[发明专利]非同步带传动凸轮轴相移装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2007年10月9日提交的美国临时专利申请No.60/978568，并要求其优先权，该美国临时专利申请在此被引用作为参考。

技术领域

简要地讲，本公开涉及一种用于内燃机的凸轮轴相位装置，特别地，涉及非同步带传动凸轮轴相位装置。

背景技术

凸轮轴相移装置用于内燃机以改变阀门时序以改善燃料消耗并改善废气质量。当前的凸轮轴相移装置能够对阀门操作定时序以用于最大的舒适性和/或最高转矩以及最高性能。当今使用的凸轮轴相移装置是由曲轴通过同步带或者链传动进行驱动。正(positive)/同步接合传动装置(也就是齿形带传动和链传动)的使用主要是由于在曲轴和凸轮轴之间严格的时序要求。但是，与正接合传动装置相关的成本高于非正接合传动装置例如称作非同步带的平带或者V带传动系统的成本。

期望地，具有一种凸轮轴相移装置，其适于通过简单的非正/非同步带传动而被驱动用于包装和成本节省，但仍是可调节的以实现和保持期望的阀门时序，同时能够简单且高精度地进行电控。

发明内容

带传动凸轮轴相移装置包括可操作地连接到输入轴和输出轴的非同步带和行星齿轮链。输入轴经由非同步带连接到曲轴，输出轴连接到凸轮轴。凸轮轴相移装置进一步包括传感器和控制器，通过其输入和输出轴的位置以及凸轮轴和曲轴的位置被检测和跟踪。如果在曲轴和凸轮轴之间的位置的期望的关系变为不同步的，如同通过超出容差带的误差信号所能确定的一样，那么，纠正或者补偿通过齿轮链施加到输出轴。本公开的凸轮轴相移装置包括足够的转换速率以实现对由非同步带传动系统的操作引起的凸轮轴和曲轴之间的相对角位置的不匹配进行实时补偿。

本公开在前面提出的特征和优点以及在此的优选实施例将从下面参照附图的描述的阅读而变得更加明显。

附图说明

附图形成说明书的一部分，其中：

图1是非同步带传动的传动装置的示意图，示意性地示出内燃机的内部部件、其相关的皮带轮(pulley)和非同步带；

图2是根据本公开构造的并实施本公开的凸轮轴相移装置的示意性视图；

图3示出输入轴、输出轴和相移装置的截面视图；

图4示出根据本公开构造的并实施本公开的相移装置的分解视图；

图5示出图4的相位移装置的部件的另一分解视图；

图6示出根据本公开构造的并实施本公开的相移装置的截面视图；以及

图7是控制输出轴相对于输入轴的期望的角位置的凸轮轴相移装置的基于扭矩控制结构的示意性视图。

相同的附图标记在整个附图中表示相同的部分或部件。应当理解，附图是用于示出本公开提出的构思，而并非要限制本公开。

具体实施方式

下面的详细描述通过例子而非以限定的方式示出本发明。该说明书使得本领域技术人员能够实施和使用本公开，并描述本公开的数个实施例、适应性改变、变化、替代和使用，其包括当前被认为是实施本公开的最佳模式。

参照附图，用于内燃机E的传动装置示意性地示出为10(图1)。传动装置包括曲轴12和曲轴皮带轮14；空调压缩机16和压缩机皮带轮18；动力转向泵20和泵皮带轮22；水泵24和泵皮带轮26；交流发电机28和交流发电机皮带轮30；张紧器32和张紧皮带轮34；输入轴36及其相关皮带轮38和非同步带40。非同步带40可操作地连接相关的皮带轮14、18、22、26、30、34和38，其中曲轴12经由其皮带轮14驱动非同步带40。

转到图2-6，输入轴36在输入轴36的端部耦合输入皮带轮38。输出轴42在输出轴42的端部耦合凸轮轴44。再者，本公开的机电相移装置，总的示出为46，被示出为位于内燃机E的凸轮轴44的端部。相移装置46包括总的示出为48行星齿轮链；总的示出为50的电机；传感器51和与输入轴36和输出轴42可操作地连接的相关的目标轮47、49以及发动机控制单元ECU。

行星齿轮链48围绕输入轴36和输出轴42共轴地对齐，行星齿轮链48包括输入恒星齿轮52形式的第一分支、输出恒星齿轮54形式的第二分支以及承载器56形式的控制分支。齿轮链48还包括第一行星齿轮58和第二行星齿轮60。如现有技术已知的，第一行星齿轮58可包括一套第一行星齿轮，第二行星齿轮60可包括一套第二行星齿轮。最佳地，一套第一行星齿轮和一套第二行星齿轮60在承载器56中均匀地间隔开。