机油压力控制装置的制作方法

专利名称：机油压力控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机油压力控制装置。
背景技术：
JP2009-299573A(下文称为专利文献1)中披露了一种周知的机油压力控制装置。 专利文献1中所披露的机油压力控制装置包括控制装置(即气门正时控制装置)和发动机润滑装置。控制装置包括受发动机转动驱动以排出机油的泵(即油泵)、与曲轴同步转动的驱动侧转动件(即外转子)、以及与驱动侧转动件共轴方式布置以与凸轮轴同步方式转动的从动侧转动件(即内转子)，并且，控制装置通过供给及排出机油，改变从动侧转动件相对于驱动侧转动件的相对转动相位，从而控制开闭气门的正时。发动机润滑装置构造成，通过施加泵所供给的机油，来润滑发动机的各部分。专利文献1中所披露的机油压力控制装置包括定压阀(priority valve)，定压阀限制从泵到发动机润滑装置的机油流量，以及，当施加至控制装置的液压较低时，定压阀优先将机油从泵供给至气门正时控制装置。因此，当泵的转速较低时，优先保证施加至气门正时控制装置的液压，以及，在没有采用电动泵用以辅助泵运转的情况下，使气门正时控制装置可以适当地操作。尽管如此，在这些情况下，专利文献1中所披露的机油压力控制装置用机油开关阀(即开闭阀)控制定压阀，机油开关阀构造成响应于发动机的驱动状态进行操作，以选择性地向增压机构供给机油。据此，如果将专利文献1中所披露的机油压力控制装置实际安装于车辆，会增加制造成本。因此，需要一种机油压力控制装置，在没有机油开关阀的情况下，根据驱动动力源的驱动状态来控制机油压力。

发明内容
考虑到所述内容，本发明提供了一种机油压力控制装置，包括泵，其受驱动动力源的转动而驱动，用于排出机油；控制装置，其包括与曲轴同步方式转动的驱动侧转动件、 以及与驱动侧转动件共轴方式布置并与凸轮轴同步方式转动的从动侧转动件，通过供给或排出机油，使从动侧转动件相对于驱动侧转动件的相对转动相位移置，控制装置控制气门的开闭正时；控制阀机构，其经由第一流路与泵相连通，并经由第二流路与控制装置相连通，控制阀机构用于控制对控制装置的机油供给及机油排出；第三流路，其从第一流路分支，以便向控制装置之外的预定部分供给机油；以及，流路面积调节机构，其包括可动部件， 可动部件设置在第三流路，并包括用于调节第三流路的流路面积的开口，通过施加第三流路的液压，使可动部件向增大流路面积一侧偏置。流路面积调节机构与从第二流路分支的第四流路相连通，以及，独立于第三流路的液压，通过向可动部件施加第四流路的液压，流路面积调节机构使可动部件向增大流路面积一侧偏置。根据本发明的另一方面，第三流路与位置比控制阀机构更靠近于泵的第一流路相连接，第三流路用于向控制装置(控制相对转动相位的移置)之外的预定部分也就是向移动部件7供给机油作为润滑液体，以及，在第三流路上设置可动部件，可动部件构造成借助于第三流路的液压调节第三流路的流路面积。此外，响应于第三流路的液压增大，可动部件增大第三流路的流路面积。据此，当响应于发动机转速增大使泵排出压力增大时，增大第三流路的开口度，从而向控制装置之外的预定部分供给适量机油。第四流路将第二流路与流路面积调节机构连接，第二流路位置比控制阀机构更靠近于控制装置，流路面积调节机构构造成，通过施加第三流路机油压力之外的机油压力，使可动部件朝使第三流路的流路面积增大一侧偏置。因为控制阀机构构造成，控制从泵输出的机油向控制装置的供给、以及机油从控制装置的排出，使第四流路的机油供给状态呈现为响应于控制阀机构的控制而确定，也就是，响应于控制装置的操作而确定。换而言之，除了借助于在第三流路中流动的机油液压调节第三流路的流路面积之外，还通过操作控制阀机构来改变第二流路中的液压，对第三流路的流路面积进行调节。例如，当向控制装置之外的预定部分供给机油时，通常，响应于发动机转速的增大，需要增加供给的机油量。根据本发明的构造，与控制装置之外的预定部分相连接的第三流路紧接在泵之后分支，以响应于第三流路液压的增大而增大流路面积。因为使泵的转速和发动机的转速同步，通过逐渐增大发动机转速，相应地使供至控制装置之外的预定部分的机油量增加。根据本机油压力控制装置，至少在正常运转状态期间，对供至控制装置之外的预定部分的机油量进行适当调节。此外，通过操作控制阀机构，主动减小第三流路的流路面积，从而增大第二流路的液压。例如，需要将机油供至控制装置之外的预定部分时，诸如在刚刚起动发动机之后，通过操作控制阀机构，对要供给机油的部分进行调节。据此，实现本机油压力控制装置，不需要设置用于控制可动部件操作的油控阀，而是根据发动机的驱动状态控制液压。根据本发明的又一方面，第二流路与设置在控制装置和控制阀机构之间的流路相连接。此外，根据本发明的另一方面，第二流路设置用于将从动侧转动件相对于驱动侧转动件的相对转动相位选择性地改变至提前角侧及延迟角侧。此外，根据本发明的又一方面，当控制阀机构设定至最大程度向第二流路供给机油的状态时，可动部件可移动至形成在可动部件上的开口完全打开第三流路的位置。根据本发明，当控制阀机构设定至最大程度向第二流路供给机油的状态时，将原本应该供至控制装置的机油供给至第四流路而施加于可动部件，从而，无论施加于可动部件的第三流路液压等级如何，使第三流路完全打开。据此，采用简单控制，即可将适量机油供给至控制装置之外的预定部分。根据本发明的又一方面，当机油温度低于预定第一设定温度时，使控制阀机构维持在最大程度向第二流路供给机油的状态。根据本发明，例如，在刚刚起动发动机之后，发动机转速较低，且机油温度较低。此外，当机油温度较低时，机油粘度较高，机油循环性能较低。因为在刚刚起动发动机之后发动机本体温度较低，且进气温度较低，不需要使控制装置操作。也就是，在刚刚起动发动机之后，尽管控制装置不需要大量液压，但控制装置之外的预定部分需要机油用于润滑。然而，因为在刚刚起动发动机之后机油的循环性能较低，仅仅借助于第三流路的液压不能使可动部件迅速移动，因此，不能打开第三流路。然而，根据本发明，通过将控制阀机构维持在最大程度向第二流路供给机油的状态，无论施加至可动部件的第三流路液压等级如何，可动部件都完全打开第三流路，因此， 将机油优先供至控制装置之外的预定部分。另一方面，当通过发动机的暖机运转使机油温度升高至一定程度时，控制阀机构开始操作，以便操作控制装置。当控制阀机构操作以便操作控制装置时，使施加至流路面积调节机构的第四流路液压减小，从而通过可动部件的操作减小第三流路的面积。之后，由第三流路的液压增减，也就是泵的排出压力的增大及减小，直接控制可动部件的操作。据此， 当发动机转速较低且机油压力较低时，通过由可动部件减小第三流路的面积，将机油优先供至控制装置，使供至控制装置的液压增大，从而稳定地开始对控制装置进行控制。当使发动机转速增大时，可动部件逐渐打开第三流路，直至最终完全打开第三流路。因此，根据车辆的运转状态，将所需量的机油供至控制装置之外的预定部分。尽管在这种情况下还需要向控制装置供给液压，但因为使泵的输出压力整体增大，将适量机油供至第二流路。根据本发明的机油压力控制装置，响应于发动机的运转状态，基于用于控制气门开闭正时的控制装置的操作，将机油压力控制在适合于发动机运转状态的等级。根据本发明的又一方面，当机油温度高于预定第二设定温度时，使控制阀机构维持在最大程度向第二流路供给机油的状态。例如，如上所述，在刚刚起动发动机之后，机油温度较低，且机油粘度较高。因此， 机油的循环性能较低。另一方面，当完成了发动机的暖机运转时，机油温度较高，且机油粘度较低。因此，在这种情况下，机油的循环性能较高。尽管如此，在控制装置(向其供给机油)对应于机油经由各部件之间小间隙而泄漏的装置(如气门正时控制装置)的情况下，当机油粘度较低时，使从各部件之间的较小间隙泄漏的机油量增加，不能将机油压力有效地施加至控制装置(例如，气门正时控制装置)。在这些情况下操作控制装置(例如，气门正时控制装置)时，为了使控制装置(例如， 气门正时控制装置)动作，同时预期借助于控制装置(例如，气门正时控制装置)提高发动机的燃油消耗效率，需要积极地使泵运转。然而，当由发动机的运转使泵动作时，因为泵的输出压力基于发动机的转速而确定，为了向控制装置(例如，气门正时控制装置)积极地供给机油压力，不得不通过增大泵的尺寸来增加泵的输出压力。也就是，在这种情况下，因为需要用于驱动泵的动力，会进一步降低发动机的燃油消耗效率。根据本发明的机油压力控制装置，当机油温度高于第二设定温度时，将控制阀机构维持在最大程度向第二流路供给机油的状态，以便将相对转动相位固定在期望相位。也就是，当机油温度高于第二设定温度时，不操作控制装置。因此，在这种情况下，不需要积极地运转泵来操作控制装置，这允许泵采用小型泵。根据本发明的又一方面，流路面积调节机构包括筒状阀芯，其具有形成有开口的壁部，并构造成经由开口接纳第三流路的机油；保持架，其为杯状，用于在远离第三流路一侧将阀芯的一个端部可滑动方式保持在其内部；以及，偏置件，其使阀芯压抵保持架的底部。阀芯包括第一压力承受面积，向第一压力承受面积施加来自第三流路的机油压力，以使阀芯在偏置件的偏置方向移动；以及，第二压力承受面积，向第二压力承受面积施加来自第三流路的机油压力，以使阀芯在与偏置件的偏置方向相反的方向移动。第二压力承受面积大于第一压力承受面积。根据本发明的又一方面，流路面积调节机构包括筒状阀芯，其具有形成有开口的壁部，并构造成经由开口接纳第三流路的机油；保持架，其为杯状，用于在远离第三流路一侧将阀芯的一个端部可滑动方式保持在保持架内部；以及，偏置件，其将阀芯压抵保持架的底部。阀芯包括压力承受部，在与保持架底部相分离的方向，向压力承受部施加第三流路的机油压力。在与阀芯相反的一侧，将第四流路的机油压力施加至保持架底部的表面。根据本发明的机油压力控制装置，第三流路的机油经由开口流进筒状阀芯31内部，并向从阀芯31压力承受部减去与端部面积Asl相对应部分所剩下的部分施加供进阀芯 31的机油压力。据此，使阀芯在前移方向偏置以从保持架伸出(即阀芯伸出使得阀芯31 的底面31d与保持架32的底部3 相分离)。也就是，随着来自第三流路的机油压力增大， 使阀芯相对于第三流路进一步伸出，使得开口打开第三流路。此外，在与阀芯相反的一侧，向保持架底部的表面施加第四流路的液压。在与利用第三流路的液压使阀芯移动的方向相同的方向，经由保持架使阀芯移动。因为保持架将阀芯保持在其中，通常，保持架底面的面积限定为大于从阀芯31压力承受部减去与端部面积相对应部分所剩下的部分。第二流路位于第一流路的下游，以及，第二流路的液压总体上低于第一流路的液压。然而，通过向保持架的底面施加第四流路的液压，根据本发明的机油压力控制装置，在液压较低的状态下使保持架和阀芯操作，以便打开第三流路。因此，采用包括简单构造的阀芯、保持架和偏置件的流路面积调节机构，实现了本发明的机油压力控制装置，能够根据发动机的运转状态，适当地控制机油压力。根据本发明的又一方面，流路面积调节机构包括筒状阀芯，其具有形成有开口的壁部，并构造成经由开口接纳第三流路的机油；保持架，其为杯状，用于在远离第三流路一侧将阀芯的一个端部可滑动方式保持在其内部；以及，偏置件，其将阀芯压抵保持架的底部。保持架的底部包括第三压力承受面积，向第三压力承受面积施加第三流路的机油压力，以使保持架在偏置件的偏置方向移动；以及，第四压力承受面积，向第四压力承受面积施加第四流路的机油压力，以使保持架在与偏置件的偏置方向相反的方向移动。偏置件的偏置力与通过向第三压力承受面积施加第三流路的机油压力所产生的力之合力定义为第一压力，通过向第四压力承受面积施加第四流路的机油压力所产生的力定义为第二压力。 响应于从泵所排出机油的机油压力等级，使第一压力与第二压力的大小关系颠倒。


根据下文结合附图进行的详细描述，本发明的上述以及其它的特点和特征将更为明了，其中图1是根据本文所披露实施例的机油压力控制装置的概略图；图2是机油温度低于第一预定温度或高于第二预定温度时机油压力控制装置的剖视图；图3是机油温度处在第一预定温度与第二预定温度之间且发动机转动速度相对较低时机油压力控制装置的剖视图4是机油温度处在第一预定温度与第二预定温度之间且发动机转动速度增大时机油压力控制装置的剖视图；图5是机油温度处在第一预定温度与第二预定温度之间且发动机转动速度相对较高时机油压力控制装置的剖视图；图6A示出阀芯的平面图和纵向剖视图；图6B示出保持架的平面图和纵向剖视图；图7A示出机油温度与油控阀(OCV)通断状态之间的关系；图7B示出当机油温度低于第一预定温度或高于第二预定温度时，发动机转速与各部分的机油压力之间的关系；以及图7C示出当机油温度处在第一预定温度与第二预定温度之间时发动机转速与各部分的机油压力之间的关系。
具体实施例方式下面，参照

机油压力控制装置的实施例，本机油压力控制装置适用于车辆发动机所用的机油压力控制装置。根据本实施例，设置在进气门处的气门正时控制装置作为控制装置。如图1所示，机油压力控制装置包括泵1，其受发动机转动的驱动；作为控制装置的气门正时控制装置(VVT) 2，其通过供给或排出机油使从动侧转动件相对于驱动侧转动件的相对转动相位改变；以及，作为控制阀机构的油控阀(0CV)4，其用于控制机油向气门正时控制装置2的供给、和机油从气门正时控制装置2的排出。经由作为第一流路的排出流路11A，使泵1与OCV 4相连接。经由作为第二流路的延迟角流路12B，使气门正时控制装置2与OCV 4相连接。作为第三流路的润滑流路13从排出流路IlA分支，用于向移动部件 7供给机油，机油经由主油路(main gallery)供至移动部件7(即移动部件7作为控制装置之外的预定部分)。流路面积调节机构3设置于润滑流路13，用于调节润滑流路13的流路面积。作为第四流路的操作流路14从延迟角流路12B分支，用于向流路面积调节机构3 供给机油。各流路(第一流路至第四流路)形成于发动机的缸套等处。下面，说明泵1的结构。传送曲轴的转动驱动力，以机械方式驱动泵1，从而排出机油。如图1所示，泵1抽吸储备在油盘Ia中的机油，并将储备的机油排出至排出流路IlA0 油滤5设置在排出流路IlA中，以便滤除滤油网没有滤除的油渣或灰尘等。将经油滤5过滤的机油经由OCV 4供至气门正时控制装置2和移动部件7。移动部件7(即作为控制装置之外的预定部分)所对应的移动部件包括活塞、汽缸、以及曲轴轴承等。从气门正时控制装置2排出的机油经由OCV 4和返回流路IlB返回至油盘la。经由盖件等将供至移动部件7的机油聚集而贮存在油盘Ia中。此外，经由盖件等将从气门正时控制装置2泄漏的机油聚集而贮存在油盘Ia中。下面，说明气门正时控制装置2的构造。如图1所示，气门正时控制装置2包括 壳体21，其作为驱动侧转动件，与发动机曲轴同步方式转动；以及，内转子22，其作为从动侧转动件，与壳体21共轴方式布置，并与凸轮轴101同步方式转动。气门正时控制装置2 包括锁定机构27，锁定机构构造成将内转子22与壳体21的相对转动相位限制在最大延迟角相位。
下面，具体地说明壳体21和内转子22的构造。如图1所示，内转子22装配于凸轮轴101的端部。壳体21包括前板21a，其设置在与凸轮轴101相连接一侧的相反侧；外转子21b，其整体方式包括正时链轮21d ；以及，后板21c，其设置在与凸轮轴101相连接的一侧。外转子21b适配于内转子22的外周。外转子21b和内转子22被前板21a和后板21c 夹在中间。前板21a、外转子21b、以及后板21c用螺栓紧固。当曲轴转动时，将曲轴的转动驱动力经由传动件102传送至正时链轮21d，以使壳体21在图2所示转动方向S转动。响应于壳体21的转动，内转子22在转动方向S转动以使凸轮轴101转动，从而，设置于凸轮轴101的凸轮推动发动机的进气门，以使进气门打开。如图2所示，根据本实施例，外转子21b和内转子22形成多个液压室24。如图2所示，在内转子22上形成多个在径向向外伸出的叶片22a。沿转动方向S形成多个叶片22a， 使其彼此隔开，使得各叶片2 定位在各对应液压室M中。由叶片2 沿转动方向S将液压室M分成提前角室2 和延迟角室Mb。如图1和图2所示，在内转子22和凸轮轴101上形成多个提前角室连通路25，各提前角室连通路25构造成与对应提前角室2 相连通。此外，在内转子22和凸轮轴101 上形成多个延迟角室连通路沈，各延迟角室连通路沈构造成与对应延迟角室24b相连通。 如图1所示，提前角室连通路25与和OCV 4相连通的提前角流路12A相连接。延迟角室连通路沈与和OCV 4相连通的延迟角流路12B相连接。如图1所示，扭力弹簧23设置成从内转子22和前板21a伸出。扭力弹簧23使内转子22朝提前角侧偏置，以抵抗在延迟角方向因凸轮扭矩波动所致的平均移置力(平均变位力)。据此，使相对转动相位在提前角方向Sl平稳并迅速地移置或改变。下面，具体地说明锁定机构27的构造。锁定机构27构造成，在刚刚起动发动机后机油压力等级尚未稳定的状态下，通过将壳体21和内转子22维持在预定相对位置，将内转子22相对于壳体21的相对转动相位限制在最大延迟角相位。结果，适当地起动发动机，以及，在起动发动机时或怠速运转期间，内转子22不会因基于凸轮扭矩波动所致的移置力而振抖。如图2所示，锁定机构27包括两个板状锁定件27a和27a、锁定槽27b、以及锁定机构连通路观。锁定槽27b形成于内转子22的外周面，并且在相对转动方向具有预定宽度。 锁定件27a布置在形成于外转子21b上的收容部中，并且构造成在径向朝锁定槽27b伸出或从其缩回。借助于弹簧，使锁定件27a总是在径向向里也就是朝锁定槽27b偏置。锁定机构连通路观将锁定槽27b与提前角室连通路25连接。据此，当向提前角室2 供给机油时，将机油供至锁定槽27b，以及，从提前角室2 排出机油时，从锁定槽27b排出机油。将机油从锁定槽27b排出时，各锁定件27a伸出至锁定槽27b。如图2所示，当两个锁定件27a都伸进锁定槽27b时，各锁定件27a同时与锁定槽27b在周向的对应端相接合。结果，限制内转子22相对于壳体21的相对回转移动，并将相对转动相位限制在最大延迟角相位。将机油供至锁定槽27b时，如图3所示，使锁定件27a、27a从锁定槽27b缩回， 从而取消相对转动相位的限制，因此，如图3所示，内转子22开始转动。下文中，将锁定机构27的相对转动相位限制在最大延迟角相位的状态定义为锁定状态。此外，将锁定状态被取消的状态定义为非锁定状态。下面，详细说明作为控制阀机构的OCV 4的构造。OCV 4是电磁控制式油控阀，并且构造成控制对提前角室连通路25和延迟角室连通路沈的机油供给、机油排出、以及对机油供给量的维持。通过控制所供给的电流量，由电控单元(ECU)6使OCV 4操作。OCV 4构造成允许下列控制向提前角流路12A供给机油并从延迟角流路12B排出机油的控制；从提前角流路12A排出机油并向延迟角流路供给机油的控制；以及，阻断向提前角流路12A和延迟角流路12B供给机油及阻断从中排出机油的控制。“向提前角流路12A供给机油并从延迟角流路12B排出机油的控制”定义为提前角控制。当执行提前角控制时，叶片2 相对于外转子21b在提前角方向Sl转动，从而使相对转动相位朝提前角侧移置。“从提前角流路12A排出机油并向延迟角流路12B供给机油的控制”定义为延迟角控制。当执行延迟角控制时，叶片2 相对于外转子21b在延迟角方向S2(参见图2、转动，从而使相对转动相位朝延迟角侧移置。当对提前角流路12A和延迟角流路12B的机油供给及机油排出进行限制或阻断的控制时，使相对转动相位维持在期望相位。当向OCV 4供电(即接通)时，建立可以执行提前角控制的状态。当停止向OCV 4供电(即断开)时，建立可以执行延迟角控制的状态。OCV 4构造成，通过调节供至电磁螺线管的电力的占空比来设定OCV 4的开度。据此，可以达到对机油供给及机油排出的细微或精细调节。通过如上所述控制OCV 4，向提前角室2 和延迟角室24b供给机油，从提前角室 24a和延迟角室24b排出机油，以及，通过控制OCV 4，维持对提前角室2 和延迟角室24b 的机油供给量及排出量，因此，向叶片2 施加机油压力。据此，使相对转动相位朝提前角方向或延迟角方向移置，或者，使相对转动相位维持在期望位置的相位。下面，参照图2至图5，说明气门正时控制装置2的构造。根据上述构造，在预定范围内，内转子22相对于壳体21绕转动轴线X平滑地转动。壳体21与内转子22相对转动而移置的预定范围，也就是，最大提前角相位与最大延迟角相位之间的相位差，与叶片2 在液压室M内部移置的范围相对应。延迟角室24b容积最大的相位与最大延迟角相位相对应，而提前角室2 容积最大的相位则与最大提前角相位相对应。设置有用于检测发动机曲轴转动角度的曲轴角度传感器、和用于检测凸轮轴101 转动角度的凸轮轴角度传感器。基于曲轴角度传感器和凸轮轴角度传感器的检测结果，ECU 6检测相对转动相位，从而确定相对转动相位的状态。ECU 6包括信号系统，该信号系统用于获得点火开关的通断信息、来自液体温度传感器(用于检测机油温度)的信息等。此外， 将符合发动机驱动状态的最佳相对转动相位的控制信息存储在ECU 6中。基于驱动状态 (例如，发动机转速、冷却剂温度)的信息和上述控制信息，ECU 6控制相对转动相位。如图2所示，由锁定机构27使气门正时控制装置2处于锁定状态。当接通点火开关时，开始起动，且在相对转动相位限制于最大延迟角相位的状态下使发动机起动。然后， 使发动机运转转变至怠速运转及催化剂暖机运转。当完成催化剂暖机并踩下加速踏板时， 向0CV4供电并执行提前角控制，以便使相对转动相位在提前角方向Sl移置。因此，向提前角室2 和锁定槽27b供给机油，以及，如图3所示，使锁定件27a从锁定槽27b缩回，从而建立非锁定状态。在非锁定状态下，可以根据需要使相对转动相位改变，以及，随着机油供至提前角室Ma，使相对转动相位改变至图4和图5中所示的状态。之后，根据发动机负荷和发动机转速，使相对转动相位在最大提前角相位与最大延迟角相位之间改变。因为执行怠速运转，假设发动机即将停机之前的相对转动相位为最大延迟角相位。在这种情况下，至少使位于延迟角侧的锁定件27a伸进锁定槽27b。当操作点火开关使其断开时，内转子22因凸轮扭矩的波动而振抖，位于提前角侧的锁定件27a伸进锁定槽 27b从而建立锁定状态。据此，有利于执行下一次的发动机起动运转。流路面积调节机构3的构造包括阀芯收容部35，其定位成与润滑流路13直交； 以及，保持架收容部36，相对于阀芯收容部35在与润滑流路13相对的一侧，保持架收容部 36从阀芯收容部35以连续方式形成。来自排出流路IlA的机油经由润滑流路13供至阀芯收容部35。在润滑流路13的直交方向，在相对于阀芯收容部35的相对侧，操作流路14与保持架收容部36的端部相连接。流过OCV 4之后在延迟角流路12B中流动的机油，经由操作流路14供至保持架收容部36。如图2所示，阀芯(即作为可动部件)31布置在阀芯收容部35中，阀芯31可沿阀芯收容部35的形状滑动，并且构造成相对于润滑流路13前移或后退。保持架32布置在保持架收容部36中，保持架32可沿保持架收容部36的形状滑动。如图2和图6A、图6B所示，阀芯31是筒状件，其在端部的外周具有凸缘部31c，凸缘31c在径向向外伸出。在阀芯31的筒状壁部上形成两个开口部(即作为开口)31a。开口部31a、31a形成为在与阀芯31滑动方向直交的方向穿透阀芯31。阀芯31壁部的外径与阀芯收容部35的内径为近乎相同的尺寸。保持架32为杯状件，通过沿垂直方向从底部 32a的外周形成壁部而形成保持架32。保持架32的外径大于阀芯31的外径。保持架32 的外径与保持架收容部36的内径为近乎相同的尺寸。保持架32壁部的内径与凸缘部31c 的外径为近乎相同的尺寸。将保持架32适配至阀芯31的外周，从而保持阀芯31的凸缘部 31c而使其适配在保持架32中。作为偏置件的弹簧34设置在阀芯31的壁部与保持架32 的壁部之间，以及，将C形环33适配在形成于保持架32壁部内周面上的槽中，以便借助于 C形环33的底面和凸缘部31c的顶面来压缩弹簧34。据此，阀芯31与保持架32在相互滑动时相对移动。此外，利用弹簧34，使阀芯31和保持架32在这样的方向偏置，使得阀芯31 的底面31d压抵保持架32的内底面32b。换而言之，使阀芯31和保持架32偏置，以使其不会互相分离。在阀芯31和保持架32互相装配的状态下，将阀芯31和保持架32布置在阀芯收容部35和保持架收容部36内，使得开口部31a总是允许润滑流路13的上游侧与下游侧之间相连通。润滑流路13中的机油经由开口部31a进入阀芯31，因而向阀芯31和保持架32 施加润滑流路13的液压。因为允许操作流路14中的机油流进保持架收容部36，操作流路 14中的液压也选择性地施加至保持架32。通过施加于润滑流路13中的液压，使阀芯31相对于润滑流路13前移或后退。阀芯31的开口部31a、顶端部31b和底面31d在使阀芯31前移或后退的方向承受液压。因为开口部31a在阀芯31前移方向和后退方向两个方向都承受压力，在开口部31a处施加的液压相抵消。此外，因为作为第二压力承受面积的凸缘部面积As2大于作为第一压力承受面积的端部面积Asl，如图6(图6A)所示，阀芯31承受两个力作用在前移方向的力(即下文称为力Fs)，其通过“(润滑流路13中的液压)* (凸缘部面积As2-端部面积Asl)，，计算得出；以及，弹簧34在后退方向的偏置力(偏压力)(即下文称为偏置力Fp)。也就是，从底面31d中减去与端部面积Asl相对应部分所剩余的部分作为压力承受部。随着润滑流路 13中液压的增大，当力Fs超过偏置力Fp时，阀芯31开始在前移方向移动。当发动机停止且泵1不运转时，保持架32不操作，以及，如图3所示，阀芯31因其自重连同保持架32 — 起从润滑流路13后退。因此，通过施加润滑流路13中的液压，可以使阀芯31滑动，从如图3中所示的底面31d接触内底面32b的状态，到如图5中所示的端部31b与阀芯收容部35中定位在保持架收容部36相对侧的端面相接触的状态。开口部31a的面积小于润滑流路13的截面面积。 因此，当整个开口部31a正对润滑流路13时，润滑流路13的流路面积为最大(即润滑流路13完全打开)。如图3所示，当使阀芯31最大程度从润滑流路13后退时，润滑流路13 的面积为最小。当从图3所示状态前推阀芯31使其相对于润滑流路13进一步伸出而成为图4所示状态时，润滑流路13的流路面积增大。当阀芯31进一步前移而相对于润滑流路 13进一步伸出，使得开口部31a的底端位置与润滑流路13的底端位置相对应，此时，润滑流路13的流路面积呈现最大(即润滑流路13完全打开)。即使阀芯31进一步前移而相对于润滑流路13进一步伸出，开口部31a也不会减小润滑流路13的流路面积，从而维持润滑流路13的完全打开状态。如图5所示，在使阀芯31相对于润滑流路13伸出达到最大的状态下，开口部31a的顶端位置与润滑流路13的顶端位置大致对应。利用操作流路14的液压和润滑流路13的液压，使保持架32在保持架收容部36 内滑动。如图6(图6B)所示，保持架32承受以下三个力的作用指向后退方向的力(即 下文称为力Frl)，其通过将润滑流路13的液压乘以作为第三压力承受面积的保持架32底部内侧面积Arl (即“(润滑流路13的液压)*(保持架32底部内侧面积Arl) ”)计算得出；指向阀芯31前移方向的力(即下文称为力Fr2)，其通过将操作流路14的液压乘以作为第四压力承受面积的底部外侧面积Ar2(即“(操作流路14的液压)*(底部外侧面积 Ar2)”)计算得出；以及，偏置力Fp，其指向阀芯31的前移方向。也就是，在阀芯的相对侧， 底部32a的外底面32c作为保持架32底部的表面。在这种情况下，由于通道中阻力所致的摩擦损失，按照在操作流路14中流动之前由机油流过OCV 4导致的摩擦损失所确定的程度，使操作流路14的液压等级呈现为总是低于润滑流路13的液压。然而，根据本实施例的构造，限定底部内侧面积Arl和底部外侧面积Ar2，使得当泵1的排出压力较低且液压等级总体较低时，力Fr2与偏置力Fp的合力呈现为大于力Frl。例如，根据本实施例，基于发动机暖机运转期间泵1的排出压力，限定底部内侧面积Arl和底部外侧面积Ar2。据此，当某一时刻发动机的转速低于暖机运转期间的发动机转速时，如图2所示，保持架32朝润滑流路13移动。在这种情况下，保持架32的底部 32a与阀芯31的凸缘部31c相接合，使阀芯31前移，从而相对于润滑流路13进一步伸出。 当某一时刻转速呈现高于暖机运转期间的发动机转速时，使力Frl呈现为大于力Fr2与偏置力Fp的合力，以及，如图3和图5中所示，保持架32朝操作流路14移动。当不向操作流路14供给机油，也就是，当在提前角控制下控制OCV 4时，如图3和图5所示，保持架32朝操作流路14移动。因此，通过施加润滑流路13的液压、或者通过施加润滑流路13的液压和操作流路 14的液压，可以使保持架32滑动，从如图5所示的外底面32c与保持架收容部36中位于阀芯收容部35相对侧的端面相接触的状态，至如图2所示的端部与阀芯收容部35和保持架收容部36之间的阶状面相接触的状态。如图6A和图6B所示，在阀芯31的顶端部31b和底面31d上形成多个凸部，作为间隔部31e。此外，在保持架32的外底面32c上形成多个凸部，作为间隔部32d。因此，如图2和图3中所示，在阀芯收容部35与顶端部31b之间、在底部3 与凸缘部31c之间、以及在保持架收容部36与底部3 之间，形成最小间隙。据此，机油平滑地流进各最小间隙， 使得液压可靠地施加至各部分。下面，参照附图的图示，说明本机油压力控制装置的操作。图7A至图7C中的“II”、 “III”、“IV”和“V”分别表示与图2、图3、图4和图5中所示状态相对应的机油压力控制装置的操作状态。在刚刚起动发动机之后，不需要操作气门正时控制装置2，因此，不要求液压。另一方面，移动部件7需要机油作为润滑液来开始操作。当机油温度低于预定的第一设定温度Tl时，如图7A所示，不激励(断开)0CV 4。也就是，使OCV 4保持在用于延迟角控制的状态，使延迟角流路12B与排出流路IlA相连接，并使提前角流路12A与返回流路IlB相连接。之后，即使在上述状态下起动开始、且发动机运转的暖机开始，在发动机刚刚起动之后， 发动机转速和机油温度都较低。据此，因为排出流路IlA的液压较低，以及润滑流路13的液压较低，润滑流路13的液压不会使阀芯31动作。然而，另一方面，不考虑气门正时控制装置2的锁定状态，向延迟角室24b供给机油，并使延迟角流路12B的液压增大。经由操作流路14将具有增大液压的机油供至保持架收容部36，以及，如图2所示，保持架32推动阀芯31，以使阀芯31相对于润滑流路13进一步伸出。因此，润滑流路13完全打开(即使润滑流路13的流路面积呈现为最大)，并优先将机油供至移动部件7。泵1的机油排出压力、供至气门正时控制装置2的液压、以及供至移动部件7的液压之间的关系示于图7B中。如图7B所示，供至气门正时控制装置2的液压和供至移动部件7的液压，随着泵1的机油排出压力的增大而增大。在由于机油温度升高到高于第一设定温度Tl从而完成暖机运转之后，当操作者踩踏加速踏板时，激励(接通)OCV 4，并使控制状态转变至提前角控制状态。因此，为了稳定地开始气门正时控制装置2的操作，需要液压。然而，因为OCV 4处于提前角控制状态， 在这种情况下，使提前角流路12A与排出流路IlA相连接，并使延迟角流路12B与返回流路IlB相连接。据此，与保持架32相连接的操作流路14的液压突然下降。结果，仅润滑流路13的液压施加至底部32a，以及，如图3所示，保持架32朝操作流路14移动。在这种情况下，经由弹簧34使阀芯31与保持架32 —起移动，从润滑流路13后退，以减小润滑流路13的流路面积。如前所述，即使机油温度升高，发动机转速较低且泵1的机油排出压力仍较低，在这种情况下，优先将机油供至气门正时控制装置2。当机油温度升高时，机油粘度降低，从而允许机油易于从各部分的间隙泄漏，因此液压降低。此外，当发动机转速降低时液压下降。因此，由于通过利用阀芯31减小润滑流路13的流路面积，供至气门正时控制装置2的机油量增加，导致供至气门正时控制装置2的液压增大，即使在这种情况下，因为较低的发动机转速和机油温度的升高，供至气门正时控制装置2的液压增大呈现为适当等级。据此，将适当等级的液压施加至气门正时控制装置2。之后，随着发动机转速增大，使泵1的机油排出压力增大，从而增大润滑流路13的液压，以及，阀芯31逐渐打开润滑流路13，从图3所示的状态到图4所示的状态，再到图5 所示的状态，最终使得润滑流路13完全打开。据此，响应于发动机转速的增加，将机油适当地供至需要大量润滑液体的移动部件7。尽管当发动机转速增大时需要将较高等级的液压供至气门正时控制装置2，但因为泵1的机油排出压力整体增大，仍会将适量的机油供至气门正时控制装置2。之后，即使在执行延迟角控制并将机油供至容纳保持架32的保持架收容部36之后，液压仍增大，使力Frl呈现为大于力Fr2与偏置力Fp的合力。据此，将保持架 32的位置维持在操作流路14所在一侧。换而言之，当机油温度高于第一设定温度Tl时，保持架32不起作用，以及，响应于仅仅来自润滑流路13的液压增大或降低，使阀芯31动作， 以便调节润滑流路13的流路面积。在图3至图5所示时刻，泵1的机油排出压力、供至气门正时控制装置2的液压、 以及供至移动部件7的液压之间的关系示于图7C中。在图3所示的状态III下使机油压力控制装置操作时，因为润滑流路13的面积减小，使移动部件7的液压上升率减小，并使气门正时控制装置2的液压上升率增大。在阀芯31开始前移而相对于润滑流路13进一步伸出的图4所示状态IV下，当使机油压力控制装置操作时，因为润滑流路13的流路面积开始增大，使移动部件7的液压上升率增大，并使气门正时控制装置2的液压上升率减小。在阀芯31相对于润滑流路13伸出至最大的图5所示状态V下，当使机油压力控制装置操作时， 因为润滑流路13完全打开，移动部件7的液压和气门正时控制装置2的液压二者都随泵1 的机油排出压力增大而增大。气门正时控制装置2在各部件之间包括微小间隙。特别地，当机油的粘度较低时， 机油可能经由微小间隙泄漏。当机油泄漏时，不能将液压有效地施加至气门正时控制装置 2，以及，气门正时控制装置2对相对转动相位的移置也无法迅速操作。在这种情况下，一方面，期望借助于气门正时控制装置2提高发动机燃油效率，然而，另一方面，又不得不使泵1 积极地运转来操作气门正时控制装置2，这又劣化了发动机的燃油效率。因此，当机油温度进一步升高到高于第二设定温度T2且机油粘度呈现为较低时， 如图7A所示，不激励(断开)0CV 4。也就是，使OCV 4维持在延迟角控制状态，此时，使延迟角流路12B与排出流路IlA相连接，并使提前角流路12A与返回流路IlB相连接。结果， 相对转动相位呈现为最大延迟角相位，并由锁定机构27建立锁定状态。当机油温度呈现为高于第二设定温度T2时，停止气门正时控制装置2的操作，以限制泵1的必需动力。第二设定温度T2定义为高于第一设定温度Tl。例如，第一设定温度Tl可以定义为55°C至65°C，以及，第二设定温度T2可以定义为100°C至110°C。下面说明变化例。第一，根据上述实施例，气门正时控制装置2控制进气门的开闭正时。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。例如，气门正时控制装置可以控制排气门的开闭正时。第二，根据上述实施例，锁定机构27将相对转动相位限制在最大延迟角相位。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。例如，锁定机构可以构造成，将相对转动相位限制在最大延迟角相位与最大提前角相位之间的中间相位，或者，将其限制在最大提前角相位。第三，根据上述实施例，披露了锁定机构27限制相对转动相位的示例。然而，例如，可以应用锁定件构造成在轴线X方向伸出或后退的锁定机构，或者每个锁定槽具有一个锁定件(即一对一的关系)的锁定机构。此外，可以采用没有锁定机构的构造。例如， 可以通过用机油的液压使叶片压抵液压室的端面，限制相对转动相位。第四，根据上述实施例，机油压力控制装置包括使内转子22朝提前角侧偏置的扭力弹簧23。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。例如，可以采用使内转子22朝延迟角侧偏置的扭力弹簧。第五，根据上述实施例，延迟角流路12B作为第二流路。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。例如，当应用排气门所用的气门正时控制装置时，当锁定机构构造成将相对转动相位限制在除最大延迟角相位之外的相位时，当基于凸轮扭矩波动的移置力和扭力弹簧的偏置力之间的关系改变时，或者，当锁定机构的解锁方法改变时，可以使保持架所用的操作流路与提前角流路相连接。此外，也可以使保持架所用的操作流路与提前角流路和延迟角流路二者都相连接。第六，根据上述实施例，当激励OCV 4时，延迟角控制呈现为有效，以及，当停止激励OCV 4时，提前角控制呈现为有效。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。OCV可以构造成，通过激励OCV执行提前角控制，以及，通过停止激励OCV执行延迟角控制。第七，根据上述实施例，开口部31a限定为小于润滑流路13的横截面。然而，机油压力控制装置的构造并不局限于上述实施例。只要可以通过在前移方向和后退方向移动阀芯31来调节润滑流路13的流路面积，开口部31a也可以限定为大于润滑流路13的流路横截面。此外，各通道的横截面结构和开口部31a的结构并不局限于多边形截面或圆形截面等，只要各通道能分别实现其功能即可。本文所披露的机油压力控制装置可以应用于包括气门正时控制装置的发动机。
权利要求
1.一种机油压力控制装置，包括泵(1)，其受驱动动力源转动的驱动，用于排出机油；控制装置0)，其包括与曲轴同步方式转动的驱动侧转动件01)，以及与所述驱动侧转动件共轴方式布置并与凸轮轴(101)同步方式转动的从动侧转动件(22)，通过供给或排出机油，使所述从动侧转动件相对于所述驱动侧转动件的相对转动相位移置，所述控制装置控制气门的开闭正时；控制阀机构G)，其经由第一流路(IlA)与所述泵相连通，并经由第二流路(12B)与所述控制装置相连通，所述控制阀机构用于控制对所述控制装置的机油供给及机油排出；第三流路(13)，其从所述第一流路分支，以便向所述控制装置之外的预定部分(7)供给机油；以及流路面积调节机构(3)，其包括可动部件(31)，所述可动部件设置在所述第三流路并包括用于调节所述第三流路的流路面积的开口(31a)，通过施加所述第三流路的液压，使所述可动部件向增大所述流路面积一侧偏置；其中，所述流路面积调节机构与第四流路(14)相连通，该第四流路(14)从所述第二流路分支，以及，独立于所述第三流路的液压，通过向所述可动部件施加所述第四流路的液压，所述流路面积调节机构使所述可动部件向增大所述流路面积一侧偏置。
2.根据权利要求1所述的机油压力控制装置，其中，所述第二流路设置在所述控制装置⑵与所述控制阀机构⑷之间。
3.根据权利要求1所述的机油压力控制装置，其中，所述第二流路(12B)设置用于，将所述从动侧转动件相对于所述驱动侧转动件的相对转动相位选择性地改变至提前角侧及延迟角侧。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的机油压力控制装置，其中，当所述控制阀机构 (4)设定至最大程度向所述第二流路(12B)供给机油的状态时，所述可动部件(31)能够移动至形成在所述可动部件上的开口完全打开所述第三流路(1 的位置。
5.根据权利要求2至权利要求4中任一项权利要求所述的机油压力控制装置，其中，当机油温度低于预定的第一设定温度(Tl)时，使所述控制阀机构(4)维持在最大程度向所述第二流路(12B)供给机油的状态。
6.根据权利要求2至权利要求4中任一项权利要求所述的机油压力控制装置，其中，当机油温度高于预定的第二设定温度0 时，使所述控制阀机构(4)维持在最大程度向所述第二流路(12B)供给机油的状态。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项权利要求所述的机油压力控制装置，其中，所述流路面积调节机构(3)包括筒状阀芯(31)，其具有形成有开口(31a)的壁部，并构造成经由所述开口(31a)接纳所述第三流路(13)的机油；保持架(32)，其为杯状，用于在远离所述第三流路一侧将所述阀芯的一个端部以可滑动方式保持在该保持架内部；以及，偏置件(34)，其将所述阀芯压抵所述保持架的底部；所述阀芯包括第一压力承受面积(Asl)，向所述第一压力承受面积施加来自所述第三流路的机油压力，以使所述阀芯在所述偏置件的偏置方向移动；以及，第二压力承受面积 (As2，31d)，向所述第二压力承受面积施加来自所述第三流路的机油压力，以使所述阀芯在与所述偏置件的偏置方向相反的方向移动；以及，其中，所述第二压力承受面积大于所述第一压力承受面积。
8.根据权利要求1至权利要求6中任一项权利要求所述的机油压力控制装置，其中， 所述流路面积调节机构(3)包括筒状阀芯(31)，其具有形成有开口(31a)的壁部，并构造成经由所述开口接纳所述第三流路的机油；保持架(32)，其为杯状，用于在远离所述第三流路(1 一侧将所述阀芯的一个端部以可滑动方式保持在该保持架内部；以及，偏置件 (；34)，其将所述阀芯压抵所述保持架的底部；所述阀芯包括压力承受部(31d)，在与所述保持架底部相分离的方向，向所述压力承受部(31d)施加所述第三流路(13)的机油压力；以及，其中，在与所述阀芯相反的一侧，向所述保持架底部的表面(32c)施加所述第四流路(14)的机油压力。
9.根据权利要求1至权利要求6中任一项权利要求所述的机油压力控制装置，其中， 所述流路面积调节机构(3)包括筒状阀芯(31)，其具有形成有开口(31a)的壁部，并构造成经由所述开口接纳所述第三流路的机油；保持架(32)，其为杯状，用于在远离所述第三流路(1 一侧将所述阀芯的一个端部以可滑动方式保持在该保持架内部；以及，偏置件 034)，其将所述阀芯压抵所述保持架的底部；所述保持架的底部包括第三压力承受面积(Arl)，向所述第三压力承受面积施加所述第三流路的机油压力，以使所述保持架在所述偏置件的偏置方向移动；以及，第四压力承受面积(Arf)，向所述第四压力承受面积施加所述第四流路的机油压力，以使所述保持架在与所述偏置件的偏置方向相反的方向移动；所述偏置件的偏置力与通过向所述第三压力承受面积施加所述第三流路的机油压力所产生的力之合力定义为第一压力，通过向所述第四压力承受面积施加所述第四流路的机油压力所产生的力定义为第二压力，以及，其中，响应于从所述泵排出机油的机油压力等级，使所述第一压力与所述第二压力的大小关系颠倒。
全文摘要
本发明公开了一种机油压力控制装置，包括控制阀机构(4)，其经由第一流路(11A)与泵(1)相连通，并经由第二流路(12B)与控制装置(2)相连通；第三流路(13)，其从第一流路分支，以便向控制装置之外的预定部分(7)供给机油；以及，流路面积调节机构(3)，其包括可动部件(31)，可动部件设置在第三流路，并包括开口(31a)，用于调节第三流路的流路面积。流路面积调节机构与从第二流路分支的第四流路(14)相连通，以及，独立于来自第三流路的液压，通过向可动部件施加第四流路的液压，流路面积调节机构使可动部件向增大流路面积一侧偏置。
文档编号F01M1/16GK102200042SQ20111004457
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月24日 优先权日2010年3月23日
发明者宫地永治, 小泽保夫 申请人:爱信精机株式会社