(57)【要約】  少なくとも１つのカムシャフトを有するエンジン用の位相器であって、ハウジング、ロータ、制御バルブ、アクチュエータおよびパルスホイールを備える、位相器。ロータは、ハウジング内に同軸に配置されるカムシャフトに連結する。ハウジングおよびロータは、ハウジング内でチャンバを分離する少なくとも１つのベーンを画定する。ベーンは、ハウジングおよびロータの相対角度位置をシフトさせるように回転が可能である。制御バルブは、ロータによって収容され、位相器のチャンバに流体を向ける。アクチュエータは、制御バルブを位置決めし、少なくとも１つの一体型位置センサを有し、それにより、アクチュエータおよび一体型位置センサの電気接続が１つの接続によってなされ、位相器からの流体の漏れが低減する。パルスホイールは、位相器とともに回転するように位相器に取り付けられ、アクチュエータの一体型位置センサと位置合せされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのカムシャフトを有する内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、
駆動力を受け入れる外周を有するハウジングと、
前記ハウジング内に同軸に配置されるカムシャフトに連結するロータであって、前記ハウジングおよび前記ロータが前記ハウジング内でチャンバを分離する少なくとも１つのベーンを画定し、前記ベーンが、前記ハウジングおよび前記ロータの相対角度位置をシフトさせるように回転が可能である、ロータと、
前記チャンバに流体を向けるために前記ロータによって収容される制御バルブと、
少なくとも１つの一体型位置センサを有する、前記制御バルブを位置決めするアクチュエータであって、それにより、前記アクチュエータおよび前記一体型位置センサの電気接続が１つの接続によってなされ、前記位相器からの流体の漏れが低減する、アクチュエータと、
を具備する、可変カムタイミング位相器。
【請求項２】
前記位相器とともに回転するように前記位相器に取り付けられ、前記アクチュエータの前記一体型位置センサに位置合せされる、パルスホイールをさらに具備する、請求項１に記載の可変カムタイミング位相器。
【請求項３】
前記パルスホイールが磁性であり、前記パルスホイールが前記一体型位置センサを通過する時、前記センサが磁束の変化を検出し、前記カムシャフトの位置を確定する、請求項２に記載の可変カムタイミング位相器。
【請求項４】
前記パルスホイールが鉄であり、前記一体型位置センサが磁石を含み、パルスホイールが前記一体型位置センサを通過する時、前記センサが磁界の変化を検出し、前記カムシャフトの位置を確定する、請求項２に記載の可変カムタイミング位相器。
【請求項５】
前記一体型位置センサが、ホールセンサ、磁気抵抗センサまたは可変リラクタンスセンサである、請求項１に記載の可変カムタイミング位相器。
【請求項６】
前記位相器とともに回転するように前記位相器の前記カムシャフトに取り付けられ、外周に沿って間隔を空けて磁石が散在する、ゴムリングをさらに具備する、請求項１に記載の可変カムタイミング位相器。
【請求項７】
前記一体型位置センサが磁石を含み、前記ゴムリングの前記磁石が前記一体型位置センサを通過する時、前記センサが磁界の変化を検出し、前記位相器の位置を確定する、請求項６に記載の可変カムタイミング位相器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、「位置センサ一体型可変力ソレノイド（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｆｏｒｃｅ  Ｓｏｌｅｎｏｉｄ  Ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ）」と題する、２００６年８月２５日に出願された米国仮特許出願第６０／８２３，５２９号明細書に開示された発明を主張する。本明細書では、米国仮特許出願の米国特許法第１１９条（ｅ）に基づく利益を主張し、上述した出願は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、可変力ソレノイドの分野に関する。特に、本発明は、位置センサ一体型可変力ソレノイドに関する。
【背景技術】
【０００３】
最近のエンジンでは、エンジンの１つまたは複数のカムに可変カムタイミング位相器が取り付けられている。これら位相器を使用して、カムおよびリフタ構成に応じて、バルブのタイミングを変更することができ、またはバルブの持続時間を変更することができる。位相器の位置を調整する一方法は、可変力ソレノイド（ＶＦＳ）によって制御される中央取付けのスプールを使用し、その位置を調整するために電子コントローラにフィードバックを提供する別個の位置センサを有する、というものである。したがって、４カムエンジンには、可変力ソレノイドに対する４つのコネクタと関連するセンサの各々に対する４つのコネクタとがあり、その結果、オイルがエンジンから漏れ出る８つの場所があることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、位置センサおよび可変力ソレノイドの別個の接続によって発生するエンジンからの漏れを低減する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
少なくとも１つのカムシャフトを有する内燃機関用の可変カムタイミング位相器であって、ハウジング、ロータ、制御バルブ、アクチュエータおよびパルスホイールを備える、可変カムタイミング位相器。ハウジングは、駆動力を受け入れる外周を有する。ロータは、ハウジング内に同軸に配置されるカムシャフトに連結する。ハウジングおよびロータは、ハウジング内でチャンバを分離する少なくとも１つのベーンを画定する。ベーンは、ハウジングおよびロータの相対角度位置をシフトさせるように回転が可能である。制御バルブは、ロータによって収容され、位相器のチャンバに流体を向ける。アクチュエータは、制御バルブを位置決めし、少なくとも１つの一体型位置センサを有し、それにより、アクチュエータおよび一体型位置センサの電気接続が１つの接続によってなされ、位相器からの流体の漏れが低減する。パルスホイールは、位相器とともに回転するように位相器に取り付けられ、アクチュエータの一体型位置センサと位置合せされる。
【０００６】
一実施形態では、パルスホイールは磁性であり、一体型位置センサは、パルスホイールの縁がセンサを通過する時に磁束の変化を検出する。
【０００７】
代替実施形態では、パルスホイールは鉄であり、一体型位置センサは磁石を含む。一体型位置センサは、パルスホイールの縁がセンサを通過する際に磁界の変化を検出する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】位置センサ一体型可変力ソレノイドによって作動される可変カムタイミング位相器の側面図を示す。
【図２】可変カムタイミング位相器の正面図を示す。
【図３】コネクタおよび一体型位置センサを含む可変力ソレノイドの正面図を示す。
【図４】代替実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
内燃機関は、エンジン性能を向上させるかまたは排気ガスを低減するために、カムシャフトとクランクシャフトとの間の角度を変更するさまざまな機構を採用してきた。これら可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ）機構の大部分は、エンジンカムシャフト２６（または多数カムシャフトエンジンの場合は、複数のカムシャフト）に１つまたは複数の「ベーン位相器」を使用している。大抵の場合、位相器は、１つまたは複数のベーンを備えたロータ６を有し、ロータ６は、カムシャフト２６の端部に取り付けられており、ベーンが適合するベーンチャンバを備えたハウジング２によって包囲されている。ベーンをハウジング２に取り付けること、およびチャンバをロータ６内に配置することも同様に可能である。ハウジングの外周は、チェーン、ベルトまたはギアを介して、通常はクランクシャフトからの駆動力、または可能性として多数カムエンジンの場合は別のカムシャフトからの駆動力を受け入れる、スプロケット４、プーリまたはギアを形成している。
【００１０】
ロータ６は、制御バルブ８を収容する穴６ａを有している。制御バルブ８は、ロータ６のハウジング２に対する相対角度位置をシフトさせるように流体流を向ける。制御バルブ８の位置は、一端ではアクチュエータ１２による影響を受け、他端ではばね（図示せず）による影響を受ける。図１に示すようなアクチュエータ１２は可変力ソレノイドであるが、位置センサ一体型ステッパモータアセンブリまたは直線運動する任意のアクチュエータ等、他のアクチュエータを使用してもよい。
【００１１】
従来技術による位相器では、背景において述べたように、複数の別個の位置センサが、クランクシャフトに対するカムシャフトの位置および位相器の位置に関するフィードバックを電子コントローラに提供する。そして、フィードバックは、電子コントローラから可変力ソレノイドに送出され、可変力ソレノイドが制御バルブおよび位相器の位置に影響を与える。従来技術による位相器の複数の位置センサでは、位置センサと電子コントローラと可変力ソレノイドとの間に複数のコネクタおよび接続が必要である。
【００１２】
従来技術によるシステムで発生する漏れを低減するために、本発明の位相器の位置センサ１４は、可変力ソレノイド（ＶＦＳ）１２に組み込まれており、それにより、ソレノイド１２および位置センサ１４に対する電気接続が、コネクタ１６を介してなされている。可変力ソレノイド１２に関連する磁束および磁路のために、位置センサ１６を、図１および図３に示すようにＶＦＳ１２のかかる磁路から隔離しなければならない。
【００１３】
位置センサ１４は、ホールセンサ、磁気抵抗センサ、可変リラクタンスセンサ、またはパルスホイールを検知することができる他の任意のセンサであってもよい。しかしながら、試験を通して、ホールセンサおよび磁気抵抗センサが、可変リラクタンスセンサより適切に機能する。１つの位置センサしか示していないが、複数のセンサがあってもよく、ハウジングの位置を検知するかまたは位相器の他の部分を監視してもよい。
【００１４】
一実施形態では、図１〜図３に示すように、磁気パルスホイール１０を使用してもよい。パルスホイール１０は、カムシャフトに取り付けられており、位相器とともに回転する。パルスホイールは、その縁１０ａが、可変力ソレノイド１２に組み込まれている位置センサ１４と位置合せされるように配置されている。パルスホイールの縁１０ａがセンサ１４を通過すると、センサは、磁束の変化、したがってカムシャフトの位置を検出することができる。
【００１５】
別の実施形態では、パルスホイール１０は鉄であってもよく、位置センサ１４は磁石を含んでもよく、それにより、鉄製パルスホイールが通過する際に位置センサが磁界の変化を検出することができる。
【００１６】
あるいは、パルスホイールの代りにゴムリング３０を使用してもよい。ゴムリング３０は、カムシャフトに取り付けられ、位相器とともに回転する。ゴムリングには、図４に示すように、そのゴム３４周囲に沿って間隔を空けて磁石３２が散在しており、それにより、磁石３２が位置センサ１４を通過する時、センサ１４が、ゴムリングの磁石３２が回転する際の磁界の変化を検出することができる。
【００１７】
したがって、本明細書で説明した本発明の実施形態は、単に本発明の原理の適用を例示するものである、ということが理解されるべきである。本明細書における図示した実施形態の詳細に対する参照は、特許請求の範囲を限定するように意図されてはおらず、特許請求の範囲自体が、本発明に本質的であるとみなされる特徴を列挙するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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