JP5550480B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気弁や排気弁である機関弁の開閉タイミングなどを運転状態に応じて可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。

周知のように、駆動中における機関の圧縮比を大きくして熱効率を改善するアトキンソンサイクルを実現するには、バルブタイミング制御装置を用いて吸気弁の閉じ時期（ＩＶＣ）をピストン下死点よりも遅くすることによって体積効率を向上させることにより実現することができるが、この場合、バルブタイミング制御装置によって吸気弁の作動角（開弁期間）を通常よりもさらに大きくして遅角側へ制御しなければならない。

しかし、機関を停止する際に、カムシャフトに作用する正負の交番トルクなどに起因して吸気弁が最遅角側の位置に自動的に戻ってしまう。この結果、例えば冷機始動時などでは、吸気に慣性がないため、圧縮比が上がらずピストン上死点での空気温度が十分に上昇しないと共に、トルク負荷が大きくなって、始動が困難になる。

そこで、以下の特許文献１に記載されたバルブタイミング制御装置にように、機関停止時には、吸気弁の閉時期が最進角位相と最遅角位相の間の中間位相となるようにベーン部材をロックして、冷機始動性を向上させるものが提供されている。

特開２００９−２５００７３号公報

しかしながら、特許文献１の従来技術は、例えば機関温度の高低などの機関環境がいずれの場合であっても、機関の始動時における圧縮比は常に一定となっているため、圧縮比が小さくても始動できる状態のときに、始動のトルク負荷や振動を十分に低減させることができない。

本発明は、前記従来技術の技術的課題に鑑みて案出されたもので、機関の始動環境に応じて圧縮比を変更可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、機関弁を開閉させるカムシャフトに固定され、前記駆動回転体と相対回転自在に設けられた従動回転体と、前記駆動回転体と従動回転体の間に進角油圧室と遅角油圧室を有し、油圧制御弁を制御することによって前記進角油圧室と遅角油圧室に油圧を選択的に給排して前記駆動回転体に対する従動回転体の相対回転位相を進角側あるいは遅角側に制御させる位相変更機構と、機関の始動時の前記駆動回転体に対する従動回転体の相対回転角度位置を、少なくとも最遅角位相位置と、該最遅角位相位置と最進角位相位置の間の中間位相位置との２つの位置に保持可能であって、機関の状態に応じて保持位置を選択可能な位置保持手段と、を備え、
前記位置保持手段は、
前記駆動回転体または従動回転体の一方に設けられ、機関の状態に応じて進退動するロック部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方に設けられ、前記駆動回転体に対して前記従動回転体が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置になったときに前記ロック部材が係合可能なロック穴と、を備え、前記駆動回転体に対して従動回転体が最遅角位相位置に保持される場合には、前記進角油圧室と遅角油圧室の少なくとも一方に作動油が保持され、前記駆動回転体に対して従動回転体が最進角位相位置と最遅角位相位置との間の中間位相位置に保持される場合には、前記ロック部材をロック穴に係合することによって保持され、
機関の停止時には、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室のうち一方の油圧室に前記作動油が保持された場合は、該一方の油圧室と前記油圧制御弁との間の作動油の流通を制限し、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の両方の油圧室に前記作動油を保持する場合は、該両方の油圧室と前記油圧制御弁との間の作動油の流通を制限することにより前記最遅角位相位置に保持され、
機関始動時に、機関の状態に応じて前記作動油の流通を制限または制限解除されることを特徴としている。

本発明によれば、機関の始動環境に応じて圧縮比を変更することによって、始動時のトルク負荷や振動の低減化が図れる。

本発明に係るバルブタイミング制御装置の第１実施形態を示す全体構成図である。 本実施形態に供されるベーン部材が中間位相の回転位置に保持された状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態に供されるベーン部材が最遅角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態に供されるベーン部材が最進角位相の位置に回転した状態を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの別の作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの別の作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの別の作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの別の作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 本実施形態の各ロックピンの別の作動を示す図２のＢ−Ｂ線断面図及びＣ−Ｃ線断面図である。 第１電磁切換弁によって進角油圧室と遅角油圧室に作動油が保持された状態を示すバルブタイミング制御装置の全体構成図である。 第２実施形態のバルブタイミング制御装置を示す全体構成図である。 第３実施形態のバルブタイミング制御装置を示す全体構成図である。 第４実施形態のバルブタイミング制御装置の要部断面図である。 第５実施形態のバルブタイミング制御装置の要部断面図である。 第５実施形態のバルブタイミング制御装置の要部断面図である。 本実施形態におけるベーン部材が中間位相の回転位置に保持された状態を示す図１５のＤ−Ｄ線断面図である。 本実施形態におけるベーン部材が最遅角側の回転位置に保持された状態を示す図１５のＤ−Ｄ線断面図である。

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を、例えばハイブリット車やアイドルストップ車などの吸気弁側に適用した各実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１、図２は本発明の第１実施形態を示し、機関のクランクシャフトによりタイミングチェーンを介して回転駆動される駆動回転体であるスプロケット１と、機関前後方向に沿って配置されて、前記スプロケット１に対して相対回動可能に設けられた吸気側のカムシャフト２と、前記スプロケット１とカムシャフト２との間に配置されて、該両者の相対回動位相を変換する位相変更機構３と、該位相変更機構３を作動させる第１油圧回路４と、を備えている。

前記スプロケット１は、ほぼ肉厚円板状のスプロケット本体５と、該本体５の外周一端部に一体に設けられて、前記タイミングチェーンが巻回された歯車部６を有している。前記スプロケット本体５は、後述するハウジングの後端開口を閉塞するリアカバーとして構成され、外周部の円周方向所定位置に図外の貫通孔が形成されていると共に、中央には前記カムシャフト２に固定された後述のベーンロータ外周に回転自在に支持される支持孔５ａが貫通形成されている。

前記カムシャフト２は、図外のシリンダヘッドにカム軸受を介して回転自在に支持され、外周面には機関弁である吸気弁を開作動させる複数のカムが軸方向の位置に一体に固定されていると共に、一端部の内部軸心方向に雌ねじ孔２ａが形成されている。

前記位相変更機構３は、図１及び図２に示すように、前記スプロケット１と一体に設けられたハウジング７と、前記カムシャフト２の一端部の雌ねじ孔２ａに螺着するカムボルト８を介して固定されて、前記ハウジング７内に回転自在に収容された従動回転体であるベーン部材９と、前記ハウジング７内に形成されて、該ハウジング７の内周面に有する３つの隔壁部１０とベーン部材９とによって隔成されたそれぞれ３つの遅角油圧室１１及び進角油圧室１２と、を備えている。

前記ハウジング７は、焼結金属製の円筒状のハウジング本体と、該ハウジング本体の前端開口を閉塞する焼結金属製のフロントカバー１３と、後端開口を閉塞するリアカバーとしての前記スプロケット本体５とからなり、ハウジング本体とフロントカバー１３及びスプロケット本体５とは、前記各隔壁部１０の各ボルト挿通孔１０ａを貫通する３本のボルト１４によって共締め固定されている。前記フロントカバー１３は、中央に挿通孔１３ａが貫通形成されている。

前記ベーン部材９は、金属材によって一体に形成され、カムシャフト２の一端部にカムボルト８によって固定されたベーンロータ１５と、該ベーンロータ１５の外周面に円周方向のほぼ１２０°等間隔位置に放射状に突設された３つのベーン１６とから構成されている。

前記ベーンロータ１５は、前後方向に長いほぼ円筒状に形成され、前端面１５ｂのほぼ中央位置に薄肉な段差小径な円筒状の支持部１５ａが一体に設けられていると共に、後端部１５ｃがカムシャフト２方向へ延設されている。前記支持部１５ａの外面と前端面１５ｂとによって前記挿通孔１３ａを介してフロントカバー１３を回転自在に支持している。また、前記ベーンロータ１５の前端部から後端部の内部には、円柱状の嵌合溝１５ｄが形成されている。

一方、前記ベーン１６は、それぞれが各隔壁部１０の間に配置されていると共に、円周方向の巾がそれぞれ異なっており、最大巾のベーン１６ａと中巾のベーン１６ｂはほぼ扇状に形成されて外周部の一側に、軽量化と重量バランスを図るための切欠部１６ｄ、１６ｅがそれぞれ形成されている。一方、最小巾のベーン１６ｃは、厚肉なプレート状に形成されている。前記各ベーン１６の外周面と隔壁部１０の先端には、ハウジング本体内面とベーンロータ外周面との間をシールするシール部材１７ａ、１７ｂがそれぞれ設けられている。

また、前記ベーン部材９が、図３及び図４に示すように、遅角側へ相対回転すると最大巾ベーン１６ａの一側面１６ｆが対向する前記一つの隔壁１０の対向側面に形成された突起面１０ａに当接して最大遅角側の回転位置が規制され、進角側へ相対回転すると最大巾ベーン１６ａの他側面１６ｇが対向する他の隔壁１０の突起面１０ｂに当接して最大進角側の回転位置が規制されるようになっている。

このとき、他のベーン１６ｂ、１６ｃは、対向する隔壁１０に当接せずに離間状態にある。したがって、ベーン部材９と隔壁１０との当接精度が向上すると共に、後述する各油圧室１１，１２への油圧の供給速度が速くなってベーン部材９の正逆回転応答性が高くなる。

前記各ベーン１６の正逆回転方向の両側面と各隔壁部１３の両側面との間に、前述した各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２が隔成されており、各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２とは、前記ベーンロータ１５の内部にほぼ放射状に形成された第１連通孔１１ａと第２連通孔１２ａを介して前記第１油圧回路４にそれぞれ連通されている。

前記第１油圧回路４は、前記各遅角、進角油圧室１１，１２に対して作動油（油圧）を選択的に供給あるいは排出するもので、図１に示すように、各遅角油圧室１１に対して第１連通路１１ａを介して油圧を給排する遅角油通路１８と、各進角油圧室１２に対して第２連通路１２ａを介して油圧を給排する進角油通路１９と、該各通路１８，１９に作動油を選択的に供給する流体圧供給源であるオイルポンプ２０と、機関運転状態に応じて前記遅角油通路１８と進角油通路１９の流路を切り換える第１電磁切換弁２１とを備えている。前記オイルポンプ２０は、機関のクランクシャフトによって回転駆動するトロコイドポンプなどの一般的なものである。

前記遅角油通路１８と進角油通路１９とは、それぞれの一端部が前記第１電磁切換弁２１の通路孔に接続されている一方、他端側が前記ベーン部材９のベーンロータ１５の内部及び支持部１５ａ内に挿通保持されたほぼ円柱状の通路構成部３７内に軸方向に沿って平行に形成された通路部１８ａ、１９ａと前記第１，第２連通路１１ａ、１２ａとを介して前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２にそれぞれ連通している。

前記通路構成部３７は、外側の端部が図外のチェーンカバーに固定されて非回転部として構成されており、その内部軸方向には、前記各通路部１８ａ、１９ａの他に、後述するロック機構のロックを解除する第２油圧回路２８の通路が形成されている。

前記第１電磁切換弁２１は、図１に示すように、４ポート３位置の比例型弁であって、図外の電子コントローラによって、バルブボディ内に軸方向へ摺動自在に設けられた図外のスプール弁体を前後方向に移動させて、オイルポンプ２０の吐出通路２０ａと前記いずれかの油通路１８，１９と連通させると同時に、該他方の油通路１８，１９とドレン通路２２とを連通させるようになっていると共に、機関停止時などには、前記スプール弁体が軸方向の中間移動位置に保持されて前記油通路１８，１９と吐出通路２０ａ、ドレン通路２２との連通を全て遮断し、各油圧室１１，１２内に作動油を封止するようになっている。

オイルポンプ２０の吸入通路とドレン通路２２とはオイルパン２３内に連通している。また、オイルポンプ２０の前記吐出通路２０ａの下流側には、内燃機関の摺動部などに潤滑油を供給するメインオイルギャラリーＭ／Ｇが連通していると共に、この下流側に濾過フィルタ５０が設けられている。さらに、オイルポンプ２０は、吐出通路２０ａから吐出された過剰な作動油をオイルパン２３に排出して適正な流量に制御する流量制御弁５１が設けられている。

前記電子コントローラは、内部のコンピュータが図外のクランク角センサ（機関回転数検出）やエアーフローメータ、機関水温センサ、機関温度センサ、スロットルバルブ開度センサおよびカムシャフト２の現在の回転位相を検出するカム角センサなどの各種センサ類からの情報信号を入力して現在の機関運転状態を検出すると共に、第１電磁切換弁２１や後述する第２電磁切換弁３６の各電磁コイルに制御パルス電流を出力してそれぞれのスプール弁体の移動位置を制御して前記各通路を切換制御させるようになっている。

そして、この実施形態では、ハウジング７に対してベーン部材９を最遅角側の回転位置（図３の位置）と最進角側の回転位置（図４の位置）との間の中間回転位相位置（図２の位置）に保持する位置保持手段が設けられている。

この位置保持手段は、模式的な図５〜図１０に示すように、前記スプロケット本体５の内側面の円周方向の所定位置に設けられた２つの穴構成部材５ｂ、５ｃにそれぞれ形成された第１、第２ロック穴２４，２５と、前記ベーン部材９の２つのベーン１６，１６の内部に設けられて、前記各ロック穴２４，２５にそれぞれ係脱する２つのロック部材である第１、第２ロックピン２６，２７と、該各ロックピン２６，２７を各ロック穴２４，２５に対して係合を解除させる第２油圧回路２８と、から主として構成されている。

前記第１ロック穴２４は、図２〜図５に示すように、スプロケット本体５の円周方向に延びた円弧長穴状に形成されていると共に、スプロケット本体５の内側面の前記ベーン部材９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った中間位置に形成されている。また、第１ロック穴２４は、その底面が遅角側から進角側に亘って順次低くなる３段の階段状に形成されて、これが案内機構になっている。

すなわち、スプロケット本体５の内側面５ｄを最上段として第１底面２４ａ、第２底面２４ｂ、第３底面２４ｃと順次低くなる階段状に形成され、進角側の内端面２４ｄは垂直に立ち上がった壁面になっている。したがって、前記各底面２４ａ〜２４ｃに係合した第１ロックピン２６は、先端部２６ａが各底面２４ａ〜２４ｃを進角側へ段階的に下降移動すると、各段差面によって反対方向への移動、つまり、最遅角方向への移動が規制される。よって、各底面２４ａ〜２４ｃが一方向クラッチ（ラチェット）として機能するようになっている。

また、前記第１ロックピン２６は、先端部２６ａの側縁が前記内端面２４ｄに当接した時点で進角方向に移動が規制される。

なお、前記穴構成部材５ｂのほぼ中央には、小径な空気抜き孔５ｅが貫通形成されている一方、前記各ベーン１６ａ、１６ｂの前端面の第１、第２ピン孔３１ａ、３１ｂの底面には、空気抜き溝１６ｈ、１６ｉがそれぞれ形成されており、これらの空気抜き孔５ｅと空気抜き溝１６ｈ、１６ｉによって各ロックピン２６，２７の円滑な進退動を確保するようになっている。

前記第２ロック穴２５は、図２〜図５に示すように、第１ロック穴２４と同じくスプロケット本体５の円周方向に延びた長穴状に形成されていると共に、スプロケット本体５の内側面の前記ベーン部材９の最遅角側の回転位置よりも進角側に寄った中間位置に形成されている。また、この第２ロック穴２５は、その底面が遅角側から進角側に亘って順次低くなる２段の階段状に形成されており、これが案内機構となっている。

すなわち、スプロケット本体５の内側面５ｄを最上段として第１底面２５ａ、第２底面２５ｂと順次低くなる階段状に形成され、進角側の内端面２５ｃは垂直に立ち上がった壁面になっている。また、各段差底面２５ａ、２５ｂの深さは前記第１ロック穴２４の第１，第２底面２４ａ、２４ｂとほぼ同じ深さに設定されている。したがって、前記各底面２５ａ、２５ｂに係合した第２ロックピン２７は、先端部２７ａが各底面２５ａ、２５ｂを進角側へ段階的に下降移動すると、各段差面によって反対方向への移動、つまり、最遅角方向への移動が規制されている。よって、各底面２５ａ、２５ｂが一方向クラッチ（ラチェット）として機能するようになっている。

そして、第１、第２ロック穴２４，２５の相対的な形成位置の関係は、図５〜図１０に示すようになっており、第１ロックピン２６が第１ロック穴２４の第１〜第３底面２４ａ〜２４ｃに順次当接係合した段階では、図５〜図８に示すように、第２ロックピン２７は先端部２７ａの先端面が未だスプロケット本体５の内側面５ｄに当接した状態にある。その後、図９、図１０に示すように、第１ロックピン２６の先端部が第３底面２４ｃ上を僅かに進角側へ移動した時点で初めて第２ロックピン２７の先端部２７ａが第１底面２５ａに当接係合し、第１ロックピン２６が第３底面２４ｃに係合したままさらに進角側へ移動して内端面２４ｄに当接した時点で第２ロックピン２７の先端部２７ａが第２底面２５ｂに当接係合するように相対位置が設定されている。

要するに、ベーン部材９が所定の遅角側位置から進角側位置まで相対回転するにしたがって前記第１ロックピン２６が第１底面２４ａ〜第３底面２４ｃに順次段階的に当接係合し、続いて第２ロックピン２７が第１底面２５ａと第２底面２５ｂに順次段階的に当接係合する。これによって、ベーン部材９は、全体として５段階のラチェット作用によって遅角方向への回転を規制されながら進角方向へ相対回転して、最終的に最遅角位相と最進角位相との間の中間位相位置に保持されるようになっている。

前記第１ロックピン２６は、図１、図５などに示すように、最大巾ベーン１６ａの内部軸方向に貫通形成された第１ピン孔３１ａ内に摺動自在に配置され、後端部の外周面に受圧部となる第１大径部２６ｂが一体に形成されていると共に、小径円柱状の先端部２６ａの先端面が前記第１ロック穴２４の各底面２４ａ〜２４ｃに密着状態に当接可能な平坦面状に形成されている。また、この第１ロックピン２６は、後端部側の凹溝底面とフロントカバー１３の内面との間に弾装された付勢部材である第１スプリング２９のばね力によって第１ロック穴２４に係合する方向へ付勢されている。

前記第２ロックピン２７は、中巾ベーン１６ｂの内部軸方向に貫通形成された第２ピン孔３１ｂ内に摺動自在に配置され、後端部の外周面に受圧部となる第２大径部２７ｂが一体に形成されていると共に、小径円柱状の先端部２７ａの先端面が平坦状に形成されている。また、この第２ロックピン２７は、後端部側の凹溝底面とフロントカバー１３の内面との間に弾装された付勢部材である第２スプリング３０のばね力によって第２ロック穴２５に係合する方向へ付勢されている。

前記第２油圧回路２８は、図１及び図５に記載されているように、前記第１ピン孔３１ａの大径段差部と第１ロックピン２６の第１大径部２６ｂとの間に形成された第１解除用受圧室３２と、第２ピン孔３１ｂの大径段差部と第２ロックピン２７の第２大径部２７ｂとの間に形成された第２解除用受圧室３３と、第１、第２解除用受圧室３２，３３に対して前記オイルポンプ２０の吐出通路２０ａから分岐した供給通路３５ａを介して油圧を供給し、また、前記ドレン通路２２から分岐した排出通路３５ｂを介して作動油を排出する給排通路３４と、機関の状態に応じて前記給排通路３４と各通路３５ａ、３５ｂを選択的に切り換える第２制御弁である第２電磁切換弁３６と、を備えている。

前記第１解除用受圧室３２と前記第２解除用受圧室３３は、内部にそれぞれ供給された油圧によって、第１、第２ロックピン２６，２７を各スプリング２９，３０のばね力に抗して第１、第２ロック穴２４，２５から後退させてそれぞれの係合を解除するようになっている。

前記給排通路３４は、一端側が前記第２電磁切換弁３６の対応する通路孔に接続されている一方、分岐した他端側の給排通路部３４ａが前記通路構成部３７の内部軸方向から径方向に折曲されて、前記ベーンロータ１５内に分岐形成された第１、第２油通路孔３８ａ、３８ｂを介して前記各第１、第２解除用受圧室３２，３３に連通している。

さらに、前記通路構成部３７の外周面の軸方向の前後位置には、円環状の複数の嵌着溝が形成されていると共に、該各嵌着溝に、前記各通路部１８ａ、１９ａと第１給排通路部３４ａの支持孔１５ｄ側に形成されたそれぞれの開口端間の間などをシールする３つの環状シール部材３９が嵌着固定されている。

前記第２電磁切換弁３６は、４ポート３位置の比例型弁であって、前記電子コントローラから出力された制御電流（オン−オフ）や内部のバルブスプリングのばね力によってスプール弁体により、前記給排通路３４と前記通路３５ａ、３５ｂとを適宜選択的に連通させると共に、給排通路３４と各通路３５ａ、３５ｂとの連通を遮断して前記各解除用受圧室３２，３３内に作動油を封止するようになっている。

以下、本実施形態の作用を図面に基づいて説明する。
〔短時間停止後の作動制御〕
まず、車両の通常走行後にイグニッションスイッチをオフ操作して機関を停止した場合には、オイルポンプ２０の駆動も停止されることから、いずれかの油圧室１１，１２への作動油の供給が停止されると共に、ベーン部材９は正逆自由な回転が許容されていることから、機関停止時の交番トルクのカムトルクタイミングが負トルクの場合は、進角方向に回転してしまい最遅角位相に保持できなくなるため、機関停止時には、正トルクになるように機関停止制御を行う。

このとき、前記電子コントローラから第１電磁切換弁２１に通電されて、スプール弁体を中立位置に保持制御して、図１１に示すように、各通路１８，１９と２０ａ、２２との連通を遮断する。

すなわち、オイルポンプ２０の駆動が停止すると、前記吐出通路２０ａ内の作動油が揚程差によってオイルポンプ２０からオイルパン２３内に戻されると共に、各油圧室１１，１２内の作動油も流下してしまうおそれがある。各油圧室１１，１２内の作動油が無くなると、最遅角側に位置するベーン部材９が、前記交番トルクにより機関始動時にばたつき、このばたつきによって隔壁１０との衝突異音が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、第１電磁切換弁２１を制御して、各通路１８，１９を閉止して各油圧室１１，１２内に作動油を封止し、これによって前記ベーン部材９のばたつきを十分に防止することができる。

その後、暖機状態が維持された例えば１５分以内の短時間経過後に、機関を再始動した場合には、この時点では、ベーン部材９が図３に示す最遅角側の回転位相位置に保持されて、吸気弁はその閉時期がピストン下死点よりも最大遅角側になっているので、有効圧縮比が低下する。これによって、ポンピングロスが少なくなると共に、振動が抑制されて良好な始動性が得られる。

また、前記短時間経過後の制御は、前記イグニッションスイッチのオン、オフ操作によらず、車両走行中に自動的に停止するアイドリングストップ中などには、停止から始動までの時間が短いことから、前述したような作動制御が行われ、前記ベーン部材９を最遅角側の回転位置に保持することから、再始動時における機関の有効圧縮比が低下して始動性が良好になるなどの同じ作用効果が得られる。
〔長時間経過後の作動制御〕
また、機関を停止して例えば１５分以上の長時間経過した後、つまり、機関が低温の状態でイグニッションスイッチをオン操作してクランキングを開始した場合には、電子コントローラから第１電磁切換弁２１にスプール弁体を軸方向の一方向に移動させて吐出通路２０ａと遅角油通路１８あるいは進角油通路１９の一方と連通させると共に、ドレン通路２２と前記いずれか他方の油通路１８，１９を連通路させる。

同時に、第２電磁切換弁３６に通電して給排通路３４と排出通路３５ｂとを連通させる。これによって、各受圧室３２，３３内の作動油が排出されて各ロックピン２６、２７は各スプリング２９，３０のばね力によって進出方向へ付勢される。

このクランキング初期では、前記オイルポンプ２０の吐出油圧が未だ低圧になっていることから、前記いずれか一方の油圧室１８、１９内の油圧が上昇していない。

したがって、カムシャフト２に作用する前記交番トルク、特に負のトルクによってベーン部材９が図５、図６に示すように僅かに進角側に回転して前記第１ロックピン２６の先端部２６ａが第１ロック穴２４の第１底面２４ａに当接係合する。この時点で、ベーン部材９に正のトルクが作用して遅角側へ回転しようとするが、第１ロックピン２６の先端部２６ａの側縁が第１底面２４ａの立ち上がり側面に当接して遅角側への回転が規制される。

その後、負のトルクにしたがってベーン部材９が進角側へ回転するに伴い第１ロックピン２６が図７〜図９に示すように、順次階段を下りるようにして第２底面２４ｂ、第３底面２４ｃに当接係合する共に、第３底面２４ｃ上を進角方向へラチェット作用を受けながら移動する。これと共に、第２ロックピン２７の先端部２７ａが、図９、図１０に示すように、第２ロック穴２５の第１底面２５ａ、第２底面２５ｂに順次ラチェット作用を受けながら当接係合して最終的に第２底面２５ｂ位置で係合保持される。

この作動によってベーン部材９は、図２に示すように、中間位相位置に保持されて、吸気弁の閉弁時期をピストン下死点よりも前の進角側に制御する。このため、機関の圧縮比が高められて燃焼が良好になり、冷間時などの始動性が向上する。

また、機関の暖機完了後における通常運転に移行して例えば高回転域になると、第１電磁切換弁２１が、吐出通路２０ａと進角油通路１９を連通させると共に、遅角油圧室１８とドレン通路２２を連通させる。

これによって、各遅角油圧室１１が低圧となる一方、各進角油圧室１２が高圧となることから、前記ベーン部材９は、図４に示すように最進角側に回転移動する。これによって、吸気弁の開時期が早くなって、排気弁とのバルブオーバーラップが大きくなり、吸入空気量が増加して出力が向上する。

なお、この時点では、前述のように、第２電磁切換弁３６が、給排通路３４と供給通路３５ａを連通させると共に、排出通路３５ｂを閉止した状態を維持していることから、ベーン部材９は自由な回転が確保されている。

以上のように、本実施形態では、機関の停止時間、つまり機関の温度に応じて再始動時の機関圧縮比を変更するようにしたことから、始動時のトルク負荷の低減化などによって始動性が向上すると共に、振動の低減化や排気エミッション性能を向上させることができる。

また、位置保持手段によってベーン部材９を中間位相位置への保持性が向上すると共に、各ロック穴２４、２５の階段状の案内機構によって各ロックピン２６，２７は必ず各ロック穴２４，２５方向のみ案内移動されることから、かかる案内作用の確実性と安定性を担保できる。

本実施形態では、機関停止から再始動までの経過時間をパラメータとしたが、経過時間ではなく、直接、機関温度センサからの温度情報をパラメータとして制御し、所定温度以下と所定温度以上に分けて作動を制御することも可能であり、この場合の方が実用的である。

また、本実施形態では、位置保持手段を、第１ロックピン２６と第１〜第３底面２４ａ〜２４ｃ、第２ロックピン２７と第１、第２底面２５ａ、２５ｂとの２つに分けて形成したことによって、各ロック穴２４，２５が形成される前記スプロケット本体５の肉厚を小さくすることができる。つまり、ロックピンを単一とし、階段状の各底面２４ａ〜２４ｃ、２５ａ、２５ｂを連続的に形成する場合は、この階段状の高さを確保するために前記スプロケット本体５の肉厚を厚くしなければならないが、前述のように、２つに分けることによってスプロケット本体５の肉厚を小さくできるので、バルブタイミング制御装置の軸方向の長さを短くでき、レイアウトの自由度が向上する。
〔第２実施形態〕
図１２は第２実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同じであるあるから、共通の構成は同じ符番を付して具体的な説明は省略する。

この実施形態は、前記第１電磁切換弁２１とバルブタイミング制御装置の各油圧室１１，１２との間の遅角油通路１８と進角室油通路１９に、制限手段である第３電磁切換弁４０が設けられている。

前記第３電磁切換弁４０は、シール性の高いオン−オフ型の２方向２位置弁であって、バルブボディ４１に前記各油通路１８，１９の上下流を連通する連通孔４１ａ、４１ｂが貫通形成されている。

また、この第３電磁切換弁４０は、バルブボディ４１の内部軸方向に移動して前記各連通孔４１ａ、４１ｂを開閉する２つのランド部４２ａ、４２ｂを有するスプール弁体４２と、前記電子コントローラからのオン信号によって、前記スプール弁体４２を移動させて前記連通孔４１ａ、４１ｂを閉止する電磁ソレノイド４３と、前記スプール弁体４２を開弁方向に付勢するコイルスプリング４４と、を備えている。

そして、前述のように、機関を停止して最遅角位相で保持した際に、電子コントローラからのオン信号を受けた前記スプール弁体４２が、各ランド部４２ａ、４２ｂによって図示のように、前記各連通孔４１ａ、４１ｂの開口をそれぞれ閉止する。

このため、前記各遅角油圧室１１あるいは各進角油圧室１２内の作動油が確実に封止されて、ベーン部材９を前記最遅角側への回転位置に安定かつ確実に保持することが可能になる。

すなわち、前記第１電磁切換弁２１は、制御性を向上させるために、中立位置制御の機械的な巾、つまり、スプール弁体の各ランド部の巾が、該各ランド部で閉止される通路孔の開口の巾より僅かに大きくなっているだけで、前記各開口のシール性が必ずしも十分であるとはいえない。そこで、本実施形態のように、第１電磁切換弁２１の他に、シール性の高い第３電磁切換弁４０を設けることによって、各油圧室１１，１２の作動油の封止性を高めて最遅角側への安定かつ確実な保持が得られるようにしたものである。

なお、第３電磁切換弁４０への通電が遮断された場合は、スプール弁体４２はコイルスプリング４４のばね力で図中右方向へ移動して、前記連通孔４１ａ、４１ｂを開成して、第１電磁切換弁２１により吐出通路２０ａといずれか一方の油通路１８，１９とを連通させる。
〔第３実施形態〕
図１３は第３実施形態を示し、第２実施形態の第３電磁切換弁４０に代えて、パイロット圧を利用した機械的な切換弁４５としたものである。

前記切換弁４５は、シール性の高いオン−オフ型の２方向２位置弁であって、バルブボディ４６に前記各油通路１８，１９の上下流を連通する連通孔４６ａ、４６ｂが貫通形成されている。

また、この切換弁４５は、バルブボディ４６の内部軸方向に移動して前記各連通孔４６ａ、４６ｂを開閉する２つのランド部４７ａ、４７ｂを有するスプール弁体４７と、前記吐出通路２０ａからパイロット通路４８を介して前記スプール弁体４７の一端部に油圧を作用させて開弁方向に移動させる受圧室４９と、前記スプール弁体４２を受圧室４９の油圧に抗して閉弁方向に付勢するコイルスプリング５０と、を備えている。

したがって、機関停止時には、オイルポンプ２０からの吐出圧が低下することから、前記コイルスプリング５０のばね力でスプール弁体４７を図中左方向へ移動させて、各ランド部４７ａ、４７ｂで各連通孔４６ａ、４６ｂを閉止する。

一方、機関始動後には、オイルポンプ２０の吐出圧が上昇すると、前記パイロット通路４８から受圧室４９に油圧が供給されて、スプール弁体４７がコイルスプリング５０のばね力に抗して図中右方向へ移動し、各連通路４６ａ、４６ｂを開成する。これによって、第１電磁切換弁２１によっていずれか一方の油圧室１１，１２に油圧が供給されてベーン部材９をいずれか一方に回転させることができる。

したがって、第２実施形態と同じく、ベーン部材９を前記最遅角側への回転位置に安定かつ確実に保持することが可能になることは勿論のこと、スプール弁体４７をコイルスプリング５０のばね力とパイロット圧を利用して機械的な力によって作動させるため、全体の消費電力を低減することができる。
〔第４実施形態〕
図１４は第４実施形態を示し、前記通路構成部３７を利用して、第１電磁切換弁２１とドレン通路２２が、前記各遅角油圧室１１と各進角油圧室１２よりも重力方向の上方位置に配置されていると共に、前記第１電磁切換弁２１の重力方向の上方位置に、前記吐出通路２０ａに連通する油溜部５１が設けられ、さらに、吐出通路２０ａの前記油溜部２０ａよりも下流側に開放弁である逆止弁５２が設けられている。

具体的に説明すれば、前記第１電磁切換弁２１は、前記各実施形態のものと同じ構造であって、ドレン通路２２と共にその配置が前記各油圧室１１，１２よりも十分に高い位置になっている。

また、前記油溜部５１は、第１電磁切換弁２１よりもさらに高い位置に配置され、前記吐出通路２０ａから供給された作動油を一時的に内部に溜めると共に、下流側で第１電磁切換弁２１に連通している。また、前記油溜部５１に接続される前記吐出通路２０ａの下流側の接続部２０ｂの接続位置は、油溜部５１の上端部になっている。

前記逆止弁５２は、前記吐出通路２０ａと外部（機関内）とを連通する大気通路５３の途中に配設され、チェックボール５２ａが前記吐出通路２０ａの吐出圧によって前記大気通路５３を閉止し、前記吐出圧が低下あるいは作用しない場合は大気通路５３を開成するようになっている。なお、前記チェックボール５２ａは、コイルスプリングなどによる付勢力が作用せず、前記吐出圧のみによって開閉作動するようになっている。

したがって、この実施形態によれば、機関を停止すると、オイルポンプ２０の駆動停止と揚程差により吐出通路２０ａ内が負圧となり、逆止弁５２のチェックボール５２が大気通路５３を開成する。これによって、吐出通路２０ａ内に空気が流入して吐出通路２０ａ内の作動油が揚程差によって速やかに流下してオイルパン２３内に戻されるが、前記油溜部５１内には作動油が溜められた状態になっている。つまり、前記吐出通路２０ａの接続部２０ｂの位置が油溜部油５１の上端部になっていることから、油溜部５１の内部はほぼ全体に作動油が溜められて状態になる。

したがって、前記油溜部５１内の作動油が第１電磁切換弁２１を介していずれかの油圧室１１，１２内に流入して、該油圧室１１，１２には作動油が保持された状態になる。また、たとえ、第１電磁切換弁２１や該第１電磁切換弁２１下流の通路や各油圧室１１，１２から作動油がリークしたとしても前記油溜部５１内の作動油が第１電磁切換弁２１を介して各油圧室１１，１２に補給される。このため、長時間に亘って機関を停止しても前記ベーン部材９は、遅角側の回転位置に安定に保持することができる。

このように、吐出通路２０ａ内の作動油が排出されても、油溜部５１内の作動油によって各油圧室１１，１２には作動油が常に保持された状態になるので、前記第１電磁切換弁２１に通電してスプール弁体による通路の閉止を行う必要がなくなるので、前記通電が不要になって消費電力を低減することが可能になる。

また、前記逆止弁５２は、重力方向においてオイルポンプ２０よりも第１電磁切換弁２１に近い位置に設けられているため、吐出通路２０ａ内の作動油の排出作用が良好になる。

一方、前記機関始動後は、オイルポンプ２０の駆動によって吐出通路２０ａの内圧が高くなることから、この油圧によって逆止弁５２のチェックボール５２ａが大気通路５３を閉止する共に、第１電磁切換弁２１がいずれか一方の油通路１８，１９と吐出通路２０ａを連通させ、他方の油通路１８，１９とドレン通路２２を連通させる。同時に、各ロックピン２６，２７によるロックが解除されることによってベーン部材９の進角側あるいは遅角側への自由な回転が許容される。
〔第５実施形態〕
図１５〜図１８は第５実施形態を示し、基本構造は第１実施形態と同様であるが、機関停止時における前記ベーン部材９の最遅角側の回転位置を保持する別異の第２位置保持手段を設けたものである。

前記第２位置保持手段は、前記フロントプレート１３の内側面の円周方向の所定位置に設けられた穴構成部材６０に形成された第３ロック穴６１と、前記各実施形態のものより僅かに幅広に形成された前記最小巾ベーン１６ｃの内部に設けられて、前記第３ロック穴６１に係脱するロック部材である第３ロックピン６２と、該ロックピン６２をロック穴６１から抜け出させて係合を解除する解除機構６３と、から主として構成されている。

前記第３ロック穴６１は、所定深さのほぼ円柱状に形成されていると共に、内部が解除機構６３の一つとなる後述の受圧室として構成されている。また、前記穴構成部材６０のほぼ中央には、摺動用孔６０ａが貫通形成されている。

前記第３ロックピン６２は、最小巾ベーン１６ｃの内部軸方向に貫通形成された第３ピン孔６４内に摺動自在に配置され、小径円柱状の先端部６２ａが前記ロック穴６１の進退自在に設けられていると共に、後端部側の凹溝底面とスプロケット本体５の内端面との間に弾装された付勢部材であるスプリング６５のばね力によってロック穴６１に係合する方向へ付勢されている。

前記解除機構６３は、２つ設けられており、１つは図１８に示すように、前記ロック穴６１と兼用の受圧室が前記１つの進角油圧室１２と連通溝６６を介して連通し、該進角油圧室１２内に供給された油圧が連通溝６６を介して受圧室（６１）に供給されることによってロックピン６２の先端部６２ａをスプリング６５のばね圧に抗して押圧することによってロックピン６２をロック穴６１から抜け出させてロックを解除するようになっている。

他の解除機構６３は、図１５、図１６に示すように、前記摺動用孔６０ａを介して前記ロック穴６１に軸方向から進退動する押圧部材である押圧ピン６７と、該押圧ピン６７を後退動させてロック穴６１から外部へ抜け出させる３つの第２スプリング６８と、前記押圧ピン６７の後端に固定された環状プレート６９と、該環状プレート６９を介して前記押圧ピン６７を第２スプリング６８のばね力に抗して進出動させてロックピン６４をロック穴６１から後退させる電磁ソレノイド７０とから主として構成されている。

前記第２スプリング６８は、押圧ピン６７と後述する２つのガイドピン７１の外周側にそれぞれ配置されて、一端部が穴構成部材６０の外面に弾接され、他端部が前記環状プレート６９の内面に弾接されている。なお、前記押圧ピン６７のロック穴６１に位置する先端部には、該押圧ピン６７のロック穴６１からの不用意な抜け出し規制する規制リング６７ａが固定されている。

前記環状プレート６９は、プレス成形によって金属板により形成され、前記通路構成部３７の軸部３７ａをほぼ軸心とした円環状に形成されていると共に、外周部の円周方向１２０°の３箇所に前記押圧ピン６７の他に２つのガイドピン７１の各後端部が固定されている。前記２つのガイドピン７１は、前記環状プレート６９を図中左右方向へ平行案内移動させるもので、各先端部が前記フロントカバー１３に形成されたガイド孔７２に摺動案内されるようになっている。また、この環状プレート６９は、内周部に前記フロントカバー１３の挿通孔１３ａ内周面に形成された円環溝１３ｂに嵌入して環状プレート６９の軸方向の移動を案内する円筒状のガイド部６９ａが一体に設けられている。

前記電磁ソレノイド６３は、通路構成部３７と一体のカバー７３にブラケット７４ａを介して固定された円筒状のボディ７４と、該ボディ７４内に収容固定された電磁コイル７５と、該電磁コイル７５の内側に摺動自在に設けられた可動プランジャ７６と、前記ボディ７４の先端部に固定された円筒状の支持部材７８に摺動自在に支持され、前記可動プランジャ７６を介して前記環状プレート６９を押圧する押圧ピストン７７と、前記支持部材７８内に収容されて、押圧ピストン７７を後退方向へ付勢するバルブスプリング７９と、から主として構成されている。

また、前記ボディ７４の後端部には、通電用のコネクタ８０が固定されている。

したがって、機関の停止時には、前述した作用によってベーン部材９が最遅角側の回転位置に移動すると、この時点では、前記電磁コイル７５に通電されずに押圧ピストン７７はバルブスプリング７９のばね力で後退移動している。したがって、第３ロックピン６４は、図１５に示すように、第３スプリング６５のばね力で進出方向に移動して先端部６４ａがロック穴６１に係合する。これによって、前記ベーン部材９は、最遅角側の回転位置に確実に保持される。

この結果、前記各実施形態と同じく、暖機完了している機関の始動性、つまりクランキング初期の機関回転が良好になると共に、この再始動時における交番トルクに起因したばたつきなどの発生を効果的に抑制できる。

また、他の解除機構６３は、油圧が無くても電気的にロックピン６２の係合を解除できるため、機関始動と同時に、前記電磁コイル７５に通電されて可動プランジャ７６を介して押圧ピストン７７が各スプリング６８、７９のばね力に抗して進出する。これにより、環状プレート６９が各ガイドピン７１を介して右方向に移動して押圧ピン６７がロックピン６４をロック穴６１の底面側から押し出して、先端部６４ａをロック穴６１から抜け出させる。したがって、ベーン部材９は、自由な回転が許容される。他の作用効果は、第１実施形態と同様である。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、バルブタイミング制御装置を吸気側ばかりか排気側に適用することも可能である。

前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕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おいて、
前記進角油圧室あるいは遅角油圧室に供給される作動油の油圧が所定圧以下の場合には、前記ロック部材を、中間位相位置にある前記ロック穴の位置まで案内する案内機構を設けた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。

この発明によれば、例えば、従動回転体が最遅角位相位置に保持されていた後、いずれか一方の油圧室に供給される作動油の油圧が低い場合には、ロック部材が、案内機構によって中間位相位置にあるロック穴まで速やかに移動案内されてロックされる。これによって、冷機時などの始動性が良好になる。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記案内機構は、前記駆動回転体に対する従動回転体の進角方向への移動のみを許容し、遅角方向への移動を規制する一方向クラッチであ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。

この発明によれば、ロック部材は、案内機構によって必ずロック穴方向へのみ移動することから、かかる案内の確実性を担保できる。
〔請求項ｃ〕請求項ｂに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記案内機構は、前記ロック部材の先端部をロック穴まで案内する案内溝によって構成され、該案内溝は、底面が前記ロック穴に向かって下った階段状に形成され、
前記ロック部材は、付勢部材によって前記ロック穴及び案内溝の方向へ付勢されてい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。

この発明によれば、付勢部材によりロック部材の先端部が、前記階段状の案内溝に常に当接した状態で移動するため移動の安定化が得られる。
〔請求項ｄ〕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おいて、
機関の停止時には、前記油圧制御弁に通電することによって従動回転体を最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の少なくとも一方の作動油を保持するように制御した状態を所定時間だけ継続させ、
前記所定時間経過後に、前記油圧制御弁への通電を遮断することによって、保持されていた前記進角油圧室と遅角油圧室の少なくとも一方の作動油を排出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。

この発明によれば、例えば機関が自動停止（アイドルストップ）した場合には、油圧制御弁によっていずれかの油圧室内の作動油の排出を止めて保持し、従動回転体を最遅角位相位置に保持する。これにより、暖機完了後の通常の温度にある機関の再始動性が良好になる。

一方、前記機関停止状態が、例えば約１５分以上継続していた場合には、油圧制御弁によって、作動油が保持されていた一方の油圧室から作動油が排出される。これによって、従動回転体の自由な相対回転が確保されて、ロック部材がロック穴方向へ移動して先端部が係合し、従動回転体が中間位相位置に保持される。このため、冷間始動に適した相対回転位相になる。
〔請求項ｅ〕
請求項ｄに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記油圧制御弁を、前記進角油圧室及び遅角油圧室よりも重力方向の上方位置に配置した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。

この発明によれば、油圧制御弁を、各油圧室よりも高位置に配置したため、油圧制御弁から作動油の不用意なリークが防止されて、各油圧室の作動油の保持性が向上する。
〔請求項ｆ〕
請求項ｅに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記油圧制御弁よりも重力方向の上方位置に、前記進角油圧室と遅角油圧室に連通する油溜部を設けた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。

この発明によれば、油溜部によって進角油圧室と遅角油圧室内の作動油をさらに確実に保持することが可能になる。
〔請求項ｇ〕
請求項ｅに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記油圧制御弁よりも重力方向の下方位置に設けられ、作動油を前記油圧制御弁に供給するオイルポンプと、該オイルポンプと油圧制御弁との間に設けられ、前記オイルポンプの作動停止時に開弁して大気に連通すると共にオイルポンプの作動時に閉弁して大気との連通を遮断する開放弁を設けた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。

この発明によれば、オイルポンプから各油圧室に作動油が供給されている場合は、前記開放弁が閉止状態となるが、オイルポンプからの供給が停止されると、油通路内の油圧が低下して開放弁が開弁し、大気と油通路とを連通させる。このため、油圧制御弁とオイルポンプとの間の油通路内の作動油を外部に速やかに排出することができる一方、前記油圧制御弁と各油圧室との間に作動油を保持することができる。したがって、油圧制御弁に対する通電を遮断しても作動油を保持できるので、電力消費を低減できる。
〔請求項ｈ〕請求項ｇに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記開放弁は、重力方向において前記オイルポンプより前記油圧制御弁に近い位置に設けられてい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。

開放弁をできるだけ油圧制御弁側の上方位置に設けることによって、油圧制御弁とオイルポンプとの間の作動油の排出作用が良好になると共に、前記各油圧室内の作動油の保持性が向上する。
〔請求項ｉ〕請求項ｇに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記開放弁は、閉弁方向へ付勢する付勢部材を有しない逆止弁によって構成され、前記オイルポンプの吐出油圧を受けて弁体を閉弁させ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。
〔請求項ｊ〕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おいて、
機関の停止時に、前記進角油圧室と遅角油圧室の少なくとも一方と前記油圧制御弁との間の作動油の流通を制限する制限手段を設け、該制限手段は、機関の始動が開始されると前記制限を解除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。

この発明によれば、前記制限手段によって、油圧制御弁といずれか一方の油圧室との間の連通を遮断するシール性が高くなるから、油圧室内の作動油の保持性が向上する。
〔請求項ｋ〕請求項ｉに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記制限手段は、前記油圧制御弁と、前記各油圧室のいずれか一方とを連通する連通路に設けられた制限弁であって、
前記制限弁は、
前記油圧制御弁よりもオイルポンプ側の上流側の作動油のパイロット圧を受ける受圧部を有するスプール弁体と、前記受圧部にパイロット圧が作用しない場合に前記スプール弁体を前記連通路の閉止方向に付勢する付勢部材とを備え、
前記受圧部に作用したパイロット圧によってスプール弁体が連通路を連通させ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。
〔請求項ｌ〕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おいて、
前記位置保持手段は、機関始動時の機関温度に応じて保持位置を選択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。

この発明によれば、例えば冷機始動時には、比較的多くの吸入空気量とピストン圧縮行程の適度な圧縮力を得て燃焼性を高めるために、相対回転位相を中間位相に制御し、例えば暖機完了後の機関温度の高い状態での再始動においては、圧縮比を低下させると共に、ポンピングロスが少なくなる最遅角位相に制御する。
〔請求項ｍ〕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おいて、
前記位置保持手段は、温度センサによって検出した温度に応じて電気的に作動するものであ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。
〔請求項ｎ〕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おいて、
前記位相変更機構は、前記駆動回転体と従動回転体の間に進角油圧室と遅角油圧室を有し、油圧制御弁を制御することによって前記進角油圧室と遅角油圧室に油圧を選択的に給排して前記駆動回転体に対する従動回転体の相対回転位相を進角側あるいは遅角側に制御し、
前記位置保持手段は、前記駆動回転体または従動回転体の一方に設けられ、機関の状態に応じて進退動する複数のロック部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方に設けられ、前記駆動回転体に対して前記従動回転体が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置になったときに前記一つのロック部材が係合する第１ロック穴と、前記駆動回転体に対して従動回転体が最遅角位相位置に位置したときに、他方のロック部材が係合する第２ロック穴とによって構成されてい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。
〔請求項ｏ〕請求項ｎに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記他方のロック部材の前記第２ロック穴からのロック解除を、電気的に行う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。
〔請求項ｐ〕請求項ｏに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記第２ロック穴に対して進退自在に設けられた押圧部材と、該押圧部材を前記第２ロック穴に進出係合する方向へ付勢する付勢部材と、前記押圧部材に固定された環状プレートと、を備え、
前記環状プレートを、電磁ソレノイドによって前記付勢部材の付勢力に抗して押圧して前記押圧部材を第２ロック穴から後退する方向へ移動させ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。
〔請求項ｑ〕請求項ｏに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記機関停止時には、前記他方のロック部材を前記第２ロック穴に係合させて従動回転体を最遅角側の位置に保持すると共に、再始動時の機関温度が所定以下であった場合には、前記ロック部材を第２ロック穴から解除させ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。
〔請求項ｒ〕請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
イグニッションスイッチのオフ操作によって機関が停止した場合には、前記従動回転体を最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置に保持し、イグニッションスイッチによらず自動的に停止した場合は、最遅角位相位置に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。
〔請求項ｓ〕
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
機関弁を開閉するカムシャフトに固定され、機関の作動状態に応じて前記駆動回転体に対する相対回転角度位置が変更される従動回転体と、を備え、
機関始動時の前記駆動回転体の対する従動回転体の相対回転角度位置を、機関始動時の温度に応じて変更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。

１…スプロケット
２…カムシャフト
３…位相変更機構
４…第１油圧回路
５…スプロケット本体
７…ハウジング
９…ベーン部材
１０…隔壁部
１１…遅角油圧室
１２…進角油圧室
１６…ベーン
１８…遅角油通路
１９…進角油通路
２０…オイルポンプ
２０ａ…吐出通路
２１…第１電磁切換弁
２２…ドレン通路
２４…第１ロック穴
２４ａ・２４ｂ・２４ｃ…第１、第２、第３底面
２５…第２ロック穴
２５ａ・２５ｂ…第１、第２底面
２６…第１ロックピン
２７…第２ロックピン
２８…第２油圧回路
２９…スプリング
３１ａ、３１ｂ…第１、第２ピン孔
３２・３３…第１、第２解除用受圧室
３４…給排通路
３６…第２電磁切換弁
３７…通路構成部

Claims (4)

1. クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
   機関弁を開閉させるカムシャフトに固定され、前記駆動回転体と相対回転自在に設けられた従動回転体と、
   前記駆動回転体と従動回転体の間に進角油圧室と遅角油圧室を有し、油圧制御弁を制御することによって前記進角油圧室と遅角油圧室に油圧を選択的に給排して前記駆動回転体に対する従動回転体の相対回転位相を進角側あるいは遅角側に制御させる位相変更機構と、
   機関の始動時の前記駆動回転体に対する従動回転体の相対回転角度位置を、少なくとも最遅角位相位置と、該最遅角位相位置と最進角位相位置の間の中間位相位置との２つの位置に保持可能であって、機関の状態に応じて保持位置を選択可能な位置保持手段と、を備え、
   前記位置保持手段は、
   前記駆動回転体または従動回転体の一方に設けられ、機関の状態に応じて進退動するロック部材と、前記駆動回転体または従動回転体の他方に設けられ、前記駆動回転体に対して前記従動回転体が最進角位相位置と最遅角位相位置の間の中間位相位置になったときに前記ロック部材が係合可能なロック穴と、を備え、前記駆動回転体に対して従動回転体が最遅角位相位置に保持される場合には、前記進角油圧室と遅角油圧室の少なくとも一方に作動油が保持され、前記駆動回転体に対して従動回転体が最進角位相位置と最遅角位相位置との間の中間位相位置に保持される場合には、前記ロック部材をロック穴に係合することによって保持され、
   機関の停止時には、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室のうち一方の油圧室に前記作動油が保持された場合は、該一方の油圧室と前記油圧制御弁との間の作動油の流通を制限し、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の両方の油圧室に前記作動油を保持する場合は、該両方の油圧室と前記油圧制御弁との間の作動油の流通を制限することにより前記最遅角位相位置に保持され、
   機関始動時に、機関の状態に応じて前記作動油の流通を制限または制限解除され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。
2. 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おいて、
   前記進角油圧室あるいは遅角油圧室に供給される作動油の油圧が所定圧以下の場合には、前記ロック部材を、中間位相位置にある前記ロック穴の位置まで案内する案内機構を設けた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。
3. 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おいて、
   機関の停止時には、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室のうち一方の油圧室に作動油を保持する場合は、前記油圧制御弁に通電することによって従動回転体を最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の一方の油圧室に作動油を保持するように制御した状態を所定時間だけ継続させ、
   前記所定時間経過後に、前記油圧制御弁への通電を遮断することによって、保持されていた前記進角油圧室と遅角油圧室の一方の油圧室の作動油を排出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。
4. 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おいて、
   機関の停止時には、前記従動回転体の最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の両方の油圧室に作動油を保持する場合は、前記油圧制御弁に通電することによって従動回転体を最遅角位相位置で前記進角油圧室と遅角油圧室の両方の油圧室に作動油を保持するように制御した状態を所定時間だけ継続させ、
   前記所定時間経過後に、前記油圧制御弁への通電を遮断することによって、保持されていた前記進角油圧室と遅角油圧室の両方の油圧室の作動油を排出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。

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