(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置であって、
アクチュエータと、
前記アクチュエータの作動量に応じた変化量で前記開閉タイミングを変更する変更機構とを含み、
前記変更機構は、前記開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ前記開閉タイミングの変化方向が同じであるように、前記開閉タイミングを変更し、前記開閉タイミングが前記第１の領域にある場合および前記第２の領域にある場合、前記アクチュエータの作動量に対して一定の比率で前記開閉タイミングを変更し、
前記第１の領域は、前記開閉タイミングが変化する範囲のうちの一部であり、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも進角側の領域であり、かつ前記開閉タイミングが変化する範囲のうちの一部である、可変バルブタイミング装置。
【請求項２】
前記変更機構は、前記開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ前記開閉タイミングの変化方向が同じであるように、前記開閉タイミングを変更し、前記開閉タイミングが前記第１の領域にある場合および前記第２の領域にある場合、前記アクチュエータの作動量に対して一定の比率で前記開閉タイミングを変更することに加えて、前記開閉タイミングが前記第１の領域と前記第２の領域との間の領域にある場合において、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が、予め定められた変化率で変化するように、前記開閉タイミングを変更する、請求項１に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項３】
前記変更機構は、前記開閉タイミングの変化量が、前記第１の領域よりも前記第２の領域において大きくなるように、前記開閉タイミングを変更する、請求項１または２に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項４】
インテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの開閉タイミングを変更する可変バルブタイミング装置であって、
アクチュエータと、
前記アクチュエータの作動量に応じた変化量で前記開閉タイミングを変更する変更機構とを含み、
前記変更機構は、前記開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ前記開閉タイミングの変化方向が同じであるように、前記開閉タイミングを変更し、前記開閉タイミングが前記第１の領域にある場合において前記アクチュエータの停止中に前記開閉タイミングの変化を規制し、
前記第１の領域は、前記開閉タイミングが変化する範囲のうちの一部であり、
前記第２の領域は、前記第１の領域よりも進角側の領域であり、かつ前記開閉タイミングが変化する範囲のうちの一部である、可変バルブタイミング装置。
【請求項５】
前記変更機構は、前記開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ前記開閉タイミングの変化方向が同じであるように、前記開閉タイミングを変更し、前記開閉タイミングが前記第１の領域にある場合において前記アクチュエータの停止中に前記開閉タイミングの変化を規制することに加えて、前記開閉タイミングが前記第１の領域と前記第２の領域との間の領域にある場合において、前記アクチュエータの作動量と前記開閉タイミングの変化量との比率が、予め定められた変化率で変化するように、前記開閉タイミングを変更する、請求項４に記載の可変バルブタイミング装置。
【請求項６】
前記変更機構は、前記開閉タイミングの変化量が、前記第１の領域よりも前記第２の領域において大きくなるように、前記開閉タイミングを変更する、請求項４または５に記載の可変バルブタイミング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変バルブタイミング装置に関し、特に、アクチュエータの作動量に応じた変化量でバルブが開閉するタイミングを変更する可変バルブタイミング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インテークバルブやエキゾーストバルブが開閉する位相（クランク角）を運転状態に応じて変更するＶＶＴ（Variable Valve Timing）が知られている。一般的に、ＶＶＴにおいてはインテークバルブやエキゾーストバルブを開閉させるカムシャフトをスプロケット等に対して相対的に回転させることにより位相を変更する。カムシャフトは、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより回転される。特に電動モータでカムシャフトを回転させる場合、油圧で回転させる場合に比べてカムシャフトを回転させるトルクを得難い。そのため、電動モータでカムシャフトを回転させる場合は、リンク機構等を介して電動モータのトルクをカムシャフトに伝達し、カムシャフトを回転させる。ところが、リンク機構等を作動して開閉タイミングを調整するようにした場合、リンク機構等においてアクチュエータの作動が変速（減速もしくは増速）されてカムシャフトに伝達される。そのため、可変タイミングを精度よく制御するためには、アクチュエータの作動量等に対する開閉タイミングの変化量が比例関係にあることが望ましい。
【０００３】
特開２００５−４８７０７号公報（特許文献１）は、アクチュエータにより回転される案内部材の回転位相に比例して、駆動軸（クランクシャフト）に対する従動軸（カムシャフト）の回転位相（バルブの開閉タイミング）を調整するバルブタイミング調整装置を開示する。特許文献１に記載のバルブタイミング調整装置は、内燃機関において吸気弁（インテークバルブ）および排気弁（エキゾーストバルブ）の少なくとも一方の弁を開閉駆動する従動軸（カムシャフト）に駆動軸（クランクシャフト）の駆動トルクを伝達する伝達系に設けられ、少なくとも一方の弁の開閉タイミングを調整する。このバルブタイミング調整装置は、駆動軸と同期して回転する第一回転部材および従動軸と同期して回転する第二回転部材を有し、制御対象部材の運動を、第一回転部材に対する第二回転部材の相対回転運動に変換することで、駆動軸に対する従動軸の回転位相を変更する位相変更機構と、アクチュエータからの制御トルクの伝達により第一回転部材に対して相対回転することで可動体を案内路の延伸方向に案内する案内部材とを含む。可動体が案内部材に対して案内路の延伸方向に滑りつつ制御対象部材を動かすことによって、第一回転部材に対する第二回転部材の回転位相が、第一回転部材に対する案内部材の回転位相に比例して変化される。
【０００４】
この公報に記載のバルブタイミング調整装置によると、可動体が案内部材に対し案内路の延伸方向に相対滑りしつつ制御対象部材を動かすことによって、第一回転部材に対する第二回転部材の回転位相が第一回転部材に対する案内部材の回転位相に比例して変化する。そのため、第一回転部材に対する案内部材の回転位相を制御することで、第一回転部材に対する第二回転部材の回転位相、すなわち駆動軸に対する従動軸の回転位相を精密に調整できる。
【特許文献１】特開２００５−４８７０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００５−４８７０６号公報に記載のバルブタイミング調整装置のように、アクチュエータの作動量等に比例させて開閉タイミングの変化量を変更した場合、その傾きが小さいと（ＶＶＴにおける変速比が大きいと）開閉タイミングを変更できる領域が狭くなる。逆に、傾きが大きいと（ＶＶＴにおける変速比が小さいと）、アクチュエータを停止させた場合（トルクを発生しない状態にした場合）において、エンジンの運転に伴なってカムシャフトに作用するトルクによりアクチュエータが駆動される。この場合、開閉タイミングが変化し、制御通りにバルブの開閉タイミングを維持することができない。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大きな範囲で開閉タイミングを変化させることができ、かつ制御通りのタイミングにバルブの開閉タイミングを維持することができる可変バルブタイミング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る可変バルブタイミング装置は、インテークバルブおよびエキゾーストバルブのうちの少なくともいずれか一方のバルブの開閉タイミングを変更する。この可変バルブタイミング装置は、アクチュエータと、アクチュエータの作動量に応じた変化量で開閉タイミングを変更する変更機構とを含む。変更機構は、開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、アクチュエータの作動量と開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ開閉タイミングの変化方向が同じであるように、開閉タイミングを変更する。
【０００８】
第１の発明によると、開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、アクチュエータの作動量と開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ、変化方向が同じであるように、開閉タイミングが変更される。これにより、たとえば両方の領域において開閉タイミングを進角させつつ、進角側の領域における進角量をより大きくすることができる。また、たとえば両方の領域において開閉タイミングを遅角させつつ、進角側の領域における遅角量をより大きくすることができる。これにより、開閉タイミングが変化し得る範囲を大きくすることができる。また、開閉タイミングの変化量が小さい領域においては、アクチュエータから出力されるトルクが小さくても開閉タイミングを変化することができる一方、逆に開閉タイミングを変化させることでアクチュエータを駆動するためには大きなトルクが必要になる。そのため、その領域においては、アクチュエータがトルクを発生しない状態であっても、たとえばエンジンの運転に伴なってカムシャフトに作用するトルクによりアクチュエータが駆動されることを抑制することができる。そのため、制御上の開閉タイミングから実際の開閉タイミングが変化することを抑制することができる。その結果、大きな範囲で開閉タイミングを変化させることができ、かつ制御通りのタイミングにバルブの開閉タイミングを維持することができる可変バルブタイミング装置を提供することができる。
【０００９】
第２の発明に係る可変バルブタイミング装置においては、第１の発明の構成に加え、変更機構は、開閉タイミングが第１の領域にある場合と第２の領域にある場合とで、アクチュエータの作動量と開閉タイミングの変化量との比率が異なるように、かつ開閉タイミングの変化方向が同じであるように、開閉タイミングを変更することに加えて、開閉タイミングが第１の領域と第２の領域との間の領域にある場合において、アクチュエータの作動量と開閉タイミングの変化量との比率が、予め定められた変化率で変化するように、開閉タイミングを変更する。
【００１０】
第２の発明によると、開閉タイミングが第１の領域と第２の領域との間の領域にある場合において、アクチュエータの作動量と開閉タイミングの変化量との比率が、予め定められた変化率で変化するように、開閉タイミングが変更される。これにより、開閉タイミングが第１の領域から第２の領域に、もしくは第２の領域から第１の領域に変化する場合において、アクチュエータの作動量に対する開閉タイミングの変化量を漸増もしくは漸減させることができる。そのため、開閉タイミングの変化量がステップ状に急変することを抑制して、開閉タイミングが急変することを抑制することができる。その結果、開閉タイミングの制御性を向上することができる。
【００１１】
第３の発明に係る可変バルブタイミング装置は、第１または２の発明の構成に加え、第２の領域は、第１の領域よりも進角側の領域である。変更機構は、開閉タイミングの変化量が、第１の領域よりも第２の領域において大きくなるように、開閉タイミングを変更する。
【００１２】
第３の発明によると、進角側の領域において開閉タイミングの変化量がより大きくなるように、開閉タイミングが変更される。これにより、開閉タイミングが変化し得る範囲を大きくすることができる。また、遅角側の領域（開閉タイミングの変化量が小さい領域）においては、アクチュエータから出力されるトルクが小さくても開閉タイミングを変化することができる一方、逆に開閉タイミングを変化させることでアクチュエータを駆動するためには大きなトルクが必要になる。そのため、その領域においては、アクチュエータがトルクを発生しない状態であっても、たとえばエンジンの運転に伴なってカムシャフトに作用するトルクによりアクチュエータが駆動されることを抑制することができる。そのため、制御上の開閉タイミングから実際の開閉タイミングが変化することを抑制することができる。その結果、大きな範囲で開閉タイミングを変化させることができ、かつ制御通りのタイミングにバルブの開閉タイミングを維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００１４】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る可変バルブタイミング装置を搭載した車両のエンジンについて説明する。
【００１５】
エンジン１０００は、「Ａ」バンク１０１０と「Ｂ」バンク１０１２とに、それぞれ４つの気筒（シリンダ）からなる気筒群が設けられたＶ型８気筒エンジンである。なお、Ｖ型８気筒以外の形式のエンジンを用いるようにしてもよい。
【００１６】
エンジン１０００には、エアクリーナ１０２０から空気が吸入される。吸入空気量は、スロットルバルブ１０３０により調整される。スロットルバルブ１０３０はモータにより駆動される電子スロットルバルブである。
【００１７】
空気は、吸気通路１０３２を通ってシリンダ１０４０に導入される。空気は、シリンダ１０４０（燃焼室）において燃料と混合される。シリンダ１０４０には、インジェクタ１０５０から燃料が直接噴射される。すなわち、インジェクタ１０５０の噴射孔はシリンダ１０４０内に設けられている。
【００１８】
燃料は吸気行程において噴射される。なお、燃料が噴射される時期は、吸気行程に限らない。また、本実施の形態においては、インジェクタ１０５０の噴射孔がシリンダ１０４０内に設けられた直噴エンジンとしてエンジン１０００を説明するが、直噴用のインジェクタ１０５０に加えて、ポート噴射用のインジェクタを設けてもよい。さらに、ポート噴射用のインジェクタのみを設けるようにしてもよい。
【００１９】
シリンダ１０４０内の混合気は、点火プラグ１０６０により着火され、燃焼する。燃焼後の混合気、すなわち排気ガスは、三元触媒１０７０により浄化された後、車外に排出される。混合気の燃焼によりピストン１０８０押し下げられ、クランクシャフト１０９０が回転する。
【００２０】
シリンダ１０４０の頭頂部には、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０が設けられる。インテークバルブ１１００はインテークカムシャフト１１２０により駆動される。エキゾーストバルブ１１１０はエキゾーストカムシャフト１１３０により駆動される。インテークカムシャフト１１２０とエキゾーストカムシャフト１１３０とは、チェーンやギヤ等により連結され、同じ回転数で回転する。
【００２１】
インテークバルブ１１００は、インテークカムシャフト１１２０に設けられたインテーク用ＶＶＴ機構２０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。エキゾーストバルブ１１１０は、エキゾーストカムシャフト１１３０に設けられたエキゾースト用ＶＶＴ機構３０００により、位相（開閉タイミング）が制御される。
【００２２】
本実施の形態においては、インテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０がＶＶＴ機構により回転されることにより、インテークバルブ１１００およびエキゾーストバルブ１１１０の位相が制御される。なお、位相を制御する方法はこれに限らない。
【００２３】
インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、電動モータ２０６０（図３において図示せず）により作動する。電動モータ２０６０は、ＥＣＵ４０００により制御される。電動モータ２０６０の電流や電圧は電流計（図示せず）および電圧計（図示せず）により検知され、ＥＣＵ４０００に入力される。
【００２４】
エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００は、油圧により作動する。なお、インテーク用ＶＶＴ機構２０００を油圧により作動するようにしてもよく、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を電動モータにより作動するようにしてもよい。
【００２５】
ＥＣＵ４０００には、クランク角センサ５０００からクランクシャフト１０９０の回転数およびクランク角を表す信号が入力される。また、ＥＣＵ４０００には、カムポジションセンサ５０１０からインテークカムシャフト１１２０およびエキゾーストカムシャフト１１３０の位相（回転方向におけるカムシャフトの位置）を表す信号が入力される。
【００２６】
さらに、ＥＣＵ４０００には、水温センサ５０２０からエンジン１０００の水温（冷却水の温度）を表す信号が、エアフローメータ５０３０からエンジン１０００の吸入空気量（エンジン１０００に吸入される空気量）を表す信号が入力される。
【００２７】
ＥＣＵ４０００は、これらのセンサから入力された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、エンジン１０００が所望の運転状態になるように、スロットル開度、点火時期、燃料噴射時期、燃料噴射量、インテークバルブ１１００の位相、エキゾーストバルブ１１１０の位相などを制御する。
【００２８】
本実施の形態において、ＥＣＵ４０００は、図２に示すように、エンジン回転数ＮＥと吸入空気量ＫＬとをパラメータとしたマップに基づいて、インテークバルブ１１００の位相を決定する。インテークバルブ１１００の位相を決定するためのマップは、水温別に複数記憶される。
【００２９】
以下、インテーク用ＶＶＴ機構２０００についてさらに説明する。なお、エキゾースト用ＶＶＴ機構３０００を、以下に説明するインテーク用ＶＶＴ機構２０００と同じ構成にするようにしてもよい。
【００３０】
図３に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００は、スプロケット２０１０、カムプレート２０２０、リンク機構２０３０、ガイドプレート２０４０、減速機２０５０、および電動モータ２０６０から構成される。
【００３１】
スプロケット２０１０は、チェーン等を介してクランクシャフト１０９０に連結される。スプロケット２０１０の回転数は、クランクシャフト１０９０の２分の１の回転数である。スプロケット２０１０の回転軸と同心軸で、スプロケット２０１０に対して相対的に回転可能であるように、インテークカムシャフト１１２０が設けられる。
【００３２】
カムプレート２０２０は、ピン（１）２０７０によりインテークカムシャフト１１２０に連結される。カムプレート２０２０は、スプロケット２０１０の内部において、インテークカムシャフト１１２０と一体的に回転する。なお、カムプレート２０２０とインテークカムシャフト１１２０とを一体的に形成するようにしてもよい。
【００３３】
リンク機構２０３０は、アーム（１）２０３１とアーム（２）２０３２とから構成される。図３におけるＡ−Ａ断面である図４に示すように、インテークカムシャフト１１２０の回転軸に対して点対称になるように、一対のアーム（１）２０３１がスプロケット２０１０内に設けられる。各アーム（１）２０３１は、ピン（２）２０７２を中心として搖動可能であるようにスプロケット２０１０に連結される。
【００３４】
図３におけるＢ−Ｂ断面である図５、および図５の状態からインテークバルブ１１００の位相を進角させた状態である図６に示すように、アーム（１）２０３１とカムプレート２０２０とが、アーム（２）２０３２により連結される。
【００３５】
アーム（２）２０３２は、ピン（３）２０７４を中心として、アーム（１）２０３１に対して搖動可能であるように支持される。また、アーム（２）２０３２は、ピン（４）２０７６を中心として、カムプレート２０２０に対して搖動可能であるように支持される。  
【００３６】
一対のリンク機構２０３０により、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転し、インテークバルブ１１００の位相が変更される。そのため、一対のリンク機構２０３０のうちのいずれか一方が破損等して折れた場合であっても、他方のリンク機構によりインテークバルブ１１００の位相を変更することが可能である。
【００３７】
図３に戻って、各リンク機構２０３０（アーム（２）２０３２）のガイドプレート２０４０側の面には、制御ピン２０３４が設けられる。制御ピン２０３４は、ピン（３）２０７４と同心軸に設けられる。各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０に設けられたガイド溝２０４２内を摺動する。
【００３８】
各制御ピン２０３４は、ガイドプレート２０４０のガイド溝２０４２内を摺動することにより、半径方向に移動される。各制御ピン２０３４が半径方向に移動されることにより、インテークカムシャフト１１２０がスプロケット２０１０に対して相対回転せしめられる。
【００３９】
図３におけるＣ−Ｃ断面である図７に示すように、ガイド溝２０４２は、ガイドプレート２０４０が回転することにより各制御ピン２０３４を半径方向に移動させるように、渦巻形状に形成される。なお、ガイド溝２０４２の形状はこれに限らない。
【００４０】
制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相はより遅角される。すなわち、位相の変化量は、制御ピン２０３４が半径方向に変化することによるリンク機構２０３０の作動量に対応した値になる。なお、制御ピン２０３４がガイドプレート２０４０の軸心から半径方向に離れるほど、インテークバルブ１１００の位相がより進角されるようにしてもよい。
【００４１】
図７に示すように、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接すると、リンク機構２０３０の作動が制限される。そのため、制御ピン２０３４がガイド溝２０４２の端部に当接する位相が、最遅角もしくは最進角の位相になる。
【００４２】
図３に戻って、ガイドプレート２０４０には、ガイドプレート２０４０と減速機２０５０とを連結するための凹部２０４４が、減速機２０５０側の面において複数設けられる。
【００４３】
減速機２０５０は、外歯ギヤ２０５２および内歯ギヤ２０５４から構成される。外歯ギヤ２０５２は、スプロケット２０１０と一体的に回転するように、スプロケット２０１０に対して固定される。
【００４４】
内歯ギヤ２０５４には、ガイドプレート２０４０の凹部２０４４に収容される凸部２０５６が複数形成される。内歯ギヤ２０５４は、電動モータ２０６０の出力軸の軸心２０６４に対して偏心して形成されたカップリング２０６２の偏心軸２０６６を中心に回転可能に支持される。
【００４５】
図３におけるＤ−Ｄ断面を、図８に示す。内歯ギヤ２０５４は、複数の歯のうちの一部の歯が外歯ギヤ２０５２と噛合うように設けられる。電動モータ２０６０の出力軸回転数がスプロケット２０１０の回転数と同じである場合は、カップリング２０６２および内歯ギヤ２０５４は外歯ギヤ２０５２（スプロケット２０１０）と同じ回転数で回転する。この場合、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０と同じ回転数で回転し、インテークバルブ１１００の位相が維持される。
【００４６】
電動モータ２０６０により、カップリング２０６２が、軸心２０６４を中心に外歯ギヤ２０５２に対して相対的に回転されると、内歯ギヤ２０５４全体が軸心２０６４を中心に回転（公転）するとともに、内歯ギヤ２０５４が偏心軸２０６６を中心に自転する。内歯ギヤ２０５４の回転運動により、ガイドプレート２０４０がスプロケット２０１０に対して相対的に回転せしめられ、インテークバルブ１１００の位相が変更される。
【００４７】
インテークバルブ１１００の位相は、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数（電動モータ２０６０の作動量）が、減速機２０５０、ガイドプレート２０４０およびリンク機構２０３０において減速されることにより変化する。なお、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数を増速してインテークバルブ１１００の位相を変更するようにしてもよい。
【００４８】
図９に示すように、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比（位相の変化量に対する電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数の比）は、インテークバルブ１１００の位相に応じた値をとり得る。なお、本実施の形態においては、減速比が大きいほど、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量がより小さくなる。
【００４９】
インテークバルブ１１００の位相が最遅角からＣＡ（１）までの第１の領域にある場合では、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比はＲ（１）となる。インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）（ＣＡ（２）はＣＡ（１）よりも進角側）から最進角までの第２の領域にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、Ｒ（２）（Ｒ（１）＞Ｒ（２））となる。
【００５０】
インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）からＣＡ（２）までの第３の領域にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、予め定められた変化率（（Ｒ（２）−Ｒ（１））／（ＣＡ（２）−ＣＡ（１）））で変化する。
【００５１】
以上のような構造に基づき発現する、本実施の形態に係る可変バルブタイミング装置のインテーク用ＶＶＴ機構２０００の作用について説明する。
【００５２】
インテークバルブ１１００の位相（インテークカムシャフト１１２０）を進角させる場合、電動モータ２０６０を作動させ、ガイドプレート２０４０をスプロケット２０１０に対して相対的に回転させると、図１０に示すように、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００５３】
インテークバルブ１１００の位相が最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００５４】
インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域にある場合、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角される。
【００５５】
位相を遅角する場合は、位相を進角する場合とは逆方向に電動モータ２０６０の出力軸がスプロケット２０１０に対して相対回転される。位相を遅角する場合も、進角する場合と同様に、最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（１）で減速されて、位相が遅角される。また、ＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速比Ｒ（２）で減速され、位相が遅角される。
【００５６】
これにより、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対的な回転方向が同じである限り、最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域およびＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域の両方の領域においてインテークバルブ１１００の位相を進角させたり、遅角させたりすることができる。このとき、ＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域において、位相をより大きく進角させたり、遅角させたりすることができる。そのため、大きな範囲で位相を変化させることができる。
【００５７】
また、最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域においては、減速比が大きいため、エンジン１０００の運転に伴なってインテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸を回転させるためには大きなトルクが必要になる。そのため、電動モータ２０６０の停止時等において、電動モータ２０６０がトルクを発生しない状態であっても、インテークカムシャフト１１２０に作用するトルクにより電動モータ２０６０の出力軸が回転されることを抑制することができる。そのため、制御上の位相から実際の位相が変化することを抑制することができる。
【００５８】
ところで、インテークバルブ１１００の位相がＣＡ（１）とＣＡ（２）との間の第３の領域にある場合、予め定められた変化率で変化する減速比で、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数が減速されて、インテークバルブ１１００の位相が進角されたり、遅角されたりする。
【００５９】
これにより、位相が第１の領域から第２の領域に、もしくは第２の領域から第１の領域に変化する場合において、電動モータ２０６０の出力軸とスプロケット２０１０との相対回転数に対する位相の変化量を漸増もしくは漸減させることができる。そのため、位相の変化量がステップ状に急変することを抑制して、位相が急変することを抑制することができる。その結果、位相の制御性を向上することができる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態に係る可変バルブタイミング装置のインテーク用ＶＶＴ機構によれば、インテークバルブの位相が最遅角からＣＡ（１）までの領域にある場合では、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比はＲ（１）となる。インテークバルブの位相がＣＡ（２）から最進角までの領域にある場合には、インテーク用ＶＶＴ機構２０００全体の減速比は、Ｒ（１）よりも小さいＲ（２）となる。これにより、電動モータの出力軸の回転方向が同じである限り、最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域およびＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域の両方の領域においてインテークバルブの位相を進角させたり、遅角させたりすることができる。このとき、ＣＡ（２）と最進角との間の第２の領域において、位相をより大きく進角させたり、遅角させたりすることができる。そのため、大きな範囲で位相を変化させることができる。また、最遅角とＣＡ（１）との間の第１の領域においては、減速比が大きいため、エンジンの運転に伴なってインテークカムシャフトに作用するトルクにより電動モータの出力軸が回転されることを抑制することができる。そのため、制御上の位相から実際の位相が変化することを抑制することができる。その結果、大きな範囲で位相を変化させ、かつ、位相を精度よく制御することができる。
【００６１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態に係る可変バルブタイミング装置が搭載された車両のエンジンを示す概略構成図である。
【図２】インテークカムシャフトの位相を定めたマップを示す図である。
【図３】インテーク用ＶＶＴ機構を示す断面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図（その１）である。
【図６】図３のＢ−Ｂ断面図（その２）である。
【図７】図３のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図３のＤ−Ｄ断面図である。
【図９】インテーク用ＶＶＴ機構全体として減速比を示す図である。
【図１０】スプロケットに対するガイドプレートの位相とインテークカムシャフトの位相との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０００  エンジン、１０１０  「Ａ」バンク、１０１２  「Ｂ」バンク、１０２０  エアクリーナ、１０３０  スロットルバルブ、１０４０  シリンダ、１０５０  インジェクタ、１０６０  点火プラグ、１０７０  三元触媒、１０９０  クランクシャフト、１１００  インテークバルブ、１１１０  エキゾーストバルブ、１１２０  インテークカムシャフト、１１３０  エキゾーストカムシャフト、２０００  インテーク用ＶＶＴ機構、２０１０  スプロケット、２０２０  カムプレート、２０３０  リンク機構（Ａ）、２０３１  アーム（Ａ１）、２０３２  アーム（Ａ２）、２０３４  制御ピン（Ａ）、２０３６  孔部、２０３８  切欠き部、２０４０  ガイドプレート、２０４１，２１４１  ガイド溝（Ａ）、２０４２，２１４２  ガイド溝（Ｂ）、２０４４  凹部、２０５０  減速機、２０５２  外歯ギヤ、２０５４  内歯ギヤ、２０５６  凸部、２０６０  電動モータ、２０６２  カップリング、２０６４  軸心、２０６６  偏心軸、２０７０  ピン（１）、２０７２  ピン（２）、２０７４  ピン（３）、２０７６  ピン（４）、２１３０  リンク機構（Ｂ）、２１３１  アーム（Ｂ１）、２１３２  アーム（Ｂ２）、２１３４  制御ピン（Ｂ）、２２００  制限ピン（１）、２２０２  制限ピン（２）、３０００  エキゾースト用ＶＶＴ機構、４０００  ＥＣＵ、５０００  クランク角センサ、５０１０  カムポジションセンサ、５０２０  水温センサ、５０３０  エアフローメータ。
【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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