(57)【要約】      （修正有）【課題】クランク軸に対するカム軸の位相角度を精度よく、確実に変えるために流体源からの液圧流体の流れを制御する方法の提供。【解決手段】カム軸及びクランク軸の位置を検出することと、エンジン制御ユニットにより前記位相角度に対応する電気信号を発することと、スプール弁本体内に滑り可能に配置されたかつスプール弁の空洞内の圧力を逃がすスプールの位置を制御することと、前記制御することが、前記排気孔を有するスプールの位置を変えるために力可変ソレノイドを有する電気機械式アクチュエータを使用することと、前記スプール弁が入口ライン及び戻りラインを通して前記ハウジング内への液圧流体の流れを許容しまた阻止することと、スプール弁のスプールの位置を制御すること。【選択図】図２０
2005264950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に対するカム軸の位相角度を変える可変のカム軸調時装置を有する内燃エンジンにおける、クランク軸に対するカム軸の位相角度を変えるために、回転運動を、前記クランク軸から、前記カム軸と共に回転可能で前記クランク軸に関して揺動可能なハウジングであって前記カム軸に取り付けられているハウジングを介して、前記カム軸に伝達する手段への流体源からの液圧流体の流れを制御する方法において、
前記カム軸及びクランク軸の位置を検出することと、
前記カム軸と前記クランク軸との間の相対位相角度を計算することであって、計算することが前記検出することから得られた情報を処理するためのエンジン制御ユニットを使用し、そのエンジン制御ユニットが前記位相角度に対応する電気信号を発することと、
スプール弁本体内に滑り可能に配置されたかつスプール弁の空洞内の圧力を逃がすスプールの位置を制御することであって、前記制御することが前記エンジン制御ユニットから受け取った前記信号に応答しており、前記制御することが、前記排気孔を有するスプールの位置を変えるために力可変ソレノイドを有する電気機械式アクチュエータを使用することと、
液圧流体を前記流体源から前記スプール弁を介して前記クランク軸から前記カム軸に回転運動を伝達するための前記手段に供給することであって、前記スプール弁が入口ライン及び戻りラインを通して前記ハウジング内への液圧流体の流れを許容しまた阻止することと、
前記クランク軸に対する前記カム軸の位相角度を変えるように前記カム軸に回転運動を伝達しかつ液圧流体の流れを選択的に許容し或いは阻止するためにスプールの位置を制御すること、
を備える、液圧流体の流れを制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】
本発明は、カム軸が通常の運転中に受けるトルクの反転に反応してカム軸の位置がクランク軸の位置に関して円周方向に変化される形式の可変カム軸調時（ＶＣＴ）装置の動作を制御するための液圧制御装置に関する。このような可変カム軸調時装置（以下ＶＣＴ装置と呼ぶ）において、液圧装置はこのようなトルクの反転に反応してクランク軸の再位置決めを行うように設けられ、制御装置は液圧装置がこのような再位置決めを行うのを選択的に許容し或いは阻止するように設けられている。
【０００２】
更に詳細には、本発明は、十分に排出された孔付きスプール弁の位置を直接制御する力可変ソレノイドを使用する制御装置に関し、そのスプール弁は液圧装置に有用な部分である。
【従来の技術】
【０００３】
この明細書に参考として組み入れられた以下の米国特許に示された情報の考察は本発明の背景を調査するとき有用である。
米国特許第５，００２，０２３号は本発明の分野に属するＶＣＴ装置を記載し、そのＶＣＴ装置において、液圧装置が一対の反対に作用する液圧シリンダを備えていて、適当な液圧流れ要素が液圧流体を一方の液圧シリンダから他方の液圧シリンダに或いはその逆に選択的に送り、それによってクランク軸に関するカム軸の円周方向位置を進め或いは遅らせる。制御装置は制御弁を利用し、その制御弁において、逆に作用するシリンダの一方又は他方からの液圧流体の排出が制御弁内のスプールを中央位置すなわちゼロ（ｎｕｌｌ）位置から一方又は他方に移動することによって行われる。スプールの移動は、スプールの一方の端部における制御液圧Ｐｃの増加又は減少、及びその端部における液圧の力と作用する圧縮ばねに起因する他端における反対方向の機械的力との間の関係、に応答して起きる。
【０００４】
米国特許第５，１０７，８０４号は本発明の分野に属する別の形式のＶＣＴ装置を記載し、そのＶＣＴ装置において、液圧装置が閉鎖されたハウジング内のローブを有するベーンを備え、そのローブは前記米国特許第５，００２，０２３号に示された反対に作用するシリンダに代わる。このベーンはハウジングに関して揺動可能であり、適当な液圧流れ要素がハウジング内の液圧流体をローブの一方の側から他方の側に或いはその逆に送り、それによってベーンをハウジングに関して一方向又は他方に揺動させ、クランク軸に関するカム軸の位置を進めさせ或いは後らせるのに有効な動作を制御する。このＶＣＴ装置の制御装置は上記米国特許第５，００２，０２３号に示された装置と同じで、同じように作用する力に応答する同じ形式のスプール弁を使用している。
【０００５】
米国特許第５，１７２，６５９号及び第５，１８４，５７８号は、どちらも、スプールの一端に作用する液圧力と他端に作用する機械的な力とを釣り合うように作られた前述のＶＣＴ装置の問題を扱っている。上記両米国特許第５，１７２，６５９号及び第５，１８４，５７８号に示された改良した制御装置はスプールの両端に作用する液圧を利用している。一端における液圧力は全液圧Ｐｓのエンジン油溜めから直接加えられる液圧流体に起因する。スプールの他端に作用する液圧力は液圧シリンダ又は他の力増幅器に起因していて、その力増幅器はＰＷＭソレノイドからの低い圧力Ｐｃのシステム液圧流体に応答して作用する。スプールの両端の各々における力は、本来、同じ液圧流体に基づく液圧であるから、液圧流体の圧力又は速度の変化は自己否定（ｓｅｌｆ−ｎｅｇａｔｉｖｅ）であり、かつスプールの中央位置すなわちゼロ位置に影響しない。しかしながら、上記米国特許第５，１７２，６５９号及び第５，１８４，５７８号に示された発明には幾つかの固有の欠点がある。
【０００６】
一つの欠点は、この差圧制御装置（ＤＰＣＳ）がエンジンの初期の始動相中にスプールの位置を適切に制御できないことである。エンジンが最初に始動するとき、エンジンは油圧が生起するのに数秒かかる。その間、スプール弁の位置は知られていない。システム論理（ｓｙｓｔｅｍ  ｌｏｇｉｃ）は必要な計算を遂行する知られた量を有しないので、ＤＰＣＳはエンジンが通常の動作速度に達するまでスプール弁の位置を有効に制御できない。
【０００７】
現存するＶＣＴ装置の他の問題は動的応答が緩慢なことである。エンジンが通常の動作速度で安定した後でさえ、個々の特性はエンジンによってかなり異なる。高速及び低温における新しいエンジンは、厚いアイドル状態における使い古したエンジンと決定的に異なった油圧を有することができる。幅広い範囲のエンジン特性（液圧ピストンの大きくなった横断面積及びばねの小型化のような）に亙って運転できるように採用された現存の方法は、応答速度が低くなり、安定性を保つために比較的低い閉ループコントローラのゲイン（ｇａｉｎ）を必要とする。
【０００８】
低い閉ループコントローラのゲインにより、装置は構成要素の公差及び動作環境により影響され易くなる。正味の影響（スプールの中央位置すなわちゼロ位置（ｎｕｌｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を達成するために必要なＰＷＭデューティサイクルにおける変化のような）は全体の閉ループ装置の性能を低下させる。
【０００９】
最後に、通常のＤＰＣＳに特に使用されるＰＷＭソレノイドの可動部品は装置内に好ましくない騒音を発生する。動作中、ソレノイドは各ＰＷＭパルスと共にその全ストロークに亙って反復動作する。素早く反復動作すると、アーマチュア及びポペットが「がたがた」する、すなわち高い周波数の振動を発生することになり、したがって、好ましくない騒音を発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、排出孔付きすなわち排液スプール式の液圧制御弁の動作を制御するための改良した方法を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、自動可変カム軸調時装置における排出孔付きスプール式の液圧制御弁の動作を制御するための改良した方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、また、クランク軸に対するカム軸の位相角度を変える可変のカム軸調時装置を有する内燃エンジンにおける、クランク軸に対するカム軸の位相角度を変えるために、回転運動を、前記クランク軸から、前記カム軸と共に回転可能で前記クランク軸に関して揺動可能なハウジングであって前記カム軸に取り付けられているハウジングを介して、前記カム軸に伝達する手段への流体源からの液圧流体の流れを制御する方法において、
前記カム軸及びクランク軸の位置を検出することと、
前記カム軸と前記クランク軸との間の相対位相角度を計算することであって、計算することが前記検出することから得られた情報を処理するためのエンジン制御ユニットを使用し、そのエンジン制御ユニットが前記位相角度に対応する電気信号を発することと、
スプール弁本体内に滑り可能に配置されたかつスプール弁の空洞内の圧力を逃がすスプールの位置を制御することであって、前記制御することが前記エンジン制御ユニットから受け取った前記信号に応答しており、前記制御することが、前記排気孔を有するスプールの位置を変えるために力可変ソレノイドを有する電気機械式アクチュエータを使用することと、
液圧流体を前記流体源から前記スプール弁を介して前記クランク軸から前記カム軸に回転運動を伝達するための前記手段に供給することであって、前記スプール弁が入口ライン及び戻りラインを通して前記ハウジング内への液圧流体の流れを許容しまた阻止することと、
前記クランク軸に対する前記カム軸の位相角度を変えるように前記カム軸に回転運動を伝達しかつ液圧流体の流れを選択的に許容し或いは阻止するためにスプールの位置を制御すること、
を備えて構成されている。
【００１３】
上記エンジンにおいて、前記電気機械式アクチュエータが力可変ソレノイドを備えてもよい。また、その前記力可変ソレノイドが、前記エンジン制御ユニットから電流を受けるコイルと、前記コイルによって実質的に包囲されたアーマチュアと、前記コイルを前記アーマチュアから分離するエアギャップと、前記コイル、前記アーマチュア及び前記エアギャップのための包囲体を与えるハウジングとを備え、前記アーマチュアが前記スプールに接続され、前記コイルは附勢されたとき、前記アーマチュアが前記スプールに力を加えて前記スプールを移動させるのに十分な磁界を生起し、前記移動が前記エンジン制御ユニットからの前記信号に対応してもよい。更に、電気機械式アクチュエータが更にストローク増幅器を備えていて前記ストローク増幅器が前記排出孔付きスプールに加えられたとき力に正味ゲインを与えてもよく、前記ストローク増幅器がレバー装置を備えていてもよい。
【作用】
【００１４】
本発明は、液圧制御弁内の排出孔付きすなわち排液スプール（ｖｅｎｔｅｄ  ｓｐｏｏｌ）の位置を制御するための改良した方法及び装置を提供する。更に詳細には、本発明は、例えば米国特許第５，００２，０２３号に示される形式の反対に作用する液圧シリンダＶＣＴ装置調時装置に使用される液圧制御弁と同じ制御制御弁又は米国特許第５，１０７，８０４号に示される形式のベーン式ＶＣＴ調時装置に使用される液圧制御弁と同様の液圧制御弁における排出孔付きスプールの位置を制御する方法及び装置を提供する。
【００１５】
本発明の制御装置は、ＶＣＴ装置の以前の実施例によって使用された全液圧ＰＳでエンジン油槽から直接加えられた液圧流体に起因するスプールの一端における液圧力を除去する。排出孔付きスプールの他端における力は、好ましくは力可変ソレノイド式の電気機械式アクチュエータに起因し、その力は、種々のエンジンのパラメータを監視するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から発せられた電子信号に応答して排出孔付きスプールに直接作用する。ＥＣＵはカム軸及びクランク軸位置に対応するセンサからの信号を受け、かつこの情報を使用して相対位相角度を計算する。好ましい実施例は、米国特許第５，１８４，５７８号に示されらような閉ループフィードバック装置を採用し、その装置はあらゆる位相角度誤差を訂正する。本発明は、上述の問題に対する有効なかつ経済的な解決策、及び通常のＤＰＣＳを越えた追加の利点を提供する。
【００１６】
スプール位置と制御信号（ソレノイド電流）との間の関係がエンジン油圧と独立しているとき、油圧又はその変動と関連するあらゆる問題も除去される。例えば、初期のエンジン始動中に通常の動作油圧が得られないと、ＥＣＵからの信号がスプールを直接位置決めするソレノイドに直ちに供給されるので、始動エラーが発生しない。
【００１７】
力可変ソレノイドを使用することは緩慢な動的応答の問題を解決する。このような装置はスプール弁の機械的応答と同じように早く応答するように設計されることができ、通常の（全液圧の）ＤＰＣＳより確実に速い。応答が速いと、増大した閉ループゲインを使用することが許され、装置を構成要素の公差及び動作環境に影響されにくくする。
【００１８】
力可変ソレノイドのアーマチュアは、ＰＷＭソレノイドを使用することによる全サイクルに対抗されるので、ＥＣＵからの電流によって制御されたとき、短い距離のみ移動する。必要な移動が、稀に過度にならないので、がたがたが防止され、装置はほとんど騒音がなくなる。
【００１９】
ことによると、通常のＤＰＣＳを超えた重要な利点は、基本の装置の改良した制御である。本発明は、ＶＣＴ位相の命令入力に迅速にかつ正確に追従する大きな能力を与える。
【００２０】
更に、本発明の好ましい実施例は油圧に依存していないので、本発明は、調時ベルトエンジンに関連したような油無しアクチュエータが望ましい用途に対して使用され得る。
【００２１】
代わりの実施例において、レバー装置又はそれと同等のものが電子機械式アクチュエータとスプールとの間に機能的に配置されている。レバー装置はストローク増幅器／力減衰機として有効に作用し、弁の移動を犠牲にすることなく、必要なソレノイド電流の減少又は空隙距離の減少を許容する。
【実施例】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図１ないし図９の例において、クランク軸２２にはスプロケット２４がキー止めされ、示されていない組み込まれたエンジンの動作中のクランク軸２２の回転は、排気カム軸２６すなわちにエンジンの排気弁を動作するのに利用されるカム軸に、スプロケット２４にかけられたチエーン２８及びカム軸２６にキー止めされたスプロケット３０によって伝達される。示されていないが、適当なチエーン張り装置がチエーン２８を緩みがないように比較的張った状態に保つために設けられる。示されるように、スプロケット３０はスプロケット２４の２倍の大きさである。この関係により、カム軸２６の回転速度はクランク軸２２の回転速度の１／２であり、これは４サイクルエンジンに適している。チエーン２８の代わりにベルトを使用できる。
【００２３】
カム軸２６は他のスプロケットすなわちスプロケット３２を支持し、そのスプロケットは、図３、図４及び図６に示されるようにカム軸に関して限られた円弧に亙って揺動するように或いはカム軸と共に回転可能に支持されている。カム軸２６の回転はチエーン３６によって吸気カム軸３４に伝達され、そのチエーンはスプロケット３２と吸気カム軸３４にキー止めされたスプロケット３８との回りに掛けられている。示されるように、スプロケット３２及び３８は直径が等しく、カム軸２６とカム軸３４との間で等しい回転速度を与える。チエーン３６の代わりにベルトを使用してもよい。
【００２４】
図６に示されているように、カム軸２６及び３４の各々の端部はそれぞれヘッド５０の軸受け４２及び４４内で回転するように軸受けされおり、そのヘッドは一部が示されかつボルト４８によって示されていないエンジンブロックにボルト付けされている。示されていないカム軸２６及び３４の反対端はヘッド５０の示されていない反対端に回転するように同じように支持されている。スプロケット３８はヘッド５０の外側のカム軸３４の位置でそのカム軸３４にキー止めされている。同様に、スプロケット３２及び３０はヘッド５０の外側の位置でカム軸２６に並んで配置され、スプロケット３２はスプロケット３８と横に整合されかつスプロケット３０はスプロケット２４と横に整合するようにスプロケット３２のわずかに外側に配置されている。
【００２５】
スプロケット３２は円弧状のリテーナ５２（図７及び図８）を一体の部品として有し、リテーナ５２はスプロケット３０の円弧状の開口３０ａを介してスプロケット３２から外側に伸びている。スプロケット３０には円弧状の液圧装置本体４６がボルト付けされ、かつ関連する液圧制御装置の幾つかの液圧構成要素を収容している液圧装置本体４６は一対の反対に作用する単作動液圧シリンダ５４及び５６のそれぞれの本体端部を受けて枢動可能に支持し、それら液圧シリンダはカム軸２６の長手方向軸線の両側に配置されている。シリンダ５４及び５６のピストン端部は作動ブラケット５８に枢動的に取り付けられ、ブラケット５８は複数のねじ付き止め具６０によってスプロケット３２に固定されている。したがって、シリンダ５４及び５６の一方を伸ばすことによって及びシリンダ５４及び５６の他方を同時に引っ込めることによって、スプロケット３２の作動ピストンはスプロケット３０に関して押し込められ、もしシリンダ５４が伸ばされかつシリンダ５６が引っ込められるとスプロケット３２を進めさせ（これは図２及び図４に示される動作状態である）、或いはもしシリンダ５６が伸ばされかつシリンダ５４が引っ込められるとスプロケット３０に関して遅らされる（これは図１、図３、図７及び図８に示される動作状態である）。いずれの場合においても、スプロケット３０の位置に関するスプロケット３２の位置の遅れ又は進みは、前述の米国特許第５，００２，０２３号において説明されているようにカム軸２６におけるトルクの方向に反応して選択的に許容され或いは阻止されるが、カム軸上での相対的な円弧状運動を制限するために支持されたスプロケット３２とカム軸３４にキー止めされたスプロケット３８との間のチエーン３６によって与えられるチエーン駆動接続により、カム軸２６の位置に関するカム軸３４の位置を進めさせ或いは遅らせる。この関係は、図１及び図３に示されるようにスプロケット３０上の調時マーク３０ｂ及びカム軸３４の遅れ位置におけるスプロケット３８上の調時マーク３８ａの相対位置を、図２及び図４に示されるようにカム軸３４の進み位置におけるそれらの相対位置と比較することによって、図面で示される。
【００２６】
図１０ないし図２０は本発明の二つの実施例を示し、そこにおいて、スプロケット１３２の形状のハウジングはカム軸１２６に揺動するように支持されている。カム軸１２６はオーバーヘッドカム軸式であれブロックカム軸式であれ、単一カム軸エンジンのカム軸であると考えられてもよい。代わりに、カム軸１２６は両カム軸エンジンの吸気弁作動カム軸又は排気弁作動カム軸のいずれかであると考えられてもよい。いずれにしろ、スプロケット１３２及びカム軸１２６は共に回転可能であり、部分的に示されている無端ローラチエーン１３８によってスプロケット１３２にトルクが加えられることによって回転され、そのチエーンはスプロケット１３２の回り及び示されていないクランク軸の回りに掛けられている。以下で詳細に示されるように、スプロケット１３２は、カム軸の回転、すなわちクランク軸に関するカム軸１２６の位相を調整する動作中に、カム軸１２６に関して少なくとも限られた円弧に亙って揺動可能なように、カム軸１２６に揺動可能に支持されていている。
【００２７】
環状のポンプ動作ベーン１６０はカム軸１２６に固定して配置され、ベーン１６０は直径方向に対向する対の半径方向外側に突出するローブ１６０ａ及び１６０ｂを有し、かつボルト１６２によってカム軸１２６の拡大端部１２６ａに取り付けられ、そのボルトは端部１２６ａ内までベーン１６０を貫通している。この点に関して、カム軸１２６は、カム軸が図示しない関連するエンジンブロックに関して正確に位置決めされるようにするため、スラスト肩部１２６ｂが設けられている。ポンプ動作ベーン１６０は、端部との間で伸びる位置決めピンすなわち合わせピン１６４によって端部１２６ａに関して正確に位置決めされている。ローブ１６０ａ及び１６０ｂはスプロケット１３２の半径方向外側に突出するリセス１３２ａ及び１３２ｂ内にそれぞれ受けられ、リセス１３２ａ、１３２ｂのそれぞれの円周方向長さはベーンのローブ１６０ａ、１６０ｂの円周方向長さより幾分大きく、そのベーンのローブはそのリセス内に受けられていてベーン１６０に関するスプロケット１３２の限られた揺動運動を許容している。リセス１３２ａ、１３２ｂは、隔てられた横に伸びる環状板１６６、１６８によってローブ１６０ａ、１６０ｂの回りでそれぞれ閉鎖され、環状板は、ベーン１６０に関して固定され、したがって、幾つかのローブ１６０ａ及び１６０ｂを通して一方から他方に伸びるボルト１７０によってカム軸１２６に関して固定されている。更に、スプロケット１３２の内周１３２ｃはベーン１６０の部分１６０ｄの外周に関してシールされ、その部分１６０ｄはローブ１６０ａと１６０ｂとの間にあり、ベーン１６０のローブ１６０ａ、１６０ｂの先端はそれぞれシール受けスロット１６０ｅ、１６０ｆが設けられ、その中に図示しないシールが入れられている。したがって、スプロケット１３２のリセス１３２ａ、１３２ｂの各々は液圧を保持することができ、かつ各リセス１３２ａ、１３２ｂ内で、ローブ１６０ａ、１６０ｂの各側の部分は、それぞれ液圧を保持することができる。
【００２８】
図１０ないし図１８に示す構造の機能は、図１９及び図２０を参照することによって理解でき得る。しかしながら、図１９の液圧制御装置は、図１０ないし図１８に示す構造のベーン式ＶＣＴ装置と同様に、図１ないし図９に示す構造の、対抗する液圧シリンダＶＣＴ装置に応用可能である。
【００２９】
いずれにしろ、代表的にエンジン潤滑油の形式の液圧流体は共通の入口ライン１８２によってリセス１３２ａ、１３２ｂ内に流れる。入口ライン１８２は対向する逆止弁１８４及び１８６間の接続部で終わり、その逆止弁はそれぞれ枝ライン１８８、１９０によってリセス１３２ａ、１３２ｂにそれぞれ接続されている。逆止弁１８４、１８６はそれぞれ環状のシート１８４ａ、１８６ａを備え、液圧流体が逆止弁１８４、１８６を介してリセス１３２ａ、１３２ｂ内にそれぞれ流れるのを許容する。逆止弁１８４、１８６を介しての液圧流体の流れは浮動するボール１８４ａ、１８６ｂによってそれぞれ阻止され、そのボールはそれぞればね１８４ｃ、１８６ｃによってそれぞれシート１８４ａ、１８６ａに弾性的に偏倚されている。したがって、逆止弁１８４、１８６はリセス１３２ａ、１３２ｂの初期の充填を許容し、かつ補充液圧流体の連続的な供給を与える。液圧流体は、図１９に最も良く示されかつそのスプール弁はカム軸１２６内に組み込まれているスプール弁１９２によってライン１８２に入り、液圧流体はそれぞれ戻りライン１９４、１９６によってリセス１３２ａ、１３２ｂからスプール弁１９２に戻される。
【００３０】
スプール弁１９２は円筒状部材１９８及び排出孔付きスプール２００からつくられ、そのスプールは空洞１９８ａ内で前後に滑り可能である。排出孔付きすなわち排液スプール２００はその両端に円筒状のランド２００ａ及び２００ｂを有し、円筒状部材内にぴったりと嵌まっているランド２００ａ及び２００ｂは、図１９及び図２０に概略的に示されるごとく、ランド２００ｂが戻りライン１９６からの液圧流体の流出を阻止し、ランド２００ａが戻りライン１９４からの液圧流体の流出を阻止し、ランド２００ａ及び２００ｂが両戻りライン１９４及び１９６からの液圧流体の流出を阻止するように、配置され、そこにおいてカム軸１２６は関連するエンジンのクランク軸に関して選択された中間位置に保持され、その位置はスプール２００の「ゼロ（ｎｕｌｌ）位置」と呼ばれる。
【００３１】
本発明において、円筒状部材１９８内の排出孔付きスプール２００の位置は、ランド２００ａの端部に作用するばね２０２によって影響される。したがって、ばね２０２は図１９及び図２０に示されるようにスプール２００を左に弾力的に偏倚する。取り入れライン１８２は、排出孔付きスプール２００をバイパスする導管２３０ａによってエンジンの主油槽（ＭＯＧ）２３０から直接加圧流体（エンジン油）を受ける。この油は軸受け２３２を潤滑するために使用され、その軸受け内でエンジンのカム軸１２６は回転する。
【００３２】
部材１９８内のスプール２００の位置の制御は、図１９に示されるように、電気機械式アクチュエータ２０１、好ましくは力可変ソレノイドに直接応答する。電流はソレノイドハウジング２０１ｄを通るケーブル２３８をへてソレノイドコイル２０１ａ内に導かれ、その電流はアーマチュア２０１ｂを跳ね返し又は押す。アーマチュア２０１ｂは排出孔付きスプール２００の延長部２００ｃに当接し、それによって排出孔付きスプール２００を図１９に示されるように、右に移動する。もしばね２０２の力がアーマチュア２０１ｂによって反対方向に加えられる力と釣り合っているなら、スプール２００はゼロ位置すなわち中央位置を保つ。したがって、排出孔付きスプール２００は、必要に応じてソレノイドコイル２０１ａへの電流を増加し又は減少することによっていずれの方向にも動かされ得る。もちろん、ソレノイド２０１の形状は逆にされ、スプール延長部２００ｃに作用する力を「押し」から「引き」に変換する。これは、ばね２０２の機能が再度設計されたアーマチュア２０１ｂの移動の新しい方向における力に反作用するようにすることを、必要とする。しかしながら、スプールにとってはるか左に又は偏倚された位置に押されることが望ましい場合がある。図１９に示されるような空洞１９８ｃ内又は図２０に示されるような空洞１９８ａのばね２０２の位置により、動力の不足又はエンジンの停止の間のようにソレノイドのコイル２０１ａに電流が流れていないとき、スプール２００が偏倚された位置に戻ることが確保される。
【００３３】
アーマチュア２０１ｂの移動は、図１９に概略的に示される電子エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）２０８からの制御信号に応答してソレノイドコイル２０１ａに加えられる電流によって制御され、その制御ユニットは通常の構造である。制御ユニットにはセンサ２０７ａ及び２０７ｂで検出されたクランク軸及びカム軸の位置信号が入力される。ＶＣＴ装置の前の変形例において、スプールの延長部２００ｃに加えられる力は、もしスプール２００の中央位置すなわちゼロ位置が望まれるなら、ばね２０２の力とランド２００ａの端部に作用する空洞１９８ａ内のシステム油圧との和と釣り合わなければならない。装置が顕著に変化できる構成要素すなわち油圧を含んでいたので、この釣り合いを達成しようと試みたとき、問題が生じた。最適な解決策は、可変のパラメータから独立した制御装置、すなわちエンジン油圧から独立した装置である。
【００３４】
本発明において、空洞１９８ａ内の油圧は逃がされ、アーマチュア２０１ｂの力のみがばね２０２の力に抗して釣り合わされ、スプール２００のゼロ位置を達成する。空洞１９８ａ内の圧力の逃がしは、例えば、ベーン装置にスプールをバイパスするエンジン油流路を設けることによって達成される。すなわちスプール２００内への通路を使用せずに、以前の装置のように入口ライン１８２に油を供給する。スプール２００のバイパスは、バイパスライン２２０ａを入口ライン１８２に直接接続し、入口の油逆止弁２２２ａをスプールの内部の通路に前以て含まれていた逆止弁に代えることによって、達成され得る。代わりの流路を設けることと組み合わせて、スプール弁１９８を排出孔（ｖｅｎｔ）１９８ｄを介して大気中に逃がすことは、空洞１９８ａ内の圧力を逃がす目的を達成し、その空洞内の圧力は前のＶＣＴ装置におけるランド２００Ａの端部に作用する。
【００３５】
可変の油圧が除去されると、排出孔付きスプール２００の位置を制御するのに考慮される力は、変化の割合が断定不可能な圧力である。アーマチュア２０１ｂの力はソレノイドコイル２０１ａに通される電流に相当し、ばね２０２の力は断定可能である（ばねの位置に関して）。効果は、スプール２００の位置がソレノイドの電流のみに基づいて容易に確かめ得ることである。
【００３６】
好ましい実施例に通常使用されているソレノイドの形式は、円筒状のアーマチュア、又は図１９に示される可変面積ソレノイドである。主エアギャップ２０１ｃはアーマチュアの回りで半径方向に伸び、非磁性軸受け材料を含み得る。アーマチュア２０１ｂが軸方向に移動すると、主ギャップ２０１ｃの円筒状面積は増加するが、力及びコイルへの距離は一定に保たれる。力は軸方向のアーマチュアの位置に比較的敏感でないので、ソレノイドハウジング２０１ｄから排出孔付きスプール２００までの極端に精密な距離は必要ではない。
【００３７】
本発明の代わりの実施例が図２０に示されている。平坦面アーマチュア又は可変ギャップ式の力可変ソレノイドが使用される。力はエアギャップ２０１ｃの二乗に逆比例する。エアギャップ２０１ｃを比較的小さな値に制限することは有益である。可変ギャップソレノイドと組み合わせてストローク増幅器を使用することによって、力における正味ゲインは達成される。レバー装置２０１ｅはアーマチュア２０１ｂをスプールの延長部２００ｃと接続し、力におけるこのようなゲインを与える。正味ゲインは電気機械式アーマチュア２０１の物理的大きさを減少することによって促進され、このように、弁の移動を犠牲にすることなくソレノイドコイル２０１ａの電流要件を減少する。
【００３８】
スプールを一方向又は他方に移動するために、スプール２００の一端２００ａに電気的に発生された力と他端２００ｂに作用するばね力との間の不釣り合いのみを使用することによって（両端における共通の液圧源からの液圧負荷間の不釣り合いを使用すのと反対に）、図１９及び図２０の制御装置は液圧システム圧力とは完全に独立している。したがって、潜在的に広い範囲の油圧で動作するように、特定のエンジンの個々の特性に起因すると考えられる装置のような妥協した装置を設計する必要はない。その点に関して、狭い範囲のパラメータ内で動作する装置を設計することによって、ＶＣＴ装置の強化された動作に対して、スプール２００をそのゼロ位置に敏速にかつ正確に位置決めすることが可能である。
【００３９】
ベーン１６０はカム軸１２６のトルクの脈動によって時計回り方向及び反時計回り方向に交互に偏倚され、これらのトルク脈動はベーン１６０を、したがってカム軸１２６をスプロケット１３２に関して揺動させようとする。しかしながら、図１９及び図２０に示されてスプール位置において、このような揺動は、ベーン１６０のローブ１６０ａ、１６０ｂの両側におけるスプロケット１３２のリセス１３２ａ、１３２ｂ内の液圧流体によって阻止される。これはそれらのリセス１３２ａ、１３２ｂのいずれからも液圧流体が排出されないからである。両戻りライン１９４、１９６は排出孔付きスプール２００の位置によって阻止される。例えば、もしカム軸１２６及びベーン１６０がスプロケット１３２に関して反時計回り方向に移動することを許容したいなら、ソレノイドコイル２０１ａへの電流量を増加することのみが必要である。これはアーマチュア２０１ｂを右に「押し」、スプールを右に偏倚し、それによって戻りライン１９４を解放する。装置のこの状態において、カム軸１２６における反時計回り方向のトルク脈動は、リセス１３２ａの部分の外に流体を汲み出し、ベーン１６０のローブ１６０ｂが液圧流体が空になったリセス１３２ａの他の部分内に移動するのを許容する。しかしながら、ベーン１６０の逆の移動は、カム軸１２６のトルク脈動が反対に向くので起こらない。それはスプール２００のランド２００ｂによって戻りライン１９６を通る流体の流れが阻止されるからである。図１９及び図２０において別個の閉じた通路として示されているが、ベーン１６０の周囲は図１０、図１１、図１５、図１６及び図１７に示されるように開いた油通路を限定するスロット１６０ｃを有し、そのスロットはローブ１６０ａの右側のリセス１３２ａの部分とローブ１６０ｂの右側のリセス１３２ｂの部分との間で油の移送を許容し（それらの部分はローブ１６０ａ及び１６０ｂの不動作側である。）、したがって、流れが戻りライン１９４を介して許容されたときスプロケット１３２に関するベーン１６０の反時計回り方向の移動が起こり、また流れ戻りライン１９６を介して許容されたとき時計回り方向の移動が起こる。
【００４０】
更に、入口ライン１８２は、ローブ１６０ｂとして示されているように、ローブ１６０ａ又は１６０ｂの一方の不動作側に延長部１８２ａが設けられ、良好な回転釣り合い、ベーンの運動の改良した減衰及びベーン１６０の支持面の改良した潤滑のために、補償油をローブ１６０ａ、１６０ｂの不動作側に連続して供給するのを許容する。補償油の流れは影響を及ぼさず、かつ電気機械式アクチュエータ２０１の動作によって影響されない。補償油はローブ１６０ａ及び１６０ｂに供給され続ける。
【００４１】
出願時において本発明を実行するために発明者により考えられた最適のモードがここに示されてきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、適当な改良、変形及び同じものを作ることができることは、当業者には明らかである。
【効果】
【００４２】
本発明によれば、クランク軸とカム軸との間の位相誤差を効果的に修正できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による可変カム軸調時装置の実施例を組み込んでいる２カム軸内燃エンジンの部分図であって、カム軸及びクランク軸を通して横に伸びる平面上で切断しかつクランク軸及び排気カム軸関して遅れた位置にある吸気カム軸を示す図である。
【図２】図１の部分と同様の部分図であって、排気カム軸に関して進み位置にある吸気カム軸を示す図である。
【図３】図６の線３−３に沿って切断した部分図であって、簡潔にするため構造体の一部が取り除かれかつ装置の遅れた位置で示されている図である。
【図４】排気カム軸に関して進み位置にある吸気カム軸を示す図３と同様の部分図である。
【図５】図１に示された構造体の幾つかの反転側を示す部分図である。
【図６】図４の線６−６に沿って切断した部分図である。
【図７】図１の線７−７に沿って切断した部分図である。
【図８】図１の線８−８に沿って切断した断面図である。
【図９】図３の線９−９に沿って切断した断面図である。
【図１０】可変カム軸調時装置の別の実施例を有するカム軸の立面図である。
【図１１】他の部分をより明白に説明するために構造体の一部が取り除かれた図１０と同様の図である。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿って切断した断面図である。
【図１３】図１０の線１３−１３に沿って切断した断面図である。
【図１４】図１１の線１４−１４に沿って切断した断面図である。
【図１５】図１０ないし図１４の可変カム軸調時装置の要素の端部立面図である。
【図１６】反対の端部から見た図１５の要素の立面図である。
【図１７】図１５及び図１６の要素の横立面図である。
【図１８】反対側から見た図１７の要素の立面図である。
【図１９】図１０ないし図１８の可変カム軸調時装置の単純化した概略図である。
【図２０】本発明の代わりの実施例の図１９と同様の単純化した概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２６  カム軸                      １３２  ハウジング
１３２ａ、１３２ｂ  リセス          １６０  ベーン
１６０ａ、１６０ｂ  ローブ
１８４、１８６  逆止弁              １８８  導管手段すなわちライン
１９０  導管手段すなわちライン      １９２  スプール弁
１９４  導管手段すなわちライン      １９６  導管手段すなわちライン
１９８  スプール弁本体              ２００  スプール
２００ａ、２００ｂ  ランド          ２０１  電気機械式アクチュエータ
２０２  ばね                        ２０７  検出手段すなわちセンサ
２０８  制御ユニット
【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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