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JPH04279705A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

弁開閉時期制御装置

Info

Publication number
JPH04279705A
JPH04279705A JP3040300A JP4030091A JPH04279705A JP H04279705 A JPH04279705 A JP H04279705A JP 3040300 A JP3040300 A JP 3040300A JP 4030091 A JP4030091 A JP 4030091A JP H04279705 A JPH04279705 A JP H04279705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic
rotational phase
camshaft
phase changing
hydraulic pump
Prior art date
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Granted
Application number
JP3040300A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2971592B2 (ja
Inventor
Junichi Kano
加　納　潤　一
Atsushi Sato
佐　藤　　　篤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aisin Seiki Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Aisin Seiki Co Ltd
Priority to JP3040300A priority Critical patent/JP2971592B2/ja
Priority to US07/846,938 priority patent/US5170755A/en
Publication of JPH04279705A publication Critical patent/JPH04279705A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2971592B2 publication Critical patent/JP2971592B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/34403—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft
    • F01L1/34406—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using helically teethed sleeve or gear moving axially between crankshaft and camshaft the helically teethed sleeve being located in the camshaft driving pulley

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
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  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)

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】
【０００１】
【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。
【０００２】
【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
。
【０００３】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、タイミングプーリ８１
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ヤフトにより駆動
される。
【０００４】ここで、伝達部材８２はボルト８４により
カムシヤフト８５に固設され、互いに相対回転しないよ
うになつている。
【０００５】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
イミングプーリ８１→ピストン手段８３→伝達部材８２
と回転トルクが伝達する際に、各ヘリカルスプライン間
で生じるバツクラシユ等による噛み合い音を減少できる
。
【０００６】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。
【０００７】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。
【０００８】
【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ＯＮ／ＯＦＦ制
御されるのみであり、従つて、弁開閉時期は２つの時期
しかとることができない。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】
【発明の構成】
【００１２】
【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、カムシヤフト及びクランクシヤフ
トとを有するエンジンと、カムシヤフトの回転位置を検
出する第１センサと、クランクシヤフトの回転位置を検
出する第２センサと、クランクシヤフトにより駆動され
る第１及び第２油圧ポンプと、第２油圧ポンプの吐出側
と第１油圧ポンプの吐出側との間に配設された油圧切換
弁と、カムシヤフトに配設されカムシヤフトの回転位相
を変化させる回転位相変化手段と、第２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
上に配設される第１及び第２油圧制御弁と、少なくとも
第１及び第２センサの出力信号が入力される電子制御装
置とを有し、電子制御装置は、第１及び第２油圧制御弁
を介して回転位相変化手段をリニア制御すると共に、油
圧切換弁を、回転位相変化手段の進角時以外に開くよう
に制御するようにしたことである。
【００１３】
【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ＯＮ／ＯＦＦ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。
【００１４】
【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。
【００１５】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
クランクシヤフト１３及びこのクランクシヤフト１３に
より図示しない伝達手段（例えばＶ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
ムシヤフト１４を有しており、各シヤフト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。
【００１６】ここで、電子制御装置１２にはクランク位
置センサ１５及びカム位置センサ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。
【００１７】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、エンジン１１作動中には、クランクシヤフト
１３により駆動される第１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にはオイルフイルタ
２０・リリーフ弁２１等が配設されている。
【００１８】同じくクランクシヤフト１３により駆動さ
れる第２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
テイ制御される。第１油圧制御弁２４の第１ポート２４
ａは第２油圧ポンプ２２の吐出ライン（油圧ライン）２
６と、第２ポート２４ｂ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２４
ｃは第２油圧制御弁２５の第１ポート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。
【００１９】第２油圧ポンプ２２の吐出側すなわち吐出
ライン２６と、第１油圧ポンプ１８の吐出側すなわち油
圧回路１９との間には、バイパスライン５０上に油圧切
換弁５１が配設されている。
【００２０】回転位相変化手段２７はカムシヤフト１４
の一端に配設され、クランクシヤフト１３の回転トルク
をカムシヤフト１４へと伝達すると共に、カムシヤフト
１４の回転位相を変化させる。このカムシヤフト１４に
は図示しない吸排気弁が係合しており、カムシヤフト１
４の回転に伴つて、吸排気弁が吸排気通路の開閉動作を
行う。
【００２１】タイミングプーリ３０はカムシヤフト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３０
ｃ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。
【００２２】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３１ｂ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。
【００２３】また、伝達部材３２は一体に固設されるカ
バー３４を介してカムシヤフト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。
【００２４】従つて、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３０ｃ・３１ａ・３１ｂ・３２ａに沿つて摺動
することができる。
【００２５】ここで、空間３３内のリング状ピストン３
１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。
【００２６】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、カムシヤフト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３０ｃ・３１ａ・３
１ｂ・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、カムシヤ
フト１４の外周面上を潤滑できるように、タイミングプ
ーリ３０には通路３０ｄが形成されている。
【００２７】更に、タイミングプーリ３０のフランジ部
３０ｅにはダンパーケース３８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。
【００２８】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。
【００２９】以上の構成を有する弁開閉時期制御装置１
０の作動について以下に説明する。
【００３０】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ヤフト１４の制御目
標値を演算（ＰＩＤ演算等）する。
【００３１】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ヤ
フト１４の回転位相変化量を決める。
【００３２】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を公知のデユーテイ制御
方法により制御する。
【００３３】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（デユーテイ比
、開：閉＝０：１００／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イ
比で第１油圧制御弁２４を制御する。従つて、作動ライ
ン２８に第２油圧ポンプ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、タイミングプーリ３０とカムシヤフ
ト１４との回転位相を変化させる。従つて、弁開閉時期
は進角する。
【００３４】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。
【００３５】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を用いてフイードバツク制御
を行う。
【００３６】また、カムシヤフト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じない。
【００３７】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を全閉（第１ポート２４
ａと第２ポート２４ｂ・第３ポート２４ｃとは非連通）
とした上で、演算されたデユーテイ比で第２油圧制御弁
２５を制御する。従つて、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とカムシヤフト１４との回転位相を変化させる
。従つて、弁開閉時期は遅角する。
【００３８】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、その後のフイードバツ
ク制御については、前述のとおりである。
【００３９】但し、回転移相変化手段２７が油圧を必要
とするのは進角時のみであるため、電子制御装置１２は
、回転移相変化手段２７が進角時以外であると判断する
と、このときだけ油圧切換弁５１を開いて、第２油圧ポ
ンプ２２の吐出油圧を油圧回路１９へと逃がす。従つて
、第２油圧ポンプ２２の必要駆動力が低減し、エンジン
１１の駆動ロスが抑えられる。
【００４０】以上のように電子制御装置１２は、常時カ
ムシヤフト１４とクランクシヤフト１３の位置を検知し
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。従つて、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。
【００４１】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、特にランビリンス溝のものに限定され
ない。
【００４２】
【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イ制御される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。
【００４３】また、油圧切換弁が回転位相変化手段の進
角時以外、即ち回転移相変化手段が油圧を必要としない
時には開かれるので、第２油圧ポンプの必要駆動力が低
減し、エンジンの駆動ロスが抑えられる。
【００４４】更に、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、カムシヤフトがバルブス
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】
【図１】本発明実施例の弁開閉時期制御装置１０の構成
図を示す。
【図２】従来技術の弁開閉時期制御装置８０の断面図を
示す。
【符号の説明】
１０　　弁開閉時期制御装置、 １１　　エンジン、 １２　　電子制御装置、 １３　　クランクシヤフト、 １４　　カムシヤフト、 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、 ２２　　第２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、 ３１　　リング状ピストン（ピストン手段）、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、 ５０　　油圧切換弁。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　カムシヤフト及びクランクシヤフトと
    を有するエンジンと、該カムシヤフトの回転位置を検出
    する第１センサと、前記クランクシヤフトの回転位置を
    検出する第２センサと、前記クランクシヤフトにより駆
    動される第１及び第２油圧ポンプと、該第２油圧ポンプ
    の吐出側と該第１油圧ポンプの吐出側との間に配設され
    た油圧切換弁と、前記カムシヤフトに配設され前記カム
    シヤフトの回転位相を変化させる回転位相変化手段と、
    前記第２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第１及び
    第２油圧制御弁と、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る電子制御装置とを有し、該電子
    制御装置は、前記第１及び第２油圧制御弁を介して前記
    回転位相変化手段をリニア制御すると共に、前記油圧切
    換弁を、前記回転位相変化手段の進角時以外に開くよう
    に制御することを特徴とする弁開閉時期制御装置。
  2. 【請求項２】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、前記カムシヤ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。
JP3040300A 1991-03-06 1991-03-06 弁開閉時期制御装置 Expired - Lifetime JP2971592B2 (ja)

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US07/846,938 US5170755A (en) 1991-03-06 1992-03-06 Valve opening and closing timing control apparatus

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JP3040300A JP2971592B2 (ja) 1991-03-06 1991-03-06 弁開閉時期制御装置

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JPH04279705A true JPH04279705A (ja) 1992-10-05
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