CVVT的旋转控制装置的制作方法

本发明总体涉及一种连续可变气门正时(以下称为CVVT)的旋转控制装置。

背景技术：

本部分中的陈述仅提供与本发明相关的背景信息并且不构成现有技术。

通常，CVVT应用于车辆以减少废气并改进燃料效率和输出。

首先将参考图1来描述普通的CVVT结构以帮助理解本发明。

如在图1中所示，CVVT包括用于检测凸轮轴的旋转角度的凸轮轴位置传感器11，以及用于检测曲轴的旋转角度的曲轴位置传感器12。由曲轴驱动的正时皮带14驱动可变气门正时单元15，并且可变气门正时单元15使用叶片类型(vane type)。

ECU(电子控制单元)13响应来自凸轮位置传感器11和曲轴位置传感器12的信号根据曲轴的位置控制凸轮的气门正时，并且来自ECU13的控制信号被传送到油控制阀16(该油控制阀16被供有来自发动机油泵的发动机油)，因此凸轮旋转。

当油控制阀16响应来自ECU13的控制信号使得凸轮旋转时，凸轮位置传感器11检测凸轮轴的位置并且反馈给ECU13，ECU13基于反馈的凸轮轴的位置信息评估凸轮的旋转量并且基于所评估的凸轮的旋转量将用于控制凸轮轴位置的信号传送回油控制阀16。根据该控制逻辑，对气门正时进行连续可变控制。

另一方面，为了顺利地实施反馈功能，将根据曲轴位置和凸轮位置的对油控制阀16的控制逻辑映射到ECU13。因此，当映射的凸轮轴位置和由凸轮位置传感器检测的凸轮位置不同时，ECU控制油控制阀16以增加/减少凸轮轴的旋转。

图2是显示气门打开正时相对于曲轴角度的曲线图。ECU13根据 曲轴角度在排气冲程和进气冲程中控制气门控制正时，通常，ECU13在排气冲程和进气冲程中提前气门正时或者延迟气门正时。

CVVT系统通过增加进气门和排气门的气门重叠而减少泵送损失进而改进燃料效率，通过对气门重叠的优化和内部废气循环实现未燃烧气体的再燃烧效应，从而减少废气。

如图3中所示，近来，中间相位的CVVT系统消除现有CVVT系统的响应区和工作区的限制。这种中间相位CVVT控制凸轮的位置既不在最提前的(进气)位置也不在最延迟的(排气)位置，而是在中间位置，因而响应迅速且能够增加凸轮的使用面积，从而改进燃料效率且减少废气。

在中间相位CVVT中，转子上的锁销锁进提前室和延迟室之间的锁销孔中，同时发动机的RPM降低，从而为后续的发动机启动做准备。在发动机的RPM降低时，锁销自动锁进锁销孔的行为称为“自锁”。

自锁是一种使得CVVT系统机械地返回到精确位置而无需特意调整的功能，从而在CVVT系统不使用的期间(亦即发动机怠速或者启动时)能够维持发动机的工作稳定性。

然而，当气门正时到达最延迟或者较为延迟的位置而不返回到中间相位，并且车辆的发动机怠速时，稳压罐可能不是真空且稳压罐内部的压力可能增加直至大气压，从而利用稳压罐真空的制动性能可能变差。

此外，当气门正时达到最延迟的位置而不返回到中间相位时，在进气门和排气门之间可能产生气门正时的过度重叠，从而使得发动机的工作稳定性降低且发动机的振动增加，在一些情况下，发动机停止。

也就是说，中间相位CVVT中的所谓的锁销自锁可能不会自动进行，从而当转子和锁销处于最提前的位置或者最延迟的位置时，发动机停止且由于非正常产生的负压因而致动系统可能不工作。

以上仅意在帮助理解本发明的背景，并不旨在意指为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

因此，本发明提供一种防止不良的自锁的CVVT的旋转控制装置。

在一个实施方案中，本发明提供：通过即使在相位被提前或者被延迟之后仍然返回到预定的中间相位位置使得锁销能够精确地插入到锁销孔中。

此外，在一个实施方案中，本发明提供一种特有的提前角度补偿单元，由于在发动机工作时，尤其是在提前进气时，CVVT能够抵抗气门系统的摩擦而旋转，因而提前角度补偿单元能够在提前时补偿转子的扭矩，从而解决确保中间相位的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种CVVT的旋转控制装置，其包括：提前角度补偿单元，其设置在转子处用以始终或者连续地在转子和定子之间在转子的提前方向上施加扭矩，并实现锁销的自锁；以及止挡件，其锁定提前角度补偿单元的一侧，并在提前角度补偿单元到达预定的位置之后释放提前角度补偿单元。

所述提前角度补偿单元可以为偏置弹簧。

所述提前角度补偿单元可以具有连接至转子的第一端和连接至定子的第二端。

止挡件可以在所述提前角度补偿单元的第一端处插入到所述转子中。

旋转凹槽可以形成在转子上，用于使提前角度补偿单元的第一端在预定的范围内旋转。

在所述转子在延迟方向上旋转时，所述提前角度补偿单元可以被压缩，当所述转子在提前方向上旋转时，所述提前角度补偿单元可以用压缩力增加所述转子的扭矩，并且当所述转子在提前方向上旋转时，锁销可以连续地被所述电磁阀锁定。

由于提前角度补偿单元的负载增加到从最延迟状态到自锁状态之间的凸轮扭矩差上，并且由于在转子利用提前角度补偿单元到达自锁位置时借助止挡件防止提前角度补偿单元旋转，能够防止发生不良的自锁并且由于确保预定的精确中间相位而确保CVVT更稳定的工作。

通过本文提供的说明，其它应用领域将变得显而易见。应理解说明书和具体示例仅旨在用于说明的目的而不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了可以更好地理解本发明，现在将以示例的方式且参考随附附图对其各种形式进行描述，其中：

图1是显示CVVT的已知构造的视图；

图2是显示气门打开正时相对于CVVT的曲轴的旋转角度的曲线图；

图3是显示气门打开正时相对于中间相位CVVT的曲轴的旋转角度的曲线图；

图4是显示根据本发明的一个实施方案的CVVT的旋转控制装置的视图；

图5是显示图4的旋转控制装置的锁销固定时的锁定状态的视图；

图6是显示图4的旋转控制装置的最延迟的状态的视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明的示例性实施方案的CVVT的旋转控制装置。

如在图4-6中所示，根据本发明的一个实施方案的CVVT(连续可变气门正时)的旋转控制装置包括：提前角度补偿单元500，其设置在转子100处以在转子100和定子300之间在转子100的提前方向上始终施加扭矩且实现锁销900的自锁；以及止挡件700，其锁定提前角度补偿单元500的一侧并在提前角度补偿单元500到达预定的位置之后释放提前角度补偿单元500。

根据本发明，提前角度补偿单元500设置在转子100处以在转子100和定子300之间在转子100的提前方向上始终施加扭矩且实现锁销900的自锁。

如在图3中所示，提前角度补偿单元500是卷绕数圈的线圈(例如金属线或条)，特别地，其可以是偏置弹簧。提前角度补偿单元500具有连接至转子100(为了与其一起运动，例如刚性地附接、固定或者不可移动地连接)的第一端510和连接至定子300(例如刚性地附接、固定或者不可移动地连接)的第二端，从而补偿单元500在提前方向上施加弹性力使得提前室始终展开。止挡件700插入到转子100中，提前角度补偿单元500的第一端510位于该转子100处，并且该止挡 件700可以具有柱形形状，例如为销。用于提前角度补偿单元500的第一端在预定的范围内旋转的旋转凹槽110形成在转子100上。

当转子100在延迟方向上旋转时，提前角度补偿单元500被压缩，而当转子100在提前方向上旋转时，提前角度补偿单元500通过其压缩力增加转子100的扭矩。此外，当转子100在提前方向上旋转时，锁销900连续地被电磁阀锁定。

也就是说，当转子100在延迟方向上旋转时，提前角度补偿单元500卷绕且在其中保有弹性力，而当转子100在提前方向上旋转时，转子100的扭矩由于所保有的弹性力而增加。因此，能够排除由于曲轴的扭矩和气门系统的摩擦力造成在提前方向上的旋转不顺畅的问题，因此可以在任何时候使锁销900致动。

当转子100在提前方向上旋转时，转子100的扭矩借助提前角度补偿单元500而得以增加，并且锁销900可以被锁进锁销孔910中，从而能够防止发生以下问题：由于相关技术中不能确保中间相位，因而发动机停止且制动系统由于不良的负压而不工作。

本领域技术人员将会理解，考虑到发动机气门系统的摩擦力和发动机油的压力，根据提前角度补偿单元500的长度和直径而保有的弹力被选择为处于合适的水平。

然而，当仅设置提前角度补偿单元500时，从理论上来说，确保中间相位不成问题，但是在车辆的实际制造中由于发动机、部件、凸轮扭矩和提前角度补偿单元500的差异可能难于确保精确的中间相位，从而可能仍会导致不良的自锁。因此，可选地设置止挡件700，并且优选设置在提前角度补偿单元500的一侧，以防止旋转超出中间相位。在CVVT借助提前角度补偿单元500确保了精确的中间相位之后止挡件700防止提前角度补偿单元500被凸轮轴的驱动扭矩进一步挤压，从而确保预定的中间相位并防止产生不良的自锁。

参考图5和6描述具有上述构造的本发明的CVVT旋转控制装置的操作。

图5是显示图4的锁销900固定时的锁定状态的视图。转子100和已经提前超出中间相位的锁销900通过凸轮轴的驱动扭矩而在延迟方向上旋转，当旋转的转子100到达中间相位时，通过电磁阀自动实 施锁销900锁进锁销孔910的自锁。

相反，图6是显示图4的最延迟的状态的视图，其中为了从最延迟状态变换到自锁位置，已经旋转超出中间相位的转子100的锁销900在提前方向上旋转，从而实现自锁。然而，即使是将与相关技术相同的发动机的旋转数和相同的油压施加到提前室，转子100的扭矩也由于通过图4的最延迟状态(已经预先卷绕)所保有的弹性力而增加，从而使转子100能够更容易地克服凸轮轴的扭矩和气门系统的摩擦力而旋转到中间相位。因此锁销900可以通过电磁阀锁进锁销孔910，从而实现自锁。止挡件700防止提前角度补偿单元500被不断挤压而超出中间相位，从而能够确保精确的中间相位并排除不良的自锁。也就是说，当提前角度补偿单元500到达实现自锁的位置时，而使提前角度补偿单元500不再受到止挡件700挤压，从而利用提前角度补偿单元500去除使凸轮旋转的力。

也就是说，通过在最延迟状态与自锁状态之间的凸轮转矩差上增加提前角度补偿单元500的负载，并且通过在到达停止位置时用止挡件700阻止提前角度补偿单元500，CVVT不再在提前方向上旋转，从而可以实现精确的中间相位并防止发生不良的自锁。

因此，根据CVVT的旋转控制装置，由于提前角度补偿单元的负载增加到最延迟状态到自锁状态之间的凸轮扭矩差上，并且在转子利用提前角度补偿单元到达自锁位置时通过止挡件来防止提前角度补偿单元旋转，因此能够防止发生不良的自锁并且由于确保预定的精确中间相位而确保CVVT更稳定的工作。

尽管出于说明的目的已描述了本发明的实施方案，但是本领域技术人员将意识到，在不脱离所附权利要求中所公开的本发明的范围和精神下，各种修改形式、增加形式和替代形式都是可行的。