[发明专利]用于内燃机的配气相位正时控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机的配气相位正时控制装置，其包括：可变配气相位正时机构，其通过改变凸轮轴相对于曲轴的相对旋转相位来可变地设定根据凸轮轴而打开和关闭的发动机阀的打开和关闭正时；以及锁定机构，其将所述相对旋转相位锁定在所述相对旋转相位的变化范围的极限相位处。本发明还涉及该可变配气相位控制装置的控制方法。

背景技术

安装在车辆如汽车中的内燃机通常具有能够适当改变发动机阀的打开和关闭正时（即，配气相位正时）从而改进发动机的输出和排放物等的可变配气相位正时机构。

所述可变配气相位正时机构包括：壳体，其驱动地连接到内燃机的曲轴；以及叶片主体，其驱动地连接到例如凸轮轴。所述壳体和所述叶片主体被布置为能够相对彼此围绕轴线旋转。在径向方向上延伸的叶片形成在所述叶片主体上。所述壳体的内侧被这些叶片划分为提前侧压力室和延迟侧压力室。已经进行了压力调节的工作油被供应到这些压力室中的各个压力室。所述叶片主体相对于所述壳体的相对旋转相位（即，所述凸轮轴相对于所述曲轴的相对旋转相位）通过作用到所述叶片上的在压力室中的液压而被变换到提前侧或延迟侧。更特别地，所述相对旋转相位通过供应到所述提前侧压力室的工作油和从所述延迟侧压力室排出的工作油而被变换到提前侧。另一方面，所述相对旋转相位通过从所述提前侧压力室排出的工作油和供应到所述延迟侧压力室的工作油而被变换到延迟侧。所述内燃机的配气相位正时通过以此方式改变所述凸轮轴的所述相对旋转相位而改变。

而且，例如公开号为2009-156217的日本专利申请(JP-A-2009-156217)描述了一种配气相位正时控制装置，其包括锁定机构，该锁定机构机械地将凸轮轴的所述相对旋转相位锁定在预定的锁定相位（即，在控制范围内的提前侧极限相位[最大提前相位]和在控制范围内的延迟侧极限相位[最大延迟相位]）处。该锁定机构使得可以在发动机启动时将所述内燃机的配气相位正时保持在适当的正时处，在发动机启动时，因为油泵的旋转速度低，所以难以获得对于工作油的供给压力而言足够高的压力。

该锁定机构包括例如：锁定销，其可伸缩地布置在形成在所述叶片主体中的接收孔之中；凹形部(即，锁定孔)，锁定销的末端部插入到该凹形部中；以及弹簧，其朝向该锁定孔推动该锁定销，等等。所述锁定机构还具有用于解除锁定的压力室(即，解锁压力室)。所述提前侧压力室和所述延迟侧压力室与该解锁压力室连通，并且一部分工作油被供应至所述解锁压力室。通过与所述解锁压力室中的作用到所述锁定销上的所述液压(即，所述解锁压力)相对应的量的推动力以推动所述锁定销远离所述锁定孔。

在该锁定机构中，所述锁定销的伸缩状态（也就是说，锁定状态和解除锁定状态的解锁状态）根据所述弹簧的推动力与基于所述解锁压力的推动力之间的大小关系而可选择地转换。

例如，当通过关断工作开关以停止发动机时，所述配气相位正时控制装置继续运行，并且所述提前侧压力室或者所述延迟侧压力室中的压力增大从而将所述凸轮轴的所述相对旋转相位改变成锁定相位。其结果是，所述相对旋转相位因此改变成锁定相位。然后，当所述解锁压力由于在该状态下发动机停止之后油泵的供应压力的减少而下降至等于或者小于预定的压力(即，锁定压力)时，所述弹簧的推动力超过基于所述解锁压力的推动力。其结果是，通过来自所述弹簧的推动力使得所述锁定销朝向所述锁定孔运动，并且所述锁定销的末端部滑动进入所述锁定孔。其结果是，所述锁定机构变成锁定，因此限制在所述壳体与所述叶片主体之间的相对旋转。

另一方面，当所述内燃机启动并且所述油泵再次开始运转时，从所述油泵供应到所述提前侧压力室和所述延迟侧压力室的工作油的液压逐渐增大。当所述解锁压力变得比所述预定压力高时，其结果是，基于所述解锁压力的推动力变得比所述弹簧的推动力大。其结果是，所述锁定销运动远离所述锁定孔，使得所述锁定销的末端部从所述锁定孔中出来。其结果是，所述锁定机构变成解锁，因而使得所述壳体和所述叶片主体能够相对于彼此旋转。而且，当所述锁定机构从所述锁定状态切换到所述解锁状态并且然后所述油泵的供应压力进一步升高时，配气相位正时基于所述延迟侧压力室和所述提前侧压力室中的液压的调节而改变。

当将所述锁定机构从所述解锁状态切换成所述锁定状态时，优选地快速执行该切换(即，优选的是切换时间短)。使用上述装置，所述切换时间由所述凸轮轴的所述相对旋转相位到达锁定相位的所花费的时间以及将所述解锁压力减小到所述预定压力所花费的时间来确定。