特許 6183094 弁開閉時期制御ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6183094

(24)【登録日】2017年8月4日

(45)【発行日】2017年8月23日

(54)【発明の名称】弁開閉時期制御ユニット

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/356 20060101AFI20170814BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/356 E

【請求項の数】7

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-194470(P2013-194470)

(22)【出願日】2013年9月19日

(65)【公開番号】特開2015-59529(P2015-59529A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】アイシン精機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107308

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 修一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100114959

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 徹也

(74)【代理人】

【識別番号】100148183

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊也

(72)【発明者】

【氏名】小林 昌樹

(72)【発明者】

【氏名】金子 雅昭

【審査官】 二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２４５０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００１８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１０５２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／００− １／４６

Ｆ０１Ｌ ９／００− ９／０４

Ｆ０１Ｌ １３／００−１３／０８

Ｆ０２Ｄ １３／００−２８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第２制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。

【請求項2】

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第４制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。

【請求項3】

前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第１制御状態に設定自在に構成されている請求項１記載の弁開閉時期制御ユニット。

【請求項4】

前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第３制御状態に設定自在に構成されている請求項２記載の弁開閉時期制御ユニット。

【請求項5】

前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第１制御状態と前記第２制御状態とを作り出す前記スプールのポジションが隣り合う位置に配置されている請求項３記載の弁開閉時期制御ユニット。

【請求項6】

内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第１制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第２制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第３制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第４制御状態に設定自在に構成されている弁開閉時期制御ユニット。

【請求項7】

前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第１制御状態、前記第２制御状態、前記第３制御状態、前記第４制御状態を、この順序で作り出すように前記スプールのポジションが配置されている請求項６記載の弁開閉時期制御ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁開閉時期制御ユニットに関し、詳しくは、内燃機関の吸気弁の吸気時期と、排気弁の排気時期とを独立して制御するユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

上記のように構成された弁開閉時期制御ユニットとして特許文献１には、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとに弁開閉時期制御装置（文献では可変動弁装置）が備えられ、各々の弁開閉時期制御装置の位相を油圧式に制御する第１制御弁と、各々の弁開閉時期制御装置のロック機構（文献ではロックピン機構）のロックピンを油圧式に解除する第２制御弁を備えた技術が示されている。

【0003】

つまり、この特許文献１では、吸気側の弁開閉時期制御装置と、排気側の弁開閉時期制御装置とを位相制御するために二つの第１制御弁を備え、各々のロック機構のロックを解除するために二つの第２制御弁を備えている。

【0004】

また、上記のように構成された弁開閉時期制御ユニットとして、特許文献２には、吸気カムシャフトと排気カムシャフトとに弁開閉時期制御装置が備えられ、各々の弁開閉時期制御装置の位相と、各々の弁開閉時期制御装置のロック機構のロックピンを油圧式に制御する制御弁を備えた技術が示されている。

【0005】

この特許文献２では、二つの弁開閉時期制御装置に対応して二つの制御弁を備え、この制御弁はスプールの操作位置に対応して位相制御とロック機構の制御を行う機能を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００４‐２４５０７４号公報

【特許文献2】特開２００６‐１７００２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１及び特許文献２に記載される技術では、内燃機関の回転速度や、内燃機関の温度等を反映して吸気弁の開閉タイミングと排気弁の開閉タイミングとを変更することにより良好な燃費での稼働を実現するものである。

【0008】

しかしながら、特許文献１に示されるように、二つの弁開閉時期制御装置に対応して二つの位相制御用の制御弁と、ロック制御用の制御弁とを備えるものでは、合計４つの制御弁を必要とし、部品点数の増大を招き、システムの大型化を招くものであった。

【0009】

また、特許文献２に示されるように、二つの弁開閉時期制御装置に対応して二つの制御弁を備え、夫々の制御弁に対して位相制御の機能とロック制御の機能とを備えるものでは部品点数の低減が可能になる反面、個々の制御弁の構造が複雑となるだけではなく制御弁の大型化を招くものであった。

【0010】

本発明の目的は、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成する点にある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第２制御状態に設定自在に構成されている点にある。

【0012】

この構成によると、吸気側弁開閉時期制御装置の位相制御を吸気側位相制御弁で行い吸気時期の設定が可能となり、排気側弁開閉時期制御装置の位相制御を排気側位相制御弁で行い排気時期の設定が可能となる。そして、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御をロック制御弁で行うことが可能となる。つまり、ロック機構の制御を行うために二つの弁を備えなくとも吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御が可能となる。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
また、この構成では、例えば、内燃機関の始動の後に暖機運転に移行した場合や、内燃機関をパーシャル領域で稼働する場合のように、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を進角方向に変位させることにより吸気弁の吸気タイミングを早めて燃費を向上させつつ、排気ガスを決まったタイミングで排出して排気ガスの処理効率の低下を抑制することが可能となる。

【0013】

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第４制御状態に設定自在に構成されている点にある。

【0014】

この構成によると、吸気側弁開閉時期制御装置の位相制御を吸気側位相制御弁で行い吸気時期の設定が可能となり、排気側弁開閉時期制御装置の位相制御を排気側位相制御弁で行い排気時期の設定が可能となる。そして、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御をロック制御弁で行うことが可能となる。つまり、ロック機構の制御を行うために二つの弁を備えなくとも吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御が可能となる。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
また、この構成では、例えば、内燃機関の暖機が完了した後にアイドリング状態でエアコンを稼働させた場合のように、内燃機関の振動を抑制することも可能となる。

【0015】

本発明は、前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第１制御状態に設定自在に構成されても良い。

【0016】

これによると、例えば、内燃機関の始動時のように内燃機関のクランクシャフトで駆動される流体圧ポンプから流体が殆ど供給されない状況でも、第１制御状態に設定することにより吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置との相対回転位相を、内燃機関の始動に適した位相に維持できる。

【0017】

本発明は、前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第３制御状態に設定自在に構成されても良い。

【0018】

これによると、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構のロック状態を解除するので、例えば、内燃機関の暖機が完了した後のように吸気弁と排気弁との開閉タイミングを任意に設定できる状況で、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させ、排気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させることが可能となる。つまり、吸気弁の吸気タイミングを任意に設定し排気弁の排気タイミングを任意に設定することにより、例えば、ポンピングロスを小さくすることや体積効率を向上させること等が可能となる。

【0019】

本発明は、前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第１制御状態と前記第２制御状態とを作る出す前記スプールのポジションが隣り合う位置に配置されても良い。

【0020】

これによると、第１制御状態に対応する位置にスプールを設定することにより、内燃機関の良好な始動を可能とする。次に、スプールを１ポジションだけ移動させて第２制御状態に対応する位置に設定することにより、吸気弁の吸気タイミングを早めて燃費を向上させることが可能となる。つまり、内燃機関から暖機運転に移行する際にはスプールを１ポジション移動させるたけで済み、制御状態の迅速な切り換えが可能となる。

【0021】

本発明の特徴は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、この駆動側回転体と同軸芯上に配置される従動側回転体と、前記駆動側回転体又は前記従動側回転体の一方から他方に係合して前記駆動側回転体及び前記従動側回転体を一体回転状態にするロック部材とを備え、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室と遅角室とへの流体の供給を許容する進角流路と遅角流路、及び、前記ロック部材の係合状態を解除する流体の供給を許容するロック解除流路をそれぞれ備える吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とが構成されると共に、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の吸気カムシャフトに連結され、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記従動側回転体が前記内燃機関の排気カムシャフトに連結され、
前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する吸気側位相制御弁と、
前記排気側弁開閉時期制御装置の前記進角流路と前記遅角流路とに選択的に流体を給排する排気側位相制御弁と、
前記吸気側弁開閉時期制御装置及び前記排気側弁開閉時期制御装置のロック解除流路に対する流体の給排を制御する単一のロック制御弁と、を備え、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路と、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路とから流体を排出して各々のロック機構をロック状態に維持する第１制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持する第２制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第３制御状態に設定自在に構成され、
前記ロック制御弁が、前記吸気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路から流体を排出してロック状態を維持し、前記排気側弁開閉時期制御装置の前記ロック解除流路に流体を供給してロック状態を解除する第４制御状態に設定自在に構成されている点にある。

【0022】

この構成によると、吸気側弁開閉時期制御装置の位相制御を吸気側位相制御弁で行い吸気時期の設定が可能となり、排気側弁開閉時期制御装置の位相制御を排気側位相制御弁で行い排気時期の設定が可能となる。そして、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御をロック制御弁で行うことが可能となる。つまり、ロック機構の制御を行うために二つの弁を備えなくとも吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構の制御が可能となる。
従って、吸気弁と排気弁との開閉タイミングを独立して制御可能な弁開閉時期制御ユニットを部品点数の増大を招くことなく構造簡単に構成できた。
これによると、例えば、内燃機関の始動時のように内燃機関のクランクシャフトで駆動される流体圧ポンプから流体が殆ど供給されない状況でも、第１制御状態に設定することにより吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置との相対回転位相を、内燃機関の始動に適した位相に維持できる。
また、例えば、内燃機関の始動の後に暖機運転に移行した場合や、内燃機関をパーシャル領域で稼働する場合のように、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を進角方向に変位させることにより吸気弁の吸気タイミングを早めて燃費を向上させつつ、排気ガスを決まったタイミングで排出して排気ガスの処理効率の低下を抑制することが可能となる。
また、これによると、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とのロック機構のロック状態を解除するので、例えば、内燃機関の暖機が完了した後のように吸気弁と排気弁との開閉タイミングを任意に設定できる状況で、吸気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させ、排気側弁開閉時期制御装置の相対回転位相を任意の方向に変位させることが可能となる。つまり、吸気弁の吸気タイミングを任意に設定し排気弁の排気タイミングを任意に設定することにより、例えば、ポンピングロスを小さくすることや体積効率を向上させること等が可能となる。
また、これによると、例えば、内燃機関の暖機が完了した後にアイドリング状態でエアコンを稼働させた場合のように、内燃機関の振動を抑制することも可能となる。

【0023】

本発明は、前記ロック制御弁が、弁ケースに単一のスプールをスライド移動自在に嵌め込んだ構成であり、前記第１制御状態、前記第２制御状態、前記第３制御状態、前記第４制御状態を、この順序で作り出すように前記スプールのポジションが配置されても良い。

【0024】

これによると、内燃機関を第１制御状態で始動し、この後に、第２制御状態、第３制御状態を介して第４制御状態に移行する場合にもスプールを第１制御状態に対応するポジションから第４制御状態に対応するポジションに順次移行することで済み、操作に無駄がなく迅速な制御の切り換えを実現する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】弁開閉時期制御ユニットの構成を示す全体図である。

【図2】弁開閉時期制御ユニットの流体回路と制御弁モジュールとを示す図である。

【図3】吸気側弁開閉時期制御装置の断面と流体回路とを示す図である。

【図4】図３の吸気側弁開閉時期制御装置のIV-IV線断面図である。

【図5】ロック解除状態の吸気側弁開閉時期制御装置の線断面図である。

【図6】スプールが第１制御ポジションにあるロック制御弁の断面図である。

【図7】スプールが第２制御ポジションにあるロック制御弁の断面図である。

【図8】スプールが第３制御ポジションにあるロック制御弁の断面図である。

【図9】スプールが第４制御ポジションにあるロック制御弁の断面図である。

【図10】エンジン制御のフローチャートである。

【図11】エンジン始動ルーチンのフローチャートである。

【図12】エンジン停止ルーチンのフローチャートである。

【図13】別実施形態（ａ）の吸気弁と排気弁との開閉タイミングを示すチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１〜図３に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気弁Ｖａの開閉時期を制御する吸気側弁開閉時期制御装置Ａと、排気弁Ｖｂの開閉時期を制御する排気側弁開閉時期制御装置Ｂと、制御弁モジュールＶＭと、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０とを備えて弁開閉時期制御ユニットが構成されている。

【0027】

この弁開閉時期制御ユニットは、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０がエンジンＥ（内燃機関の一例）の始動から停止までの一連の制御を行う。この制御時においてエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）５０が、エンジンＥと制御弁モジュールＶＭとを制御することにより、良好な始動を実現すると共に、エンジンＥの稼働時には吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂとの開閉時期を適切に制御する。

【0028】

図１に示すエンジンＥは、乗用車等の車両に備えられるものである。エンジンＥは、クランクシャフト１を支持するシリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３が連結されている。シリンダブロック２に形成された複数のシリンダボアにはピストン４が摺動自在に収容され、ピストン４がコネクティングロッド５によりクランクシャフト１に連結されている。

【0029】

シリンダヘッド３には、燃焼室への吸気を行う吸気弁Ｖａと、燃焼室の燃焼ガスの排気を行う排気弁Ｖｂとが備えられると共に、吸気弁Ｖａを制御する吸気カムシャフト７と、排気弁Ｖｂを制御する排気カムシャフト８とが備えられている。これによりエンジンＥは、多気筒４サイクル型に構成されている。

【0030】

また、シリンダヘッド３には、燃焼室に燃料を噴射するインジェクタ９と点火プラグ１０とが備えられている。このシリンダヘッド３には、吸気弁Ｖａを介して燃焼室に空気を供給するインテークマニホールド１１と、排気弁Ｖｂを介して燃焼室からの燃焼ガスを送り出すエキゾーストマニホールド１２とが連結されている。エキゾーストマニホールド１２の排出方向の下流側には燃焼ガスを浄化する触媒コンバータ１３が備えられている。

【0031】

エンジンＥには、オイルパンのオイルを作動油として供給するため、クランクシャフト１の駆動力で駆動される油圧ポンプＰが備えられている。この油圧ポンプＰからの作動油は制御弁モジュールＶＭに供給され、更に、この制御弁モジュールＶＭから吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとに供給される。

【0032】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとの外部ロータ２０（駆動側回転体の一例）の外周に駆動スプロケット２２Ｓが形成され、この一対の駆動スプロケット２２Ｓとクランクシャフト１の出力スプロケット１Ｓとに亘ってタイミングチェーン６が巻回されている。この構成により、クランクシャフト１の回転と同期した回転力が吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとに伝えられる。このエンジンＥではタイミングチェーン６に代えてタイミングベルトを用いて良く、多数のギヤを有するギヤトレインによりクランクシャフト１の駆動力を吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとに伝える構成を採用しても良い。

【0033】

制御弁モジュールＶＭは、吸気側位相制御弁４１と、排気側位相制御弁４２と、単一のロック制御弁４３とで構成されている。吸気側位相制御弁４１は、吸気側弁開閉時期制御装置Ａの位相制御を行い、排気側位相制御弁４２は排気側弁開閉時期制御装置Ｂの位相制御を行う。ロック制御弁４３は、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック部材２５の係合（ロック状態）と、係合の解除とを可能にする。ロック制御弁４３の詳細については後述する。

【0034】

エンジンＥには、クランクシャフト１に駆動回転力を伝えるスタータモータ１５を備え、クランクシャフト１の近傍位置には回転角と回転速度とを検知するシャフトセンサ１６を備えている。吸気側弁開閉時期制御装置Ａの近傍には外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を検知する吸気側位相センサ１７を備えている。これと同様に排気側弁開閉時期制御装置Ｂの外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を検知する排気側位相センサ１８を備えている。

【0035】

エンジンＥには、シリンダブロック２の内部の冷却水の温度を検知する水温センサ５６を備えている。また、車両には人為的な操作によりエンジンＥの始動と停止とを行う始動スイッチ５７を備えている。水温センサ５６はエンジンＥの温度を計測するためのものであるため、エンジンＥの外面に接触して外壁の温度を計測するように構成されたものでも良い。

【0036】

エンジン制御ユニット５０は、ソフトウエアで構成される第１制御モード実行部５１と、第２制御モード実行部５２と、第３制御モード実行部５３と、第４制御モード実行部５４とを備えている。また、エンジン制御ユニット５０は、シャフトセンサ１６と、吸気側位相センサ１７と、排気側位相センサ１８と、水温センサ５６と、始動スイッチ５７とからの信号が入力する。

【0037】

エンジン制御ユニット５０は、インジェクタ９の制御部と、点火プラグ１０の制御部と、スタータモータ１５の制御部と、制御弁モジュールＶＭの吸気側位相制御弁４１と排気側位相制御弁４２とロック制御弁４３とに制御信号を出力する。このエンジン制御ユニット５０の制御形態は後述する。

【0038】

〔吸気側弁開閉時期制御装置・排気側弁開閉時期制御装置〕
吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとは、共通する構成を有している。その構成を図３〜図５に基づいて説明する。

【0039】

図３に吸気側弁開閉時期制御装置Ａと、この吸気側弁開閉時期制御装置Ａに接続される流体回路とを示す。吸気側弁開閉時期制御装置Ａは、クランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ２０と、従動側回転体としての内部ロータ３０とを備えている。これらは吸気カムシャフト７の回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置され、外部ロータ２０に対して内部ロータ３０が内包される形態で回転軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に支持されている。なお、排気側弁開閉時期制御装置Ｂは、前述した吸気側弁開閉時期制御装置Ａと同様に、排気カムシャフト８の回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置され、外部ロータ２０に対して内部ロータ３０が内包される形態で回転軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に支持されている。

【0040】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａの内部ロータ３０（従動側回転体の一例）は吸気カムシャフト７に対して連結ボルト３３により連結しており、外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）の設定により吸気弁Ｖａの開閉時期を変更する。これと同様に、排気側弁開閉時期制御装置Ｂの内部ロータ３０は排気カムシャフト８に対して連結ボルト３３により連結しており、相対回転位相の設定により排気弁Ｖｂの開閉時期を変更する。

【0041】

外部ロータ２０は、円筒状となるロータ本体２１と、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体２１の一方の端部に配置されるリヤブロック２２と、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体２１の他方の端部に配置されるフロントプレート２３とを備え、これらを複数の締結ボルト２４により締結した構成を有している。

【0042】

リヤブロック２２の外周には、駆動スプロケット２２Ｓが形成され、ロータ本体２１には円筒状の内壁面と、回転軸芯Ｘに近接する方向（径方向内側）に突出する複数の突出部２１Ｔとが一体的に形成されている。前述したように駆動スプロケット２２Ｓにはタイミングチェーン６が巻回し、クランクシャフト１から回転力が伝達される。

【0043】

複数の突出部２１Ｔのうち、回転軸芯Ｘを挟んで対向する位置となる２つの突出部２１Ｔに対して回転軸芯Ｘから放射状に延びる姿勢でガイド溝が形成され、これらのガイド溝にプレート状のロック部材２５が出退自在に挿入されている。ロータ本体２１の内部にはロック部材２５を回転軸芯Ｘに接近する方向に付勢する付勢手段としてのロックスプリング２６が備えられている。

【0044】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａは、相対回転位相が図４に示すロック位相ＬＳにある場合に、２つのロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力により、対応するロック凹部ＬＤに係入して相対回転位相を保持する。ロック位相ＬＳは最進角と最遅角との間の略中央の位相に設定されている。尚、排気側弁開閉時期制御装置Ｂも同様の構成を備え、相対回転位相が図４に示すロック位相ＬＳにある場合に、２つのロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力により、対応するロック凹部ＬＤに係入して相対回転位相を保持する。

【0045】

ロック部材２５とロックスプリング２６とロック凹部ＬＤとでロック機構Ｌが構成されている。ロック部材２５の形状はプレート状に限るものではなく、例えば、ロッド状であっても良い。また、ロック位相ＬＳは図４に示す位相に限るものではなく、これより進角側、あるいは、遅角側に設定されても良い。

【0046】

外部ロータ２０のリヤブロック２２と内部ロータ３０とに亘って、トーションスプリング２７が備えられている。このトーションスプリング２７は、例えば、相対回転位相が最遅角にある状態でも、少なくとも中間位相に達するまで付勢力を作用させることが可能となるように構成されている。

【0047】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとは、タイミングチェーン６から伝えられる駆動力により外部ロータ２０は駆動回転方向Ｓの方向に回転する。外部ロータ２０に対して内部ロータ３０が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。

【0048】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位することにより、吸気弁Ｖａの開放時期（開閉タイミング）と閉塞時期（閉塞タイミング）とを早める。これとは逆に回転位相が遅角方向Ｓｂに変位することにより吸気弁Ｖａの開放時期（開放タイミング）と閉塞時期（閉塞タイミング）とを遅くする。また、排気側弁開閉時期制御装置Ｂは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位することにより、排気弁Ｖｂの開放時期（開放タイミング）と閉塞時期（閉塞タイミング）とを早める。これとは逆に回転位相が遅角方向Ｓｂに変位することにより排気弁Ｖｂの開放時期（開放タイミング）と閉塞時期（閉塞タイミング）とを遅くする。

【0049】

内部ロータ３０は、回転軸芯Ｘと同軸芯上でシリンダ内面状となる内周面３０Ｓが形成されると共に、回転軸芯Ｘを中心とする円筒状の外周面が形成され、この外周面には外方に突出する複数のベーン３１が嵌め込まれている。このベーン３１は回転軸芯Ｘから離間する方向にバネ等で付勢されている。

【0050】

また、内部ロータ３０を外部ロータ２０に嵌め込む（内包する）ことでロータ本体２１の内側表面（円筒状の内壁面及び複数の突出部２１Ｔ）と内部ロータ３０の外周面との間に流体圧室Ｃが形成される。前述したベーン３１の突出端が流体圧室Ｃを構成する外部ロータ２０の内周面に接触しており、流体圧室Ｃをベーン３１が仕切ることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。

【0051】

内部ロータ３０のうち回転軸芯Ｘに沿う方向での一方の端部には鍔状部３２が形成され、この鍔状部３２の内周位置の孔部に連結ボルト３３が挿通し、内部ロータ３０が吸気カムシャフト７又は排気カムシャフト８に連結されている。

【0052】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとの内部ロータ３０には進角室Ｃａに連通する進角流路３４と、遅角室Ｃｂに連通する遅角流路３５と、ロック凹部ＬＤに対してロック解除方向に作動油を供給するロック解除流路３６とが形成されている。

【0053】

このような構成から、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとは、進角流路３４を介して進角室Ｃａに作動油（流体の具体例）を供給することで相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる。これと同様に遅角流路３５を介して遅角室Ｃｂに作動油を供給することで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる。

【0054】

尚、ベーン３１が進角方向Ｓａの移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン３１が遅角側の移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称している。

【0055】

〔制御弁モジュール〕
吸気側位相制御弁４１と、排気側位相制御弁４２とは３ポジションに操作可能な電磁操作型に構成されている。ロック制御弁４３は４ポジションに操作可能な電磁操作型に構成されている。

【0056】

図３に示すように、排気側弁開閉時期制御装置Ｂの内部ロータ３０の内周面３０Ｓに対して円柱状の流路形成軸部４５を挿入しており、この流路形成軸部４５に一体形成したユニットケースに対して排気側位相制御弁４２が備えられている。これと同様に、吸気側弁開閉時期制御装置Ａの内部ロータ３０の内周面３０Ｓに対して流路形成軸部４５を挿入しており、この流路形成軸部４５に一体形成したユニットケースに対して排気側位相制御弁４２が備えられている。

【0057】

ロック制御弁４３は、吸気側弁開閉時期制御装置Ａ又は排気側弁開閉時期制御装置Ｂのユニットケースに備えられる構成を想定しているが、何れのユニットケースにも備えない構成であっても良い。

【0058】

尚、この制御弁モジュールＶＭは、吸気側位相制御弁４１と、排気側位相制御弁４２と、ロック制御弁４３とが、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとから分離する位置に備えられる構成でも良い。

【0059】

吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとの流路形成軸部４５の外周面には、吸気側位相制御弁４１のポートと連通する環状の溝状部と、ロック制御弁４３のうち対応するポートと連通する環状の溝状部とが形成され、これらの溝状部を分離するように流路形成軸部４５の外周と、内部ロータ３０の内周面３０Ｓとの間には複数のリング状のシール４６が備えられている。

【0060】

吸気側位相制御弁４１と排気側位相制御弁４２とは、進角流路３４と遅角流路３５との一方を選択して作動油を供給し、他方から排油を行うことにより、装置の相対回転位相を進角方向Ｓａ又は遅角方向Ｓｂに変位させる作動を実現する。

【0061】

〔制御弁モジュール：ロック制御弁〕
ロック制御弁４３は、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌのロック状態の維持とロック状態の解除とを実現する。つまり、ロック状態に維持する場合には、ロック解除流路３６から排油を行い、ロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力によりロック凹部ＬＤに係入する状態を作り出す。これとは逆に、ロック状態を解除する場合にはロック解除流路３６に作動油を供給することにより、ロックスプリング２６の付勢力に抗してロック部材２５をロック凹部ＬＤから抜き出す方向への作動を行わせる。

【0062】

図６〜図９に示すように、ロック制御弁４３は、筒状に形成された弁ケース６１と、この弁ケース６１に対してスプール軸芯Ｙに沿って移動自在に嵌め込まれたスプール６２と、スプール６２を付勢するスプールスプリング６３と、スプール６２に作動力を作用させる電磁ソレノイド６４とを備えて構成されている。

【0063】

弁ケース６１は、油圧ポンプＰから作動油が供給されるポンプポート６１Ｐと、作動油を排出するドレンポート６１Ｄと、吸気側弁開閉時期制御装置Ａのロック解除流路３６に連通する吸気側ロック制御ポート６１Ａと、排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック解除流路３６に連通する排気側ロック制御ポート６１Ｂとが形成されている。

【0064】

スプール６２は筒状であり、外周にはスプール軸芯Ｙに沿って第１ランド部６２ａと、第２ランド部６２ｂと、第３ランド部６２ｃと、第４ランド部６２ｄとが、この順序で形成されている。また、スプール６２の内部には作動油を排出する排油空間６２ｅが形成され、スプール６２の外壁部には排油空間６２ｅからの作動油をドレンポート６１Ｄに送り出す連通孔６２ｆが形成されている。

【0065】

このロック制御弁４３では、電磁ソレノイド６４が非通電状態にある場合にスプールスプリング６３の付勢力によりスプール６２が第１制御ポジションＴ１に保持される。また、電磁ソレノイド６４に供給する電力の増大に伴いスプールスプリング６３の付勢力に抗してスプール６２をスプール軸芯Ｙに沿う方向に作動させることにより第２制御ポジションＴ２と、第３制御ポジションＴ３と、第４制御ポジションＴ４とに対して、この順序でセットできるように構成されている。

【0066】

尚、第１制御ポジションＴ１が第１制御状態の具体例であり、これと同様に第２制御ポジションＴ２が第２制御状態の具体例であり、第３制御ポジションＴ３が第３制御状態の具体例であり、第４制御ポジションＴ４が第４制御状態の具体例である。

【0067】

〔第１制御ポジション〕スプール６２が図６に示す第１制御ポジションＴ１にセットされた場合には、第１ランド部６２ａがポンプポート６１Ｐから排気側ロック制御ポート６１Ｂへの作動油の流れを阻止する。これと同様に第２ランド部６２ｂが吸気側ロック制御ポート６１Ａへの作動油の流れを阻止する。また、この第１制御ポジションＴ１では、吸気側ロック制御ポート６１Ａがスプール６２の外周側を介してドレンポート６１Ｄに連通し、排気側ロック制御ポート６１Ｂがスプール６２の排油空間６２ｅと連通孔６２ｆを介してドレンポート６１Ｄに連通する。

【0068】

これにより、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック部材２５に作動油の圧力が作用することはなく、各々のロック機構Ｌがロック状態に維持される。

【0069】

〔第２制御ポジション〕次に、スプール６２が図７に示す第２制御ポジションＴ２にセットされた場合には、第１ランド部６２ａがポンプポート６１Ｐから排気側ロック制御ポート６１Ｂへの作動油の流れを阻止しつつ、この排気側ロック制御ポート６１Ｂがドレンポート６１Ｄに連通する状態を維持する。これと同時に、ポンプポート６１Ｐがスプール６２の外周側を介して吸気側ロック制御ポート６１Ａに連通する状態に達すると共に、第４ランド部６２ｄが吸気側ロック制御ポート６１Ａからドレン側への作動油の流れを阻止する。

【0070】

これにより、排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック機構Ｌはロック状態に維持されつつ、吸気側弁開閉時期制御装置Ａのロック機構Ｌのロック部材２５に作動油の圧力が作用してロック状態が解除される。

【0071】

〔第３制御ポジション〕次に、スプール６２が図８に示す第３制御ポジションＴ３にセットされた場合には、第１ランド部６２ａが排気側ロック制御ポート６１Ｂとドレンポート６１Ｄとの連通を遮断すると共に、この第１ランド部６２ａの外周側を介してポンプポート６１Ｐが排気側ロック制御ポート６１Ｂに連通して作動油の流れを許容する。

【0072】

また、第２制御ポジションと同様に、ポンプポート６１Ｐと吸気側ロック制御ポート６１Ａとが連通する状態を維持すると共に、第４ランド部６２ｄが吸気側ロック制御ポート６１Ａからドレンポート６１Ｄへの作動油の流れを阻止する。

【0073】

これにより、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック機構Ｌのロック部材２５に作動油の圧力が作用することにより、各々のロック機構Ｌのロック状態が解除される。

【0074】

〔第４制御ポジション〕次に、スプール６２が図９に示す第４制御ポジションＴ４にセットされた場合には、第３制御ポジションと同様に、第１ランド部６２ａが排気側ロック制御ポート６１Ｂとドレンポート６１Ｄとの連通を遮断すると共に、この第１ランド部６２ａの外周側を介してポンプポート６１Ｐから排気側ロック制御ポート６１Ｂに連通して作動油の流れを許容する。

【0075】

また、第３ランド部６２ｃがポンプポート６１Ｐから吸気側ロック制御ポート６１Ａへの作動油の流れを阻止し、吸気側ロック制御ポート６１Ａがスプール６２の外周側を介してドレンポート６１Ｄに連通する。

【0076】

これにより吸気側弁開閉時期制御装置Ａのロック機構Ｌのロック部材２５に作動油の圧力が作用してロック機構Ｌのロック状態が解除され、排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック機構Ｌがロック状態となる。

【0077】

〔エンジン制御ユニット〕
図１に示すように、エンジン制御ユニット５０は、マイクロプロセッサやＤＳＰ等を用いることによりＥＣＵとして構成され、ソフトウエアにより制御を実現する。第１制御モード実行部５１と、第２制御モード実行部５２と、第３制御モード実行部５３と、第４制御モード実行部５４とはソフトウエアで構成されている。尚、これらはハードウエアで構成されるものでも良く、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせにより構成されるものであっても良い。

【0078】

第１制御モード実行部５１は、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌのロック状態を維持してエンジンＥの始動を制御する。第２制御モード実行部５２はエンジンＥの始動の後に、排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック機構Ｌのロック状態を維持しつつ、吸気側弁開閉時期制御装置Ａのロック機構Ｌのロック状態を解除して暖機を図る。

【0079】

第３制御モード実行部５３は、エンジンＥの暖機が完了した後に吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌのロック状態を解除し、吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂとの開閉時期を最適に制御してエンジンＥの稼働を行わせる。第４制御モード実行部５４はエンジンＥの暖機が完了し、排気側弁開閉時期制御装置Ｂのロック機構Ｌのロック状態に設定し、吸気側弁開閉時期制御装置Ａのロック機構Ｌのロック状態を解除する。

【0080】

〔エンジン制御〕
エンジン制御ユニット５０による制御形態を図１０のフローチャートに示している。このエンジン制御では、初期状態において吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態にあり、エンジンＥが停止している状況を想定している。この状況において始動スイッチ５７がＯＮ操作された場合に、エンジン始動ルーチンの処理を実行する（＃０２、＃１００ステップ）。この後に、エンジンが稼働する状況では、吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂとの開閉時期をエンジンＥの稼働状況に対応してセットし、第４制御モードの実行を必要とする場合にのみロック制御弁４３を第４制御ポジションＴ４にセットする（＃０３〜＃０５ステップ）。そして、始動スイッチ５７がＯＦＦ操作された場合にはエンジン停止ルーチンを実行する（＃０６、＃２００ステップ）。

【0081】

これらの制御においてロック制御弁４３を第４制御ポジションＴ４にセットする際には、次のエンジン始動ルーチンで説明するように、ロック制御弁４３は既に第３制御ポジションＴ３にセットされている。このような状況からロック制御弁４３の制御ポジションを第４制御ポジションＴ４に変更する操作を迅速に行うことが可能となる。

【0082】

〔エンジン制御：エンジン始動ルーチン〕
エンジン始動ルーチン（＃１００ステップ）は図１１のフローチャートに示すように、ロック制御弁４３を第１制御ポジションＴ１に維持した状態でスタータモータ１５を駆動してクランキングを開始する。これに伴いインジェクタ９により燃焼室に燃料を供給し、点火プラグ１０による点火を実行する（＃１０１〜＃１０３ステップ）。

【0083】

これが第１制御モードであり、前述したようにロック制御弁４３は、電磁ソレノイド６４に電力を供給しない状態で第１制御ポジションＴ１を維持するため、このエンジンＥの始動時には電磁ソレノイド６４に電力は供給されない。

【0084】

このエンジン始動ルーチンでは、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態にあることを前提にしている。従って、ロック状態が維持されることにより相対回転位相を始動に適した位相に維持した状態でのクランキングが可能となる。

【0085】

このエンジンＥの始動時には、油圧ポンプＰから供給される作動油の油量が不充分で油圧も低いため、例えば、ロック機構Ｌがロック状態にない場合には、外部ロータ２０と内部ロータ３０とが進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとに交互に振動するように変位する現象を招くものであるが、ロック機構Ｌにより、このような不都合を招くことがない。

【0086】

この制御によりエンジンＥが始動し、設定時間が経過した後には、ロック制御弁４３を第２制御ポジションＴ２にセットし、吸気側位相制御弁４１の制御により第２制御モードでの制御に移行する（＃１０４、＃１０５ステップ）。

【0087】

この設定時間は数秒程度に設定されている。従って、第１制御モードでの制御開始から第２制御モードでの制御への移行は短時間のうちに行われる。第２制御モードでの制御では、吸気側位相制御弁４１の制御により吸気側弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相を進角方向Ｓａに変更して吸気タイミングを早めて燃費を向上させつつ、排気ガスを決まったタイミングで排出して排気ガスの処理効率の低下を抑制することも可能となる。特に、アイドリングに移行する場合や、パーシャル領域に維持する場合にも、吸気側弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相を進角方向Ｓａの方向に移行させることになり、この制御の結果、排気ガス量を増大させることなく、燃費の向上が図られる。

【0088】

次に、水温センサ５６の検知信号から、水温が設定値を超えた場合には、ロック制御弁４３を第３制御ポジションＴ３にセットし、吸気側位相制御弁４１と排気側位相制御弁４２とのうち必要とするものを制御することで第３制御モードでの制御に移行する（＃１０６〜＃１０８ステップ）。

【0089】

第３制御ポジションＴ３では、吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂとの開閉タイミングを任意に設定することにより、例えば、ポンピングロスを小さくすることや、体積効率を向上させ、効率的にエンジンＥを稼働させることも可能となる。

【0090】

エンジンＥが低・中速で回転する場合には、吸気弁Ｖａが開放するタイミングにおいて、排気弁Ｖｂが開放する状態を継続するオーバラップ領域を小さくすることによりトルクが向上し、燃費も向上することが知られている。また、エンジンＥが高速で回転する場合には、オーバラップ領域を大きくすることが出力を取り出しやすくすることが知られている。

【0091】

このような理由から、エンジンＥの回転速度に応じて、吸気側位相制御弁４１と排気側位相制御弁４２との相対回転位相が設定されるのである。

【0092】

〔エンジン制御：エンジン停止ルーチン〕
エンジン停止ルーチン（＃２００ステップ）は図１２のフローチャートに示すように、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとの目標位相をロック位相ＬＳにセットした後に、吸気側位相センサ１７の検知信号と、排気側位相センサ１８の検知信号とをフィードバックさせる状態で吸気側位相制御弁４１と排気側位相制御弁４２との制御により相対回転位相をロック位相ＬＳまで移行させる（＃２０１、＃２０２ステップ）。

【0093】

この制御により、相対回転位相が目標位相に達したことを吸気側位相センサ１７と排気側位相センサ１８とからの検知信号により判定した場合には、ロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力により対応するロック凹部ＬＤに係入することになり、この後にエンジンＥを停止する（＃２０３、＃２０４ステップ）。

【0094】

このように吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態に達する制御の後にエンジンＥを停止させるため、前述したエンジン始動ルーチンでは吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態にある状況でのエンジンＥの始動が可能となる。

【0095】

〔実施形態の作用・効果〕
この弁開閉時期制御ユニットの構成では、ロック制御弁４３が４つのポジションに設定可能であり、電磁ソレノイド６４に対して電力を供給しない状態では第１制御ポジションＴ１に維持される。このような構成からエンジンＥを始動する場合に電磁ソレノイド６４に対して電力を供給する必要がなく、無駄に電力を消費せず吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌをロック状態に維持することが可能となる。

【0096】

また、エンジンＥの始動時には、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態に維持されるため、各々の相対回転位相を維持して良好な始動を実現する。

【0097】

第１制御ポジションＴ１と第２制御ポジションＴ２と第３制御ポジションＴ３と第４制御ポジションＴ４とが、この順序で並ぶ位置に形成されている。従って、エンジンＥが始動した直後には、ロック制御弁４３の電磁ソレノイド６４に対して所定の電力を供給することにより第２制御ポジションＴ２にセットする作動を迅速に行える。

【0098】

更に、エンジンＥの温度が稼働に適した温度まで上昇した後には、ロック制御弁４３の電磁ソレノイド６４に供給する電力の増大により第３制御ポジションＴ３にセットする作動を迅速に行える。この第３制御ポジションＴ３では、吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとの相対回転位相を、エンジンＥの回転速度に対応した最適な値にセットして必要とするトルクを得ることが可能となる。

【0099】

例えば、アイドリング状態のようにエンジンＥが低速回転する状況において、エアコンディショナーを作動させた場合には、吸気弁Ｖａをロック位相ＬＳにロックした状態で排気弁Ｖｂの開閉タイミングを進角方向Ｓａに移行させることでエンジンＥの振動を抑制することも考えられ、このよう状況にも対応することが可能となる。

【0100】

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い。

【0101】

（ａ）吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック機構Ｌがロック状態にある場合では、例えば、吸気弁Ｖａが開放して吸気を開始するタイミングにおいて、排気弁Ｖｂが開放状態を維持するようにロック位相の関係を設定することも考えられる。このように構成する場合に、実施形態において説明したロック位相ＬＳに限る必要はなく、新たにロック位相を付加しても良い。

【0102】

この別実施形態（ａ）のように吸気側弁開閉時期制御装置Ａと排気側弁開閉時期制御装置Ｂとのロック位相ＬＳを設定した場合の時間経過を横軸に取り、吸気弁Ｖａと排気弁Ｖｂとのリフト量を縦軸に取ったもの図１３に示している。この図から理解できるように、吸気弁Ｖａが開放するタイミングで排気弁Ｖｂが開放する排気領域Ｅｘと、吸気弁Ｖａが開放する吸気領域Ｉｎとが重複するオーバラップ領域Ｎが形成されることになる。

【0103】

このようにロック位相ＬＳの相対的な関係を設定することにより、エンジンＥを始動する際（実施形態のエンジン始動ルーチンでの制御）に、吸気行程で燃焼ガスを排気弁Ｖｂから燃焼室に吸引することも可能となる。このようにタイミングを設定することにより、冷熱状態のエンジンＥを始動する場合のように、インジェクタ９から噴射された燃料が、低温のシリンダ内壁に付着する形態で残留し、殆ど燃焼せずに燃焼ガスと共に未燃ＨＣ（未燃焼の炭化水素）として排出される状況であっても排気弁Ｖｂを介して燃焼室に吸引されることで燃焼室の温度上昇を図ることが可能となる。これにより、インジェクタ９から燃焼室に噴射された燃料の気化を促進し確実な燃焼を行わせ、未燃ＨＣの排出量の低減が実現するのである。

【0104】

（ｂ）別実施形態（ａ）においても少し触れているが、ロック機構Ｌによりロック位相を複数設定しても良い。具体的には、ハイブリッド型車両あるいはアイドルストップ型の車両において、エンジンＥが自動停止する際のロック位相を、前述した実施形態のロック位相ＬＳより遅角側に付加する形態で形成する。また、車両には主として外気の温度を環境温度として検知する環境温度センサで検知される温度に基づいて複数のロック位相のうち始動に適したものを選択できるように前述した実施形態のロック位相ＬＳより進角側と遅角側とに付加する形態で形成する。

【0105】

このように複数のロック機構Ｌを複数のロック位相でロックできるように構成するものでは、エンジンＥを停止する状況に応じ、ロック位相を選択するようにエンジン停止ルーチンを設定することになる。そして、複数のロック位相を設定した構成では、エンジンＥの始動を軽負荷で行うことが可能となり、前述したように未燃ＨＣの低減も実現する。

【0106】

（ｃ）実施形態ではロック制御弁４３の操作位置を４つに設定していたが、実施形態に示した第４制御ポジションＴ４を形成せずに、３つのポジションに操作する構成を採用しても良い。

【0107】

（ｄ）ロック制御弁４３を、弁ケースの内部に回転型の弁体を収容してロータリ型に構成しても良い。このように構成する場合に、第１制御状態と第２制御状態と第３制御状態と第４制御状態とを弁体の回転方向で隣接する位置関係に設定することによりロック機構Ｌの迅速な操作が可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0108】

本発明は、吸気側弁開閉時期制御装置と排気側弁開閉時期制御装置とを備え、各々にロック機構を備えた内燃機関に利用することができる。

【符号の説明】

【0109】

１ クランクシャフト
７ 吸気カムシャフト
８ 排気カムシャフト
２０ 駆動側回転体（外部ロータ）
２５ ロック部材
３０ 従動側回転体（内部ロータ）
３４ 進角流路
３５ 遅角流路
３６ ロック解除流路
４１ 吸気側位相制御弁
４２ 排気側位相制御弁
４３ ロック制御弁
６１ 弁ケース
６２ スプール
Ａ 吸気側弁開閉時期制御装置
Ｂ 排気側弁開閉時期制御装置
Ｃａ 進角室
Ｃｂ 遅角室
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｌ ロック機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】