供給部からポンプ１４０を介してライン２５３を通って第２ロックピン１４７へ供給され、その結果第２ロックピン１４７はロック解除位置にあることに留意されたい。
【０１０４】
パルス幅変調可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルに基づいて、スプール１５１はそのストロークに沿って対応する位置へ移動する。可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルが約０％、５０％および５０％を超えるとき、スプール１１１はそれぞれ遅角モード／遅角ロックモード、ヌルモードおよび進角モード／進角ロックモードに対応する位置へ移動される。進角モード／進角ロックモードのデューティーサイクルは、遅角モード／遅角ロックモードと交換可能である。遅角ロックモードにおいて、第２ロックピン１４７は排液され、ハウジングアセンブリ１００の外側端部プレート１７１の凹部１４１と係合する。進角ロックモードにおいて、第１ロックピン１４３は排液され、ハウジングアセンブリ１００の内側端部プレート１７０の凹部１４２と係合する。
【０１０５】
デューティーサイクルが５０％を超えて設定されるとき、位相器のベーンは進角位置の方へおよび／または進角位置に移動する。進角ロックモードに関してスプールのストロークは５ｍｍである。進角モードに関してスプールのストロークは２．５〜５ｍｍの間であり得ることに留意されたい。
【０１０６】
図２１は進角ロック位置の方へ移動する位相器を示す。進角ロック位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは５０％超に増大され、スプール２５１に対するＶＦＳ１０７の力は増大され、スプール２５１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、進角モードにおいてＶＦＳ１０７によって右側へ移動される。示される進角ロックモードでは、スプールランド２５１ａはライン１１２を遮断し、ライン１１３および１１４は開放される。カムシャフトトルクは遅角チャンバ１０３を加圧し、流体を遅角チャンバ１０３から進角チャンバ１０２へ移動させ、ベーン１０４を遅角壁１０３ａの方に移動させる。流体は遅角チャンバ１０３から排出されライン１１３を通りスプールランド２５１ａと２５１ｂの間で制御弁２５０へ入り、中央ライン１１４と進角チャンバ１０２につながるライン１１２とに戻るように再循環する。
【０１０７】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。制御弁２５０がカムシャフト内にある場合、ライン１１９はベアリングを介して貫入させてもよい。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁２５０につながる。制御弁２５０から、流体はライン１１４に入り、進角逆止弁１０８を通って、進角チャンバ１０２へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン２５３と、第１ロックピン１４３に至るライン２５２とにつながる。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド２５１ｃと２５１ｄの間でスプール２５１を通ってライン２５６へ移動し、第２ロックピン１４７を解放位置までばね１４４に対して付勢する。ライン２５２内の流体はスプールランド２５１ｂおよび２５１ｃを通って排出ライン１２１に排液され、第１ロックピン１４３が第１凹部１４２と係合しロータアセンブリ１０５に対してハウジングアセンブリ１００をロックすることを可能にする。
【０１０８】
デューティーサイクルが５０％未満に設定されるとき、位相器のベーンは遅角位置／遅角ロックモードの方へ、および／または遅角位置／遅角ロックモードに移動する。遅角ロックモードに関してスプールのストロークは０ｍｍである。遅角モードに関してスプールのストロークは０〜２．５ｍｍの間であり得ることに留意されたい。
【０１０９】
図２０は遅角ロック位置の方へ移動する位相器を示す。遅角ロック位置の方へ移動するために、デューティーサイクルは５０％未満に変更され、スプール２５１に対するＶＦＳ１０７の力は低減され、スプール２５１は、ばね１１５の力がＶＦＳ１０７の力と釣り合うまで、ばね１１５によって図の遅角モードにおいて左側へ移動される。示される遅角ロックモードでは、スプールランド２５１ｂはライン１１３を遮断し、ライン１１２および１１４は開放される。カムシャフトトルクは進角チャンバ１０２を加圧し、進角チャンバ１０２の流体を遅角チャンバ１０３へ移動させ、ベーン１０４を進角チャンバ壁１０２ａの方に移動させる。流体は進角チャンバ１０２から排出されライン１１２を通りスプールランド２５１ａと２５１ｂの間で制御弁２５０へ入り、中央ライン１１４と遅角チャンバ１０３につながるライン１１３とに戻るように再循環する。
【０１１０】
漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁２５０につながる。制御弁２５０から、流体はライン１１４に入り、遅角逆止弁１１０を通って、遅角チャンバ１０３へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン２５６と、第１ロックピン１４３に至るライン２５２とにつながる。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド２５１ｃと２５１ｄの間でスプール２５１を通ってライン２５２へ移動し、第１ロックピン１４３を解放位置までばね１４４に対して付勢する。ライン２５３内の流体はスプールランド２５１ｄおよび２５１ｅを通って排出ライン１２２に排液され、第２ロックピン１４７が第２凹部１４１と係合しロータアセンブリ１０５に対してハウジングアセンブリ１００をロックすることを可能にする。
【０１１１】
位相器の保持位置は、好ましくはハウジングに対するベーンの遅角および進角位置の間で起こる。スプールのストロークまたはスリーブに対するスプールの位置は２．５ｍｍである。
【０１１２】
図２２はヌル位置の位相器を示す。この位置において、可変力ソレノイド１０７のデューティーサイクルは約５０％であり、スプール２５１の一端に対するＶＦＳ１０７の力は保持モードにおいてスプール２５１の他端に対するばね１１５の力に等しい。ランド２５１ａおよび２５１ｂはそれぞれライン１１２および１１３への流体の流れを遮断する。漏れを補うために補充油がポンプ１４０によって供給部Ｓから位相器へ供給されライン１１９に入る。ライン１１９は２つのライン１１９ａおよび１１９ｂに分岐する。ライン１１９ｂは入口逆止弁１１８および制御弁２５０につながる。制御弁２５０から、流体はライン１１４に入り、逆止弁１０８、１１０のどちらかを通り、進角または遅角チャンバ１０２、１０３へ流れる。ライン１１９ａは２つの異なるライン、すなわち第２ロックピン１４７に至るライン２５６と、第１ロックピン１４３に至るライン２５２とにつながる。ライン１１９ａ内の流体の圧力が、ランド２５１ｃと２５１ｄの間でスプール２５１を通って移動し、ライン２５２へ入り第１ロックピン１４３を解放位置までばね１４４に対して付勢し、またライン２５３へ入り第２ロックピン１４７を解放位置までばね１４４に対して付勢する。排出ライン１２１はライン２５２が排液しないようにスプールランド２５１ｃによって遮断され、排出ライン１２２はライン２５３が排液しないようにスプールランド２５１ｄによって遮断される。
【０１１３】
従って、本明細書に記載した本発明の実施形態は、本発明の原理の単なる適用例であることが理解される。示された実施形態の細部への本明細書中の言及は、請求項の範囲を制限するつもりはなく、請求項自体が、本発明の本質とみなされるそれらの特徴を示している。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2019023471.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月19日(2018.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジングアセンブリ内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体入力部からの流体を、進角ライン、遅角ライン、前記流体入力部に結合された供給ライン、および少なくとも１つの排出ラインを介して、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ、および前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバから仕向けるための、前記位相器から離れた位置にある、制御弁であって、
デテントモードと油圧作動モードの間で移動可能であり、前記油圧作動モードは、流体が前記流体入力部から前記進角チャンバへ経路指定され、および流体が前記遅角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される進角モードと、流体が前記流体入力部から前記遅角チャンバへ経路指定され、および流体が前記進角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される遅角モードと、流体が前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ経路指定される保持位置と、前記ベーンが前記進角壁に隣接する遅角ロックモードとを含む、前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が前記供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が前記進角チャンバと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記遅角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が前記進角チャンバへ流れ、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記制御弁が前記少なくとも１つの排出ラインを遮断し、流体を前記進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持し、および前記供給ラインを前記第１凹部に対して遮断し、その結果、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項２】
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記供給ラインから前記進角チャンバ及び前記遅角チャンバへの流体流は制限される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
開放位置から閉鎖位置へ切換えられ得るデテント回路をさらに含み、前記デテント回路が前記開放位置にあるとき、前記デテント回路が、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリによって画成された前記少なくとも１つのチャンバ内の中間位置に前記ベーンを移動する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記デテント回路が前記閉鎖位置にあるとき、前記制御弁が、前記油圧作動モードに移動され、前記制御弁を介して油圧となる流体流が、前記進角チャンバ及び前記遅角チャンバを作動する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記デテント回路が開放の場合、流体が、少なくとも一つの進角チャンバへの進角デテントラインと、少なくとも一つの遅角チャンバへの遅角デテントラインと、進角逆止弁を有する前記進角チャンバおよび遅角逆止弁を有する前記遅角チャンバとの流体連通における共通ラインとの間を流れることが許容され、その結果、前記ロータアセンブリが、１つの進角チャンバと１つの遅角チャンバのカムトルク作動を経て、前記ハウジングアセンブリに対して中間位相角度位置に移動され保持される、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記デテント回路は、パイロット弁を介して前記開放位置と前記閉鎖位置間で切換えられ得る、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記位相器への前記流体入力部が、入口逆止弁を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの外側端部プレートにある、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの外端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにある、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジングアセンブリ内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体入力部からの流体を、進角ライン、遅角ライン、流体供給部に結合された供給ライン、および少なくとも１つの排出ラインを介して、前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ、および前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバから仕向けるための制御弁であって、
デテントモードと油圧作動モードの間で移動可能であり、前記油圧作動モードは、流体が前記流体入力部から前記進角チャンバへ経路指定され、および流体が前記遅角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される進角モードと、流体が前記流体入力部から前記遅角チャンバへ経路指定され、および流体が前記進角チャンバから前記排出ラインへ経路指定される遅角モードと、流体が前記進角チャンバおよび前記遅角チャンバへ経路指定される保持位置と、前記ベーンが前記遅角壁に隣接する進角ロックモードとを含む、前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、前記供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、前記遅角チャンバと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が前記進角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が前記遅角チャンバへ流れ、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記制御弁が前記少なくとも１つの排出ラインを遮断し、流体を前記進角チャンバおよび遅角チャンバ内に保持し、および前記供給ラインを前記第１凹部に対して遮断し、その結果、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が前記進角モード、前記遅角モード、前記進角ロックモードまたは前記保持位置に移動されると、前記第２ロックピンが前記ロック解除位置に移動される、可変カムタイミングシステム。
【請求項１１】
前記制御弁が前記デテントモードへ移動されると、前記第２ロックピンが前記ロック解除位置に移動される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御弁が前記デテントモードのとき、前記供給ラインから前記進角チャンバ及び前記遅角チャンバへの流体流は制限される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
開放位置から閉鎖位置へ切換えられ得るデテント回路をさらに含み、前記デテント回路が前記開放位置にあるとき、前記デテント回路が、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリによって画成された前記少なくとも１つのチャンバ内の中間位置に前記ベーンを移動する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記デテント回路が前記閉鎖位置にあるとき、前記制御弁が、前記油圧作動モードに移動され、前記制御弁を介して油圧となる流体流が、前記進角チャンバ及び前記遅角チャンバを作動する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記デテント回路が開放の場合、流体が、少なくとも一つの進角チャンバへの進角デテントラインと、少なくとも一つの遅角チャンバへの遅角デテントラインと、進角逆止弁を有する前記進角チャンバおよび遅角逆止弁を有する前記遅角チャンバとの流体連通における共通ラインとの間を流れることが許容され、その結果、前記ロータアセンブリが、１つの進角チャンバと１つの遅角チャンバのカムトルク作動を経て、前記ハウジングアセンブリに対して中間位相角度位置に移動され保持される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記デテント回路は、パイロット弁を介して前記開放位置と前記閉鎖位置間で切換えられ得る、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記位相器への前記流体入力部が、入口逆止弁を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの外側端部プレートにある、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの外端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにある、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
前記制御弁が、前記位相器から離れた位置にある、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第１凹部に前記第１ロックピンを付勢するための第１ロックピンばねと、前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部の方に前記第２ロックピンを付勢するための第２ロックピンばねとをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第１ロックピンおよび前記第２ロックピンが同じボアの中にあり、１つのロックピンばねによって、前記第１ロックピンが第１凹部に付勢され、前記第２ロックピンが前記第２凹部に付勢される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２３】
駆動力を受け取るための外周面を有するハウジングアセンブリと、複数のベーンを有する、カムシャフトに接続するために前記ハウジング内に同軸に配置されたロータアセンブリと含む、内燃機関用の位相器を含む可変カムタイミングシステムであって、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリが、ベーンによって、進角壁を有する進角チャンバと、遅角壁を有する遅角チャンバとに分離された少なくとも１つのチャンバを画成し、前記チャンバ内の前記ベーンは、流体が前記進角チャンバまたは前記遅角チャンバに供給されると、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの相対角度位置を変えるように作用し、前記システムが、
流体を、進角ライン、遅角ライン、共通ラインを介して前記チャンバへ、および前記チャンバから仕向けるための、前記位相器から離れた位置にある、制御弁であって、第１ボアの中で進角モード、進角ロックモード、保持位置、遅角モード、遅角ロックモードに移動可能な前記制御弁と、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第１ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第１ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第１凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第１凹部が、流体入力部に接続された供給ラインと流体連通する第１ロックピンと、
前記ロータアセンブリ内に摺動可能に配置された第２ロックピンであって、前記ロータアセンブリ内を、前記第２ロックピンの端部が前記ハウジングアセンブリの第２凹部と係合するロック位置から、前記端部が前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合しないロック解除位置へ移動可能であり、前記第２凹部が、流体入力部に接続された別のラインと流体連通する第２ロックピンと、を含み、
前記制御弁が、前記ベーンが前記進角壁に隣接する前記遅角ロックモードのとき、前記第２凹部への流体が排出され、前記第２ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第２凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックし、
前記制御弁が、前記ベーンが前記遅角壁に隣接する前記進角ロックモードのとき、前記第１凹部への流体が排出され、前記第１ロックピンが前記ハウジングアセンブリの前記第１凹部と係合し、前記ハウジングアセンブリおよび前記ロータアセンブリの前記相対角度位置をロックする、可変カムタイミングシステム。
【請求項２４】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの外側端部プレートにある、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１凹部が、前記ハウジングアセンブリの外端部プレートにあり、前記第２凹部が、前記ハウジングアセンブリの内側端部プレートにある、請求項２３に記載のシステム。