带有一体化的位置传感器的可变力螺线管.pdf

用于具有至少一个凸轮轴的发动机的一种相位器，该相位器包括一个壳体、一个转子、一个控制阀、一个致动器以及一个脉冲轮。该转子连接到同轴地定位于壳体内部的一个凸轮轴上。该壳体和转子限定了在壳体内分隔出一个腔室的至少一个叶片。该叶片能够旋转从而改变壳体和转子的相对角位置。该控制阀被转子所容纳并且将流体引导至相位器的这些腔室。致动器将控制阀定位并且具有至少一个一体化的位置传感器，这样致动器和一体化的位置传感器的电连接通过一个连接来进行，从而减少从该相位器的流体泄漏。一个脉冲轮安装在相位器上以与之一起旋转，并且与该致动器的一体化的位置传感器对齐。

1.  用于具有至少一个凸轮轴的内燃机的一种可变凸轮正时相位器，包括：
一个壳体，该壳体具有用于接受驱动力的一个外周；
一个转子，该转子用于连接到同轴地位于该壳体内的一个凸轮轴上，该壳体与该转子限定了至少一个叶片，该叶片在该壳体内分隔出的一个腔室，该叶片能够旋转以改变该壳体与该转子的相对角位置；
一个控制阀，该控制阀由该转子所容纳用于将流体引导至这些腔室；
一个致动器，该致动器用于将该控制阀定位并具有至少一个一体化的位置传感器，这样用于该致动器以及该一体化的位置传感器的电连接是通过一个连接来进行，从而减少从该相位器的流体泄漏。

2.  根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，进一步包括一个脉冲轮，该脉冲轮安装在该相位器上以随之旋转并与该致动器的一体化的位置传感器对齐。

3.  根据权利要求2所述的可变凸轮正时相位器，其中，该脉冲轮是磁性的，并且其中当该脉冲轮经过该一体化的位置传感器时，该传感器探测磁通量中的变化，从而确定该凸轮轴的位置。

4.  根据权利要求2所述的可变凸轮正时相位器，其中，该脉冲轮是铁的并且该一体化的位置传感器包含一个磁体，其中，当该脉冲轮经过该一体化的位置传感器时，该传感器探测磁场内的变化，从而确定该凸轮轴的位置。

5.  根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，其中，该一体化的位置传感器是一个霍尔传感器、磁阻式传感器、或者一个可变磁阻传感器。

6.  根据权利要求1所述的可变凸轮正时相位器，进一步包括一个橡胶圈，该橡胶圈安装在该相位器的凸轮轴上以随之旋转并且具有沿其圆周间隔分布的多个磁体。

7.  根据权利要求6所述的可变凸轮正时相位器，其中，该一体化的位置传感器包含一个磁体，并且其中当该橡胶圈的这些磁体经过该一体化位置传感器时，该传感器探测在磁场内的变化，从而确定该相位器的位置。

带有一体化的位置传感器的可变力螺线管
相关申请的引用
本申请要求于2006年8月25日提交的、临时申请号60/823,529中披露的发明名称为“带有一体化的位置传感器的可变力螺线管”的一项发明。特此要求根据35 USC§119(e)的美国临时申请的权益，并且上述申请特此通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及可变力螺线管的领域。更具体地讲，本发明涉及具有一体化的位置传感器的一种可变力螺线管。
背景技术
现代发动机具有安装到发动机的一个或多个凸轮上的可变凸轮正时相位器。这些相位器可用于改变阀门的定时，或者可用于根据凸轮与升降杆安排来更改阀门的持续时间。调整相位器的位置的一种方法是使用一个安装在中心的阀芯，该阀芯由一个可变力螺线管(VFS)控制并且具有一个分离的位置传感器以便向电子控制器提供反馈，从而调整相位器的位置。因此，在一个四凸轮发动机上有用于可变力螺线管的四个连接器以及用于每个关联的传感器的四个连接器，从而产生让油从发动机漏出的八个位置。
因此，存在一种需求来减少由于位置传感器和可变力螺线管的分离的连接而发生的从发动机的泄漏。
发明内容
用于具有至少一个凸轮轴的内燃机的一种可变凸轮正时相位器，该可变凸轮正时相位器包括一个壳体、一个转子、一个控制阀、一个致动器以及一个脉冲轮。该壳体具有用于接收驱动力的一个外周。该转子连接到同轴地位于该壳体内的一个凸轮轴上。该壳体和转子在限定了在该壳体内分隔出一个腔室的至少一个叶片。该叶片能够旋转以改变该壳体与转子的相对角位置。该控制阀由转子所容纳并且将流体引导至相位器的这些腔室。该致动器将控制阀定位并且具有至少一个一体化的位置传感器，这样用于致动器和一体化的位置传感器的电连接通过一个连接来进行，从而减少从相位器的流体泄漏。一个脉冲轮安装在相位器上用于与之一起旋转，并且与致动器的一体化的位置传感器对齐。
在一个实施方案中，该脉冲轮是磁性的，并且的该脉冲轮的边缘经过该传感器时，该一体化的位置传感器探测磁通量中的变化。
在一个替代实施方案中，该脉冲轮是铁的并且该一体化的位置传感器包含一个磁体。当该脉冲轮的边缘经过该传感器时，该一体化的位置传感器探测磁场中的变化。
附图说明
图1示出了由具有一体化位置传感器的一个可变力螺线管致动的一个可变凸轮正时相位器的侧视图。
图2示出了该可变凸轮正时相位器的主视图。
图3示出了连接器和包括该一体化位置传感器的可变力螺线管的主视图。
图4示出了一个替代实施方案。
具体实施方式
为了改进发动机性能或者减少排放物，内燃机一直采用各种机构来改变凸轮轴与曲轴之间的角度。这些可变凸轮轴正时(VCT)机构的大多数在发动机凸轮轴26上(或者在多凸轮轴的发动机内的多个凸轮轴上)使用一个或者多个“叶片相位器”。在大多数情况下，这些相位器具有转子6，该转子带有一个或多个叶片并安装到凸轮轴26的端部，该端部由一个壳体2环绕，该壳体带有多个叶片室，这些叶片安在这些叶片室内。有可能将这些叶片安装到壳体2上，并且也可安装在转子6中的这些腔室中。该壳体的外周形成了通过链条、传送带或者齿轮接受驱动力的链轮4、皮带轮或齿轮，该驱动力通常来自曲轴，或者有可能来自一个多凸轮发动机的另一个凸轮轴。
转子6具有容纳控制阀8的一个孔6a。控制阀8引导流体流来改变转子6相对于壳体2相对角位置。控制阀8的位置在一端受到一个致动器12的影响，并在相对的一端受到一个弹簧(未示出)的影响。如图1所示的致动器12是一个可变力螺线管，但也可以使用其他的致动器，例如一个带有一体化的位置传感器的步进式电动机，或者带有线性运动的任何致动器。
在现有技术的相位器中，如背景技术中所讨论的那样，多个分离的位置传感器向电子控制器提供关于凸轮轴相对于曲轴的位置以及相位器的位置的反馈。该反馈进而从电子控制器被发送到可变力螺线管，该可变力螺线管影响控制阀和相位器的位置。现有技术中的相位器的多个位置传感器要求在这些位置传感器、电子控制器以及可变力螺线管之间有多个连接器和多处连接。
为了减少在现有技术的系统中发生的泄漏，将本发明的相位器的位置传感器14整合到可变力螺线管(VFS)12中，这样用于螺线管12和位置传感器14的电连接是通过一个连接器16来进行。由于与可变力螺线管12相关联的磁通量和磁路的原因，必须将位置传感器16与如图1和图3中所示出的VFS 12的这些磁路相隔离。
这些位置传感器14可以是霍尔传感器、磁阻式传感器、可变磁阻传感器或者能够感测一个脉冲轮的其他任何传感器。然而，通过测试，霍尔传感器和磁阻式传感器比可变磁阻传感器的表现更好。虽然只示出了一个位置传感器，但可以存在多个传感器并可以感测壳体的位置或者监测相位器的其他部分。
如图1至图3所示，在一个实施方案中，可以使用一个磁性脉冲轮10。脉冲轮10附接到凸轮轴上并且与相位器一起旋转。将该脉冲轮被定位为使该脉冲轮的一个边缘10a与整合到可变力螺线管12中的位置传感器14对齐。当脉冲轮的边缘10a经过传感器14时，该传感器可以探测磁通量中的变化并因此而探测该凸轮轴的位置。
在另一个实施方案中，脉冲轮10可以是铁的并且位置传感器14可以包含一个磁体，这样当铁的脉冲轮经过时位置传感器能够探测磁场中的变化。
可替代地，一个橡胶圈30可以代替该脉冲轮。将橡胶圈30附接到该凸轮轴上并与相位器一起旋转。如图4所示，该橡胶圈具有沿着橡胶34的圆周相隔分布的多个磁体32，这样当一个磁体32经过位置传感器14时，传感器14在橡胶圈内的这些磁体32旋转时将能够探测磁场中的变化。
因此，应理解，在此说明的本发明的实施方案仅仅是用来解释本发明应用的原理。在此提及的所说明的实施方案的细节并非旨在限制权利要求的范围，这些权利要求本身列举了被认为是对本发明必须的那些特征。