[发明专利]相位可变装置及内燃机用凸轮轴相位可变装置

说明书

技术领域

本发明涉及两个旋转构件间的相位角控制装置，尤其是涉及利用曲轴使经由凸轮轴驱动的给气阀或排气阀的开闭时刻可变的内燃机用凸轮轴相位可变位置。

背景技术

汽车用发动机所使用的内燃机用凸轮轴相位可变装置即可变阀定时机构(VTC)，当前的主流是通过从由发动机带驱动的油泵供给的油压进行驱动。因此，产生如下问题：在空转时等发动机低速旋转的状态下，所供给的油压低，无法产生足够的驱动力，从而VTC的响应速度降低。在全世界强化废气的法律限制的状况下，降低CO₂排出量逐渐变得重要，因此，在空转时也需要提高VTC的响应速度，始终根据运转状况迅速地控制理想的阀定时(valve timing)。

作为该在低油压时也提高VTC的响应速度的机构，制成将横跨正及负的区域产生于凸轮轴上的变动转矩作为驱动力进行利用的装置，例如提出了如专利文献1的“可变阀定时控制装置”所记载的内燃机用凸轮轴相位可变装置。该专利文献1公开了如下内燃机用凸轮轴相位可变装置：经由止回阀使与由发动机的曲轴旋转驱动的第一旋转构件和固定在凸轮轴上的第二旋转构件间的相对旋转联动而容积变化的油压室间导通，切换该止回阀容许流动的方向，由此利用阀簧将凸轮轴上产生的变动转矩作为驱动力，使凸轮轴相对于曲轴的相位向滞后角、提前角两方向中的任意方向变化。

另外，作为在低油压时提高VTC响应速度的现有技术，例如还提出了如专利文献2的“内燃机的阀定时控制装置”所记载的内燃机用凸轮轴相位可变装置。该专利文献2公开了如下内燃机用凸轮轴相位可变装置：与凸轮轴的旋转同步地使向油压VTC的提前角室给油的给油路径间歇地开闭，在向提前角方向的相位变换中，防止因变动转矩而向滞后角方向产生反转，并提高响应速度。

专利文献1：日本特开2000-213310号公报

专利文献2：日本特开2000-179315号公报

然而，在上述专利文献1所示的现有技术中，由于油压室间的导通路径上设置的止回阀容许一方向的油流动而阻止相反方向的油流动，所以只容许在一方向上进行与油压室的容积变化联动的第一旋转构件和固定在凸轮轴上的第二旋转构件间的相对旋转，利用正负区域中变动的凸轮轴变动转矩中的一方符号的转矩部分，向上述所容许的方向相对旋转。

此时，止回阀阻止相反方向的流动的机理是在反方向符号的转矩作用下油开始逆流，由此止回阀关闭而产生作用的受动的(被动的)动作，必然伴随时间延迟。由此，产生如下问题：若发动机的高速运转时凸轮轴的变动转矩达到高频，则止回阀的开闭运动变得无法与之追随，从而无法作为相位变换装置而起作用。另外，还产生如下问题：响应速度降低产生若干反转的量，直到反转防止功能起动为止。

另外，上述专利文献2所示的现有技术公开了通过间歇给油来主要改善提前角方向的响应速度的结构和根据油压的变化将向提前角方向的相位变换切换到现有的连续给油的结构。该向现有的连续给油的切换是为了在充分获得油压的高速旋转中避免间歇给油反而成为响应速度降低或油压路径中设置的水击现象等不良情况的原因。

然而，由于上述专利文献2中未公开滞后角方向相位变换时的高响应化和向连续给油的切换均同时实现的具体的结构，所以产生如下问题：向提前角方向和滞后角方向两方向变换相位时未确保低速下的高响应化的效果，而且向提前角方向和滞后角方向两方向变换相位时也无法确保通过向连续给油的切换而获得的高速下的避免不良情况的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实用性优异且高响应的内燃机用凸轮轴相位可变装置，其在用凸轮轴相位可变装置必然实施的滞后角方向和提前角方向两方向的相位变换中，低速(低油压)时比以往更加高响应、高速(高油压)时确保与以往同样的高响应且不会产生水击现象等新的不良情况。

为了解决上述问题，本发明主要采用如下结构。

一种内燃机用凸轮轴相位可变装置，其具备相位变换机构，所述相位变换机构具有提前角油压室和滞后角油压室，所述提前角油压室在凸轮轴相对于曲轴的相位角向提前角方向变化时容积增大，所述滞后角油压室在凸轮轴相对于曲轴的相位角向滞后角方向变化时容积增大，所述相位变换机构对所述曲轴和所述凸轮轴之间的相位进行变换，其中，

设有对应于所述凸轮轴的旋转角的变化，与所述提前角油压室连通的多个提前角室油路系统、和与所述滞后角油压室连通的多个滞后角室油路系统，