專利名稱：帶有一體化的位置傳感器的可變力螺線管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變力螺線管的領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及具有一體 化的位置傳感器的一種可變力螺線管。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代發(fā)動機具有安裝到發(fā)動機的 一個或多個凸輪上的可變凸輪正時 相位器。這些相位器可用于改變閥門的定時，或者可用于根據(jù)凸輪與升降 桿安排來更改閥門的持續(xù)時間。調(diào)整相位器的位置的一種方法是使用一個 安裝在中心的閥芯，該閥芯由一個可變力螺線管(VFS)控制并且具有一 個分離的位置傳感器以便向電子控制器提供反饋，從而調(diào)整相位器的位 置。因此，在一個四凸輪發(fā)動機上有用于可變力螺線管的四個連接器以及 用于每個關(guān)聯(lián)的傳感器的四個連接器，從而產(chǎn)生讓油從發(fā)動機漏出的八個 位置。
因此，存在一種需求來減少由于位置傳感器和可變力螺線管的分離的 連接而發(fā)生的從發(fā)動機的泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
用于具有至少一個凸輪軸的內(nèi)燃機的一種可變凸輪正時相位器，該可 變凸輪正時相位器包括一個殼體、 一個轉(zhuǎn)子、 一個控制閥、 一個致動器以 及一個脈沖輪。該殼體具有用于接收驅(qū)動力的一個外周。該轉(zhuǎn)子連接到同 軸地位于該殼體內(nèi)的一個凸輪軸上。該殼體和轉(zhuǎn)子在限定了在該殼體內(nèi)分
3隔出一個腔室的至少一個葉片。該葉片能夠旋轉(zhuǎn)以改變該殼體與轉(zhuǎn)子的相 對角位置。該控制閥由轉(zhuǎn)子所容納并且將流體引導(dǎo)至相位器的這些腔室。 該致動器將控制閥定位并且具有至少 一個一體化的位置傳感器，這樣用于 致動器和一體化的位置傳感器的電連接通過一個連接來進行，從而減少從 相位器的流體泄漏。 一個脈沖輪安裝在相位器上用于與之一起旋轉(zhuǎn)，并且 與致動器的一體化的位置傳感器對齊。在一個實施方案中，該脈沖輪是磁性的，并且的該脈沖輪的邊緣經(jīng)過 該傳感器時，該一體化的位置傳感器探測磁通量中的變化。在一個替代實施方案中，該脈沖輪是鐵的并且該一體化的位置傳感器 包含一個磁體。當(dāng)該脈沖輪的邊緣經(jīng)過該傳感器時，該一體化的位置傳感 器探測磁場中的變化。


圖1示出了由具有一體化位置傳感器的一個可變力螺線管致動的一個 可變凸輪正時相位器的側(cè)視圖。圖2示出了該可變凸輪正時相位器的主^L圖。，圖3示出了連接器和包括該一體化位置傳感器的可變力螺線管的主視圖。圖4示出了一個替代實施方案。
具體實施方式
為了改進發(fā)動機性能或者減少排放物，內(nèi)燃機一直采用各種機構(gòu)來改 變凸輪軸與曲軸之間的角度。這些可變凸輪軸正時(VCT)機構(gòu)的大多數(shù) 在發(fā)動機凸輪軸26上(或者在多凸輪軸的發(fā)動機內(nèi)的多個凸輪軸上)使 用一個或者多個"葉片相位器"。在大多數(shù)情況下，這些相位器具有轉(zhuǎn)子6， 該轉(zhuǎn)子帶有一個或多個葉片并安裝到凸輪軸26的端部，該端部由一個殼 體2環(huán)繞，該殼體帶有多個葉片室，這些葉片安在這些葉片室內(nèi)。有可能 將這些葉片安裝到殼體2上，并且也可安裝在轉(zhuǎn)子6中的這些腔室中。該 殼體的外周形成了通過鏈條、傳送帶或者齒輪接受驅(qū)動力的鏈輪4、皮帶 輪或齒輪，該驅(qū)動力通常來自曲軸，或者有可能來自一個多凸輪發(fā)動機的 另一個凸輪軸。轉(zhuǎn)子6具有容納控制閥8的一個孔6a?？刂崎y8引導(dǎo)流體流來改變轉(zhuǎn)子6相對于殼體2相對角位置?？刂崎y8的位置在一端受到一個致動器12 的影響，并在相對的一端受到一個彈簧(未示出)的影響。如圖l所示的 致動器12是一個可變力螺線管，但也可以使用其他的致動器，例如一個 帶有一體化的位置傳感器的步進式電動機，或者帶有線性運動的任何致動器。在現(xiàn)有技術(shù)的相位器中，如背景技術(shù)中所討論的那樣，多個分離的位 置傳感器向電子控制器提供關(guān)于凸輪軸相對于曲軸的位置以及相位器的 位置的反饋。該反饋進而從電子控制器被發(fā)送到可變力螺線管，該可變力 螺線管影響控制閥和相位器的位置?，F(xiàn)有技術(shù)中的相位器的多個位置傳感 器要求在這些位置傳感器、電子控制器以及可變力螺線管之間有多個連接 器和多處連接。為了減少在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中發(fā)生的泄漏，將本發(fā)明的相位器的位置 傳感器14整合到可變力螺線管(VFS) 12中，這樣用于螺線管12和位置 傳感器14的電連接是通過一個連接器16來進行。由于與可變力螺線管12 相關(guān)聯(lián)的f茲通量和磁路的原因，必須將位置傳感器16與如圖1和圖3中 所示出的VFS 12的這些；茲^各相隔離。這些位置傳感器14可以是霍爾傳感器、磁阻式傳感器、可變磁阻傳 感器或者能夠感測一個脈沖輪的其他任何傳感器。然而，通過測試，霍爾 傳感器和磁阻式傳感器比可變磁阻傳感器的表現(xiàn)更好。雖然只示出了一個 位置傳感器，但可以存在多個傳感器并可以感測殼體的位置或者監(jiān)測相位 器的其他部分。如圖1至圖3所示，在一個實施方案中，可以使用一個磁性脈沖輪10。 脈沖輪10附接到凸輪軸上并且與相位器一起旋轉(zhuǎn)。將該脈沖輪被定位為 使該脈沖輪的一個邊緣10a與整合到可變力螺線管12中的位置傳感器14 對齊。當(dāng)脈沖輪的邊緣10a經(jīng)過傳感器14時，該傳感器可以探測磁通量 中的變化并因此而探測該凸輪軸的位置。在另一個實施方案中，脈沖輪IO可以是鐵的并且位置傳感器14可以 包含一個磁體，這樣當(dāng)鐵的脈沖輪經(jīng)過時位置傳感器能夠探測磁場中的變化?？商娲?， 一個橡膠圈30可以代替該脈沖輪。將橡膠圈30附接到該 凸輪軸上并與相位器一起旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，該橡膠圈具有沿著橡膠34 的圓周相隔分布的多個磁體32，這樣當(dāng) 一個磁體32經(jīng)過位置傳感器14時，傳感器14在橡膠圈內(nèi)的這些磁體32旋轉(zhuǎn)時將能夠探測磁場中的變化。因此，應(yīng)理解，在此說明的本發(fā)明的實施方案僅僅是用來解釋本發(fā)明 應(yīng)用的原理。在此提及的所說明的實施方案的細節(jié)并非旨在限制權(quán)利要求 的范圍，這些權(quán)利要求本身列舉了被認(rèn)為是對本發(fā)明必須的那些特征。
權(quán)利要求
1. 用于具有至少一個凸輪軸的內(nèi)燃機的一種可變凸輪正時相位器，包括一個殼體，該殼體具有用于接受驅(qū)動力的一個外周；一個轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子用于連接到同軸地位于該殼體內(nèi)的一個凸輪軸上，該殼體與該轉(zhuǎn)子限定了至少一個葉片，該葉片在該殼體內(nèi)分隔出的一個腔室，該葉片能夠旋轉(zhuǎn)以改變該殼體與該轉(zhuǎn)子的相對角位置；一個控制閥，該控制閥由該轉(zhuǎn)子所容納用于將流體引導(dǎo)至這些腔室；一個致動器，該致動器用于將該控制閥定位并具有至少一個一體化的位置傳感器，這樣用于該致動器以及該一體化的位置傳感器的電連接是通過一個連接來進行，從而減少從該相位器的流體泄漏。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變凸輪正時相位器，進一步包括一個脈沖 輪，該脈沖輪安裝在該相位器上以隨之旋轉(zhuǎn)并與該致動器的一體化的位置 傳感器對齊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變凸輪正時相位器，其中，該脈沖輪是磁 性的，并且其中當(dāng)該脈沖輪經(jīng)過該一體化的位置傳感器時，該傳感器探測 磁通量中的變化，從而確定該凸輪軸的位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可變凸輪正時相位器，其中，該脈沖輪是鐵 的并且該一體化的位置傳感器包含一個磁體，其中，當(dāng)該脈沖輪經(jīng)過該一 體化的位置傳感器時，該傳感器探測磁場內(nèi)的變化，從而確定該凸輪軸的 位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變凸輪正時相位器，其中，該一體化的位 置傳感器是一個霍爾傳感器、磁阻式傳感器、或者一個可變磁阻傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變凸輪正時相位器，進一步包括一個橡膠 圈，該橡膠圈安裝在該相位器的凸輪軸上以隨之旋轉(zhuǎn)并且具有沿其圓周間 隔分布的多個磁體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可變凸輪正時相位器，其中，該一體化的位 置傳感器包含一個磁體，并且其中當(dāng)該橡膠圈的這些^f茲體經(jīng)過該一體化位 置傳感器時，該傳感器探測在磁場內(nèi)的變化，從而確定該相位器的位置。
全文摘要
用于具有至少一個凸輪軸的發(fā)動機的一種相位器，該相位器包括一個殼體、一個轉(zhuǎn)子、一個控制閥、一個致動器以及一個脈沖輪。該轉(zhuǎn)子連接到同軸地定位于殼體內(nèi)部的一個凸輪軸上。該殼體和轉(zhuǎn)子限定了在殼體內(nèi)分隔出一個腔室的至少一個葉片。該葉片能夠旋轉(zhuǎn)從而改變殼體和轉(zhuǎn)子的相對角位置。該控制閥被轉(zhuǎn)子所容納并且將流體引導(dǎo)至相位器的這些腔室。致動器將控制閥定位并且具有至少一個一體化的位置傳感器，這樣致動器和一體化的位置傳感器的電連接通過一個連接來進行，從而減少從該相位器的流體泄漏。一個脈沖輪安裝在相位器上以與之一起旋轉(zhuǎn)，并且與該致動器的一體化的位置傳感器對齊。
文檔編號G05D16/00GK101506478SQ200780031399
公開日2009年8月12日 申請日期2007年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者D·R·泰勒, P·T·辛普森 申請人:博格華納公司