特許 6607011 弁開閉時期制御装置

(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】6607011

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】弁開閉時期制御装置

(51)【国際特許分類】

   F01L 1/356 20060101AFI20191111BHJP

   F02D 13/02 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   F01L1/356 E

   F02D13/02 G

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-239341(P2015-239341)

(22)【出願日】2015年12月8日

(65)【公開番号】特開2017-106347(P2017-106347A)

(43)【公開日】2017年6月15日

【審査請求日】2018年11月7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】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】小林 昌樹

(72)【発明者】

【氏名】増田 勝平

【審査官】 櫻田 正紀

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１２９１１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１３３３７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０３７８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１７００２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０９７９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０５００７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０５１１７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｌ １／３５６

Ｆ０２Ｄ １３／０２

(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、
前記駆動側回転体に内包され、同じ回転軸芯上に配置されて前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される進角室及び遅角室と、
前記駆動側回転体に支持された第１ロック部材および第２ロック部材を、前記従動側回転体に形成された第１凹部および第２凹部に各別に付勢係合させ、両回転体の相対回転位相を保持するロック機構と、
前記第１・第２凹部に対する作動流体の供給により前記第１・第２ロック部材を前記第１・第２凹部から離脱させてロック状態を解除し、前記進角室および遅角室に対する作動流体の給排により前記相対回転位相を制御する流体制御部とを備え、
遠心力によりロック部材がロック解除状態となる前記駆動側回転体の回転数として、前記第１ロック部材の第１解除回転数が、前記第２ロック部材の第２解除回転数より小さく設定され、
前記流体制御部は、ロック解除時に、前記相対回転位相を前記第１凹部が前記第１ロック部材に剪断力を作用させない位相に制御し、
前記駆動側回転体の回転数が前記第１解除回転数より大きい状態で前記第２凹部に作動流体を供給する弁開閉時期制御装置。

【請求項2】

前記第１ロック部材の質量が、前記第２ロック部材の質量より大きく設定されている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。

【請求項3】

前記第１解除回転数が、前記内燃機関のアイドリング時の回転数より大きく設定されている請求項１又は２に記載の弁開閉時期制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体とを有し、これらの相対回転位相を拘束するロック機構を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

上記のように構成された弁開閉時期制御装置として特許文献１には、駆動側回転体に従動側回転体を内包し、従動側回転体に形成されたロック凹部に対して係脱可能となるロック部材を駆動側回転体に対し半径方向に出退自在に支持し、スプリングにより突出方向に付勢した技術が示されている。

【0003】

この特許文献１では一対のロック部材と、各々のロック部材に対応する一対のロック凹部とが形成され、少なくとも一方のロック凹部には段状部が形成されている。段状部が形成される理由は、ロック状態に移行する場合に段状部に対応する一方のロック部材を段状部に係合させて相対回転位相の変動領域を小さくし、他方のロック部材のロック凹部への嵌り込みを促進するためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４‐２５７３１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に示されるように、一対のロック部材を備えたものでは、単一のロック部材を備えたものと比較してロック状態への移行を容易にするものである。

【0006】

しかしながら、特許文献１に示されるように、駆動側回転体に出退自在にロック部材を支持し、ロック部材が係合するロック凹部を従動側回転体に形成したものでは、エンジンの稼働時には、駆動側回転体から従動側回転体に伝えられる回転力や、カム変動トルクによりロック部材に対して剪断方向に大きい力が作用することになり、ロック凹部に作動油を供給しても迅速なロック解除を行えないこともあった。

【0007】

このような不都合を解消するために、進角室又は遅角室に作動油を供給することで剪断力の作用を抑制した状態でロック解除が行われていた。つまり、一方のロック部材に作用する剪断力を抑制するために、進角室と遅角室とのうちの一方に作動油を供給して一方のロック部材のロック解除を行う。この後に、他方のロック部材に作用する剪断力を抑制するために、進角室と遅角室とのうち他方に作動油を供給して他方のロック部材のロック解除を行っていたのである。

【0008】

しかしながら、このような制御形態では、バルブの制御に時間を要するだけでなく、相対回転位相を変化させる方向に油圧が作用するまでに時間を要するため、結果として、ロック状態の解消に時間を要するものであった。

【0009】

このような理由から、２つのロック部材を有するロック機構のロック状態の解除を迅速に行う弁開閉時期制御装置が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、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、
前記駆動側回転体に内包され、同じ回転軸芯上に配置されて前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に区画形成される進角室及び遅角室と、
前記駆動側回転体に支持された第１ロック部材および第２ロック部材を、前記従動側回転体に形成された第１凹部および第２凹部に各別に付勢係合させ、両回転体の相対回転位相を保持するロック機構と、
前記第１・第２凹部に対する作動流体の供給により前記第１・第２ロック部材を前記第１・第２凹部から離脱させてロック状態を解除し、前記進角室および遅角室に対する作動流体の給排により前記相対回転位相を制御する流体制御部とを備え、
遠心力によりロック部材がロック解除状態となる前記駆動側回転体の回転数として、前記第１ロック部材の第１解除回転数が、前記第２ロック部材の第２解除回転数より小さく設定され、
前記流体制御部は、ロック解除時に、前記相対回転位相を前記第１凹部が前記第１ロック部材に剪断力を作用させない位相に制御し、
前記駆動側回転体の回転数が前記第１解除回転数より大きい状態で前記第２凹部に作動流体を供給することを特徴とする。

【0011】

これによると、ロック機構のロック状態を解除する場合には、第１解除回転数を超えた状況において、第１ロック部材に作用する剪断力を作用させない方向に駆動側回転体と従動側回転体の相対回転位相を制御することで、剪断力の作用が抑制され遠心力の作用により第１ロック部材が第１凹部から離脱する。次に、第２凹部に作動流体を供給することにより第２ロック部材を第２凹部から離脱させることが可能となる。
つまり、この構成では、第１ロック部材のロック状態を解除するために作動流体を供給する必要がないため、例えば、流体制御部を構成する制御弁のスプール等を作動させる時間が不要となり、ロック機構のロック解除の高速化を実現する。
特に、この構成では、第１ロック部材のロック状態を解除するタイミングで作動流体の圧力が充分でなくてもロック状態の解除が可能となる。
従って、２つのロック部材を有するロック機構のロック状態の解除を迅速に行う弁開閉時期制御装置が構成された。

【0012】

本発明は、前記第１ロック部材の質量が、前記第２ロック部材の質量より大きく設定されても良い。

【0013】

これによると、付勢部材の付勢力を異ならせることなく、質量の差を設定するだけで迅速なロック状態の解除を実現できる。

【0014】

本発明は、前記第１解除回転数が、前記内燃機関のアイドリング時の回転数より大きく設定されているのが好ましい。

【0015】

これによると、内燃機関がアイドリング状態にある場合には第１ロック部材のロック状態が遠心力によって解除されることはない。よって、例えば、アイドリングによるエンジンの暖機運転中や、エンジン停止前のロック機構をロック状態に設定した場合には、相対回転位相が変化せず、安定したエンジン回転状態が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】弁開閉時期制御装置の構成を表す図である。

【図2】中間ロック位相でのロック状態を表す図１のII−II線断面図である。

【図3】第１ロック部材のロック状態が解除された状態を示す断面図である。

【図4】第１・第２ロック部材のロック状態が解除された状態を示す断面図である。

【図5】ロック解除時の作動を示すタイミングチャートである。

【図6】ロック解除ルーチンのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

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２に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気バルブの開閉時期を設定する弁開閉時期制御部１０と、この弁開閉時期制御部１０に対する作動油（作動流体の一例）を制御する作動油制御部２０（流体制御部の一例）と、作動油制御部２０を制御する制御ユニット（ＥＣＵ）４０と、を備えて弁開閉時期制御装置が構成されている。

【0018】

エンジンＥは乗用車等の車両に備えられるものを想定しており、このエンジンＥで駆動される油圧ポンプＰからの作動油（作動流体）は作動油制御部２０（流体制御部）に供給される。この作動油制御部２０は、電磁弁として構成される位相制御弁２４（ＯＣＶ）と、電磁弁として構成されるロック制御弁２５（ＯＳＶ）とを備えている。

【0019】

位相制御弁２４は、弁開閉時期制御部１０の外部ロータ１１（駆動側回転体の一例）と内部ロータ１２（従動側回転体の一例）との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）の制御を実現する。また、ロック制御弁２５は、弁開閉時期制御部１０のロック機構Ｌの制御を実現する。

【0020】

制御ユニット４０は、クランクシャフト１の回転数（単位時間あたりの回転数）を検知する回転数センサ７と、相対回転位相を検知する位相検知センサ８からの検知信号を取得することにより、位相制御弁２４とロック制御弁２５との制御を可能にする（この制御形態は後述する）。

【0021】

〔弁開閉時期制御部〕
弁開閉時期制御部１０は、エンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する外部ロータ１１（駆動側回転体）と、エンジンＥの燃焼室の吸気バルブを開閉する吸気カムシャフト２に対して連結ボルト１３により連結する内部ロータ１２（従動側回転体）とを備えている。

【0022】

エンジンＥは、シリンダブロックの複数のシリンダボアにピストン３を収容し、これらのピストン３をコネクティングロッド４によりクランクシャフト１に連結した４サイクル型に構成されている。

【0023】

吸気カムシャフト２は、エンジンＥに対して回転軸芯Ｘを中心に回転自在に支持されている。弁開閉時期制御部１０は、外部ロータ１１に対して内部ロータ１２を内包し、外部ロータ１１の軸芯と、内部ロータ１２の軸芯とが回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されることにより、回転軸芯Ｘを中心にして夫々が相対回転自在に構成されている。

【0024】

外部ロータ１１は、フロントプレート１４とリヤプレート１５とを締結ボルト１６で締結した構成を有し、フロントプレート１４とリヤプレート１５とに挟み込まれる位置に内部ロータ１２が配置（内包）されている。

【0025】

内部ロータ１２には、回転軸芯Ｘと同軸芯で開口が形成され、この開口に挿通する連結ボルト１３により、この内部ロータ１２が吸気カムシャフト２に連結している。リヤプレート１５の外周にはタイミングスプロケット１５Ｓが形成されている。

【0026】

タイミングスプロケット１５Ｓと、エンジンＥのクランクシャフト１に設けた出力スプロケット１Ｓとに亘ってタイミングチェーン５を巻回することで、外部ロータ１１はクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフトの前端にも弁開閉時期制御部１０と同様の構成の装置が備えられており、この装置に対してもタイミングチェーン５から回転力が伝達される。

【0027】

図２に示すように、外部ロータ１１には、径方向内側に向けて突出する複数の突出壁１１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ１２は複数の突出壁１１Ｔの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成され、この内部ロータ１２の外周部分に複数のベーン１７が外方に突出する形態で備えられている。

【0028】

この構成から、外部ロータ１１に内部ロータ１２を内装した状態では、内部ロータ１２の外方において回転方向で隣接する突出壁１１Ｔの間に流体圧室Ｃが形成される。この流体圧室Ｃがベーン１７で仕切られることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成される。

【0029】

図２に示すように、弁開閉時期制御部１０は、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ１１が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。そして、外部ロータ１１に対して内部ロータ１２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。外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相で遅角方向Ｓｂの作動端を最遅角位相と称し、相対回転位相で進角方向Ｓａの作動端を最進角位相と称している。

【0030】

この弁開閉時期制御部１０では、進角室Ｃａに作動油が供給されることで相対回転位相が進角方向Ｓａに変位し、エンジンＥの吸気圧縮比が高められる。これとは逆に、遅角室Ｃｂに作動油を供給することで相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位し、エンジンＥの吸気圧縮比が低減するようにクランクシャフト１と吸気カムシャフト２との関係が設定されている。

【0031】

図１に示すように、内部ロータ１２とフロントプレート１４とに亘って、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相が、最遅角位相から中間ロック位相Ｍ（図２を参照）に達するまで付勢力を作用させるトーションスプリング１８が備えられている。なお、トーションスプリング１８の付勢力が作用する範囲は、中間ロック位相Ｍを超えるものでも良く、中間ロック位相Ｍに達しないものであっても良い。

【0032】

内部ロータ１２には進角室Ｃａに連通する進角制御油路２１と、遅角室Ｃｂに連通する遅角制御油路２２と、後述する２つのロック凹部（第１ロック凹部３５と第２ロック凹部３６）に連通するロック解除油路２３とが形成されている。また、この弁開閉時期制御装置ではエンジンＥのオイルパン１Ａに貯留される潤滑油を作動油として用いている。

【0033】

〔弁開閉時期制御部：ロック機構〕
弁開閉時期制御部１０のロック機構Ｌは、ロック解除油路２３に作動油が供給されない場合にロック状態への移行が可能となり、ロック解除油路２３に作動油が供給される場合にロック状態の解除を行えるように構成されている。進角方向Ｓａの作動端となる相対回転位相を最進角位相と称し、遅角方向Ｓｂの作動端となる相対回転位相を最遅角位相と称している。中間ロック位相Ｍは、最進角位相と最遅角位相との間に設定され、低温状態のエンジンＥの良好な始動を実現する位相である。

【0034】

図２〜図４に示すように、ロック機構Ｌは、外部ロータ１１に対し、径方向内方に出退自在に支持される第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２と、これらを突出付勢する第１スプリング３３と、第２スプリング３４とを備えている。更に、ロック機構Ｌは、第１ロック部材３１が係合するため内部ロータ１２の外周に形成された第１ロック凹部３５（第１凹部の一例）と、これと同様に第２ロック部材３２が係合するため内部ロータ１２の外周に形成された第２ロック凹部３６（第２凹部の一例）とを備えている。

【0035】

第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とは、外部ロータ１１に対して周方向で所定の間隔で配置されるものであり、回転軸芯Ｘに対して接近する作動と、回転軸芯Ｘから離間する作動とが可能なように外部ロータ１１に形成されたスリットに対してスライド移動自在に支持されている。これらにはプレート状の部材が用いられている。

【0036】

特に、この構成では、第１ロック部材３１の質量を、第２ロック部材３２の質量より大きくするために、第２ロック部材３２の内部の一部に空洞部３２Ｓを形成しており、第１スプリング３３と第２スプリング３４とに等しい付勢力のものが用いられている。尚、第１ロック部材３１の質量を、第２ロック部材３２の質量より大きくするために、例えば、比重の異なる材料を用いても良い。

【0037】

これにより、弁開閉時期制御部１０の回転数（単位時間の回転数：回転速度）が予め設定された第１解除回転数を超えた場合に、遠心力により第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱してロック解除位置まで移動可能に構成されている。この第１解除回転数は、例えば、エンジンＥのアイドリング時の回転数より大きい値に設定されている。また、弁開閉時期制御部１０の回転数が第１解除回転数より大きい値の第２解除回転数を超えた場合に、遠心力により第２ロック部材３２が第２ロック凹部３６から離脱してロック解除位置まで移動可能となる。

【0038】

この構成では第２解除回転数が設定されているが、ロック機構Ｌのロック状態を解除する場合には、後述するように弁開閉時期制御部１０の回転数が第２解除回転数に達する以前に第２ロック凹部３６に作動油が供給され第２ロック部材３２を第２ロック凹部３６から離脱させる制御が行われる。

【0039】

図２に示すように、第１ロック凹部３５と第２ロック凹部３６とは、対応するロック部材の板厚より幅広（内部ロータ１２の周方向で幅広）で回転軸芯Ｘと平行姿勢となる溝状に形成されている。また、第１ロック凹部３５と第２ロック凹部３６との開口部分で駆動回転方向Ｓの下流側には各々に浅い溝状となる第１段状部３５ａと第２段状部３６ｂとが形成されている。これらの段状部は、ロック部材がロック凹部に嵌り込む以前に一時的係合することにより外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対変位（回転軸芯Ｘを中心とする相対的な揺動）を小さくしてロック凹部への嵌り込みを助けるラチェットとして機能する。

【0040】

そして、ロック機構Ｌがロック状態にある場合には、図２に示すように、第１ロック部材３１の突出端が、第１スプリング３３の付勢力により第１ロック凹部３５の底壁に接触（底壁の小突起により少し浮き上がった状態で接触）すると共に、第１ロック凹部３５の内壁面のうち、周方向で駆動回転方向Ｓの上流側の第１内壁面３５ｓに接触する。また、第２ロック部材３２の突出端が、第２スプリング３４の付勢力により第２ロック凹部３６の底壁に接触（底壁の小突起により少し浮き上がった状態で接触）すると共に、第２ロック凹部３６の内壁面のうち、周方向で駆動回転方向Ｓの下流側の第２内壁面３６ｓに接触する。これにより、相対回転位相が小さく変動する現象（ガタツキ）を抑制する状態で相対回転位相が保持される。

【0041】

〔弁開閉時期制御装置の流体制御機構〕
位相制御弁２４は、その電磁ソレノイドに供給される電力（制御信号）によりスプールを進角ポジションと遅角ポジションと中立ポジションとの３ポジションに切換操作自在に構成されている。

【0042】

この位相制御弁２４は、電磁ソレノイドに電力を供給しない状態（デューティ比０％）でスプールが遅角ポジションに維持され、電磁ソレノイドに対して最大の電力（デューティ比１００％）を供給することでスプールが進角ポジションに操作され、デューティ比５０％程度の電力を供給することで中立ポジションに操作される。

【0043】

この位相制御弁２４の構成から、制御ユニット４０の制御により位相制御弁２４の電磁ソレノイドに電力が供給されない場合には、油圧ポンプＰからの作動油が遅角制御油路２２を介して遅角室Ｃｂに供給されると共に、進角室Ｃａの作動油が進角制御油路２１から排出される。

【0044】

これとは逆に、位相制御弁２４の電磁ソレノイドに最大の電力が供給された場合には、油圧ポンプＰからの作動油が進角制御油路２１を介して進角室Ｃａに供給されると共に、遅角室Ｃｂの作動油が遅角制御油路２２から排出される。尚、位相制御弁２４のスプールが中立ポジションに設定された場合には、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂのいずれにも作動油の給排は行われず相対回転位相が保持される。

【0045】

ロック制御弁２５は、電磁ソレノイドに電力を供給しない状態（デューティ比０％）でスプールがロックポジションとなり、電磁ソレノイドに対して最大の電力（デューティ比１００％）を供給することでスプールがアンロックポジションとなる。

【0046】

このロック制御弁２５の構成から、電磁ソレノイドに電力が供給されない場合には、スプールがロックポジションに保持され、ロック解除油路２３に作動油は供給されない。これに対して、電磁ソレノイドに電力が供給された場合には、スプールはアンロックポジションに操作されロック解除油路２３に作動油が供給される。

【0047】

〔制御構成・制御形態〕
図１に示すように、制御ユニット４０には、回転数センサ７と、位相検知センサ８とからの信号が入力し、位相制御弁２４（ＯＣＶ）とロック制御弁２５（ＯＳＶ）とに制御信号を出力するように構成されている。

【0048】

制御ユニット４０は、位相制御部４１と、ロック制御部４２とを備えている。これらはソフトウエアで構成されるものであるが、各々の一部をロジック回路等のハードウエアで構成することや、全てをハードウエアで構成することも可能である。

【0049】

位相制御部４１は、ロック制御弁２５のスプールをアンロックポジションに維持した状態で位相制御弁２４を制御することにより位相検知センサ８からの信号をフィードバックする形態で相対回転位相を、目標とする位相まで変位させる制御を行う。また、ロック制御部４２は、位相制御弁２４とロック制御弁２５とを制御することによりロック機構Ｌをロック状態に移行する制御、及び、ロック状態を解除する制御を行う。

【0050】

ロック制御部４２は、エンジンＥの停止時には、エンジンＥが完全に停止する以前にロック機構Ｌをロック状態に移行する制御を行う。これによりエンジンＥの始動時にはロック機構Ｌがロック状態にある。

【0051】

このようにロック機構Ｌがロック状態にあるため、エンジンＥの始動時には、油圧ポンプＰから作動油が供給されない状況で吸気カムシャフト２から変動トルクが作用しても、ロック機構Ｌが外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相の変動を阻止して吸気タイミングの変動や異音の発生を抑制する。

【0052】

特に、この弁開閉時期制御装置では、エンジンＥの始動の後に弁開閉時期制御部１０の回転数が第１解除回転数を超えた時点で、遠心力で第１ロック部材３１のロック状態の解除が許される。この後、ロック制御部４２がロック制御弁２５を制御することによりロック解除油路２３に作動油を供給して第２ロック部材３２のロック状態の解除を行うように制御形態が設定されている。以下に、ロック機構Ｌのロック状態の解除を実現する制御を説明する。

【0053】

エンジンＥが停止した時点では、図２に示す如くロック機構Ｌの第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５に係合し、第２ロック部材３２が第２ロック凹部３６に係合するロック状態にある。また、図５のＴ０のタイミングに示すように、位相制御弁２４のスプールは遅角ポジションにあり、ロック制御弁２５のスプールはロックポジションにある。

【0054】

このような状態で、エンジンＥを始動した場合には、図６にロック解除ルーチンとして示すフローチャートに従う制御が行われ、図５のタイミングチャートに示すように各部が作動する。

【0055】

具体的には、エンジンＥを始動し、例えば、アクセルペダルを踏み込むことにより弁開閉時期制御部１０の回転数が増大した場合には、油圧ポンプＰから吐出する作動油の油圧も上昇する。

【0056】

ここでエンジンＥの稼動時の状況を考えると、ロック機構Ｌでは、第１ロック部材３１と、第１ロック凹部３５の第１内壁面３５ｓとの間、あるいは、第２ロック部材３２と、第２ロック凹部３６の第２内壁面３６ｓとの間で剪断力が作用する。このような理由から、ロック解除油路２３に作動油を供給しても迅速なロック解除を行い難いものであった。

【0057】

これに対して、エンジンＥの始動時には、位相制御弁２４のスプールが遅角ポジションにあるためエンジンＥの回転数が増大した場合には、これに伴い遅角室Ｃｂに供給される作動油の油量が増大し、油圧も上昇する。そのため、弁開閉時期制御部１０では、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる方向に（第１ロック部材３１に対する剪断力を作用させない位相に向けて）力が作用し、第１ロック部材３１と、第１ロック凹部３５との間に作用する剪断力が解消される。尚、この方向に力が作用することにより、第２ロック部材３２と第２内壁面３６ｓとの間で剪断力は増大する。

【0058】

このような理由から、外部ロータ１１の回転数がアイドリング回転数に対応する値より高い所定の値に達することにより、第１ロック部材３１は遠心力によりＴ１のタイミングで図３に示すように第１ロック凹部３５から離脱する。

【0059】

また、図６に示すロック解除ルーチンでは、回転数センサ７で検知される回転数が第１解除回転数以上の設定数に達していることを判定した場合には、第１ロック部材３１が遠心力により第１ロック凹部３５から離脱していると判定できるため（＃０１ステップ）、設定時間の経過を待つ（＃０２ステップ）。

【0060】

この設定時間が経過したＴ２のタイミングにおいて、位相制御弁２４のスプールを進角ポジションに設定すると共に、ロック制御弁２５のスプールをアンロックポジションに設定する（＃０３ステップ）。尚、Ｔ２のタイミングでの回転数は、弁開閉時期制御部１０の回転数は第２解除回転数未満に設定されている。

【0061】

このような制御が行われることにより、第２ロック部材３２と、第２ロック凹部３６との間に作用する剪断力が抑制され、この抑制状態で第２ロック凹部３６に供給される作動油の圧力によりＴ３のタイミングで図４に示すように、第２ロック部材３２が第２ロック凹部３６から離脱する。

【0062】

この制御の後には、ロック機構Ｌのロック状態は解除され、相対回転位相が進角方向Ｓａへ変位を開始する。このような進角方向への変位を位相検知センサ８が検知した後に、Ｔ４のタイミングで、位相制御弁２４のスプールを中立ポジションに操作し、このロック解除ルーチンを終了する（＃０４ステップ）。

【0063】

尚、このようにロック解除ルーチンの終了の後に、相対回転位相を目標とする位相に変位させる場合には、このルーチンに続いて制御ユニット４０が位相制御弁２４を操作することになる。

【0064】

〔実施形態の作用・効果〕
つまり、ロック機構Ｌを、第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とを備えて構成し、外部ロータ１１が第１解除回転数を超えることにより遠心力の作用により第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱できるように構成する。また、エンジンＥが停止する際には、エンジンＥが完全に停止する以前にロック機構Ｌがロック状態に達するように制御形態を設定する。そして、エンジンＥが停止する状況では位相制御弁２４のスプールが遅角ポジションに保持され、ロック制御弁２５のスプールがロックポジションに保持されるように構成する。

【0065】

これにより、エンジンＥの始動の後には、遅角室Ｃｂに供給される作動油の圧力により第１ロック部材３１の突出端と、第１ロック凹部３５の第１内壁面３５ｓとの間に作用する剪断力が抑制され、遠心力の作用により第１ロック部材３１を第１ロック凹部３５から離脱させる作動を実現する。

【0066】

このように第１ロック部材３１が遠心力で第１ロック凹部３５から離脱するため、制御ユニット４０での制御は不要であり、作動油の油量や油圧が充分でなくともロック解除が実現する。また、第１ロック部材３１のロック状態が解除された場合には、第２ロック部材３２の突出部が第２ロック凹部３６の内部で変位可能な状態に達するものの、遅角室Ｃｂに対して作動油が供給されているため、相対回転位相は変動するものの急激な変動を招くものではない。

【0067】

この後に、回転数が上昇し油圧が充分に上昇した状態で位相制御弁２４を制御し、ロック制御弁２５を制御することにより、第２ロック部材３２に作用する剪断力を低減する状態で作動油の油圧により第２ロック部材３２を第２ロック凹部３６から離脱させてロック機構Ｌのロック状態の解除が実現する。

【0068】

これにより、２つのロック部材を制御するために位相制御弁２４を２度操作する必要がなく、しかも、油圧の上昇を待つことなくロック機構Ｌのロック解除を開始することが可能となり、迅速なロック解除を実現するのである。

【0069】

〔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（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

【0070】

（ａ）制御ユニット４０の制御形態として、例えば、エンジンＥがアイドリング状態にある場合にロック機構Ｌをロック状態するように制御を行い、このようにロック機構Ｌがロック状態に達した後に、ロック状態を解除する場合に、本発明の構成を利用して迅速なロック解除を実現しても良い。

【0071】

（ｂ）第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２とに作用するスプリングの付勢力を異ならせることで第１ロック部材３１の第１解除回転数を設定する。このように構成することにより第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とに等しい質量の材料を用いることが可能となる。

【0072】

（ｃ）実施形態では、第２ロック部材３２を、第２ロック凹部３６から離脱させる際に、相対回転位相を第２ロック部材３２に作用する剪断力を解消する方向に変位させていたが、これに代えて、剪断力を抑制するための制御を行わず、第２ロック凹部３６に作動油を供給するように制御形態を設定しても良い。

【0073】

つまり、第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱した後には、エンジンＥの回転数が上昇し、作動油の油圧が上昇しているため、ロック制御弁２５の制御により高い油圧を利用して第２ロック部材３２の第２ロック凹部３６からの離脱させるのである。このような制御を行うことにより一層迅速なロック解除を実現する。

【0074】

（ｄ）実施形態のフローチャートで説明したように、回転数が設定数（第１解除回転数以上の値）に達した場合において、第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱したことを確認するため、実施形態の＃０２ステップの処理に代えて、位相検知センサ８の信号を取得するように制御形態を設定しても良い。つまり、第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱した場合には、カム変動トルクの作用によって相対回転位相が決まった範囲で変動する。このような理由から、相対回転位相の変動現象を位相検知センサ８で検知した場合に「離脱」と判定し、次の制御に移行するように制御形態を設定する。

【0075】

このように制御形態を設定することにより、第１ロック部材３１が第１ロック凹部３５から離脱したことを適正に確認でき、この確認の後に、次の制御が実行されるため、ロック機構Ｌのロック解除を確実に行える。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、内燃機関の弁開閉タイミングを設定するため駆動側回転体と従動側回転体とを有し、これらの相対回転位相をロックするロック機構を有する弁開閉時期制御装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0077】

１ クランクシャフト
２ カムシャフト（吸気カムシャフト）
１１ 駆動側回転体（外部ロータ）
１２ 従動側回転体（内部ロータ）
２０ 流体制御部（作動油制御部）
３１ 第１ロック部材
３２ 第２ロック部材
３５ 第１凹部（第１ロック凹部）
３６ 第２凹部（第２ロック凹部）
Ｃａ 進角室
Ｃｂ 遅角室
Ｅ 内燃機関（エンジン）
Ｌ ロック機構
Ｘ 回転軸芯

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】