閥開閉時(shí)期控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及控制與內(nèi)燃機(jī)的曲軸同步旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位的閥開閉時(shí)期控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)(以下稱作“發(fā)動(dòng)機(jī)”)的驅(qū)動(dòng)狀況改變進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉時(shí)期的閥開閉時(shí)期控制裝置被實(shí)用化。該閥開閉時(shí)期控制裝置具有以下機(jī)構(gòu):改變由曲軸驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和與凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位(以下，簡(jiǎn)稱“相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位”)，從而改變響應(yīng)于從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)而開閉的進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉時(shí)期。
[0003]通常，進(jìn)氣閥和排氣閥的最佳開閉時(shí)期根據(jù)例如發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)或車輛的行駛的發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)狀況而不同。在發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)時(shí)，將相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位限制于最滯后角相位和最提前角相位之間的中間鎖定相位，從而將進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉時(shí)期設(shè)定為具有對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)最佳的狀態(tài)。
[0004]JP2013_100836(專利文獻(xiàn)1)公開了具有中間鎖定機(jī)構(gòu)的閥開閉時(shí)期控制裝置，其中在發(fā)動(dòng)機(jī)的停止過程中開閉時(shí)期被限制在中間鎖定相位。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，提前角室和滯后角室二者需要迅速被填充油，在鎖定狀態(tài)下提前角室和滯后角室相互連通，使得供給到提前角室的油經(jīng)由連通路徑也供給到滯后角室。此時(shí)，滯后角室的供給油路向排放部開放，阻礙油填充的流體壓力室內(nèi)的空氣被排放，從而提高了油的填充。
[0005]然而，在專利文獻(xiàn)1中公開的閥開閉時(shí)期控制裝置中，由于當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)提前角室和滯后角室相互連通，同時(shí)提前角室和滯后角室中的一者與排放部連通，因此流體壓力室內(nèi)的油有可能排出。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，流體壓力室中幾乎不殘留有油，因此在該狀態(tài)下將油填充到流體壓力室耗費(fèi)時(shí)間。另外，在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火等使發(fā)動(dòng)機(jī)異常停止時(shí)，在某些情況下難以設(shè)定于鎖定相位。如果流體壓力室沒有被供給充分的油量，容易受到凸輪擺動(dòng)轉(zhuǎn)矩的從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相對(duì)于驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件大幅擺動(dòng)，不僅發(fā)動(dòng)機(jī)不能起動(dòng)，而且，還具有以下顧慮:由于葉片部反復(fù)地接觸裝置內(nèi)部的分隔部，因此將產(chǎn)生噪聲或者驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件將變形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，存在對(duì)構(gòu)成為當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)使相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位穩(wěn)定的閥開閉時(shí)期控制裝置的需求。
[0007]本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種閥開閉時(shí)期控制裝置，包括:驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，其與內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸同步旋轉(zhuǎn)；從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，其與所述驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件同軸地配置在所述驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的內(nèi)側(cè)，并與所述內(nèi)燃機(jī)的閥開閉凸輪軸一體旋轉(zhuǎn)；流體壓力室，其通過分隔在所述驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和所述從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的空間而形成；提前角室和滯后角室，所述提前角室和所述滯后角室通過設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和所述從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的至少一者上的分隔部分隔所述流體壓力室而形成；中間鎖定機(jī)構(gòu)，其能夠通過液壓流體的供給和排放，在鎖定狀態(tài)與解鎖狀態(tài)之間選擇性地切換，在所述鎖定狀態(tài)下，所述從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件相對(duì)于所述驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位被限制在最提前角相位和最滯后角相位之間的中間鎖定相位，在所述解鎖狀態(tài)下，解除對(duì)所述中間鎖定相位的限制；提前角流路，其允許供給至所述提前角室和從所述提前角室排出的所述液壓流體的流通；滯后角流路，其允許供給至所述滯后角室和從所述滯后角室排出的所述液壓流體的流通；控制閥，其具有在供電量為零時(shí)的第一位置和供電時(shí)與所述第一位置不同的第二位置之間移動(dòng)的滑閥；以及相位控制單元，其通過控制對(duì)所述控制閥的供電量來控制所述控制閥并向所述提前角室和所述滯后角室供給液壓流體來改變所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位。當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置時(shí)，液壓流體被設(shè)定為供給到所述提前角室和所述滯后角室一.者。
[0008]在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，能夠向提前角室和滯后角室二者供給液壓流體并在早期階段填充提前角室和滯后角室，由此能夠使閥開閉時(shí)期控制裝置的操作迅速開始。
[0009]在本發(fā)明的該方面中，液壓流體可在所述滑閥從所述第一位置到達(dá)所述第二位置之前被供給到所述提前角流路和所述滯后角流路中的一者。
[0010]在該結(jié)構(gòu)中，容易使相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向提前角方向和滯后角方向中的任一方向移位。
[0011 ] 在本發(fā)明的一個(gè)方面中，當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置時(shí)，所述中間鎖定機(jī)構(gòu)可進(jìn)入鎖定狀態(tài)，且所述液壓流體可被供給到所述提前角室和所述滯后角室中的一者并可從所述提前角室和所述滯后角室中的另一者排出，以及，當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的另一位置時(shí)，所述中間鎖定機(jī)構(gòu)可進(jìn)入鎖定狀態(tài)，且所述液壓流體可被供給到所述提前角室和所述滯后角室二者。
[0012]在該結(jié)構(gòu)中，在滑閥配置在第一位置和第二位置中的一個(gè)位置的情況下，中間鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，液壓流體被供給到提前角室和滯后角室中的一者。另外，在滑閥配置在第一位置和第二位置中的另一位置的情況下，中間鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖定狀態(tài)，液壓流體被供給到提前角室和滯后角室二者。
[0013]在本發(fā)明的該方面中，當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的一者時(shí)，所述提前角室和所述滯后角室可經(jīng)由形成在所述滑閥上的連通路徑相互連通，因此所述液壓流體的一部分被供給到所述提前角室和所述滯后角室中的一者，所述液壓流體的一部分經(jīng)由所述連通路徑被供給到所述提前角室和所述滯后角室中的另一者。
[0014]滑閥配置在所述第一位置或第二位置，由此，例如，液壓流體的一部分被供給到提前角室，液壓流體的一部分經(jīng)由連通路徑被供給到滯后角室。以這種方式，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)，能夠在早期階段將液壓流體填充到提前角室和滯后角室，并且能夠在緊接于內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)之后迅速開始閥開閉時(shí)期控制裝置的操作。
[0015]在本發(fā)明的該方面中，所述閥開閉時(shí)期控制裝置可還包括相位設(shè)定機(jī)構(gòu)，其使所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向所述中間鎖定相位移位。所述相位設(shè)定機(jī)構(gòu)可具有當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置時(shí)允許液壓流體的一部分從所述提前角流路和所述滯后角流路中的一者流出的流路。
[0016]例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)中間鎖定機(jī)構(gòu)未進(jìn)入鎖定狀態(tài)，并且相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位被維持在滯后角。即使在該狀態(tài)下，在下一次起動(dòng)時(shí)，通過將滑閥配置在第一位置或第二位置，由此使液壓流體從滯后角流路流出，從而容易使相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向提前角方向移位，并使中間鎖定機(jī)構(gòu)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0017]在本發(fā)明的該方面中，閥開閉時(shí)期控制裝置可還包括使所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向所述中間鎖定相位移位的相位設(shè)定機(jī)構(gòu)。所述相位設(shè)定機(jī)構(gòu)可具有當(dāng)所述滑閥配置在所述第一位置和所述第二位置中的一個(gè)位置時(shí)使向所述提前角流路供給的液壓流體的流量不同于向所述滯后角流路供給的液壓流體的流量的流路結(jié)構(gòu)。
[0018]例如，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)，中間鎖定機(jī)構(gòu)未進(jìn)入鎖定狀態(tài)，相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位被維持在滯后角。即使在該狀態(tài)下，在下一次起動(dòng)時(shí)，通過將滑閥配置在第一位置或第二位置，由此通過液壓流體的流量差使相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向提前角方向移位，從而中間鎖定機(jī)構(gòu)能夠容易進(jìn)入鎖定狀態(tài)。
[0019]在本發(fā)明的該方面中，閥開閉時(shí)期控制裝置可還包括使所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位向所述中間鎖定相位移位的相位設(shè)定機(jī)構(gòu)。所述相位設(shè)定機(jī)構(gòu)可設(shè)有彈簧，該彈簧的偏置力的大小大于由所述凸輪軸的擺動(dòng)轉(zhuǎn)矩計(jì)算出的平均轉(zhuǎn)矩，并且該彈簧使偏置力作用而使所述相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位從最滯后角相位向所述中間鎖定相位移位。
[0020]在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止和起動(dòng)時(shí)，液壓流體未被充分供給到提前角室和滯后角室。即使在中間鎖定機(jī)構(gòu)未進(jìn)入鎖定狀態(tài)的情況下，相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位通過來自凸輪軸的反作用力和彈簧的偏置力也容易移位到鎖定相位。因此，由于當(dāng)內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位大致設(shè)定于中間相位，因此內(nèi)燃機(jī)的下一次起動(dòng)穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的上述的和附加的特征和特性通過下面參照附圖的詳細(xì)說明將變得更明顯。
[0022]圖1是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的閥開閉時(shí)期控制裝置的結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖；
[0023]圖2是沿圖1的線I1-1I截取的剖視圖；
[0024]圖3示出0CV的位置和液壓油的供給和排放方式；
[0025]圖4是示出PA1中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0026]圖5是示出PA2中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0027]圖6是示出PL中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0028]圖7是示出PB2中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0029]圖8是示出PB1中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0030]圖9示出根據(jù)第二實(shí)施方式的0CV的位置和液壓油的供給和排放方式；
[0031]圖10是示出PB1中0CV的操作狀態(tài)的放大剖視圖；
[0032]圖11是示出根據(jù)第三實(shí)施方式的閥開閉時(shí)期控制裝置的剖面和控制系統(tǒng)的示圖；
[0033]圖12是沿圖11的XI1-XII截取的剖視圖；
[0034]圖13是示出最滯后角相位下的扭力彈簧的狀態(tài)的剖視圖；
[0035]圖14是示出中間鎖定相位下的扭力彈簧的狀態(tài)的剖視圖；
[0036]圖15是示出最提前角相位下的扭力彈簧的狀態(tài)的剖視圖；
[0037]圖16是示出滑閥處于鎖定起始位置的控制閥的剖視圖；
[0038]圖17是示出滑閥處于轉(zhuǎn)移位置的控制閥的剖視圖；
[0039]圖18是示出滑閥處于提前角位置的控制閥的剖視圖；
[0040]圖19是示出滑閥處于中立位置的控制閥的剖視圖；
[0041]圖20是示出滑閥處于滯后角位置的控制閥的剖視圖；
[0042]圖21是示出控制閥的供給和排放之間的關(guān)系的示圖；
[0043]圖22是示出根據(jù)變形例的控制閥的供給和排放之間的關(guān)系的示圖；
[0044]圖23是示出相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位和彈簧力之間的關(guān)系的示圖；
[0045]圖24是示出根據(jù)變形例的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位和彈簧力之間的關(guān)系的示圖；
[0046]圖25是示出發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制期間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位的變化等的示意圖；
[0047]圖26是示出根據(jù)變形例的、發(fā)動(dòng)機(jī)停止控制期間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位的變化等的示意圖；
[0048]圖27是示出發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制期間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位的變化等的示意圖；
[0049]圖28是示出在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制期間處于轉(zhuǎn)移位置的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位的變化的示意圖；
[0050]圖29是示出根據(jù)第四實(shí)施方式滑閥設(shè)置于第一滯后角位置的控制閥的剖視圖；
[0051]圖30是示出滑閥處于第二滯后角位置的控制閥的剖視圖；
[0052]圖31是示出滑閥處于中立位置的控制閥的剖視圖；
[0053]圖32是示出滑閥處于第二提前角位置的控制閥的剖視圖；
[0054]圖33是示出滑閥處于第一提前角位置的控制閥的剖視圖；
[0055]圖34是示出滑閥處于提前角保持位置的控制閥的剖視圖；
[0056]圖35是示出控制閥的供給和排放之間的關(guān)系的示圖；
[0057]圖36是根據(jù)另一實(shí)施方式(a)的控制閥的供給和排放之間的關(guān)系的示圖；
[0058]以及
[0059]圖37是示出根據(jù)又一實(shí)施方式(b)的控制閥的供給和排放之間的關(guān)系的示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]以下，將基于附圖對(duì)本文公開的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0061]第一實(shí)施方式
[0062]以下，基于附圖將詳細(xì)說明將本發(fā)明應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)(以下，簡(jiǎn)稱“發(fā)動(dòng)機(jī)”)中的進(jìn)氣閥側(cè)的閥開閉時(shí)期控制裝置所實(shí)現(xiàn)的第一實(shí)施方式。在以下的實(shí)施方式的說明中，發(fā)動(dòng)機(jī)E是內(nèi)燃機(jī)的示例。
[0063]整體結(jié)構(gòu)
[0064]如圖1所示，閥開閉時(shí)期控制裝置10包括:與曲軸C同步旋轉(zhuǎn)的殼體1 ;與殼體1的軸心X同軸地配置在殼體1的內(nèi)側(cè)并與發(fā)動(dòng)機(jī)E的閥開閉用的凸輪軸101 —體旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部轉(zhuǎn)子2。凸輪軸101是指控制發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣閥103的開閉的凸輪104、并與內(nèi)部轉(zhuǎn)子2和固定螺栓5同步旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸。凸輪軸101可旋轉(zhuǎn)地組裝到發(fā)動(dòng)機(jī)E的缸蓋。曲軸C是驅(qū)動(dòng)軸的示例，殼體1是驅(qū)動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的示例，以及內(nèi)部轉(zhuǎn)子2是從動(dòng)側(cè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的示例。
[0065]在固定螺栓5的靠近凸輪軸101的一側(cè)的端部形成外螺紋5b。在殼體1和內(nèi)部轉(zhuǎn)子2的組裝狀態(tài)下將固定螺栓5插入到中心，并將固定螺栓5的外螺紋5b和凸輪軸101的內(nèi)螺紋101a螺合在一起。以這種方式，固定螺栓5被固定到凸輪軸101，并且內(nèi)部轉(zhuǎn)子2和凸輪軸101也被固定。
[0066]殼體1通過使用緊固螺栓16組裝配置在與連接凸輪軸101的一側(cè)的相反側(cè)的前板11、配置在內(nèi)部轉(zhuǎn)子2的外側(cè)的外部轉(zhuǎn)子12、以及與正時(shí)鏈輪15 —體設(shè)置并配置在連接凸輪軸101的一側(cè)的后板13而構(gòu)成。內(nèi)部轉(zhuǎn)子2被容納在殼體1內(nèi)，并且在內(nèi)部轉(zhuǎn)子2和外部轉(zhuǎn)子12之間形成下述的流體壓力室4。內(nèi)部轉(zhuǎn)子2和外部轉(zhuǎn)子12構(gòu)成為可圍繞軸心X相對(duì)旋轉(zhuǎn)。正時(shí)鏈輪15可以不設(shè)置在后板13上，而可設(shè)置在外部轉(zhuǎn)子12的外周部上。
[0067]配置在殼體1和凸輪軸101之間的扭力彈簧70使偏置力圍繞軸心X作用于旋轉(zhuǎn)方向S，并用作相位設(shè)定機(jī)構(gòu)。扭力彈簧70使偏置力作用于內(nèi)部轉(zhuǎn)子2相對(duì)于殼體1的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位(以下，簡(jiǎn)稱作“相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位”)的整個(gè)區(qū)域。扭力彈簧70例如可構(gòu)成為使偏置力在相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位處于最滯后角的狀態(tài)作用到相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位達(dá)到提前角側(cè)的預(yù)定的相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位(根據(jù)本實(shí)施方式，下述的中間鎖定相位)的狀態(tài)，并且使偏置力不作用于相對(duì)旋轉(zhuǎn)相位比預(yù)定旋轉(zhuǎn)相位更靠近提前角側(cè)的區(qū)域。扭力彈簧70可配置在殼體1和內(nèi)部轉(zhuǎn)子2之間。
[0068]當(dāng)曲軸C旋轉(zhuǎn)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由動(dòng)力傳遞構(gòu)件102傳遞到正時(shí)鏈輪15，殼體1被驅(qū)動(dòng)沿著圖2所示的旋轉(zhuǎn)方向S旋轉(zhuǎn)。響應(yīng)于殼體1的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，內(nèi)部轉(zhuǎn)子2沿著旋轉(zhuǎn)方向S可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)而使凸輪軸101旋轉(zhuǎn)，并且設(shè)置在凸輪軸101上的凸輪104下壓發(fā)動(dòng)機(jī)E的進(jìn)氣閥103并且閥打開。
[0069]如圖2所示，在外部轉(zhuǎn)子12上形成沿著徑向向內(nèi)側(cè)突出的三個(gè)突出部14，并在內(nèi)部轉(zhuǎn)子2的外周面上形成三個(gè)葉片21。以這種方式，在內(nèi)部轉(zhuǎn)子2和外部轉(zhuǎn)子12之間形成流體壓力室4，并形成提前角室41和滯后角