阀定时控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种阀定时控制装置，包括：与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体；从动侧旋转体，其被布置成具有与驱动侧旋转体相同的轴心，且与用于打开和关闭的阀的凸轮轴同步旋转；在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间形成的流体压力室；设置在驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的至少一者中的分隔部；通过分隔部将流体压力室分隔所形成的定时超前室和定时滞后室；锁定机构，其包括锁定构件和凹部；解锁流路，通过该解锁流路，供给至凹部和从凹部排出的工作流体被循环；在解锁流路的中间所布置的阀；和控制阀的操作的控制单元。
【专利说明】阀定时控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及阀定时控制装置，该阀定时控制装置控制从动侧旋转体相对于与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体的相对旋转相位。
【背景技术】
[0002]近年来，在实际使用中使用了根据内燃机(下文也称为发动机)的操作状态能够改变进气阀和排气阀的打开和关闭时刻的阀定时控制装置。阀定时控制装置具有改变进气阀和排气阀的打开和关闭时刻的机构，通过发动机的致动来改变从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的旋转的相对旋转相位，进气阀和排气阀根据从动侧旋转体的旋转而被打开和关闭。
[0003]通常，根据发动机的操作状态，例如，在启动发动机时或者在运行车辆时，打开和关闭进气阀和排气阀的最佳时刻不同。因此，从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的旋转的相对旋转相位被限制到在发动机启动时在最大定时滞后相位和最大定时超前相位之间的给定相位，以由此实现打开和关闭进气阀和排气阀的最佳时刻。阀定时控制装置具有用于将相对旋转相位限制到给定相位的锁定机构。
[0004]就阀定时控制装置中设置的锁定机构而言，例如，在JP2001-317314A(参考文献I)中所公开的锁定机构，在该锁定机构中，被插入外旋转体(相当于本发明的驱动侧旋转体)中的锁定板(相当于本发明的锁定机构)被配置成在内旋转体(相当于本发明的从动侧旋转体)的径向方向上弹出和缩回，且提供了扭力弹簧，该扭力弹簧用于使锁定板偏置从而被推送，使得锁定板的端部被安装到接收沟槽(相当于本发明的凹部)。在该装置中，锁定板的端部被形成朝向端部渐缩的形状，以及接收沟槽的底部被形成朝向背面渐缩的形状，由此方便在锁定板和接收沟槽之间的装配。
[0005]上述锁定机构在锁定状态和解锁状态之间切换，在该锁定状态中，相对旋转相位被限制到给定的相位，以及在该解锁状态中，该限制被解除。通过连接到接收沟槽的流路将操作用油供给和排出到接收沟槽来执行在锁定状态和解锁状态之间的切换，由此允许锁定板弹出到接收沟槽和从接收沟槽缩回。例如，基于温度、旋转速度、发动机的加速器打开程度等，执行从锁定状态到解锁状态之间的切换。
[0006]然而，在参考文献I中所公开的阀定时控制装置中，锁定板在径向方向上从外部被弹出到内部以将其安装到接收沟槽。因此，甚至当扭力弹簧的偏置力作用在锁定状态中的锁定板上时，也存在这样的危险:锁定板意外地从接收沟槽缩回，以及在通过发动机旋转产生的离心力高于偏置力的情况下，该锁定被释放。
[0007]另外，由于锁定板的端部具有渐缩的形状，故在缩回方向上的外力可作用在锁定板上，这是由于在启动发动机的时刻液压不充分的状态下在外旋转体和内旋转体之间产生的间隙。因此，存在这样的危险:即使不产生高于扭力弹簧的偏置力的离心力，锁定板也从接收沟槽缩回，并且该锁定也被释放。
[0008]此外，对于相关技术的阀定时控制装置，锁定板的弹出和缩回方向被设置成平行于凸轮轴的方向。在这样的阀定时控制装置中，锁定板的端部由于磨损被变形成渐缩的形状，或者，端部被提前加工成渐缩的形状以便于弹出接收沟槽和从接收沟槽缩回。此外，在这些阀定时控制装置中，存在这样的危险:由于在启动发动机时在外旋转体和内旋转体之间产生的间隙，故在缩回方向上的分力作用在锁定板上，以及锁定板意外地缩回到解锁状态。
【发明内容】
[0009]为解决上述问题，本发明所述的阀定时控制装置的技术特征为，包括:与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体；从动侧旋转体，其被布置成具有与驱动侧旋转体相同的轴心，且与用于打开和关闭内燃机中的阀的凸轮轴同步旋转；在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间形成的流体压力室；设置在驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的至少一者中的分隔部；通过分隔部将流体压力室分隔所形成的定时超前室和定时滞后室；锁定机构，其具有锁定构件和凹部，所述锁定构件容纳在驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的任一个中且被布置成相对于驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的另一个被弹出和缩回，所述凹部形成在另一个旋转体中以当锁定构件被弹出时被安装，其中，可以在锁定状态(其中，锁定构件被弹出以安装到凹部，由此允许从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位被限制到给定的相位)和解锁状态(其中，锁定构件从凹部缩回以由此释放该限制)之间执行切换；解锁流路，通过该解锁流路，被供给到凹部和从凹部排出的工作流体被循环；在解锁流路的中间所布置的阀，其具有切断模式，在切断模式，没有执行工作流体供给到凹部也没有执行工作流体从凹部的排出；和控制阀的操作的控制单元，其中，在内燃机刚刚启动之后，阀变成切断模式，以由此切断工作流体在解锁流路中的阀和凹部之间的供给和排出。
[0010]内燃机被停止的状态对应于锁定状态，其中，在凹部和解锁流路中不存在工作流体，锁定构件被安装到凹部并且空气主要存在于解锁流路中。此时，锁定构件关闭解锁流路在凹侧上的开口，并且空气主要存在于解锁流路中。当内燃机此后被启动时，控制单元执行关闭阀的控制并且保持锁定状态。在这样的情况中，高于用于使锁定构件偏置在凹部的偏置力的离心力或者由于在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间的间隙产生的在缩回方向上的外力可以作用在锁定构件上。然而，甚至当这样的离心力或外力作用在锁定构件上以使锁定构件被缩回时，锁定构件没有完全被缩回。这是因为，由于在解锁流路中的阀和凹部之间的流路通过阀和锁定构件关闭，并且不仅没有执行工作流体的供给和排出，而且空气也没有进入，因此相对于在缩回方向作用于锁定部件的力的作用，在解锁流路内产生负压，以由此抵消或减小锁定构件上的在缩回方向上的力。
[0011]如上文所述，当阀在内燃机刚刚启动之后允许是切断模式时，如果离心力或缩回方向上的外力作用在锁定构件上，通过在解锁流路中产生的负压，外力被抵消或减小，因此，与控制单元的控制相反地，可以防止锁定构件缩回或者释放锁定状态。
[0012]在阀定时控制装置中，优选地，阀还具有排出模式(其中，工作流体可以从凹部被排出)和供给模式(其中，工作流体可以被供给到凹部)。
[0013]为了提供除了切断模式之外的排出模式和供给模式，改变卷轴的形状是足够的。因此，当与具有排出模式和供给模式的阀被附接作为单独的新部件的情况相比，从部件的占地面积、成本和用于安装的工时中的任意角度来看，排出模式和供给模式被设置在具有切断模式的阀中的情况是有利的。
[0014]在阀定时控制装置中，优选地，锁定构件在径向方向上相对于轴心被弹出和缩回。
[0015]在锁定构件在径向方向上相对于轴心被弹出和缩回这一类型的阀定时控制装置中，在缩回方向上的离心力持续地作用在锁定构件上，同时，内燃机被旋转。此时，当离心力变得高于使锁定构件偏置到凹部的偏置力时，锁定构件可以从凹部缩回到解锁状态。然而，如果高于偏置力的离心力作用在锁定构件上，通过应用上述结构在解锁流路中产生的负压，力被抵消或者减小，因此，与控制单元的控制相反，可以避免锁定构件缩回和释放锁定状态。
[0016]在阀定时控制装置中，优选地，解锁流路独立于定时超前流路和定时滞后流路形成，通过该定时超前流路，供给至定时超前室和从定时超前室排出的工作流体被循环；通过该定时滞后流路，供给至定时滞后室和从定时滞后室排出的工作流体被循环。
[0017]在上述结构中，在内燃机刚刚被启动之后阀关闭，从而切断工作流体供给至解锁流路和从解锁流路排出的同时，能够执行工作流体供给至定时超前室或定时滞后室和从定时超前室或定时滞后室排出。因此，由于工作流体到定时超前室或定时滞后室的供给正好在锁定被释放之前已经完成，因此，从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位可以在锁定被释放之后立即移动。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]结合附图，根据下列详细描述，本发明的前述和另外的特征和特性将变得更加清楚，其中:
[0019]图1是示出内燃控制系统的结构的竖向剖面图，该内燃控制系统包括根据第一实施方式的阀定时控制装置；
[0020]图2是在图1的线I1-1I处截取的剖视图；
[0021]图3是在发动机刚启动之后的锁定机构的放大剖视图；
[0022]图4是示出解锁状态下的锁定机构的放大剖视图；
[0023]图5是示出根据第二实施方式的阀定时控制装置的结构的横向剖面图；
[0024]图6是在发动机刚启动之后的锁定机构的放大剖视图；
[0025]图7是示出解锁状态下的锁定机构的放大剖视图；
[0026]图8是示出根据第三实施方式的阀定时控制装置的结构的横向剖面图；
[0027]图9是在发动机刚启动之后的锁定机构的放大剖视图；和
[0028]图10是示出解锁状态下的锁定机构的放大剖视图。
【具体实施方式】
[0029]第一实施方式
[0030]将结合下图解释本文所公开的第一实施方式。图1示出内燃控制系统的结构，该内燃控制系统包括:阀定时控制装置A，其设定在发动机B (作为内燃机)中的进气阀(未示出)的打开和关闭时刻；以及控制发动机B的发动机控制单元(ECU) 21。ECU21是控制单元的示例。阀定时控制装置A包括:作为与发动机B的曲轴BI同步旋转的驱动侧旋转体的由例如烧结金属或铝合金的金属制成的壳体1，和作为从动侧旋转体的由烧结金属制成的内旋转体2，该从动侧旋转体共轴地被布置在壳体I内并且与用于打开和关闭发动机B的阀的凸轮轴B2同步旋转。
[0031]如图1中所示，前板la、一体地设有定时链轮Ib的后板Ic和装配在它们之间的外旋转体Id通过螺钉等的紧固而被一体地装配到壳体I中。内旋转体2被固定到凸轮轴B2的端部以通过螺栓2a而与凸轮轴B2成为一体，内旋转体2被装配以在固定的角度范围内相对于壳体I相对旋转。凸轮轴B2是用于控制发动机B的进气阀的打开和关闭的凸轮(未示出)的转轴，其被装配到发动机B的气缸盖(未示出)以自由地旋转。壳体I是驱动侧旋转体的示例以及内旋转体2是从动侧旋转体的示例。
[0032]当曲轴BI被旋转地驱动时,旋转驱动力通过动力传输构件B3被传递到定时链轮Ib,以及壳体I沿着图2中的箭头S所示的旋转方向上旋转。通过壳体I的旋转，内旋转体2在旋转方向S上被驱动成转动以使凸轮轴B2旋转，因此，在凸轮轴B2中设置的凸轮打开和关闭发动机B的进气阀。
[0033]如图2中所示，四个流体压力室3被形成在壳体I和内旋转体2之间。流体压力室3被四个突起部4分隔，所述突起部形成为在外旋转体Id的内周边上突伸到径向方向的内侧并且在旋转方向S上具有间隙。尽管流体压力室3的数量在该实施方式中是4个，然而不限于该数量。
[0034]叶片沟槽5a被形成在内旋转体2的面对相应的流体压力室3的外周部，以及形成分隔部的叶片5被附接在这些叶片沟槽5a中，以沿着径向方向滑动。叶片5是分隔部的示例。通过设置在叶片沟槽5a的底部上的弹簧(未示出)，叶片5在径向方向上向外偏置。
[0035]通过叶片5,每个流体压力室3被分隔成定时超前室3a和定时滞后室3b。定时超前室3a和定时滞后室3b被分别连接到在内旋转体2中形成的定时超前流路6a和定时滞后流路6b。设置了流体供给和排出机构7，该流体供给和排出机构用于通过定时超前流路6a和定时滞后流路6b将工作流体(下文称为工作用油)供给到定时超前室3a和定时滞后室3b且从定时超前室3a和定时滞后室3b将工作流体排出。下文将具体描述流体供给和排出机构7。
[0036]如图1中所示，穿过内旋转体2，扭力弹簧2b被设置到前板la。该装置通过扭力弹簧2b的偏置力被偏置，使得在壳体I和内旋转体2之间的相对旋转相位(下文还简单地称为相对旋转相位)将在由箭头SI示出的定时超前方向(在该方向中，定时超前室3a的容量增大)上。扭力弹簧2b可以偏置该装置，使得在壳体I和内旋转体2之间的相对旋转相位将在由箭头S2示出的定时滞后方向(在该方向中，定时滞后室3b的容量增大)上。
[0037]阀定时控制装置A具有锁定机构8，该锁定机构将在壳体I和内旋转体2之间的相对旋转相位限制到最大定时滞后相位(在该相位中，定时滞后室3b的容量将是最大的)。最大定时滞后相位是用于启动发动机B的最佳给定相位或者适于在可以启动发动机B的范围内减小排气的相位。在该实施方式中，最大定时滞后相位是给定相位的示例。
[0038]锁定机构8具有第一锁定部9和切换机构，该切换机构可以在锁定状态和解锁状态之间自由地切换，在该锁定状态中，相对旋转相位被限制到最大定时滞后相位，在该解锁状态中，限制被解除。如图2中所示，通过第一锁定部9的控制以及在叶片5和定时超前室3a的止动件3c之间的邻接实现的控制，通过限制内旋转体2相对于壳体I的相对旋转，锁定机构8将相对旋转相位限制到最大定时滞后相位。第一锁定部9被布置在一个突起部4中。
[0039]第一锁定部9具有容纳在外旋转体Id中形成的第一插入部9a中的板状的第一锁定构件％，以朝向径向方向的内侧弹出和缩回。在该实施方式中，第一锁定构件9b是锁定构件的示例。第一锁定部9还具有在内旋转体2中形成的沟槽形状的第一凹部9c，使得第一锁定构件9b的端部进入。在该实施方式中，第一凹部是凹部的示例。第一锁定部9还具有压缩盘簧9d，该盘簧朝向径向方向的内侧突出和偏置。解锁流路12从底面朝向转轴中心X被形成在第一凹部9c中。
[0040]如图2中所示，将第一凹部9c连通到定时超前室3a的连通流路6c被形成在内旋转体2的外周面上。因此，为了解除锁定而通过解锁流路12供给到第一凹部9c的工作用油，进一步通过连通流路6c被供给到定时超前室3a。也就是说，解锁流路12与一个定时超前流路6a被共同使用。
[0041]在第一锁定部9中，当在工作用油通过解锁流路12从第一凹部9c被排出的状态中通过壳体I和内旋转体2的相对旋转，第一锁定构件9b面对第一凹部9c时，也就是说，当相对旋转相位到达最大定时滞后相位时，第一锁定构件9b由于压缩盘簧9d的偏置力而进入第一凹部9c。
[0042]如图2和图3中所示，第一锁定构件9b进入第一凹部9c以及叶片紧靠在止动件3c上的状态为锁定状态，在该锁定状态中，相对旋转相位被限制到最大定时滞后相位。如图4中所示，当工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c时第一锁定构件9b从第一凹部9c缩回的状态为解锁状态(在该解锁状态中，相对旋转相位没有被限制)。在锁定状态和解锁状态之间的切换控制通过ECU21来执行。
[0043]接着将解释流体供给和排出机构7。如图1中所示，流体供给和排出机构7包括由发动机B驱动的并且供给工作用油的机械油泵18，和用于相对于定时超前流路6a和定时滞后流路6b控制工作用油的供给/排出的作为切换机构的油控制滑阀(CCV) 19，并且ECU21控制油泵18和0CV19的致动。在该实施方式中，OCV19是阀的示例。
[0044]通过控制到0CV19的传导量，E⑶21改变滑阀的位置，由此执行定时超前控制、定时滞后控制和切断控制，在定时超前控制中，工作用油被供给到定时超前室3a且工作用油从定时滞后室3b排出，在定时滞后控制中，工作用油被供给到定时滞后室3b且工作用油从定时超前室3a被排出，在切断控制中，停止工作用油供给到定时超前室3a和定时滞后室3b以及从定时超前室3a和定时滞后室3b排出。
[0045]在该实施方式中，当0CV19的传导量最大时，形成了能够执行定时超前控制的工作用油路径。工作用油从超前角流路6a被供给且工作用油增大了定时超前室3a的容量，由此处于定时超前模式中，在该定时超前模式中，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位在定时超前方向SI上移动。当切断到0CV19的传导时，形成了能够执行定时滞后控制的工作用油路径。工作用油从定时滞后流路6b被供给且增大了定时滞后室3b的容量，由此处于定时滞后模式中，在该定时滞后模式中，相对旋转相位在定时滞后方向S2上移动。当传导量的负载比是50%时，该装置是切断模式，在该模式下，工作用油供给至定时超前室3a和定时滞后室3b并且从定时超前室3a和定时滞后室3b的排出被停止。由于在定时超前控制时工作用油通过解锁流路12 (超前角流路6a)还被供给到第一凹部9c，故当关注于将工作用油供给到第一凹部9c时,定时超前模式也称为供给模式。由于在定时滞后控制时工作用油通过解锁流路12从第一凹部9c被排出时，故当关注于将工作用油从第一凹部9c被排出时，定时滞后模式也称为排出模式。
[0046]接着将解释阀定时控制装置A的操作。如图2中所示，在点火被关闭且发动机B被停止的状态中，阀定时控制装置A处于锁定状态，在该锁定状态中，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位被限制到最大定时滞后相位，以及第一锁定构件9b被安装到第一凹部9c。在该时刻,第一锁定构件9b通过压缩油弹簧9d被偏置。
[0047]由于在发动机B被停止的状态中，向0CV19的传导被切断，故0CV19处于定时滞后模式。然而，由于在发动机B被停止的状态中，油泵18没有被驱动，故工作用油没有被供给到定时滞后室3b。因此，在超前角流路6a和定时滞后流路6b中存在少量的工作用油，以及空气可主要存在于该位置。
[0048]当发动机B被启动时，E⑶21控制0CV19以50%进行传导，并且0CV19被切换到图3中所示的切断模式。因此，对于超前角流路6a和定时滞后流路6b没有执行工作用油的供给和排出，以及，通过第一锁定构件9b和0CV19，关闭与解锁流路12共同使用的超前角流路6a。
[0049]当发动机B变热时，ECU21执行对保持锁定状态的控制。另外，在该状态中，高于压缩盘簧9d的偏置力的离心力或者由于在壳体I和内旋转体2之间的间隙产生的在缩回方向上的外力可作用在第一锁定构件9b上。然而，即使当这样的离心力或外力作用在第一锁定构件％上时，第一锁定构件9b没有完全缩回。这是因为少量的工作用油保持在第一锁定构件9b和第一凹部9c之间的间隙中，以由此确保在开口 12a附近的密封状态。也就是说，由于解锁流路12被第一锁定构件9b和0CV19关闭，故不仅工作用油没有被供给/排出而且空气没有进入，并且，在解锁流路12内产生负压来对抗在第一锁定构件9b的缩回方向上的力的操作，这样抵消或减小了在第一锁定构件9b的缩回方向上的力。
[0050]此后，当发动机B的加热完成且踩动加速器用于车辆的正常驱动时，E⑶21控制0CV19以将传导量增大到最大值，由此将0CV19切换到定时超前模式，因此，工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c，且在解锁方向上的液压作用在第一锁定构件9b上。由于液压，第一锁定构件9b逆着压缩盘簧9d的偏置力从第一凹部9c缩回,锁定机构8变成如图4中所示的解锁状态。然后，当第一锁定部9的锁定被释放时，被供给到第一凹部9c的工作用油在流经连通流路6c之后被供给到定时超前室3a，以及内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位在定时超前方向SI上移动。此后，通过控制到0CV19的传导量，ECU21可以在定时超前方向SI或定时滞后方向S2上移动相对旋转相位。
[0051]如上文所述，当刚刚启动发动机B之后0CV19被切换到切断模式时，通过在超前角流路6a中产生的负压，可作用在第一锁定构件9b上的离心力或缩回方向上的外力被抵消或减小，因此，可以防止第一锁定构件9b与控制相反地缩回或者释放锁定状态。
[0052]第二实施方式
[0053]接着，将结合附图解释本文公开的第二实施方式。在该实施方式的下列描述中，具有与第一实施方式相同结构的部分由相同的附图标记指示，且省略了对该相同结构的解释。根据该实施方式的阀定时控制装置A与第一实施方式的阀定时控制装置A的主要区别在于下列三点。首先，如图5中所示，锁定机构8将相位限制到在最大定时超前相位(在该相位中，定时超前室3a的容量增大到最大值)和最大定时滞后相位之间的中间锁定相位。第二，解锁流路12和超前角流路6a彼此完全独立(不存在共同使用的流路)。第三，工作用油相对于解锁流路12的供给/排出/切断通过与0CV19隔开设置的OSV (油切换滑阀)20来切换。其他的结构是相同的。在该实施方式中，0SV20是阀的示例，中间锁定相位是给定相位的示例。中间锁定相位是用于启动发动机B的最佳给定相位或者适于在可以启动发动机B的范围内减少排气的相位。
[0054]根据该实施方式的锁定机构8包括第一锁定部9、第二锁定部10和切换机构，该切换机构可以在锁定状态和解锁状态之间自由地切换，在该锁定状态中，相位被限制到中间锁定相位，在该解锁状态中，限制被解除。
[0055]如图5中所示，通过第一锁定部9和第二锁定部10限制内旋转体2相对于壳体I的相对旋转，锁定机构8将壳体I和内旋转体2之间的相对旋转相位限制到中间锁定相位。第一锁定部9和第二锁定部10被布置在一个共同的突起部4处，使得第二锁定部10相对于第一锁定部9被布置在旋转方向S的下游侧。第一锁定部9和第二锁定部10可以被布置在一个共同的突起部4处，使得第二锁定部10相对于第一锁定部9被定位在旋转方向S的上游侧。
[0056]第一锁定部9和第二锁定部10分别包括容纳在第一插入部9a和第二插入部1a中的板状的第一锁定构件9b和第二锁定构件10b，以朝向径向方向的内侧弹出和缩回，第一插入部9a和第二插入部1a形成在外旋转体Id中。在该实施方式中,第一锁定构件9b和第二锁定构件1b是锁定构件的示例。第一锁定部9和第二锁定部10分别包括在内旋转体2中形成的第一凹部9c和第二凹部10c，使得第一锁定构件9b和第二锁定构件1b的端部进入。在该实施方式中，第一凹部9c和第二凹部1c分别是凹部的示例。此外，第一锁定部9和第二锁定部10包括使第一锁定构件9b和第二锁定构件1b朝向径向方向内侧突出和偏置的压缩盘簧9d和10d。解锁流路12分别从底面朝向转轴中心X形成在第一凹部9c和第二凹部1c中。
[0057]第一锁定构件9b和第二锁定构件1b以如下方式附接:板表面沿着转轴中心X延伸以相对于内旋转体2沿着旋转径向方向弹出和缩回。第一凹部9c和第二凹部1c被形成为沟槽形状，使得其纵向方向沿着转轴中心X延伸。
[0058]第一凹部9c具有棘轮机构，该棘轮机构包括如图5至图7中所示的通向内旋转体2的外周面的宽沟槽和通向宽沟槽的底面的窄沟槽。在该实施方式中，将第一锁定构件9b安装到第一凹部9c中表明，第一锁定构件9b进入窄沟槽。
[0059]在第一锁定部9中，当在工作用油通过解锁流路12从第一凹部9c排出的状态中，通过在壳体I和内旋转体2之间的相对旋转，第一锁定构件9b面向第一凹部9c时，第一锁定构件％由于压缩盘簧9d的偏置力首先进入宽沟槽，随后进入窄沟槽。
[0060]在第二锁定部10中，当在工作用油通过解锁流路12从第二凹部1c排出的状态中，通过在壳体I和内旋转体2之间的相对旋转，第二锁定构件1b面向第二凹部1c时，第二锁定构件1b由于压缩盘簧1d的偏置力而进入第二凹部10c。第二凹部1c在周向方向上的宽度与第一凹部9c的窄沟槽的宽度相同。
[0061]如图6和图7中所示，第一锁定构件9b被安装到第一凹部9c以及第二锁定构件1b被安装到第二凹部1c的状态对应于锁定状态，在该锁定状态中，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位被限制到中间锁定相位。如图7中所示，当工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c和第二凹部1c时第一锁定构件9b从第一凹部9c缩回以及第二锁定构件1b从第二凹部1c缩回的状态对应于解锁状态，在该解锁状态中，相对旋转相位没有被限制。通过ECU21执行在锁定状态和解锁状态之间的切换控制。
[0062]根据该实施方式的流体供给和排出机构7除了包括作为切换机构的0CV19之外，还包括油泵18和0SV20，并且，ECU21控制油泵18、OCV19和0SV20的致动。
[0063]当通过控制传导量的E⑶21来改变滑阀的位置时，0SV20被切换到下列三种模式。三种模式包括:供给模式，其中，工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c和第二凹部1c ;排出模式，其中，工作用油通过解锁流路12从第一凹部9c和第二凹部1c排出；和切断模式，其中，工作用油供给至第一凹部9c和第二凹部1c和从第一凹部9c和第二凹部1c的排出被切断(阀被关闭)。在该实施方式中，当传导量最大时，0SV20在排出模式下操作；当传导被切断时，0SV20在供给模式下操作；当传导量的负载比是50%时，0SV20在切断模式下操作。
[0064]接着将解释阀定时控制装置A的操作。在点火被关闭且发动机B被停止时的状态中，阀定时控制装置A处于锁定状态，在该锁定状态中，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位被限制到中间锁定相位，以及第一锁定构件9b和第二锁定构件1b被安装到第一凹部9c和第二凹部10c。此时，第一锁定构件9b和第二锁定构件1b通过压缩盘簧9d和压缩盘簧1d被偏置。
[0065]由于在发动机B被停止的状态中，向0SV20的传导被切断，故0SV20被切换到如图5中所示的供给模式。然而，由于发动机B被停止的状态中，油泵18没有被驱动，故工作用油没有被供给到第一凹部9c和第二凹部10c。因此，在解锁流路12中存在少量的工作用油，以及空气可主要存在于该位置。
[0066]当发动机B被启动时，E⑶21控制0SV20以50%进行传导，0SV20被切换到图6中所示的切断模式。因此，对于解锁流路12没有执行工作用油的供给和排出，通过第一锁定构件％、第二锁定构件1b和0SV20，解锁流路12被关闭。此时，0CV19被切换到定时超前模式，以及工作用油通过超前角流路6a被供给到定时超前室3a。
[0067]当发动机B变热时，ECU21执行对保持锁定状态的控制。在该状态中，甚至当高于压缩盘簧9d和1d的偏置力的离心力或者由于在壳体I和内旋转体2之间的间隙产生的在缩回方向上的外力作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上时，通过与第一实施方式相同的方式，由于通过第一锁定构件％、第二锁定构件1b和0SV20关闭解锁流路12，故空气和工作用油不进入。因此，通过在解锁流路12内部的负压，在缩回方向上的力被抵消或减小，因此，第一锁定构件9b和第二锁定构件1b没有完全缩回。另外，少量的工作用油保持在第一锁定构件9b和第一凹部9c之间以及第二锁定构件1b和第二凹部1c之间的间隙中，这确保了在解锁流路12的两个开口 12a、12a附近的密封状态。
[0068]此后，当发动机B的预热完成且油门被踩动用于车辆的正常驱动时，E⑶21控制0SV20以切断传导，由此将0SV20切换到供给模式，因此，工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c和第二凹部10c，且在解锁方向上的液压作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上。由于液压,第一锁定构件9b和第二锁定构件1b逆着压缩盘簧9d和1d的偏置力从第一凹部9c和第二凹部1c缩回，锁定机构8变成如图7中所示的解锁状态。此时，0CV19保持在定时超前模式，并且已经完成向定时超前室3a供给工作用油。因此，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位可以在定时超前方向SI上移动，同时,锁定机构8变成解锁状态，这可以改善加速器响应。
[0069]如上文所述，当刚刚启动发动机B之后0SV20被切换到切断模式时，通过在解锁流路12中产生的负压，可作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上的离心力或缩回方向上的外力被抵消或减小，因此，可以防止第一锁定构件9b和第二锁定构件1b与控制相反地缩回或者释放锁定状态。
[0070]第三实施方式
[0071]接着，将结合附图解释本文公开的第三实施方式。根据该实施方式的阀定时控制装置A与第二实施方式的阀定时控制装置A的主要区别在于:具有供给模式和排出模式仅两种模式的0SV20被布置，且电磁阀22在如图8中所示的解锁流路12的中间与0SV20串联地布置，其他的结构是相同的。在该实施方式中，电磁阀22是阀的示例。
[0072]在本实施方式中的电磁阀22在供给模式和切断模式之间切换，在该供给模式中，工作用油通过解锁流路12可以被供给到第一凹部9c和第二凹部1c且从第一凹部9c和第二凹部1c排出，在该切断模式中，基于ECU21的传导/切断的控制，通过改变滑阀的位置，工作用油的供给和排出被切断。
[0073]如图8中所示，在根据本实施方式的阀定时控制装置A中，在发动机B被停止的状态中，0SV20和电磁阀22两者被切换到供给模式。在此时，该装置在锁定状态中，在该锁定状态，内旋转体2相对于壳体I的相对旋转相位被限制到中间锁定相位。在解锁流路12中存在少量的工作用油，并且主要存在空气。
[0074]如图9中所示，当发动机B被启动时，E⑶21立即控制电磁阀22以被传导，以及电磁阀22被切换到切断模式。此时，0SV20保持在供给模式中，因此，工作用油从油泵18朝向解锁流路12排出且到达0SV20。然而，当电磁阀22在切断模式时，工作用油没有被供给到解锁流路12，因此，通过第一锁定构件％、第二锁定构件1b和0SV20，解锁流路12被关闭。
[0075]在该状态中，甚至当高于压缩盘簧9d、10d的偏置力的离心力或者由于在壳体I和内旋转体2之间的间隙产生的在缩回方向上的外力作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上时,通过与第二实施方式相同的方式,通过第一锁定构件9b、第二锁定构件1b和电磁阀22关闭解锁流路12，故空气不进入。因此，通过在解锁流路12内部的负压，在缩回方向上的力被抵消或减小，第一锁定构件9b和第二锁定构件1b没有完全缩回。
[0076]此后，当发动机B的加热完成且油门被踩动以开始车辆的正常驱动时，E⑶21控制电磁阀22以切断传导，由此将电磁阀22切换到供给模式。已经到达0SV20的工作用油通过解锁流路12被供给到第一凹部9c和第二凹部10c，且在解锁方向上的液压作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上。由于液压,第一锁定构件9b和第二锁定构件1b逆着压缩盘簧9d和1d的偏置力从第一凹部9c和第二凹部1c缩回，锁定机构8变成如图10中所示的解锁状态。
[0077]如上文所述，在提供双模式0SV20和电磁阀22的情况中，如果在刚刚启动发动机B之后通过将电磁阀22切换到切断模式，在缩回方向上的离心力或外力作用在第一锁定构件9b和第二锁定构件1b上，则可以防止第一锁定构件9b和第二锁定构件1b与控制相反地缩回或者释放锁定状态。
[0078]在第一实施方式到第三实施方式中已经解释了属于以下类型的阀定时控制装置A，第一锁定构件9b和第二锁定构件1b在以转轴中心X为中心的径向方向上被弹出和缩回，然而，该公开不限于此。此外，在第一锁定构件％和第二锁定构件1b沿着转轴中心X被弹出和缩回这一类型的阀定时控制装置A中，通过使用0CV19、0SV20和电磁阀22执行相同的控制，可以防止第一锁定构件9b和第二锁定构件1b与保持锁定状态的控制相反地缩回和释放锁定状态。
[0079]该公开可以被应用到阀定时控制装置，该阀定时控制装置控制从动侧旋转体相对于与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体的相对旋转相位。
[0080]该公开的一方面提供了阀定时控制装置，包括:与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体；从动侧旋转体，其被布置成具有与驱动侧旋转体相同的轴心，且与用于打开和关闭内燃机中的阀的凸轮轴同步旋转；在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间形成的流体压力室；设置在驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的至少一者中的分隔部；通过分隔部将流体压力室分隔所形成的定时超前室和定时滞后室；锁定机构，其具有锁定构件和凹部，所述锁定构件容纳在驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的任一个中且被布置成相对于驱动侧旋转体和从动侧旋转体中的另一个被弹出和缩回，所述凹部形成在另一个旋转体中以当锁定构件被弹出时被安装，其中，可以在锁定状态(其中，锁定构件被弹出以安装到凹部，由此允许从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位被限制到给定的相位)和解锁状态(其中，锁定构件从凹部缩回以由此释放该限制)之间执行切换；解锁流路，通过该解锁流路，被供给到凹部和从凹部排出的工作流体被循环；在解锁流路的中间所布置的阀，其具有切断模式，在切断模式，没有执行工作流体供给到凹部也没有执行工作流体从凹部的排出；和控制阀的操作的控制单元，其中，在内燃机刚刚启动之后，阀变成切断模式，以由此切断工作流体在解锁流路中的阀和凹部之间的供给和排出。
[0081]内燃机被停止的状态对应于锁定状态，其中，在凹部和解锁流路中不存在工作流体，锁定构件被安装到凹部并且空气主要存在于解锁流路中。此时，锁定构件关闭解锁流路在凹侧上的开口，并且空气主要存在于解锁流路中。当内燃机此后被启动时，控制单元执行关闭阀的控制并且保持锁定状态。在这样的情况中，高于用于使锁定构件偏置在凹部的偏置力的离心力或者由于在驱动侧旋转体和从动侧旋转体之间的间隙产生的在缩回方向上的外力可以作用在锁定构件上。然而，甚至当这样的离心力或外力作用在锁定构件上以使锁定构件被缩回时，锁定构件没有完全被缩回。这是因为，由于在解锁流路中的阀和凹部之间的流路通过阀和锁定构件关闭，并且不仅没有执行工作流体的供给和排出，而且空气也没有进入，因此相对于在缩回方向上作用于锁定部件的力的操作，在解锁流路内产生负压，以由此抵消或减小锁定构件上的在缩回方向上的力。
[0082]如上文所述，当阀在内燃机刚刚启动之后允许是切断模式时，如果离心力或缩回方向上的外力作用在锁定构件上，通过在解锁流路中产生的负压，外力被抵消或减小，因此，可以防止锁定构件与控制单元的控制相反地缩回或者释放锁定状态。
[0083]在阀定时控制装置中，优选地，阀还具有排出模式(其中，工作流体可以从凹部被排出)和供给模式(其中，工作流体可以被供给到凹部)。
[0084]为了提供除了切断模式之外的排出模式和供给模式，改变卷轴的形状是足够的。因此，当与具有排出模式和供给模式的阀被附接作为单独的新部件的情况相比，从部件的占地面积、成本和用于安装的工时中的任意角度来看，排出模式和供给模式被设置在具有切断模式的阀中的情况是有利的。
[0085]在阀定时控制装置中，优选地，锁定构件在径向方向上相对于轴心被弹出和缩回。
[0086]在锁定构件在径向方向上相对于轴心被弹出和缩回这一类型的阀定时控制装置中，在缩回方向上的离心力持续地作用在锁定构件上，同时，内燃机被旋转。此时，当离心力变得高于使锁定构件偏置到凹部的偏置力时，锁定构件可以从凹部缩回到解锁状态。然而，如果高于偏置力的离心力作用在锁定构件上，通过应用上述结构在解锁流路中产生的负压，力被抵消或者减小，因此，可以避免锁定构件与控制单元的控制相反地缩回和释放锁定状态。
[0087]在阀定时控制装置中，优选地，解锁流路独立于超前角流路和定时滞后流路形成，通过该超前角流路，供给至定时超前室和从定时超前室排出的工作流体被循环；通过该定时滞后流路，供给至定时滞后室和从定时滞后室排出的工作流体被循环。
[0088]在上述结构中，在内燃机刚刚被启动之后阀关闭，从而切断工作流体供给至解锁流路和从解锁流路排出的同时，能够执行工作流体供给至定时超前室或定时滞后室和从定时超前室或定时滞后室排出。因此，由于工作流体到定时超前室或定时滞后室的供给正好在锁定被释放之前已经完成，因此，从动侧旋转体相对于驱动侧旋转体的相对旋转相位可以在锁定被释放之后立即移动。
[0089]在前面的说明书中已经描述了本发明的原理、优选的实施方式和操作模式。然而，所要保护的本发明不应该理解为仅限于所公开的【具体实施方式】。此外，本文描述的实施方式应该被视为说明性的而不是限制性的。可以做出其他变型和变化和采用等同物，而不脱离本发明的精神。因此，本发明尤其旨在包括落在所限定的本发明的精神和范围内的所有这样的变型、变化和等同物。
【权利要求】
1.一种阀定时控制装置，包括 与内燃机的曲轴同步旋转的驱动侧旋转体； 从动侧旋转体，所述从动侧旋转体被布置成具有与所述驱动侧旋转体相同的轴心，且与用于打开和关闭所述内燃机中的阀的凸轮轴同步旋转； 在所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体之间形成的流体压力室； 设置在所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体中的至少一者中的分隔部； 通过所述分隔部将所述流体压力室分隔所形成的定时超前室和定时滞后室； 锁定机构，所述锁定机构包括锁定构件和凹部，所述锁定构件容纳在所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体中的任一个旋转体中且被布置成相对于所述驱动侧旋转体和所述从动侧旋转体中的另一个旋转体被弹出和缩回，所述凹部形成在所述另一个旋转体中以当所述锁定构件被弹出时被安装，其中，切换能够在锁定状态和解锁状态之间执行，在所述锁定状态中，所述锁定构件被弹出以安装到所述凹部，由此允许所述从动侧旋转体相对于所述驱动侧旋转体的相对旋转相位被限制到给定的相位，在所述解锁状态中，所述锁定构件从所述凹部缩回以由此释放该限制； 解锁流路，通过所述解锁流路，被供给到所述凹部和从所述凹部排出的工作流体被循环； 在所述解锁流路中所布置的阀，所述阀具有切断模式，在所述切断模式中，没有执行工作流体供给到所述凹部也没有执行工作流体从所述凹部排出；和控制所述阀的操作的控制单元， 其中，在所述内燃机刚刚启动之后，所述阀变成切断模式，以由此切断工作流体在所述解锁流路中的所述阀和所述凹部之间的供给和排出。
2.如权利要求1所述的阀定时控制装置，其中，所述阀还包括: 排出模式，在所述排出模式中，工作流体能够从所述凹部排出；和 供给模式，在所述供给模式中，工作流体能够被供给到所述凹部。
3.如权利要求1或2所述的阀定时控制装置，其中， 所述锁定构件在径向方向上相对于轴心弹出和缩回。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的阀定时控制装置，其中， 所述解锁流路独立于定时超前流路和定时滞后流路形成，通过所述定时超前流路，供给至所述定时超前室和从所述定时超前室排出的工作流体被循环；通过所述定时滞后流路，供给至所述定时滞后室和从所述定时滞后室排出的工作流体被循环。
【文档编号】F01L1/34GK104047658SQ201410086369
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】川合啓之 申请人:爱信精机株式会社