(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のカムシャフトにより開閉駆動される吸排気用のバルブの少なくとも一方のバルブタイミングを油路を通じて供給される油圧に基づいて変更する可変バルブタイミング機構の油圧制御装置において、
前記油路の途中に設けられ、前記油圧の供給を制御すべく開閉駆動される制御弁と、
前記吸排気用のバルブを開閉駆動させる際に発生する前記カムシャフトのトルク変動周期と同期したデューティ周波数に基づいて前記制御弁をデューティ制御するデューティ制御手段と
を備えたことを特徴とする可変バルブタイミング機構の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関における吸気バルブ或いは排気バルブのバルブタイミングを可変にするために油圧によって駆動される可変バルブタイミング機構の油圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の油圧駆動タイプのバルブ制御装置として、例えば特開昭５９−１２０７０７号公報に開示されたものが知られている。この従来のバルブ制御装置では、カムシャフトの一端部にエンジンのクランクシャフトに駆動連結されたスリーブ（タイミングプーリ）が設けられており、そのタイミングプーリとカムシャフトとの間にはリングピストン（リングギヤ）が介在されている。リングギヤはその内外周に設けられた歯の少なくとも一方がヘリカル歯となっており、リングギヤは軸方向への移動によってカムシャフトと相対回動可能となっている。又、リングギヤの軸方向一端側には、油圧ポンプ等からの油圧が油路を通じて供給されるようになっている。更に、その油圧に対抗するように、リングギヤの他端側には釣り合い用スプリングが設けられている。そして、油圧がリングギヤの一端側に加えられることにより、リングギヤがスプリングの付勢力に抗して軸方向へ動かされる。これより、カムシャフトにはタイミングプーリに対する捩じりが付与され、カムシャフトとタイミングプーリとの回転方向における位相（回転位相）が変更され、吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングが変更されてバルブオーバラップが制御される。
【０００３】
この従来のバルブ制御装置では、リングギヤに作用する油圧を制御するために油路の途中に電磁弁が設けられている。そして、その電磁弁がエンジンの各種駆動パラメータに基づいてコンピュータによりデューティ制御されるようになっている。従って、電磁弁がデューティ制御されることにより、そのデューティ周波数に同期して変動する油圧がリングギヤの軸方向一端側に加えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来のバルブ制御装置では、カムシャフトが回転駆動されているときに、そのカムシャフトの周期的なトルク変動の反力がリングギヤに入力されることから、リングギヤには周期的な軸方向の変動荷重（スラスト力）が加わっていた。又、ヘリカル歯を備えたリングギヤでは、その軸方向の動きに対して多少のフリクションを有するものであった。
【０００５】
従って、リングギヤのフリクションが相対的に小さい場合には、次のような問題があった。即ち、リングギヤの移動ストローク両端位置では、スプリングの付勢力或いは油圧力が最も大きいことから、リングギヤに加わる周期的なスラスト力の影響は極めて少ない。しかしながら、電磁弁のデューティ制御によりリングギヤが中間位置に保持される場合には、その位置がスプリングの付勢力と油圧力との釣り合いによって決定される。このため、その釣り合い状態でリングギヤに周期的なスラスト力が更に加わることにより、リングギヤの位置制御が不安定となる。よって、リングギヤが不用意に動いてヘリカル歯の摩耗やオイルシール摩耗、或いは機構自体の耐久性が損なわれるおそれがあった。
【０００６】
一方、リングギヤのフリクションが相対的に大きい場合には、次のような問題があった。即ち、リングギヤのフリクションはリングギヤの動きに対するヒステリシスとして存在する。従って、そのヒステリシスが大きい場合には、特にリングギヤを中間位置から移動させようとした場合に、その応答性に対して影響があった。例えば、リングギヤを僅かに移動させるために、リングギヤに加わる油圧を僅かに増減させた場合には、その油圧変化がヒステリシスの中に埋もれてしまうおそれがあった。よって、リングギヤの動き始めが遅くなり、その位置制御が非線形なものになり易かった。
【０００７】
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、油圧によりバルブタイミングを可変にする可変バルブタイミング機構において、バルブタイミングを変更するに際しては迅速な作動応答性を確保することが可能であり、またバルブタイミングを所定のタイミングに保持するに際してはその安定化を図ることの可能な可変バルブタイミング機構の油圧制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
この発明では、内燃機関のカムシャフトにより開閉駆動される吸排気用のバルブの少なくとも一方のバルブタイミングを油路を通じて供給される油圧に基づいて変更する可変バルブタイミング機構の油圧制御装置において、前記油路の途中に設けられ、前記油圧の供給を制御すべく開閉駆動される制御弁と、前記吸排気用のバルブを開閉駆動させる際に発生する前記カムシャフトのトルク変動周期と同期したデューティ周波数に基づいて前記制御弁をデューティ制御するデューティ制御手段とを備えるようにしている。
【０００９】
こうした構成によれば、制御弁の開閉周期をカムシャフトのトルク変動周期と同相で同期させた場合には、このカムシャフトのトルク変動に起因した周期的なスラスト力がデューティ周波数に合わせて周期的に変動する油圧力を増大させるようこれに上乗せされるため、バルブタイミングを変更するに際して迅速な作動応答性を確保することが可能になる。一方、制御弁の開閉周期をカムシャフトのトルク変動周期と逆相で同期させた場合には、上記デューティ周波数に合わせて周期的に変動する油圧力が上記カムシャフトのトルク変動に起因した周期的なスラスト力を打ち消すように作用するため、バルブタイミングを所定のタイミングに保持するに際してその安定化を図ることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、この発明をガソリンエンジンに適用される可変バルブタイミング機構の油圧制御装置として具体化した第１実施形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１はこの実施形態の可変バルブタイミング機構（以下単に「ＶＶＴ」という）１とそのＶＶＴ１を駆動させるための油圧制御装置を示す概略構成図である。ＶＶＴ１は吸排気用のバルブを開閉するためのカムシャフト２を備え、カムシャフト２はそのカムジャーナル２ａにて図示しないエンジンのシリンダヘッド３に回転可能に支持されている。この実施形態では、エンジンにおいて図示しない吸気バルブ、排気バルブがそれぞれ別々のカムシャフトにより開閉駆動されるようになっており、そのうち上記のカムシャフト２は吸気バルブに対応している。
【００１２】
カムシャフト２の先端部上には、タイミングプーリ４がそのボス部４ａにて相対回転可能に装着されている。このタイミングプーリ４の外周には外歯４ｂが形成されており、同プーリ４の軸方向（同図の左右方向）一側には収容凹部４ｃが形成されている。又、その収容凹部４ｃを塞ぐように、カムシャフト２の先端にはキャップ５がボルト６により締付け固定されると共に、ノックピン７により回り止めされている。更に、収容凹部４ｃの開口端側とキャップ５の外周との間には、そのタイミングプーリ４に圧入固定されたアウタープレート８と、キャップ５に一体形成されたインナープレート９等とからなる緩衝用の周知の粘性継手（ビスカスカップリング）１０が設けられている。更に又、キャップ５とアウタープレート８との間、及びキャップ５とタイミングプーリ４との間には、それぞれシール部材１１が介在されている。
【００１３】
上記のタイミングプーリ４とカムシャフト２との間にはリングギヤ１２が介在され、両者４，２が連結されている。即ち、キャップ５により閉塞されたタイミングプーリ４の収容凹部４ｃには、リングギヤ１２が収容されている。このリングギヤ１２は、その内外周に設けられた歯１２ａ，１２ｂの両方がヘリカル歯になっている。又、リングギヤ１２の各歯１２ａ，１２ｂは、タイミングプーリ４のボス部４ａに形成された内歯４ｄと、キャップ５の内周に形成された内歯５ａとにそれぞれ噛み合わされている。この構成によって、リングギヤ１２が軸方向へ移動されることにより、同ギヤ１２がカムシャフト２と相対回動可能になっている。更に、タイミングプーリ４はその外歯４ｂに掛装されたタイミングベルト１３を介して、図示しないクランクシャフトに駆動連結されている。
【００１４】
従って、クランクシャフトの動力がタイミングベルト１３を介してタイミングプーリ４に伝達されることにより、リングギヤ１２で連結されたタイミングプーリ４とキャップ５とが一体的に回転されてカムシャフト２が回転駆動される。この時、リングギヤ１２が軸方向へ移動されることにより、カムシャフト２にタイミングプーリ４に対する捩じりが付与される。又、カムシャフト２に捩じりが付与される際に、リングギヤ１２のバックラッシに起因するガタツキは、ビスカスカップリング１０の作用によって緩衝され、異音の発生が抑えられる。
【００１５】
リングギヤ１２を油圧により駆動させるために、収容凹部４ｃにおいて、リングギヤ１２の軸方向一端側は、作動油による油圧が導入される加圧室１４となっている。又、同じく収容凹部４ｃにおいて、リングギヤ１２の他端側は、その油圧に対抗する釣り合い用のスプリング１５が収容されるスプリング室１６となっている。更に、加圧室１４に作動油による油圧を供給するために、シリンダヘッド３及びカムシャフト２には、互いに連通するヘッド油路１７及びシャフト油路１８がそれぞれ形成されている。
【００１６】
一方、タイミングプーリ４及びカムシャフト２の一部には、加圧室１４からスプリング室１６へ洩れ出た作動油を導出するための戻し油路１９，２０が形成されている。又、タイミングプーリ４の一端側において、同プーリ４とシリンダヘッド３との間にはシール部材２１が介在されており、それらタイミングプーリ４、シリンダヘッド３、カムシャフト２及びシール部材２１によって囲まれた空間が油回収室２２となっている。そして、その油回収室２２には戻し油路１９，２０が連通されている。更に、カムシャフト２の下方にて、シリンダヘッド３の一部には、油回収室２２にて回収された作動油をエンジンのオイルパン２３へ戻すための油戻し穴２４が形成されている。
【００１７】
尚、この実施形態では、内外周の各歯１２ａ，１２ｂの傾き角等によって決まるリングギヤ１２のフリクションが相対的に小さくなるように設定されている。この実施形態では、作動油としてエンジンの潤滑油が利用されている。即ち、潤滑油のための一系統の油圧回路を構成するオイルポンプ２５はエンジンに連動して駆動され、それによってオイルパン２３に貯留された潤滑油がオイルフィルタ２６を介して吸い上げられる。オイルポンプ２５とヘッド油路１７との間にはメイン油路２７が接続されており、そのメイン油路２７の途中には、ソレノイド式で三方式の制御弁２８が設けられている。この制御弁２８はデューティ制御されるものであり、その特性を図３のグラフに示す。このグラフからも分かるように、制御弁２８は入力指令値としてのデューティ比のある範囲内で、デューティ比に対する出力としての油圧が比例するようになっている。即ち、デューティ比のある範囲内では、デューティ比が増加するのに伴って油圧が増大するようになっている。そして、制御弁２８にて制御される油圧が増大することにより、カムシャフト２の回転位相が進角される。
【００１８】
従って、オイルポンプ２５の駆動中に、制御弁２８のオン・オフがデューティ制御されてメイン油路２７が周期的に開閉されることにより、オイルポンプ２５より吐出された潤滑油が作動油としてある油圧をもってヘッド油路１７へ供給される。ヘッド油路１７へ供給された作動油は、更にシャフト油路１８を通じて加圧室１４へと導入される。そして、その作動油の油圧によりリングギヤ１２がスプリング１５の付勢力に抗して軸方向の一方（同図の右方向）へ押圧される。これにより、カムシャフト２に捩じりが付与され、カムシャフト２のタイミングプーリ４に対する回転位相が変更される。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変えられ、吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップが変更される。
【００１９】
一方、制御弁２８がオフされることにより、ヘッド油路１７への作動油の供給が遮断される。これにより、加圧室１４から油圧が抜け、リングギヤ１２がスプリング１５の付勢力によって軸方向の他方（同図の左方向）へ押圧されて戻される。これにより、カムシャフト２に逆の捩じりが付与され、カムシャフト２の回転位相が復帰変更される。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変えられてバルブオーバラップが変更される。この時、加圧室１４からスプリング室１６へ洩れ出た作動油は、戻し油路１９，２０を通じて油回収室２２へと導かれ、更に油戻し穴２４を通じてオイルパン２３へと戻される。
【００２０】
この実施形態では、制御弁２８が、デューティ制御手段を構成する電子制御装置（以下単に「ＥＣＵ」という）３１により、エンジンの運転状態に応じて制御されるようになっている。ＥＣＵ３１は中央処理装置（ＣＰＵ）と、所定の制御プログラム等を予め記憶したりＣＰＵの演算結果等を一時記憶したりする各種メモリ等と、これら各部と外部入力回路及び外部出力回路等とをバスによって接続した理論演算回路として構成されたものである。
【００２１】
エンジンの運転状態を検出する各種センサとして、図示しないエンジンの吸気通路にはその吸入空気量Ｑを検出するエアフローメータ３２が設けられている。又、エンジンのシリンダブロックにはその冷却水の温度（冷却水温）ＴＨＷを検出する水温センサ３３が設けられている。更に、排気バルブ側のＶＶＴ１を構成していないカムシャフト近傍には、そのカムシャフトの回転からクランクシャフトの回転を所定の角度間隔で検知し、エンジン回転数ＮＥを求めるためのクランク角信号ＣＡＳとして出力するクランク角センサ３４が設けられている。更に又、吸気バルブ側のＶＶＴ１を構成するカムシャフト２の基端部には、そのカムシャフト２の回転を所定の角度間隔で検知し、カム角基準信号ＣＢＳとして出力するカム角センサ３５が設けられている。このカム角センサ３５は、クランク角センサ３４との比較により進角値を算出すると共に、制御弁２８をオン・オフするための基準タイミングを算出するために設けられている。このカム角センサ３５は、カムシャフト２の回転に連動して回転されるタイミングロータ３６と、ピックアップコイル３７とから構成されている。タイミングロータ３６の外周には、カムシャフト２上の図示しないカム山の数に整合する複数の突起３６ａが形成されている。これら各突起３６ａは、各カム山により吸気バルブが開閉駆動される際にカムシャフト２で発生するトルク変動の周期に整合するように配置されている。この実施形態では、トルク変動のレベルが最低となる位置に整合するように各突起３６ａが配置されている。又、ピックアップコイル３７は各突起３６ａに対向して配置されている。そして、クランクシャフトの回転に伴ってタイミングロータ３６が回転されることにより、ピックアップコイル３７では各突起３６ａの通過が検知され、カム角信号ＣＢＳはトルク変動レベルが最低となる位置に整合するトリガパルスとして周期的に出力されるようになっている。
【００２２】
この実施形態では、ＥＣＵ３１の外部入力回路に前述したエアフローメータ３２、水温センサ３３、クランク角センサ３４及びカム角センサ３５がそれぞれ接続されている。又、ＥＣＵ３１の外部出力回路に制御弁２８が接続されている。そして、ＥＣＵ３１はＶＶＴ１によるバルブタイミング制御を司るために、エアフロメータ３２及び各センサ３３〜３５からの出力信号に基づきその時々のエンジン運転状態に応じた吸気バルブの開閉タイミングを決定し、制御弁２８を好適に駆動制御するようになっている。
【００２３】
次に、前述したＥＣＵ３１により実行されるバルブタイミング制御のための処理動作について説明する。図２のフローチャートはＥＣＵ７０により実行される「バルブタイミング制御ルーチン」を示しており、エンジンの運転中に所定時間毎の定時割り込みで実行される。
【００２４】
処理がこのルーチンへ移行すると、先ずステップ１０１において、エアフローメータ３２、水温センサ３３、クランク角センサ３４及びカム角センサ３５からの各出力信号に基づき、吸入空気量Ｑ、冷却水温ＴＨＷ、クランク角信号ＣＡＳ及びカム角信号ＣＢＳをそれぞれ読み込む。
【００２５】
続いて、ステップ１０２において、今回読み込まれた冷却水温ＴＨＷが所定の基準温度Ｔ０よりも高いか否かを判断する。ここで、冷却水温ＴＨＷが基準温度Ｔ０よりも高くない場合は、エンジンが充分に暖まっていない始動時であるものとして、そのままその後の処理を一旦終了する。
【００２６】
一方、ステップ１０２において、冷却水温ＴＨＷが基準温度Ｔ０よりも高い場合には、エンジンが充分に暖まった始動後であるものとしてステップ１０３へ移行し、ステップ１０３〜ステップ１０９の一連の処理を実行する。
【００２７】
即ち、先ずステップ１０３においては、今回読み込まれたクランク角信号ＣＡＳ及びカム角信号ＣＢＳに基づき、エンジン回転数ＮＥ及びカムシャフト２の現在進角値θ０を算出する。
【００２８】
次に、ステップ１０４において、今回読み込まれた吸入空気量Ｑ、今回算出されたエンジン回転数ＮＥに基づき、エンジンの負荷相当値Ｑ／Ｎを算出する。そして、ステップ１０５において、今回算出されたエンジン回転数ＮＥ及び負荷相当値Ｑ／Ｎに基づき、カムシャフト２の目標進角値θを算出する。この目標進角値θの算出は、図４に示すように、エンジン回転数ＮＥ及び負荷相当値Ｑ／Ｎに対する目標進角値θの関係を予め定めてなるマップを参照して行われる。
【００２９】
続いて、ステップ１０６においては、目標進角値θと現在進角値θ０との進角値偏差（θ−θ０）に基づき、今回のデューティ加算値Ｒを算出する。このデューティ加算値Ｒの算出は、図５に示すように、進角値偏差（θ−θ０）に対するデューティ加算値Ｒの関係を予め定めてなるマップを参照して行われる。
【００３０】
又、ステップ１０７において、前回求められたデューティ比ＲＢに今回求められたデューティ加算値Ｒを加算し、その結果を今回のデューティ比ＲＡとして設定する。
【００３１】
更に、ステップ１０８において、今回求められたエンジン回転数ＮＥ及びデューティ比ＲＡに基づき、制御弁２８をデューティ制御するための通電時間ＲＴを算出する。この通電時間ＲＴの算出は、エンジン回転数ＮＥ及びデューティ比ＲＡに対する通電時間ＲＴの関係を予め定めてなる図示しないマップを参照して行われる。
【００３２】
そして、ステップ１０９において、今回求められた通電時間ＲＴに基づき制御弁２８をデューティ制御する。この実施形態では、カムシャフト２で発生するトルク変動の周期に対して反転した位相で同期させたデューティ周波数に基づき通電時間ＲＴを制御弁２８のソレノイドへ出力し、その後の処理を一旦終了する。
【００３３】
以上のようにしてバルブタイミング制御の処理動作が実行される。ここで、この実施形態のバルブタイミング制御の作用を図６のタイムチャートに従って説明する。
【００３４】
このタイムチャートは、カムシャフト２で発生するトルク変動、それに起因するリングギヤ１２でのスラスト力、カム角センサ３５からのトリガパルス、制御弁２８のソレノイドに対する通電、リングギヤ１２に対する油圧、及び油圧力、スプリング力、スラスト力の合力の変化の関係を示している。
【００３５】
このタイムチャートからも分かるように、カムシャフト２のトルク変動は周期的に発生し、それに起因するリングギヤ１２のスラスト力は、トルク変動の周期に対して反転した周期で発生することになる。そして、制御弁２８のソレノイドでは、リングギヤ１２のスラスト力が最大となるタイミングに同期したトリガパルスを基準にして通電時間ＲＴの通電が開始される。その結果、リングギヤ１２に加わる油圧は、リングギヤ１２のスラスト力の周期に対して反転した周期をもって変動することになる。
【００３６】
従って、カムシャフト２の回転位相を最大限に進角させるべく制御弁２８がデューティ制御された場合には、加圧室１４に最大限の油圧が供給され、リングギヤ１２はスプリング１５の付勢力（スプリング力）に抗して図１の右端位置まで移動される。又、カムシャフト２の回転位相を最大限に遅角させるべく制御弁２８がオフされた場合には、加圧室１４に油圧が作用しない状態となり、リングギヤ１２はスプリング力によって図１の左端位置まで移動される。そして、このようにリングギヤ１２が右端位置或いは左端位置へ移動された状態では、リングギヤ１２にかかる油圧力或いはスプリング力が充分に大きいことから、リングギヤ１２にかかるスラスト力の有無にかかわらずリングギヤ１２は比較的安定した状態で位置保持される。
【００３７】
一方、カムシャフト２の回転位相を中程度に進角させるべく制御弁２８がデューティ制御された場合には、図１に示すように、リングギヤ１２は油圧とスプリング力との釣り合いによってその移動ストロークの中間位置に保持される。そして、この実施形態では、制御弁２８のデューティ制御が、カムシャフト２のトルク変動の周期に対し反転する位相で同期させたデューティ周波数に基づいて行われている。つまり、リングギヤ１２に加わる油圧力がスラスト力の周期に対して反転した周期で変動するように制御弁２８がデューティ制御される。このため、リングギヤ１２に周期的に加えられる油圧力が、カムシャフト２のトルク変動に起因してリングギヤ１２に周期的に付加されるスラスト力を打ち消し合うように作用することになる。
【００３８】
従って、この実施形態のように、リングギヤ１２のフリクションが相対的に小さい場合には、図６（ｆ）に実線で示すように、リングギヤ１２に作用する油圧力、スプリング力及びスラスト力の合力の変動幅が非常に小さなものとなり、リングギヤ１２のフリクション幅を越えることが無くなる。その作用は、同図に破線で示されるリングギヤ１２に一定の油圧を供給させた場合との比較からも明らかである。よって、カムシャフト２のトルク変動に起因するスラスト力によってリングギヤ１２が動かされることがなくなる。
【００３９】
その結果、リングギヤ１２を中間位置に保持させる場合には、その位置制御を安定化させることができる。更にその結果として、リングギヤ１２の不用意な動きを防止することができ、延いてはリングギヤ１２のヘリカル歯における摩耗や、そのオイルシール摩耗、或いはリングギヤ１２自体の耐久性の低下を防止することができる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、この発明における可変バルブタイミング機構の油圧制御装置を具体化した第２実施形態を図７及び図８に基づいて説明する。尚、この実施形態の構成は前記第１実施形態のそれと同じであるものとして、同一の構成部材には同一の符号を付して説明を省略し、以下に異なった点を中心に説明する。
【００４１】
この実施形態では、内外周の各歯１２ａ，１２ｂの傾き角度等によって決まるリングギヤ１２の軸方向におけるフリクションが相対的に大きくなるように設定されている。又、ＥＣＵ３１により実行されるバルブタイミング制御の処理動作について前記第１実施形態のそれと異なっている。即ち、図７のフローチャートはＥＣＵ７０により実行される「バルブタイミング制御ルーチン」を示しており、エンジンの運転中に所定時間毎の定時割り込みで実行される。
【００４２】
このフローチャートにおいて、ステップ２０１〜ステップ２０８の処理については、前記第１実施形態における図２のフローチャートの処理と同じであることから、説明を省略し、特に異なったステップ２０９の処理について説明する。
【００４３】
即ち、ステップ２０９においては、今回求められた通電時間ＲＴに基づき制御弁２８をデューティ制御する。この実施形態では、カムシャフト２のトルク変動の周期と同位相で同期させたデューティ周波数に基づき、通電時間ＲＴを制御弁２８のソレノイドへ出力し、その後の処理を一旦終了するのである。
【００４４】
ここで、この実施形態のバルブタイミング制御の作用を図６に準ずる図８のタイムチャートに従って説明する。このタイムチャートからも分かるように、カムシャフト２のトルク変動は周期的に発生し、それに起因するリングギヤ１２のスラスト力は、トルク変動の周期に対して反転した周期で発生することになる。そして、制御弁２８のソレノイドでは、リングギヤ１２のスラスト力が最大となるタイミングに同期したトリガパルスを基準にして通電時間ＲＴの通電が終了される。その結果、リングギヤ１２に加わる油圧力は、リングギヤ１２のスラスト力の周期と同位相の周期をもって変動することになる。
【００４５】
従って、カムシャフト２の回転位相を進角させるべく制御弁２８がデューティ制御された場合には、加圧室１４に油圧が供給され、リングギヤ１２はスプリング力に抗して図１の右方向へと移動される。そして、この実施形態では、制御弁２８のデューティ制御が、カムシャフト２のトルク変動周期と同位相で同期させたデューティ周波数に基づいて行われている。つまり、リングギヤ１２に加わる油圧力がスラスト力の周期と同位相の周期で変動するように制御弁２８がデューティ制御される。このため、カムシャフト２のトルク変動に起因したスラスト力がリングギヤ１２へ加えられ、リングギヤ１２に周期的に加えられる油圧力に上乗せされて付加される。
【００４６】
従って、この実施形態のように、リングギヤ１２のフリクションが相対的に大きい場合には、図８（ｆ）に実線で示すように、油圧力、スプリング力及びスラスト力の合力が、リングギヤ１２の軸方向の移動のために付与される。そして、その合力の変動幅はリングギヤ１２のフリクション幅とほぼ同等となる。その作用は、同図に破線で示されるリングギヤ１２に一定の油圧を供給させた場合との比較からも明らかである。
【００４７】
その結果、リングギヤ１２のフリクションが大きくても、リングギヤ１２を軸方向へ移動させるのに充分な合力が得られ、リングギヤ１２の移動応答性を向上させることができる。例えば、制御弁２８のデューティ制御によりリングギヤ１２にかかる油圧力を僅かに増減させた場合でも、その油圧変化がフリクションに起因するヒステリシスの中に埋もれてしまうことがなくなり、リングギヤ１２を迅速に動かすことができる。よって、リングギヤ１２の位置制御をより線形に近いかたちで行うことができ、ＶＶＴ１によりバルブタイミングを可変とする際の迅速な作動応答性を確保することができる。
【００４８】
尚、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一部を適宜に変更して次のように実施することもできる。
（１）前記各実施形態では、リングギヤ１２の軸方向一端側に一系統の油圧回路を用いて油圧を供給することによりリングギヤ１２を移動させるようにしたが、リングギヤの軸方向両端に二系統の油圧回路を用いて油圧を供給することによりリングギヤを移動させるようにしてもよい。
【００４９】
（２）前記各実施形態では、吸気バルブの開閉タイミングのみを可変とするＶＶＴ１を設けたが、排気バルブの開閉タイミングのみを可変とするＶＶＴや吸気バルブ及び排気バルブの両方の開閉タイミングをそれぞれ可変とするＶＶＴを設けることもできる。
【００５０】
（３）前記各実施形態では、ＶＶＴ１の油圧制御装置をガソリンエンジンに具体化したが、ＶＶＴの油圧制御装置をディーゼルエンジンに具体化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態における可変バルブタイミング機構と同機構を駆動させるための油圧制御装置を示す概略構成図。
【図２】第１実施形態において、ＥＣＵにより実行される「バルブタイミング制御ルーチン」を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態においてデューティ制御される制御弁の特性を示し、デューティ比に対する油圧の関係を示すグラフ。
【図４】第１実施形態において、エンジン回転数及び負荷相当値に対する目標進角値の関係を示すマップ。
【図５】第１実施形態において、目標進角値と現在進角値との進角値偏差に対するデューティ加算値との関係を示すマップ。
【図６】第１実施形態において、カムシャフトのトルク変動、リングギヤのスラスト力、カム角センサのトリガパルス、制御弁のソレノイドに対する通電、リングギヤに対する油圧、及び油圧力、スプリング力、スラスト力の合力の変化の関係を示すタイムチャート。
【図７】第２実施形態において、ＥＣＵにより実行される「バルブタイミング制御ルーチン」を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態において、カムシャフトのトルク変動、リングギヤのスラスト力、カム角センサのトリガパルス、制御弁のソレノイドに対する通電、リングギヤに対する油圧、及び油圧力、スプリング力、スラスト力の合力の変化の関係を示すタイムチャート。
【符号の説明】
２…カムシャフト、３…シリンダヘッド、４…タイミングプーリ、１２…リングギヤ、１２ａ，１２ｂ…歯、１７…ヘッド油路、１８…シャフト油路、２７…メイン油路、２８…制御弁、３１…デューティ制御手段を構成するＥＣＵ。
【図１】
0003826993.tif 000002
【図２】
0003826993.tif 000003
【図３】
0003826993.tif 000004
【図４】
0003826993.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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