(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、
カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、
前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁であって、
前記制御弁は、
前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートと、を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内に摺動可能に設けられ、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートの接続状態の切替に供する弁体と、
前記弁体を前記バルブボディの一端側へ付勢する付勢部材と、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる電磁ソレノイドと、
を有すると共に、
前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、
前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、
前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、
前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、
を切替制御し、
前記弁体は、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第１ランド部と、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第２ランド部と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項２】
前記第４ポジションは、前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して最大進出移動した状態をもって構成されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項３】
前記制御弁は、前記内燃機関の始動時の所定時間、前記第４ポジションに保持されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項４】
前記制御弁は、前記内燃機関の停止時の所定時間、前記第４ポジションに保持されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項５】
前記弁体は、内部軸方向に穿設された内孔と、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記内孔とを連通する第１連通孔と、
前記第４ポジションにおいて前記内孔と前記ドレンポートとを連通する第２連通孔と、
前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記ドレンポートとを連通する外周油路と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項６】
前記ロック機構は、前記ハウジング又は前記ベーン部材の一方側に設けられた収容室内に往復移動可能に収容されたロック部材が、前記ハウジング又は前記ベーン部材の他方側に形成されたロック凹部へと向かって付勢され前記ロック凹部内に係入することによって前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転を規制する一方、前記進角作動室と前記遅角作動室の少なくとも一方の作動油の油圧が作用することによって前記ロック凹部から脱出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項７】
前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、前記内燃機関の吸気側カムシャフトに適用され、
前記ロック凹部は、前記ベーン部材の最遅角位相において前記ロック部材が係入するように設けられ、
前記制御弁の前記第４ポジションにおける前記遅角ポートの開口量は、前記進角ポートの開口量に対して大きく開口していることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁。
【請求項８】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、
カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、
前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられ、
前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートと、を有するバルブボディと、
前記バルブボディ内に摺動可能に設けられ、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートの接続状態の切替に供する弁体と、
前記弁体を前記バルブボディの一端側へ付勢する付勢部材と、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる電磁ソレノイドと、
を有すると共に、
前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、
前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、
前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、
前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、
を有する制御弁の制御方法であって、
前記弁体は、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第１ランド部と、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第２ランド部と、
を有し、
前記内燃機関の始動時に、前記制御弁を前記第４ポジションに所定時間保持することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法。
【請求項９】
前記制御弁は、ＰＷＭ信号によって制御されると共に、
前記第４ポジションは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記第１〜３ポジションに対して高く設定され、
前記内燃機関の始動時に、前記制御弁のＰＷＭ信号のデューティ比を前記第４ポジションとなるように制御することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法。
【請求項１０】
クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置と、
前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートとを有するバルブボディと、前記バルブボディ内に摺動可能に設けられ、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートの接続状態の切替に供する弁体と、前記弁体を前記バルブボディの一端側へ付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる電磁ソレノイドと、を備えた制御弁と、
を備えた内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、
前記制御弁は、
前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、
前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、
前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、
前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、
を切替制御し、
前記弁体は、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第１ランド部と、
前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第２ランド部と、
を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられ、遅角及び進角作動室の作動圧やロックピンの解除油圧の供給制御に供する内燃機関のバルブタイミング制御システム等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御システムとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたようなものが提案されている。【０００３】
すなわち、この内燃機関のバルブタイミング制御システムは、油圧式バルブタイミング制御装置と、該バルブタイミング制御装置の作動制御に供する制御弁とから主として構成され、制御弁により、バルブタイミング制御装置の進角作動室又は遅角作動室と、作動油の供給通路又は排出通路との接続を選択的に切り替えると共に、前記遅角作動室を介してロックピンの解除油圧を供給するようになっている。【０００４】
ここで、前記ロックピンの解除油圧は、ロックピンの解除油圧を受ける受圧室と遅角作動室とを連通する溝部を介して供給されるが、エンジンの始動時にポンプからの配管中の空気が混入した作動油が進角作動室又は遅角作動室に供給され、この空気の圧力に基づいてロックピンが意図せずに解除されてしまうおそれがある。【０００５】
そこで、当該内燃機関のバルブタイミング制御システムにおいては、前記溝部のうち遅角作動室と受圧室との間に空気抜き通路を設けて、該空気抜き通路を介して作動油に混入した空気を排出可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１６８４５０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の内燃機関のバルブタイミング制御システムでは、前記空気抜き通路が設けられていることにより、該空気抜き通路を通じて空気と共に遅角作動室内の作動油も排出されてしまう結果、バルブタイミング制御に際して十分な油圧が得られず、バルブタイミング制御装置の応答性の低下を招来してしまうおそれがあった。【０００８】
本発明は、かかる技術的課題に鑑みて案出されたものであり、バルブタイミング制御装置の応答性の低下を抑制しつつロックピンの意図しない解除を抑制し得る内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁及びその制御方法、並びに内燃機関のバルブタイミング制御システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、とりわけ、進角ポートとドレンポートとを連通すると共に、遅角ポートと供給ポートとを連通する第１ポジションと、遅角ポートと遅角通路との連通を制限すると共に、進角ポートと進角通路との連通を制限する第２ポジションと、遅角ポートとドレンポートとを連通すると共に、進角ポートと供給ポートとを連通する第３ポジションと、遅角ポート及び進角ポートとドレンポートとを連通すると共に、遅角ポート及び進角ポートと供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、を切替制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば機関始動時や機関停止時に第４ポジションへと制御して進角作動室及び遅角作動室内の作動油を排出させて機関始動を行うことができ、かつ配管中の空気が混入した作動油が前記各作動室に流入するおそれを抑制でき、バルブタイミング制御装置の応答性の低下を抑制しつつ混入空気に基づくロックピンの意図しない誤解除を抑制することができる。【００１１】
また、本発明では、前記第４ポジション制御に際して、進角ポート及び遅角ポートと供給ポートとの連通を制限するようにしたことから、空気が混入した作動油の供給ポートを通じた前記各作動室への流入についても抑制でき、前記ロックピンの意図しない誤解除をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御システムの油圧回路図である。
【図２】図１に示すバルブタイミング制御装置及び制御弁の断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る図２に示す制御弁の縦断面図である。
【図５】図４に示す制御弁の制御方法の説明に供するスプールバルブの要部拡大図であって、（ａ）は非通電の第１ポジションを、（ｂ）はデューティ比が１０％の第２ポジションを、（ｃ）はデューティ比が５０％の第３ポジションを、（ｄ）はデューティ比が１００％の第４ポジションを表した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る制御弁の制御方法の説明に供するスプールバルブの要部拡大図であって、（ａ）は非通電の第１ポジションを、（ｂ）はデューティ比が１０％の第２ポジションを、（ｃ）はデューティ比が５０％の第３ポジションを、（ｄ）はデューティ比が１００％の第４ポジションを表した図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る制御弁の制御方法の説明に供するスプールバルブの要部拡大図であって、（ａ）は非通電の第１ポジションを、（ｂ）はデューティ比が１０％の第２ポジションを、（ｃ）はデューティ比が５０％の第３ポジションを、（ｄ）はデューティ比が１００％の第４ポジションを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁等の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、下記の実施形態では、この制御弁等を、内燃機関の吸気側の油圧式バルブタイミング制御システムに適用したものを示している。
【００１４】
（内燃機関のバルブタイミング制御システムの構成）
本実施形態に係るバルブタイミング制御システムは、図１、図２に示すように、図示外のクランクシャフトに伝達された回転力に基づいて回転駆動されるスプロケット１１と該スプロケット１１に対し相対回転可能に設けられるカムシャフト２との間に介装され、油圧給排手段３を介して給排される油圧に基づいて前記両者１１，２の相対回転位相を変換するバルブタイミング制御装置１と、前記油圧給排手段３の一部を構成し、前記バルブタイミング制御装置１の作動制御に供する制御弁ＳＶと、から構成される。
【００１５】
前記バルブタイミング制御装置１は、スプロケット１１と一体的に設けられ、内周側に４つの第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４が突設されたハウジング１０と、このハウジング１０の内周側に相対回転可能に収容配置され、外周側に４つの第１〜第４ベーンＶ１〜Ｖ４が突設されたベーン部材であるベーンロータ２０と、から主として構成されている。そして、前記各ベーンＶ１〜Ｖ４によって、前記各シューＳ１〜Ｓ４の周方向間に形成される作動室内が、１対の進角作動室（以下、「進角室」と略称する。）Ａｄと遅角作動室（以下、「遅角室」と略称する。）Ｒｅとに隔成され、これら作動室Ａｄ，Ｒｅに制御弁ＳＶを介して選択的に油圧が供給されることによって作動制御される。
【００１６】
前記カムシャフト２は、図示外のシリンダヘッド上に回転可能に支持され、外周部の所定位置に設けられた図示外の駆動カムを介して図示外の機関弁を開作動させる。このカムシャフト２の前端部には、ベーンロータ２０との接続に供するロータ接続部２ａが設けられている。そして、このロータ接続部２ａには、内部軸方向に沿って、前記ベーンロータ２０の締結に供するカムボルト４が螺着する雌ねじ部２ｂが形成されると共に、この雌ねじ部２ｂの外周側には、それぞれ後述する進角通路Ｌ１及び遅角通路Ｌ２の一部を構成する進角側油路２ｃ及び遅角側油路２ｄが穿設されている。
【００１７】
前記ハウジング１０は、図示外のタイミングチェーンが巻き掛けされることによって前記クランクシャフトの回転力を伝達する回転力伝達部としてのスプロケット１１と一体形成され、軸方向両端側が開口形成された円筒状のハウジング本体１２と、該ハウジング本体１２の前端側開口を閉塞するフロントプレート１３と、前記ハウジング本体１２の後端側開口を閉塞するリヤプレート１４と、が複数（本実施形態では４つ）のボルト１５によって共締め固定され、前記ハウジング本体１２の内周側には、内周側へ向かって突出する第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４が一体に形成されている。
【００１８】
前記第１〜第４シューＳ１〜Ｓ４は、それぞれ平面視ほぼ台形状を呈し、各基端部側の内部軸方向に、前記各ボルト１５が挿通して前記リヤプレート１４への共締め固定に供するボルト挿通孔１１ａが貫通形成されると共に、各先端部に軸方向に沿って凹設されたシール溝内に、ほぼ角柱状のシール部材１６が嵌着されている。
【００１９】
前記ベーンロータ２０は、所定の金属材料によって一体に形成されたもので、中央部にほぼ円筒状に設けられ、前記カムシャフト２との接続に供するロータ本体２１と、該ロータ本体２１の外周側にほぼ放射状に突設され、前記各進角室Ａｄ及び各遅角室Ｒｅの隔成に供する第１〜第４ベーンＶ１〜Ｖ４と、から主として構成される。
【００２０】
前記各ベーンＶ１〜Ｖ４は、前記各シューＳ１〜Ｓ４間に配置されると共に、各先端部に軸方向に沿って凹設されたシール溝内に、ほぼ角柱状のシール部材２２が嵌着されていて、該各シール部材２２がハウジング本体１２の内周面に摺接することで、前記各シューＳ１〜Ｓ４間に形成される作動室内が、前記各対の油圧室Ａｄ，Ｒｅに隔成されている。
【００２１】
また、前記各ベーンＶ１〜Ｖ４のうち第１ベーンＶ１のみが他のベーンＶ２〜Ｖ４に比べて大きな周方向幅に設定され、ベーンロータ２０の最大相対回転時に隣接する各シューＳ１，Ｓ４と当接することで、当該ベーンロータ２０のそれ以上の回転が規制されるようになっている。さらに、この第１ベーンＶ１の内部には、後述する機関停止時のベーンロータ２０の位相保持に供する周知のロック機構３０が収容配置されている。
【００２２】
このロック機構３０は、特に図３に示すように、第１ベーンＶ１の内部軸方向に貫通形成されたピン挿通孔３３に摺動自在に収容され、リヤプレート１４に凹設されたロック凹部３４に係合することでベーンロータ２０とハウジング１０との相対回転（移動）を規制するロックピン３１と、該ロックピン３１とフロントプレート１３との間に介装され、前記ロックピン３１をスプロケット１１側へ付勢するスプリング３２と、から主として構成される。
【００２３】
前記ロックピン３１は、段差径状に形成された有蓋円筒状を呈し、ピン挿通孔３３の一端側の拡径部３３ａ内を摺動する大径部３１ａと、該大径部３１ａに対し段差状に縮径形成され、ピン挿通孔３３の他端側の一般部３３ｂ内を摺動する中径部３１ｂと、該中径部３１ｂに対し段差状に縮径形成され、ロック凹部３４に係合可能なほぼ円錐台状の小径部３１ｃと、を備える。
【００２４】
そして、前記ロックピン３１の大径部３１ａと中径部３１ｂの間の段部３１ｄと、前記ピン挿通孔３３の拡径部３３ａと一般部３３ｂの間の段部３３ｃとの軸方向間には第１受圧室３５が画成されていて、該第１受圧室３５は、第１ベーンＶ１の遅角室Ｒｅ側の側面に穿設された連通孔３６を介して遅角室Ｒｅと連通可能となっている。さらに、前記ロックピン３１の中径部３１ｂと小径部３１ｃの間の段部３１ｅと、前記ロック凹部３４の開口縁との軸方向間には第２受圧室３７が画成されていて、該第２受圧室３７は、第１ベーンＶ１の内側面（リヤプレート１４との対向端面）に切欠形成された連通溝３８を介して遅角室Ｒｅと連通可能となっている。
【００２５】
かかる構成から、前記ロック機構３０は、ロックピン３１とロック凹部３４の周方向位置が合致する最遅角位置において、スプリング３２の付勢力によりロックピン３１の小径部３１ｃがロック凹部３４内に押し込まれ、ハウジング１０とベーンロータ２０の相対回転が規制（ロック）される。一方、前記連通孔３６及び連通溝３８を介して第１、第２受圧室３５，３７に油圧が作用することで、この油圧によってロックピン３１がフロントプレート１３側へと押し退けられ、前記ロックが解除されることとなる。
【００２６】
前記油圧給排手段３は、図１、図２に示すように、オイルパン５内の作動油を汲み上げて圧送する油圧供給源であるオイルポンプ６と、該オイルポンプ６によって圧送された作動油を、電子コントロールユニット７からの制御信号に応じて進角室Ａｄ又は遅角室Ｒｅの一方側に供給すると共に、他方の作動油をオイルパン５へ導く流路切替弁としての前記制御弁ＳＶと、該制御弁ＳＶ及びオイルパン５と進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅとを連通する油通路Ｌと、から主として構成されている。
【００２７】
前記油通路Ｌは、制御弁ＳＶの後述する進角ポートＰ１とバルブタイミング制御装置１の進角室Ａｄとを連通し、該進角室Ａｄに対して作動油を給排する進角通路Ｌ１と、制御弁ＳＶの後述する遅角ポートＰ２とバルブタイミング制御装置１の遅角室Ｒｅとを連通し、該遅角室Ｒｅに対して作動油を給排する遅角通路Ｌ２と、オイルパン５とオイルポンプ６の吸入口とを連通する吸入通路Ｌ０と、オイルポンプ６の吐出口と制御弁ＳＶの後述する供給ポートＰ３とを連通し、オイルポンプ６から吐出された作動油をバルブタイミング制御装置１側へ供給する供給通路Ｌ３と、制御弁ＳＶの後述するドレンポートＰ４とオイルパン５とを連通し、ドレンポートＰ４から排出された作動油をオイルパン５へ還流するドレン通路Ｌ４と、から構成され、制御弁ＳＶにより進角通路Ｌ１及び遅角通路Ｌ２と供給通路Ｌ３及びドレン通路Ｌ４との接続状態が選択的に切り替えられるようになっている。
【００２８】
ここで、前記進角通路Ｌ１は、カムシャフト２のロータ接続部２ａに設けられた進角側油路２ｃを通じて、ベーンロータ２０に設けられた図示外の進角室連通路を介して進角室Ａｄと連通している。他方、前記遅角通路Ｌ２は、カムシャフト２のロータ接続部２ａに設けられた遅角側油路２ｄを通じて、ベーンロータ２０に設けられた図示外の遅角室連通路を介して遅角室Ｒｅと連通している。
【００２９】
〔第１実施形態〕
（制御弁の構成）
以下、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の第１実施形態を図２、図４、図５に基づいて説明する。
【００３０】
前記制御弁ＳＶは、いわゆるスライドスプール形の４ポート比例電磁式切換弁であって、図２、図４に示すように、バルブボディ４１の内部に軸方向移動可能に収容されたスプール４２の軸方向位置に応じてバルブボディ４１に設けられた後述の各ポートＰ１〜Ｐ４の連通状態を切り替えるスプールバルブ４０と、該スプールバルブ４０の基端部に結合され、電子コントロールユニット７からの制御電流に基づいて発生する電磁力をもって可動鉄心５５を介してスプール４２を駆動する電磁ソレノイド５０と、から主として構成され、後述するヨーク５１の外周に設けられたブラケット５１ｃを介して内燃機関に取付固定される。
【００３１】
前記スプールバルブ４０は、ほぼ全体が内燃機関の図示外のシリンダヘッドに穿設されたバルブ収容穴に嵌挿され、前記各通路Ｌ１〜Ｌ４に接続する後述の各ポートＰ１〜Ｐ４を有するバルブボディ４１と、該バルブボディ４１の内部に摺動自在に配置され、軸方向位置によって前記各ポートＰ１〜Ｐ４の連通状態を切り替える弁体としてのスプール４２と、を備える。
【００３２】
前記バルブボディ４１は、例えばアルミニウム等の非磁性金属材料によってほぼ有底円筒状に形成されていて、一端部（図４中の右側の端部）に拡径形成されたフランジ部４１ａを介して電磁ソレノイド５０の後述するヨーク５１の一端部（図４中の左側の端部）に突設された複数の爪部５１ａをもって当該電磁ソレノイド５０の一端部にかしめ固定されている。
【００３３】
そして、このバルブボディ４１の内部には、スプール４２を摺動可能に収容するスプール収容室４３が、前記一端部側から軸方向に沿って穿設されている。また、このスプール収容室４３の周壁には、進角通路Ｌ１に接続される第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ、遅角通路Ｌ２に接続される遅角ポートＰ２、供給通路Ｌ３に接続される供給ポートＰ３、並びにドレン通路Ｌ４に接続される第１ドレンポートＰ４ａが、それぞれ周方向の所定範囲に亘って開口形成されると共に、前記スプール収容室４３の他端壁には、前記第１ドレンポートＰ４ａと同様にドレン通路Ｌ４に接続される第２ドレンポートＰ４ｂが開口形成されていて、当該各ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ａ，Ｐ４ｂを介してスプール収容室４３と外部とが連通可能となっている。
【００３４】
なお、前記各ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ａ，Ｐ４ｂのうち、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ、遅角ポートＰ２、供給ポートＰ３には、図示外のフィルタが装着されていて、該フィルタによって、前記バルブタイミング制御装置１内へのコンタミ等の流入が抑制されている。
【００３５】
前記スプール４２は、その軸方向位置に応じて第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ及び遅角ポートＰ２と、供給ポートＰ３及び第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂとの連通状態の切替に供する主として３つの大径状の第１〜第３ランド部Ｈ１〜Ｈ３を有し、前記スプール収容室４３内に摺動可能に収容されている。そして、前記第１ランド部Ｈ１及び第３ランド部Ｈ３には、それぞれ第１環状溝４５及び第２環状溝４６が周方向に切欠形成されていて、該第１環状溝４５及び第２環状溝４６の底部には、それぞれスプール４２の内外を連通する第１連通孔４７及び第２連通孔４８が径方向に貫通形成されている。
【００３６】
また、前記第１ランド部Ｈ１と前記第２ランド部Ｈ２との間には、第１溝部Ｔ１が周方向に沿ってほぼ環状に形成されると共に、前記第２ランド部Ｈ２と前記第３ランド部Ｈ３との間には、第２溝部Ｔ２が周方向に沿ってほぼ環状に形成されていて、これら第１、第２溝部Ｔ１，Ｔ２によって、前記各ランド部Ｈ１〜Ｈ３間に、それぞれ環状の外周通路が画成されている。
【００３７】
また、前記スプール４２には、軸方向一端側から他端側へ向かって内孔４９が穿設されている。この内孔４９は、第１ランド部Ｈ１の第１環状溝４５の底部に貫通形成された第１連通孔４７を介して遅角ポートＰ２と連通すると共に、第３ランド部Ｈ３の第２環状溝４６の底部に貫通形成された第２連通孔４８を介して第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂと連通することで、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ及び遅角ポートＰ２と第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂとが連通可能となっている。
【００３８】
そして、このように構成されたスプール４２とバルブボディ４１の他端壁との間には、いわゆるリターンスプリングとしてのコイルスプリング４４が弾装されていて、このコイルスプリング４４の付勢力をもって、スプール４２は、常に第１固定鉄心５３側へと付勢された状態となっている。これにより、当該スプール４２は、電磁ソレノイド５０が非通電の状態ではスプール収容室４３の一端（図４中の右側端）に位置し、電磁ソレノイド５０に給電されることによって、コイルスプリング４４の付勢力に抗してスプール収容室４３の他端側（図４中の左側）へと軸方向移動するようになっている。
【００３９】
より詳しくは、前記電磁ソレノイド５０が非通電（ＯＦＦ）状態のときは、スプール４２が図５（ａ）の軸方向位置となる第１ポジションとなって、第１溝部Ｔ１を介して遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３とが連通すると共に、第２環状溝４６、第２連通孔４８、内孔４９を介して第１進角ポートＰ１ａと第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂが連通する。これにより、進角室Ａｄ内の作動油が排出され、遅角室Ｒｅのみに油圧が作用することとなる。
【００４０】
一方、前記電磁ソレノイド５０が通電（ＯＮ）状態のときは、この電磁ソレノイド５０に対する通電量（デューティ比）に応じて、スプール４２の軸方向位置が以下の３ポジションに制御される。
【００４１】
前記デューティ比が１０％の場合には、スプール４２が図５（ｂ）の軸方向位置となる第２ポジションとなり、第１ランド部Ｈ１によって遅角ポートＰ２が閉塞されると共に、第３ランド部Ｈ３によって第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂが閉塞されて、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ及び遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３及び第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂとの連通が制限される。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の油圧は共に維持されることとなる。
【００４２】
前記デューティ比が５０％の場合には、スプール４２が図５（ｃ）の軸方向位置となる第３ポジションとなり、第１環状溝４５、第１連通孔４７及び内孔４９を介して遅角ポートＰ２と第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂとが連通すると共に、第２溝部Ｔ２を介して第１進角ポートＰ１ａと供給ポートＰ３とが連通する。これにより、遅角室Ｒｅ内の作動油が排出され、進角室Ａｄのみに油圧が作用することとなる。
【００４３】
前記デューティ比が１００％の場合には、スプール４２が図５（ｄ）の軸方向位置となる第４ポジションとなり、第１環状溝４５、第１連通孔４７及び内孔４９を介して遅角ポートＰ２と第２ドレンポートＰ４ｂとが連通すると共に、第２環状溝４６、第２連通孔４８及び内孔４９を介して第２進角ポートＰ１ｂと第２ドレンポートＰ４ｂとが連通する。なお、このとき、供給ポートＰ３については、第１、第２ランド部Ｈ１，Ｈ２によって隔成され、遅角ポートＰ２及び第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂとの連通が制限されている。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油が共に排出されると共に、該進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅへの作動油の供給が制限されることとなる。
【００４４】
また、本実施形態では、前記第４ポジションにおける遅角ポートＰ２の開口量が、同ポジションにおける第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂの開口量に対して大きく開口する構成となっている。
【００４５】
前記電磁ソレノイド５０は、磁性体によってほぼ円筒状に形成されたヨーク５１と、該ヨーク５１の内周側に収容配置され、ボビン５２ａの外周にコイル５２ｂを巻回してなるコイルユニット５２と、それぞれ一端部に有する各フランジ部５３ｂ，５４ｂを介してヨーク５１の軸方向各端部に固定されると共に、それぞれ他端側の各筒状部５３ａ，５４ａがコイルユニット５２の内周側に相互に対峙するように収容配置された磁性体からなる第１固定鉄心５３及び第２固定鉄心５４と、前記第２固定鉄心５４の内周側に摺動可能に収容配置された磁性体からなる可動鉄心５５と、前記第１固定鉄心５３の内周側に収容され、一端面がスプール４２に当接し、かつ他端面が可動鉄心５５に当接するように設けられた非磁性体からなるロッド５６と、を備えている。
【００４６】
前記ヨーク５１は、板状の磁性金属材を丸めてその対向する周方向両端部を互いに接合することにより、コイルユニット５２の外周を囲繞するような円筒状に構成されている。そして、このヨーク５１の軸方向各端には、それぞれ周方向に所定間隔を隔てて配置される複数の第１爪部５１ａ及び第２爪部５１ｂが突設されていて、第１爪部５１ａについてはバルブボディ４１のフランジ部４１ａの外側端縁に、第２爪部５１ｂについては第２固定鉄心５４のフランジ部５４ｂの外側端縁に、それぞれ係止するようにかしめ固定されている。
【００４７】
前記第１、第２固定鉄心５３，５４は、例えば鉄等の磁性金属材料によってほぼ円筒状に形成されたもので、相互に対峙するかたちで配置され、それぞれコイルユニット５２の内周側に収容される筒状部５３ａ，５４ａと、該筒状部５３ａ，５４ａの外端部にそれぞれ段差拡径状に設けられたフランジ部５３ｂ，５３ｂと、を有している。そして、第１固定鉄心５３については、ヨーク５１の第１爪部５１ａをかしめ加工することによって、フランジ部５３ｂを介してボビン５２ａとバルブボディ４１とにより挟持状態に固定され、ヨーク５１の周壁に磁気結合されている。他方、第２固定鉄心５４については、ヨーク５１の第２爪部５１ｂをかしめ加工することによって、フランジ部５４ｂを介してボビン５２ａと一緒に共締め状態に固定され、ヨーク５１の周壁に磁気結合されている。
【００４８】
前記コイルユニット５２は、樹脂材料によりほぼ円筒状に形成されたボビン５２ａの外周にコイル５２ｂが巻回されてなるもので、ヨーク５１の他端部に固定された樹脂製のコネクタ５２ｃ及びこれに接続される図示外のハーネスを介して前記電子コントロールユニット７に接続される。そして、この電子コントロールユニット７から給電されることで、ヨーク５１、第１、第２固定鉄心５３，５４及び可動鉄心５５により磁路が形成され、第１固定鉄心５３と可動鉄心５５の間に磁気吸引力が発生する。
【００４９】
ここで、前記電子コントロールユニット７は、機関の回転数を検出するクランク角センサや吸入空気量を検出するエアフローメータ等の各種センサ類からの信号に基づいて機関運転状態を検出し、該機関運転状態に応じて制御弁ＳＶのコイル５２ｂに制御電流を通電し又はこれを制限することで、前述したような各ポートＰ１〜Ｐ４の切り替え（油通路Ｌの切り替え）が行われる。
【００５０】
前記可動鉄心５５は、例えば鉄等の磁性金属材料によって第２固定鉄心５４の内径よりも僅かに小さい外径を有するほぼ円筒状に形成されたものであって、第２固定鉄心５４の筒状部５４ａ内周側に非磁性体からなるキャップ５７を介してほぼ同軸上に配置され、第１固定鉄心５３の先端部に穿設された凹部５３ｃとの間においていわゆるエアギャップ（メインギャップ）が形成されるようになっている。すなわち、この可動鉄心５５は、第２固定鉄心５４の内周側において、その周壁にガイドされるようにして当該第２固定鉄心５４に対し相対移動可能となっていて、コイル５２ｂの通電時には、第１固定鉄心５３に形成される磁束によって当該第１固定鉄心５３側へと吸引されることで、その一端（図４中の左方向端）が第１固定鉄心５３の凹部５３ｃ内底面に当接するまでの範囲内で軸方向移動するようになっている。
【００５１】
前記ロッド５６は、例えばステンレスやアルミニウム、樹脂等の非磁性材料により可動鉄心５５側へと開口する有底円筒状に形成され、前記コイルスプリング４４の付勢力に基づくスプール４２側からの押圧力をもって可動鉄心５５と一体となって移動するようになっている。また、このロッド５６の外周には、径方向内側へと窪む軸方向溝５６ａが周方向にほぼ等間隔に設けられていると共に、これら各軸方向溝５６ａの第２固定鉄心５４側の端部には、ロッド５６の内外周を連通する連通孔５６ｂが径方向に沿って貫通形成されていて、スプールバルブ４０側から前記各軸方向溝５６ａに流入した作動油を前記各連通孔５６ｂを通じてロッド５６の内周側へと逃がし、該ロッド５６の内部を通じて可動鉄心５５の呼吸孔５５ａへと逃がすことで、作動油中におけるロッド５６の軸方向移動が確保されている。
【００５２】
（本実施形態に係る発明の作用効果）
以下、本実施形態に係る制御弁ＳＶの作用及び特徴的な効果について、図５等に基づいて説明する。
【００５３】
従来は、前述したように、遅角室からロックピンの解除油圧を導入するための導入溝の途中に空気抜き通路を設けることで、前記解除油圧を発生する作動油に含まれる空気を排出するようになっていた。このため、当該空気抜き通路を通じて、空気と共に遅角室内の作動油も流出してしまうこととなり、バルブタイミング制御装置の応答性の低下を招来してしまう問題があった。
【００５４】
これに対して、本実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御システム（制御弁ＳＶ）では、まず機関停止時に、制御弁ＳＶのスプール４２の軸方向位置を前記第４ポジションに一定時間制御して進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させた後、電磁ソレノイド５０に対する通電を遮断し、前記第１ポジションに制御する。
【００５５】
このように、機関停止の際に前記第４ポジションに制御して進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させることで、特にアイドリングストップ機能によりバルブタイミング制御装置１におけるベーンロータ２０（カムシャフト２）の相対回転位相が最遅角に達する前に機関停止してしまった場合でも、再始動時の交番トルクでもって前記ベーンロータ２０を最遅角位相へと速やかに導くことが可能となって、良好な再始動性を得ることができる。
【００５６】
続いて、前記機関停止後、再び機関を始動する際には、イグニッションＯＮで制御弁ＳＶのスプール４２の軸方向位置を前記第４ポジションへと制御して進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させた後、前記オイルポンプ６の油圧が立ち上がったところで電磁ソレノイド５０に対する通電を遮断し、前記第１ポジションへと移行する。
【００５７】
このように、機関始動時に進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅをいずれも第２ドレンポートＰ４ｂに接続し当該進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させることによって、空気の混入した作動油が遅角室Ｒｅ内に流入する不具合を抑制することができる。これにより、ロックピン３１の意図しない解除を伴うことなく遅角室Ｒｅに十分な油圧を作用させることが可能となって、バルブタイミング制御装置の応答性を犠牲にすることなく、前記混入空気によるロックピン３１の誤解除を抑制することができる。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置１に用いる制御弁ＳＶ及びその制御方法、並びに内燃機関のバルブタイミング制御システムによれば、前記第４ポジションに制御することで進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させて機関始動を行うことができるため、空気が混入した作動油が前記各作動室Ａｄ，Ｒｅへと流入するおそれがなく、機関始動に際し前記各作動室Ａｄ，Ｒｅに十分な油圧を作用させることができる。これにより、バルブタイミング制御装置１の応答性を犠牲にすることなく、前記混入空気に基づくロックピン３１の意図しない誤解除を抑制することができる。
【００５９】
しかも、前記第４ポジションでは、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ及び遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３の連通が制限されることから、空気が混入した作動油の供給ポートＰ３を通じた遅角室Ｒｅへの流入についても抑制でき、前記ロックピン３１の誤解除をより効果的に抑制することができる。
【００６０】
なお、前記空気の混入した作動油が遅角室Ｒｅ内に流入してしまう不具合を抑制する手段として、供給ポートＰ３を第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂに連通させることも考えられるが、かかる構成を採った場合、前記各ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂが絞りとして作用して、供給ポートＰ３より導入された作動油が進角室Ａｄ又は遅角室Ｒｅ側へと逆流してしまう問題を招来し、前記ロックピン３１の誤解除の有効な抑止手段とはなり得なかった。
【００６１】
また、前記制御弁ＳＶでは、前記第４ポジションを、スプール４２がコイルスプリング４４が付勢力に抗して最大進出した位置に設定している。このように、前記第４ポジション制御は機関始動時（又は機関停止時）といった比較的短い一定時間に行われる結果、使用時間の長い通常運転時における電力消費を抑制できるメリットがある。
【００６２】
また、本実施形態では、内燃機関のバルブタイミング制御装置１が内燃機関の吸気側カムシャフトに適用されると共に、ベーンロータ２０の最遅角位相においてロックピン３１がロック凹部３４へと係入するように設けられ、制御弁ＳＶの前記第４ポジションにおける遅角ポートＰ２の開口量が第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂの開口量に対して大きく開口するように構成されている。このように、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂの開口量に対し遅角ポートＰ２の開口量を大きく設定することで、ロックピン３１の作動応答性を高めることが可能となって、ハウジング１０とベーンロータ２０のより早い回転規制に供される。
【００６３】
〔第２実施形態〕
図６は、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の第２実施形態を示したものであり、前記第１実施形態に係るスプールバルブ４０の進角ポートと遅角ポートの配置を逆転させたものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第１実施形態と同様であるため、該第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を省略する。
【００６４】
すなわち、本実施形態に係る制御弁ＳＶでは、バルブボディ４１の一端側に第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂが設けられ、他端側に遅角ポートＰ３が設けられている。
【００６５】
さらに、前記バルブボディ４１の他端部には、第３ランド部Ｈ３の支持に供する支持部４１ｂが形成され、該支持部４１ｂによって第１ドレンポートＰ４ａが第３ドレンポートＰ４ｃと第４ドレンポートＰ４ｄに隔成されている。
【００６６】
以下、本実施形態に係る制御弁ＳＶの制御状態について、図６に基づいて説明する。
【００６７】
前記電磁ソレノイド５０が非通電となる図６（ａ）の第１ポジションでは、第２溝部Ｔ２を介して遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３とが連通すると共に、第１環状溝４５、第１連通孔４７、内孔４９を介して第１進角ポートＰ１ａと第２、第４ドレンポートＰ４ｂ，Ｐ４ｄが連通する。これにより、進角室Ａｄ内の作動油が排出され、遅角室Ｒｅのみに油圧が作用することとなる。
【００６８】
前記デューティ比が１０％となる図６（ｂ）の第２ポジションでは、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂが第１ランド部Ｈ１及び第２ランド部Ｈ２によって隔成されると共に、遅角ポートＰ２が第２ランド部Ｈ２及び第３ランド部Ｈ３によって隔成され、第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂ及び遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３と第１、第２ドレンポートＰ４ａ，Ｐ４ｂとの連通が制限される。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の油圧は共に維持されることとなる。
【００６９】
前記デューティ比が５０％となる図６（ｃ）の第３ポジションでは、第１溝部Ｔ１を介して第２進角ポートＰ１ｂと供給ポートＰ３とが連通すると共に、第２溝部Ｔ２を介して遅角ポートＰ２と第３ドレンポートＰ４ｃとが連通する。これにより、遅角室Ｒｅ内の作動油が排出され、進角室Ａｄのみに油圧が作用することとなる。
【００７０】
前記デューティ比が１００％となる図６（ｄ）の第４ポジションでは、第１環状溝４５、第１連通孔４７及び内孔４９を介して第２進角ポートＰ１ｂと第２ドレンポートＰ４ｂとが連通すると共に、第２溝部Ｔ２を介して遅角ポートＰ２と第３ドレンポートＰ４ｃとが連通する。また、この際、供給ポートＰ３については、第１、第２ランド部Ｈ１，Ｈ２により隔成され、遅角ポートＰ２及び第１、第２進角ポートＰ１ａ，Ｐ１ｂとの連通が制限されている。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油が共に排出されると共に、該進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅへの作動油の供給が制限されることとなる。
【００７１】
したがって、本実施形態においても、前記第４ポジションに制御することで進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させて機関始動を行うことができるため、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。
【００７２】
〔第３実施形態〕
図７は、本発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の第３実施形態を示したものであり、前記第１実施形態に係るスプールバルブ４０の構成を変更したものである。なお、かかる構成以外の基本的構成については前記第１実施形態と同様であるため、該第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことによってその説明を省略する。
【００７３】
すなわち、本実施形態に係る制御弁ＳＶでは、バルブボディ４１の周壁に、進角ポートＰ１、遅角ポートＰ２、供給ポートＰ３及びドレンポートＰ４が、径方向に沿って開口形成されている。なお、前記ドレンポートＰ４については、前記第２実施形態と同様にバルブボディ４１の一端側に支持部４１ｂにより隔成された第３、第４ドレンポートＰ４ｃ，Ｐ４ｄと、他端側に径方向に沿って開口形成された第５ドレンポートＰ４ｅと、から構成される。
【００７４】
また、本実施形態に係るスプール４２は、外周側に第１〜第４ランド部Ｈ１〜Ｈ４を有し、これらのうち前記第３ランド部Ｈ３及び第４ランド部Ｈ４には、それぞれ第１環状溝４５及び第２環状溝４６が周方向に切欠形成されていて、該第１環状溝４５及び第２環状溝４６の底部には、それぞれスプール４２の内外周を連通する第１連通孔４７及び第２連通孔４８が径方向に沿って貫通形成されている。
【００７５】
また、前記第１ランド部Ｈ１と前記第２ランド部Ｈ２の間には第１溝部Ｔ１が、前記第２ランド部Ｈ２と前記第３ランド部Ｈ３の間には第２溝部Ｔ２が、前記第３ランド部Ｈ３と前記第４ランド部Ｈ４の間には第３溝部Ｔ３が、それぞれ周方向に沿ってほぼ環状に形成されていて、これら第１〜第３溝部Ｔ１〜Ｔ３によって、前記各ランド部Ｔ１〜Ｔ３間に、それぞれ環状の外周通路が画成されている。
【００７６】
以下、本実施形態に係る制御弁ＳＶの制御状態について、図７に基づいて説明する。
【００７７】
前記電磁ソレノイド５０が非通電となる図７（ａ）の第１ポジションでは、第２溝部Ｔ２を介して遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３とが連通すると共に、第３溝部Ｔ３を介して進角ポートＰ１と第３ドレンポートＰ４ｃとが連通する。これにより、進角室Ａｄ内の作動油が排出され、遅角室Ｒｅのみに油圧が作用することとなる。
【００７８】
前記デューティ比が１０％となる図７（ｂ）の第２ポジションでは、進角ポートＰ１が第３ランド部Ｈ３によって閉塞されると共に、遅角ポートＰ２が第２ランド部Ｈ２によって閉塞され、進角ポートＰ１及び遅角ポートＰ２と供給ポートＰ３と第１〜第３ドレンポートＰ４ａ〜Ｐ４ｃとの連通が制限される。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の油圧は共に維持されることとなる。
【００７９】
前記デューティ比が５０％となる図７（ｃ）の第３ポジションでは、第１溝部Ｔ１を介して遅角ポートＰ２と第５ドレンポートＰ４ｅとが連通すると共に、第１環状溝４５、第１連通孔４７及び内孔４９を介して進角ポートＰ１と供給ポートＰ３とが連通する。これにより、遅角室Ｒｅ内の作動油が排出され、進角室Ａｄのみに油圧が作用することとなる。
【００８０】
前記デューティ比が１００％となる図７（ｄ）の第４ポジションでは、第１環状溝４５、第１連通孔４７及び内孔４９を介して進角ポートＰ１と第４ドレンポートＰ４ｄとが連通すると共に、第１溝部Ｔ１を介して遅角ポートＰ２と第５ドレンポートＰ４ｅとが連通する。また、このとき、供給ポートＰ３については、第２、第３ランド部Ｈ２，Ｈ３により隔成され、進角ポートＰ１及び遅角ポートＰ２との連通が制限されている。これにより、進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油が共に排出されると共に、該進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅへの作動油の供給が制限されることとなる。
【００８１】
したがって、本実施形態においても、前記第４ポジションに制御することで進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させて機関始動を行うことができるため、前記第１実施形態と同様の作用効果が奏せられる。
【００８２】
本発明は前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、前述した本発明の作用効果を奏し得るような形態であれば、適用対象の仕様及びコスト等に応じて自由に変更可能である。
【００８３】
特に、前記各実施形態に係る前記制御弁ＳＶ及びその制御方法、並びに内燃機関のバルブタイミング制御システムでは、吸気側のカムシャフトに適用したものを例に説明したが、前記制御弁ＳＶ及びその制御方法、並びに内燃機関のバルブタイミング制御システムについては、排気側のカムシャフトに適用することも可能である。
【００８４】
すなわち、前記排気側のカムシャフトに適用した場合でも、内燃機関の停止時や始動時に制御弁ＳＶを前記第４ポジションに制御することによって進角室Ａｄ及び遅角室Ｒｅ内の作動油を排出させて機関始動を行うことが可能となるため、前記各実施形態と同様、バルブタイミング制御装置１の応答性を犠牲にすることなく、前記混入空気によるロックピン３１の誤解除を抑制することができる。
【００８５】
また、前記バルブタイミング制御装置１が内燃機関の排気側カムシャフトに適用され、かつベーンロータ２０の最進角位相でロックピン３１がロック凹部３４へと係入するように設けられる場合、制御弁ＳＶの前記第４ポジションにおける遅角ポートＰ２の開口量が進角ポートＰ１の開口量に対して小さく開口するように構成することが望ましい。こうして、遅角ポートＰ２の開口量に対し進角ポートＰ１の開口量を相対的に大きく設定することで、ロックピン３１の作動応答性を高めることが可能となり、ハウジング１０とベーンロータ２０のより早い回転規制に供される。
【００８６】
以上説明した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁及びその制御方法、並びに内燃機関のバルブタイミング制御システムとしては、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。
【００８７】
すなわち、かかる内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁は、その１つの態様において、クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁であって、前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートと、を有すると共に、前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、を切替制御する。
【００８８】
前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の好ましい態様において、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートを有するバルブボディと、前記バルブボディ内に摺動可能に設けられ、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートの接続状態の切替に供する弁体と、前記弁体を前記バルブボディの一端側へ付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる電磁ソレノイドと、を備えている。
【００８９】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第４ポジションは、前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して最大進出移動した状態をもって構成される。
【００９０】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記制御弁は、前記内燃機関の始動時の所定時間、前記第４ポジションに保持される。
【００９１】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記制御弁は、前記内燃機関の停止時の所定時間、前記第４ポジションに保持される。
【００９２】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第１ランド部と、前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第２ランド部と、を有する。
【００９３】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、内部軸方向に内孔を有する円筒状を呈し、前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記内孔とを連通する第１連通孔と、前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記内孔とを連通する第２連通孔と、を有し、前記バルブボディのドレンポートは、前記弁体の内孔と常時連通している。
【００９４】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、前記第１ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートの間を隔成する第３ランド部を有し、前記第１ランド部は、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートとの連通を可能にする。
【００９５】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第２ポジションにおいて、前記第１ランド部は、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートを閉塞し、前記第３ランド部は、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートを閉塞する。
【００９６】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記第３ポジションにおいて、前記第３ランド部は、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記供給ポートとを連通し、前記第１ランド部は、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記供給ポートの間を隔成する。
【００９７】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記弁体は、内部軸方向に穿設された内孔と、前記第４ポジションにおいて前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち一方のポートと前記内孔とを連通する第１連通孔と、前記第４ポジションにおいて前記内孔と前記ドレンポートとを連通する第２連通孔と、前記進角ポート又は前記遅角ポートのうち他方のポートと前記ドレンポートとを連通する外周油路と、を有する。
【００９８】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記ロック機構は、前記ハウジング又は前記ベーン部材の一方側に設けられた収容室内に往復移動可能に収容されたロック部材が、前記ハウジング又は前記ベーン部材の他方側に形成されたロック凹部へと向かって付勢され前記ロック凹部内に係入することによって前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転を規制する一方、前記進角作動室と前記遅角作動室の少なくとも一方の作動油の油圧が作用することによって前記ロック凹部から脱出するように構成されている。
【００９９】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、前記内燃機関の吸気側カムシャフトに適用され、前記ロック凹部は、前記ベーン部材の最遅角位相において前記ロック部材が係入するように設けられ、前記制御弁の前記第４ポジションにおける前記遅角ポートの開口量は、前記進角ポートの開口量に対して大きく開口している。
【０１００】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、前記内燃機関の排気側カムシャフトに適用され、前記ロック凹部は、前記ベーン部材の最進角位相において前記ロック部材が係入するように設けられ、前記制御弁の前記第４ポジションにおける前記遅角ポートの開口量は、前記進角ポートの開口量に対して小さく開口している。
【０１０１】
また、前述した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法としては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１０２】
すなわち、当該内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法は、クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いられ、前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートと、を有すると共に、前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、を有する制御弁の制御方法であって、前記内燃機関の始動時に、前記制御弁を前記第４ポジションに所定時間保持する。
【０１０３】
前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法の好ましい態様において、前記制御弁は、ＰＷＭ信号によって制御されると共に、前記第４ポジションは、前記ＰＷＭ信号のデューティ比が前記第１〜３ポジションに対して高く設定され、前記内燃機関の始動時に、前記制御弁のＰＷＭ信号のデューティ比を前記第４ポジションとなるように制御する。
【０１０４】
別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の態様のいずれかにおいて、前記内燃機関の停止時に、前記制御弁を前記第４ポジションに所定時間保持する。
【０１０５】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法の態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、前記内燃機関の吸気側カムシャフトに適用され、前記ロック凹部は、前記ベーン部材の最遅角位相において前記ロック部材が係入するように設けられ、前記制御弁の前記第４ポジションにおける前記遅角ポートの開口量は、前記進角ポートの開口量に対して大きく開口している。
【０１０６】
さらに別の好ましい態様では、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置に用いる制御弁の制御方法の態様のいずれかにおいて、前記内燃機関のバルブタイミング制御装置は、前記内燃機関の排気側カムシャフトに適用され、前記ロック凹部は、前記ベーン部材の最進角位相において前記ロック部材が係入するように設けられ、前記制御弁の前記第４ポジションにおける前記遅角ポートの開口量は、前記進角ポートの開口量に対して小さく開口している。
【０１０７】
また、前述した実施形態に基づく内燃機関のバルブタイミング制御システムとしては、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。
【０１０８】
すなわち、当該内燃機関のバルブタイミング制御システムは、クランクシャフトから回転力が伝達され、内部に作動室が形成されるハウジングと、カムシャフトに固定されると共に、前記ハウジング内に相対回転可能に収容され、外周側に突設されたベーンをもって前記作動室内を遅角作動室と進角作動室とに隔成するベーン部材と、前記ハウジングと前記ベーン部材との相対回転位相を規制可能に構成され、前記遅角作動室又は前記進角作動室の少なくとも一方の油圧でもって前記位相規制を解除するロック機構と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御装置と、前記進角作動室の作動油の給排に供する進角通路に連通する進角ポートと、前記遅角作動室の作動油の給排に供する遅角通路に連通する遅角ポートと、前記内燃機関の作動油導入に供する吐出通路に連通する供給ポートと、前記内燃機関の作動油排出に供するドレン通路に連通するドレンポートとを有するバルブボディと、前記バルブボディ内に摺動可能に設けられ、前記進角ポート、前記遅角ポート、前記供給ポート及び前記ドレンポートの接続状態の切替に供する弁体と、前記弁体を前記バルブボディの一端側へ付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記弁体を移動させる電磁ソレノイドと、を備えた制御弁と、を備えた内燃機関のバルブタイミング制御システムであって、前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポートと前記供給ポートとを連通する第１ポジションと、前記遅角ポートと前記遅角通路との連通を制限すると共に、前記進角ポートと前記進角通路との連通を制限する第２ポジションと、前記遅角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記進角ポートと前記供給ポートとを連通する第３ポジションと、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記ドレンポートとを連通すると共に、前記遅角ポート及び前記進角ポートと前記供給ポートとの連通を制限する第４ポジションと、を切替制御する。
【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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