JPH04175430A

JPH04175430A - 弁開閉時期制御装置

Info

Publication number: JPH04175430A
Application number: JP2304496A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kano; 潤一加納; Kanetake Aoki; 青木　金剛; Yasushi Miura; 康三浦
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 1990-11-08
Filing date: 1990-11-08
Publication date: 1992-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、弁開閉時期制御装置に関するものであり、エ
ンジンの弁開閉時期をエンジンの各種条件に対してリニ
アに制御するものである。

（従来の技術）本発明に係わる従来技術としては、例えば特開昭６２−
３１１１号公報に開示されたものがある。

この従来の弁開閉時期制御装置８０を第２図に基づいて
説明すると、内周部にヘリカルスプラインを形成したタ
イミングプーリ８１と外周部にヘリカルスプラインを形
成した伝達部材８２との間に、内外周部に夫々ヘリカル
スプラインを形成したリング状のピストン手段８３が係
合している。

また、タイミングブーＩ７８１の外周面上にはタイミン
グベルト８６が係合し、図示しないエンジンの図示しな
いクランクシャフトにより駆動される。

ここで、伝達部材８２はポルト８４によりカムシャフト
８５に固設され、互いに相対回転しないようになってい
る。

また、ピストン手段８３はその軸方向に２分割され、そ
の間にスプリング８６を入れることにより、所謂シザー
ズギヤ化が図られている。これにより、タイミングブー
’Ｊ８１＝＋ピストン手段８３仲伝達部材８２と回転ト
ルクが伝達する際二こ、各ヘリカルスプライン間で生し
るバツクラジュ等による噛み合い音を減少できる。

また、ピストン手段８３の図示右側に配設された受圧プ
レート８７はピストン手段８３と共に動き、油圧ライン
８８の油圧に応じてピストン手段８３を図示左右動させ
る。

ここで、ピストン手段８３の図示右側空間８９にはスプ
リング９０が配設され、ピストン手段８３を初期位置（
図示最左方位置）へと付勢している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上述の従来の弁開閉時期制御装置８０では、油
圧ライン８８に供給される油圧は図示しない油圧制御弁
により０Ｎ１０ＦＦ制御されるのみであり、従って、弁
開閉時期は２つの時期しかとらない。

しかし、近年エンジンの高性能化が要求されており、弁
開閉時期は常時最適な任意の時期に保たれているのがよ
い。

そこで、本発明では弁開閉時期制御装置において、弁開
閉時期を任意の時期にできるようにすることを、その技
術的課題とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）前述した本発明の技術的課題を解決するために講じた本
発明の技術的手段は、弁開閉時期制御装置を、カムシャ
フト及びクランクシャフトとを有するエンジンと、カム
シャフトの回転位置を検出する第１センサと、クランク
シャフトの回転位置を検出する第２センサと、クランク
シャフトにより駆動される油圧ポンプと、カムシャフト
に配設されカムシャフトの回転位相を変化させる回転位
相変化手段と、油圧ポンプと回転位相変化手段とを接続
する油圧ラインと、油圧ライン上に配設される油圧制御
手段と、油圧制御手段を制御する電子制御装置とを有し
、電子制御装置は少な（とも第１及び第２センサの出力
信号が入力されて、回転位相変化手段を油圧制御手段に
よりリニア制御するようにしたことである。

（作用）上述した本発明の技術的手段によれば、回転位相変化手
段は、従来のようにＯＮ１０　Ｆ　Ｆ制御ではなくリニ
ア制御されることにより、弁開閉時期は常時最適な任意
の時期に設定される。

（実施例）以下、本発明の技術的手段を具体化した実施例について
添付図面に基づいて説明する。

弁開閉時期制御装置１０はエンジン１１に配設されてお
り、電子制御装置１２によりそのほとんど全ての作動を
コントロールされている。エンジン１１はクランクシャ
フト１３及びこのクランクシャフト１３により図示しな
い伝達手段（例えば■ベルトやコグドベルト等のベルト
部材や歯車部材等）を介して駆動されるカムシャフト１
４を有しており、各シャフト１３・１４の回転位置は夫
々クランク位置センサ（第２センサ）１５及びカム位置
センサ（第１センサ）１６により検出されている。

ここで、電子制御装置１２にはクランク位置センサ（第
２センサ）１５及びカム位置センサ（第１センサ）１６
の出力信号の他に、例えば、エンジン油温信号・エンジ
ン負荷信号・エンジン回転数信号等が入力されている。

エンジン１１本体下部に配設されたオイルパン１７には
常時エンジン１１潤滑用のオイルが貯蔵されており、エ
ンシフ１１作動中には、クランクシャフト１３により駆
動される第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）１８により、オ
イルがエンジン１１の各所へと油圧回路１９を介して圧
送されている。

尚、この油圧回路１９にはオイルフィルタ２０・リリー
フ弁２１等が配設されている。

同じくクランクシャフト１３により駆動される第２油圧
ポンプ（油圧ポンプ）２２は油圧回路１９よりオイルを
吸引して油圧制御手段２３へとオイルを吐出している。

油圧制御手段２３は、第１油圧制御弁２４及び第２油圧
制御弁２５より構成され、電子制御装置１２によりデユ
ーティ制御される。第１油圧制御弁２４の第１ポート２
４ａは第２油圧ポンプ２２の吐出ライン（油圧ライン）
２６と、第２ポー）２４　ｂは回転位相変化手段２７へ
つながる作動ライン（油圧ライン）２８と、第３ポート
２４Ｃは第２油圧制御弁２５の第１ボート２５ａと夫々
連通し、第２油圧制御弁２５の第２ポート２５ｂはオイ
ルパン１７と連通する。

また、吐出ライン２６にはリリーフ弁２９が配設されて
いる。

回転位相変化手段２７はカムシャツ）１４の一端に配設
され、クランクシャフト１３の回転トルクをカムシャフ
ト１４へと伝達すると共に、カムシャフト１４の回転位
相を変化させる。このカムシャフト１４には図示しない
吸排気弁が係合しており、カムシャフト１４の回転に伴
って、吸排気弁が吸排気通路の開閉動作を行う。

タイミングプーリ３０はカムシャフト１４に相対回転可
能に挿入され、その最外周面３０ａ上には前述の伝達手
段が係合している。また、タイミングプーリ３０の内側
外周面３０ｂにはヘリカルスプライン３０ｃが形成され
、このヘリカルスプライン３０ｃと噛合するように、リ
ング状ピストン（ピストン手段）３１の内周面にはヘリ
カルスプライン３１ａが形成されている。

更に、リング状ピストン３１の外周面にはヘリカルスプ
ライン３１ｂが形成され、このヘリカルスプライン３１
ｂと噛合するように、伝達部材３２の内周面にはヘリカ
ルスプライン３２ａが形成されている。

また、伝達部材３２は一体に固設されるカバー３４を介
してカムシャフト１４に、ボルト３５及びピン４４によ
り相対回転不能に固定される。

従って、リング状ピストン３１は離間して位置するタイ
ミングプーリ３０と伝達部材３２との間に形成された空
間３３内を図示左右方向に、各ヘリカルスプライン３０
ｃ・３１ａ・３１ｂ・３２ａに沿って摺動することがで
きる。

ここで、空間３３内のリング状ピストン３１図示右側に
はスプリング（スプリング手段）３６が配設され、リン
グ状ピストン３１を初期位置（リング状ピストン３１の
図示左端がカバー３４に当接する位置）へと付勢してい
る。

また、リング状ピストン３１の図示左端とカバー３４の
図示右端とは対向する位置には油圧室３７が形成され、
カムシャフト１４内の通路１４ａを介して前述の作動ラ
イン２８と連通している。

ここで、油圧室３７に作用するオイルは作動ライン２８
を往復動するものであるが、各ヘリカルスプライン３０
ｃ・３１ａ−，３１ｂ−３２ａを介して空間３３へと洩
れたオイルは、空間３３内の圧が高圧にならないように
、また、カムシャフト１４の外周面上を潤滑できるよう
に、タイミングブーｌ７３０には通路３０ｄが形成され
ている。

更に、タイミングブーＩ７３０のフランジ部３゜ｅには
が圧入され、一方、ダンパーケース３８の内周部はシー
ルリング３９を介して伝達部材３２の外周面と摺接する
。ここで、ダンパーケース３８の図示右側面と伝達部材
３２のフランジ部３２ｂには互いに離間して噛合する環
状溝が形成されてラビリンス部４０を形成し、その内部
に粘性流体（例えばシリコンオイル）が封入されて粘性
ダンパー手段４１を形成する。

また、４２・４３は粘性流体封入用のシールリング（シ
ールリング３９と協動）である。

以上の構成を有する弁開閉時期制御装置ｌＯの作動につ
いて以下に説明する。

まず、電子制御装置１２がエンジン１１の運転状態をエ
ンジン回転数信号等により検出すると、最適な弁開閉時
期となるようにカムシャフト１４０制御目標値を演算（
ＰＩＤ演算等）する。

次に、電子制御装置１２は、クランク位置センサ１５と
カム位置センサ１６の出力信号により現状の弁開閉時期
を検出し、制御目標値と比較してカムシャフト１４の回
転位相変化量を決める。

そこで、電子制御装置１２は第１油圧制御弁２４及び第
２油圧制御弁２５をデユーティ制御する。

例えば、弁開閉時期を現状よりも進角させる場合には、
第２油圧制御弁２５を全閉（デユーティ比、開：閉＝Ｏ
：１００／第１ポート２５ａと第２ポート２５ｂとは非
連通）とした上で、演算されたデユーティ比で第１油圧
制御弁２４を制御する。従って、作動ライン２８に第２
油崖ポンプ２２の吐出する高圧オイルが供給され、その
圧力が油圧室３７に作用することで、リング状ピストン
３１はスプリング３６の付勢力に抗して図示右方へと移
動し、タイミングブーＩＪ３０とカムシャフト１４との
回転位相を変化させる。従って、弁開閉時期は進角する
。

そして、回転位相の変化量が目標値となると、第２油圧
制御弁２５と共に第１油圧制御弁２４も全閉とすること
で、作動ライン２８を密閉状態に保ち、回転位相の変化
量を保持する。

ここで、作動ライン２８のオイルは各部より洩れが生じ
るため、徐々に位相が変化しようとする。

そこで、電子制御装置１２は常時弁開閉時期を検出する
ことで、油圧制御手段２３を用いてフィードバック制御
を行う。

また、カムシャフト１４は吸排気弁に配設された図示し
ないバルブスプリングにより、正負両方向の変動トルク
を受けてリング状ピストン３１を軸方向（図示左右方向
）に移動させて回転位相を変えようとするが、粘性ダン
パー手段゛４１が変動トルクを吸収するために、回転位
相に変化は生しない。

一方、弁開閉時期を現状よりも遅角させる場合には、第
１油圧制御弁２４を全開（第１ポート２４ａと第２ボー
ト２４ｂ−第３ボート２４ｃとは非連通）とした上で、
演算されたデユーティ比で第２油圧制御弁２５を制御す
る。従って、油圧室３７に作用する油圧が減圧されるこ
とで、リング状ピストン３１′はスプリング３６の付勢
力により図示左方へと移動し、タイミングプーリ３０と
カムシャフト１４との回転位相を変化させる。従って、
弁開閉時期は遅角する。

そして、回転位相の変化量が目標値となると、第１油圧
制御弁２４と共に第２油圧制御弁２５も全閉とすること
で、作動ライン２８を密閉状態に保ち、回転位相の変化
量を保持する。尚、その後のフィードバック制御につい
ては、前述のとおりである。

以上のように電子制御装置１２は、常時カムシャフト１
４とクランクシャフト１３の゛（立置を検知して、エン
ジン回転数・エンジン負荷・エンジン油温等のエンジン
状態に応じて最適な弁開閉時期となるように、回転位相
変化手段２７をリニア制御する。従って、弁開閉時期は
従来のように２値的なものではなく、任意の時期をとる
ことが可能である。

尚、本実施例では粘性ダンパー手段として、ラビリンス
溝によるものを示したが、プレートタイプのものでもよ
く、特にラビリンス溝のものに限定されない。

〔発明の効果〕

以上に示した様に本発明では、回転位相変化手段をデユ
ーティ制御される２つの油圧制御弁によりリニア制御す
ることで、弁開閉時期を常時最適な任意の時期に設定す
ることが可能となる。

また、回転位相変化手段には粘性流体ダンパー手段が配
設されることで、カムシャフトがバルブスプリングより
受ける変動トルクを効果的に吸収できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の弁開閉時期制御装置１０の構
成図を示す。第２図は、従来技術の弁開閉時期制御装置
８０の断面図を示す。ｌＯ・・・弁開閉時期制御装置、１１・・・エンジン、１２・・・電子制御装置、Ｉ３・・・クランクシャフト、１４・・・カムシャフト、１５・・・クランク位置センサ（第２センサ）、１６・・・カム位置センサ（第１センサ）、１８・・・
第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）、２２・・・第２油圧ポ
ンプ（油圧ポンプ）、２３・・・油圧制御手段、２４・・・第１油圧制御弁、２５・・・第２油圧制御弁、２６・・・吐出ライン（油圧ライン）、２７・・・回転
位相変化手段、２８・・・作動ライン（油圧ライン）、３０・・・タイ
ミングプーリ、３２・・・伝達部材、３６・・・スプリング（スプリング手段）、４１・・・
粘性ダンパー手段、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カムシャフト及びクランクシャフトとを有するエ
ンジンと、該カムシャフトの回転位置を検出する第１センサと、前記クランクシャフトの回転位置を検出する第２センサ
と、前記クランクシャフトにより駆動される油圧ポンプと、前記カムシャフトに配設され前記カムシャフトの回転位
相を変化させる回転位相変化手段と、前記油圧ポンプと
前記回転位相変化手段とを接続する油圧ラインと、該油圧ライン上に配設される油圧制御手段と、該油圧制
御手段を制御する電子制御装置とを有し、該電子制御装置は少なくとも前記第１及び第２センサの
出力信号が入力されて、前記油圧制御手段により前記回
転位相変化手段をリニア制御することを特徴とする弁開
閉時期制御装置。
（２）前記油圧制御手段は、デューティ制御される第１
及び第２油圧制御弁より構成されることを特徴とする請
求項（１）記載の弁開閉時期制御装置。
（３）前記回転位相変化手段は、タイミングプーリと、該タイミングプーリとピストン手段を介して係合し、前
記カムシャフトに固設される伝達部材と、前記ピストン
手段を初期位置へと付勢するスプリング手段と、前記タイミングプーリと前記伝達部材との間に配設され
る粘性ダンパー手段からなることを特徴とする請求項（
１）記載の弁開閉時期制御装置。