CN101375023A - 可变气门正时设备 - Google Patents

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CN101375023A CNA2007800031224A CN200780003122A CN101375023A CN 101375023 A CN101375023 A CN 101375023A CN A2007800031224 A CNA2007800031224 A CN A2007800031224A CN 200780003122 A CN200780003122 A CN 200780003122A CN 101375023 A CN101375023 A CN 101375023A
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    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear

Abstract

进气VVT机构包括：连杆机构(A)和(B)，其连接到进气凸轮轴并操作以改变进气门的相位；以及控制销(A)(2034)，其沿着引导槽(A)(2041)在引导板(2040)上滑动以允许连杆机构(A)操作；控制销(B)(2134)，其沿着引导槽(B)(2042)在引导板(2040)上滑动以允许连杆机构(B)操作。当控制销(A)(2034)和(B)(2134)沿着使相位延迟的方向移动直到控制销(A)(2034)抵靠引导槽(A)(2041)的末端时，控制销(B)(2134)仍与引导槽(B)(2042)的末端相分离。

Description

可变气门正时设备
技术领域
本发明涉及一种可变气门正时设备。具体地，本发明涉及一种可变气门正时设备，其将应该开启/关闭气门的时间改变基于操作单元(连杆机构)的操作量的变化量。
背景技术
已经传统地公知，VVT(可变气门正时)根据操作状态改变开启/关闭进气门或排气门时的相位(曲轴转角)。通常，VVT通过相对于链轮等旋转使进气门或排气门开启/关闭的凸轮轴来改变相位。以液压方式或者由电动机等来旋转凸轮轴。在用电动机来旋转凸轮轴的情况下，与以液压的方式旋转凸轮轴的情况相比，难以获得用于旋转凸轮轴的转矩。因而，在用电动机来旋转凸轮轴的情况下，电动机的转矩经由连杆机构等传递到凸轮轴，由此旋转凸轮轴。
日本专利公开No.2005-048706公开了一种气门正时调节装置，其采用连杆(连杆机构)以将转矩传递到从动轴(凸轮轴)来调节应该开启/关闭气门的时间。该公开描述了如下方案：气门正时调节装置设置在将驱动轴的驱动转矩传递到从动轴(其驱动并因而开启和关闭内燃机中的进气门和排气门中的至少一者)的传动系统中，以调节应该开启/关闭所述气门中至少一者的时间。该气门正时调节装置包括：引导构件，其形成宽度大致恒定的引导通道；可动体，其在引导通道的宽度方向的两侧上与引导构件配合，以能够沿着引导通道延伸的方向相对于引导构件滑动；相位改变机构，其由多个连杆形成并与引导构件构成限制连杆，且诸如所述可动体之类的可动体每个都与相关连杆配合以根据可动体相对于引导构件的相对滑动来改变从动轴对驱动轴的旋转相位；以及转矩传递单元，其将控制转矩传递到引导构件。引导构件形成引导通道，引导通道相对于径向轴线倾斜延伸，并从径向方向看去具有距旋转中心线的可变距离，并且随着控制转矩被传递，引导构件相对于相关连杆旋转。
如该公开所述，气门正时调节装置包括引导构件，引导构件形成引导通道并在引导通道的宽度方向的两侧上与可动体配合，其中引导通道相对于径向轴线倾斜延伸，并从径向方向看去具有距旋转中心线的可变距离。因而，控制转矩能够从转矩传递单元传递到引导构件，以相对于相关连杆旋转引导构件。这能够有助于可动体相对于引导构件滑动以改变从动轴的旋转相位，结果调节应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。
然而，如果如在该公开中所述，气门正时调节装置采用多个连杆机构以改变应该开启/关闭气门的时间，则它难以实现以下功能：检测连杆机构是否已经产生故障；如果多个连杆机构中的一个受损，则其它连杆机构能够改变应该开启/关闭气门的时间，并能通过控制开启/关闭该气门。
发明内容
本发明构思了一种能够检测故障的可变气门正时设备。
本发明在一方面提供了一种可变气门正时设备，其改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。该可变气门正时设备包括：第一操作单元，其设置成将应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间改变基于第一操作单元的操作量的变化量；第二操作单元，其设置成将应该开启/关闭与进气门和排气门中由第一机构控制的所述至少一者相同的气门的时间改变基于第二操作单元的操作量的变化量；以及限制单元，其限制第一操作单元的操作，使得第一操作单元仅在比第二操作单元可操作的范围小的范围内可操作。
根据本发明，将应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间改变基于第一操作单元(例如，第一连杆机构)和第二操作单元(例如，第二连杆机构)的操作量的变化量。如果操作单元中的一个受损且不能正常操作，则另一个操作单元能够改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。第一操作单元能够在被限制单元限制成比第二操作单元能够操作的范围小的范围内操作。如果第一操作单元没有受损等并正常操作，则能够改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间，直到第一操作单元的操作被限制单元限制。相反，如果第一操作单元受损且不能正常操作，则第一操作的操作不被限制单元限制，并且能够超过第一操作单元的可操作的范围进一步改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。结果，能够通过检测开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间来判定第一操作单元是否已经产生故障。因而可以提供一种能够检测故障的可变气门正时设备。
优选地，第一操作单元的强度小于第二操作单元的强度。
根据本发明，第一操作单元设置成其强度小于第二操作单元的强度。这使得在能够检测故障的第一操作单元中引起的故障要早于第二操作单元。这能够防止在第一操作单元正常操作并且不能检测故障的情况下第二操作单元产生故障。
还优选地，气门由凸轮轴驱动。第一和第二操作单元是连杆机构，其连接到凸轮轴以旋转凸轮轴，并由致动器致动。当随着致动器经由连杆机构旋转凸轮轴，改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。
根据本发明，能够检测在由致动器致动以使凸轮轴旋转来改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的连杆机构中产生的故障。
本发明在另一个方面提供了一种可变气门正时设备，其改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。该可变气门正时设备包括：第一操作单元，其设置成将应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间改变基于第一操作单元的操作量的变化量；第二操作单元，其设置成将应该开启/关闭与进气门和排气门中由第一机构控制的所述至少一者相同的气门的时间改变基于第二操作单元的操作量的变化量；以及第一限制单元，其限制第一操作单元的操作，使得对于延迟应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的方向，第一操作单元仅在比第二操作单元可操作的范围小的范围内可操作；第二限制单元，其限制第二操作单元的操作，使得对于提前应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的方向，第二操作单元仅在比第一操作单元可操作的范围小的范围内可操作。
根据本发明，将应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间改变基于第一操作单元(例如，第一连杆机构)和第二操作单元(例如，第二连杆机构)的操作量的变化量。如果操作单元中的一个受损且不能正常操作，则另一个操作单元能够改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。对于延迟应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的方向，第一操作单元能够在被第一限制单元限制成比第二操作单元能够操作的范围小的范围内操作。对于提前应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的方向，第二操作单元能够在被第二限制单元限制成比第一操作单元能够操作的范围小的范围内操作。如果第一操作单元没有受损等且正常操作，则能够延迟应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间，直到第一操作单元的操作被限制单元限制。相反，如果第一操作单元受损且不能正常操作，则第一操作的操作不被限制单元限制，并且能够超过第一操作单元的可操作的范围进一步延迟应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。类似地，如果第二操作单元没有受损且正常操作，则能够提前应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间，直到第二操作单元的操作被第二限制单元限制。相反，如果第二操作单元受损且不能正常操作，则第二操作单元的操作不被第二限制单元限制，并且能够超过第二操作单元的可操作的范围进一步提前应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。这样，能够通过检测开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间来判定第一操作或第二操作单元是否已经产生故障。因而可以提供一种能够检测故障的可变气门正时设备。
优选地，气门由凸轮轴驱动。第一和第二操作单元是连杆机构，其连接到凸轮轴以旋转凸轮轴，并由致动器致动。随着致动器经由连杆机构旋转凸轮轴，改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间。
根据本发明，能够检测在由致动器致动以使凸轮轴旋转来改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间的连杆机构中产生的故障。
附图说明
图1示意性地示出其上安装了第一实施例中的可变气门正时设备的车辆的发动机的构造。
图2示出了界定进气凸轮轴的相位的对照图。
图3是示出进气VVT机构的剖视图。
图4是沿着图3中的A-A所取的剖视图。
图5是沿着图3中的B-B所取的(第一)剖视图。
图6是沿着图3中的B-B所取的(第二)剖视图。
图7是沿着图3中的C-C所取的剖视图。
图8是沿着图3中的D-D所取的剖视图。
图9是表示由对第一实施例中的此可变气门正时设备的进气VVT机构进行控制的ECU执行的程序的结构的流程图。
图10是沿着图3中的C-C所取的(第二)剖视图。
图11是沿着图3中的C-C所取的(第三)剖视图。
图12是第二实施例中的此可变气门正时设备的连杆机构的(第一)剖视图。
图13是第二实施例中的此可变气门正时设备的连杆机构的(第二)剖视图。
图14是第三实施例中的此可变气门正时设备的引导板的(第一)剖视图。
图15是表示由对第三实施例中的此可变气门正时设备的进气VVT机构进行控制的ECU执行的程序的结构的流程图。
图16是第三实施例中的此可变气门正时设备的引导板的(第二)剖视图。
图17是第三实施例中的可变气门正时设备的引导板的(第三)剖视图。
图18是在另一个实施例中的此可变气门正时设备中限制连杆机构可操作的范围的限制销的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图，将描述本发明的实施例。在以下描述中，类似的部件由类似的参考符号表示。它们的名称和功能也相同。因而，其详细描述将不再重复。
第一实施例
参照图1，描述其上安装了根据本发明第一实施例的可变气门正时设备的车辆的发动机。
发动机1000是具有“A”气缸列1010和“B”气缸列1012的V型8缸发动机，每列包括一组四个气缸。此处，可以使用除了V8型发动机以外的任何发动机。
空气从空气滤清器1010吸入到发动机1000中。吸入的空气的量由节气门1030调节。节气门1030是由电动机驱动的电子节气门。
空气通过进气歧管1032供应到气缸1040中。空气与气缸1040(燃烧室)中的燃料混合。燃料直接从喷射器1050喷射到气缸1040中。换言之，喷射器1050的喷射孔设置在气缸1040内。
燃料在进气行程中被喷射。燃料被喷射的时间不限于进气行程。此外，在本实施例中，将发动机1000描述为喷射器1050的喷射孔设置在气缸1040内的直喷式发动机。然而，除了直喷式(缸内)喷射器1050以外，可以设置进气口喷射器。此外，可以仅设置进气口喷射器。
气缸1040中的空气燃料混合物被火花塞1060点火并因而燃烧。燃烧后的空气燃料混合物(即，排气)被三元催化剂1070净化，此后排出到车辆的外部。空气燃料混合物燃烧以下压活塞1080，由此旋转曲轴1090。
在气缸1040的顶部，设置进气门1100和排气门1110。进气门1100被进气凸轮轴1120驱动。排气门1100被排气凸轮轴1130驱动。进气凸轮轴1120和排气凸轮轴1130由诸如链条和齿轮之类的部件连接，从而以相同的转速旋转。
进气门1100的相位(或者，应该开启/关闭进气门1100的时间)由设置于进气凸轮轴1120的进气VVT机构2000控制。排气门1110的相位(或者，应该开启/关闭排气门1110的时间)由设置于排气凸轮轴1130的排气VVT机构3000控制。
在本实施例中，进气凸轮轴1120和排气凸轮轴1130由VVT机构旋转以控制进气门1100和排气门1110的各个相位。此处，相位控制方法不限于前述的方法。
进气VVT机构2000由电动机2060(在图1中未示出)操作。电机2060由ECU 4000控制。电动机2060的电流和电压由电流表(未示出)和电压表(未示出)检测，并且测量值被输入到ECU 4000。
排气VVT机构3000是液压操作的。此处，进气VVT机构2000可以是液压操作的，而排气VVT机构3000可以由电动机操作。
表示曲轴1090的转速和曲轴转角的信号从曲轴角传感器5000输入到ECU 4000。此外，表示进气凸轮轴1120和排气凸轮轴1130的各自相位(相位：在旋转方向上的凸轮轴位置)的信号从凸轮轴位置传感器5010输入到ECU 4000。
此外，表示发动机1000的水温(冷却剂温度)的信号从冷却剂温度传感器5020输入到ECU 4000，并且表示发动机1000的进气量(引入或吸入发动机1000的空气量)的信号从气流计5030输入到ECU 4000。
基于这些从传感器输入的信号以及存储在存储器(未示出)中的对照图和程序，ECU 4000控制例如节气门角度、点火正时、燃料喷射正时、喷射的燃料量、进气门1100的相位和排气门1110的相位，使得发动机1000在所期望的工作状态下工作。
在本实施例中，ECU 4000基于图2所示的使用发动机转速NE和进气量KL作为参数的对照图确定进气门1100的相位。用于各个冷却剂温度的多个对照图存储用于确定进气门1100的相位。
以下，将进一步描述进气VVT机构2000。如图3所示，进气VVT机构2000包括链轮2020、凸轮板2020、连杆机构(A)2030、连杆机构(B)2130、引导板2040、摆线减速器2050和电动机2060。
链轮2010经由链条等连接到曲轴1090。链轮2010的转速是曲轴1090的转速的一半。进气凸轮轴1120设置成与链轮2010的转轴同心，并可相对于链轮2010旋转。
凸轮板2020用销(1)2070连接到进气凸轮轴1120。凸轮板2020在链轮2010的内侧与进气凸轮轴1120一起旋转。此处，凸轮板2020和进气凸轮轴1120可以集成为一个单元。
连杆机构(A)2030包括臂(A1)2031(在图3中未示出)和臂(A2)2032(在图3中未示出)。连杆机构(B)2130包括臂(B1)2131和臂(B2)2132。
如图4所示，图4是沿着图3的A-A所取的剖视图，臂(A1)2031和(B1)2131设置在链轮2010内，使得这两个臂相对于进气凸轮轴1120的转轴彼此点对称。臂(A1)2031和臂(B1)2131连接到链轮2010，使得臂能够绕销(2)2072摆动。
如图5和图6所示，其中图5是沿着图3中的B-B所取的剖视图，图6示出了进气门1100的相位相对于图5中的状态提前的状态，臂(A1)2031和凸轮板2020通过臂(A2)2032连接。臂(B1)2131和凸轮板2020通过臂(B2)2132连接。
臂(A2)2032被支撑成该臂可以绕销(3)2074相对于臂(A1)2031摆动。类似地，臂(B2)2132被支撑成该臂可以绕销(3)2074相对于臂(B1)2131摆动。此外，臂(A2)2032和(B2)2132被支撑成这些臂可以绕销(4)2076相对于凸轮板2020摆动。
连杆机构(A)2030和(B)2130使进气凸轮轴1120相对于链轮2010旋转，由此改变进气门1100的相位。
在本实施例中，可以设置一对连杆机构(A)2030和(B)2130。这样，如果连杆机构(A)2030和(B)2130中的一者受损等并因而断裂，则另一个连杆机构仍可以操作以改变进气门1100的相位。
再参照图3，在连杆机构(A)2030(臂(A2)2032)的表面(其为面向引导板2040的表面)处，设置控制销(A)2034。类似地，在连杆机构(B)2130(臂(B2)2132)的表面(其为面向引导板2040的表面)处，设置控制销(B)2134。
控制销(A)2034和(B)2134与销(3)2074同心设置。控制销(A)2034在设置于引导板2040中的引导槽(A)2041中滑动。控制销(B)2134在设置于引导板2040中的引导槽(B)2042中滑动。
控制销(A)2034和(B)2134在引导板2040的引导槽(A)2041和(B)2042中滑动以沿着径向方向移动。控制销(A)2034和(B)2134沿着径向方向的滑动使得进气凸轮轴1120相对于链轮2010旋转。
如图7所示，其中图7是沿着图3中的C-C所取的剖视图，引导槽(A)2041和(B)2042形成为以与径向方向成预定角度倾斜，使得引导板2040的旋转引起控制销(A)2034和(B)2134沿着径向方向移动。此处，引导槽(A)2041和(B)2042可以形成为具有除了以上所述以外的几何形状。
随着控制销(A)2034和(B)2134沿着径向方向进一步移动远离引导板2040的轴心，进气门1100的相位被更大程度地延迟。换言之，相位的变化量具有与随着控制销(A)2034和(B)2134的位置沿着径向方向移动所产生的连杆机构(A)2030和(B)2130的操作量相对应的值。
注意，也可以设置成，随着控制销(A)2034和(B)2134沿着径向方向进一步移动远离引导板2040的轴心的方向，进气门1100的相位被更大程度地提前。
引导槽(A)2041短于引导槽(B)2042。引导槽(A)2041和(B)2042仅仅长度不同。除此之外，它们设置成相对于引导板2040的轴心点对称。
如图7所示，当控制销(A)2034和(B)2134沿着使相位延迟的方向移动直到控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时，控制销(B)2134仍与引导槽(B)2042的末端相分离。
注意，也可以设置成，当控制销(A)2034和(B)2134沿着使相位被提前的方向移动直到控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时，控制销(B)2134仍与引导槽(B)2042的末端相分离。
当控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时，连杆机构(A)2030的沿着使相位延迟的方向的操作受到限制。因而，如果连杆机构(A)2030正常操作，控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时的相位将是最大延迟角的相位。
此外，当控制销(A)2034和(B)2134沿着使相位提前的方向移动时，控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端并且控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2042的末端的相位将是最大提前角的相位。
再参照图3，在引导板2040中，多个凹部2044设置在其面向摆线减速器2050的表面中，以用于将引导板2040和摆线减速器2050彼此连接。
摆线减速器2050包括齿圈2052和行星齿轮2054。齿圈2052相对于链轮2010固定，使得该齿轮与链轮2010一起旋转。
行星齿轮2054在其上具有多个容纳在引导板2040的凹部2044中的凸部2056。行星齿轮2054以绕耦合器2062的偏心轴线2066可旋转的方式被支撑，耦合器2062相对于电动机2060的输出轴的轴心2064偏心地形成。
图8示出了沿着图3中的D-D所取的横截面。行星齿轮2054的齿数比齿圈2052的齿数少一。行星齿轮2054设置成其齿的一部分与齿圈2052啮合。
当电动机2060使耦合器2062绕轴心2064并相对于齿圈旋转时，相应地在行星齿轮2054绕偏心轴线2066旋转的同时行星齿轮2054作为整体绕轴心2064旋转。行星齿轮2054的旋转运动使引导板2040相对于链轮2010旋转，从而改变进气门1100的相位。
如果电动机2060的输出轴的转速与链轮2010的转速相同，则耦合器2062和行星齿轮2054以与齿圈2052(链轮2010)相同的转速旋转。在此情况下，引导板2040以与链轮2010相同的转速旋转，因而保持进气门1100的相位。
现在参照图9来描述由控制进气VVT机构2000的ECU 4000执行以判定进气VVT机构2000是否已经产生故障的程序的控制结构。此后所描述的程序在预定的时间执行，诸如当点火开关(未示出)被接通以起动发动机1000时，当发动机怠速运转时等。
在步骤(S)100，ECU 4000控制进气VVT机构2000以最大延迟进气门1100的相位(或者，开启/关闭该气门的时间)。例如，电动机2060沿着使相位延迟的方向操作直到电动机2060的驱动电流快速增大(或者检测到锁止电流)。
在S110，ECU 4000基于从曲轴转角传感器5000和凸轮位置传感器5010传输的信号检测进气门1100(或者进气凸轮轴1120)的相位。
在S120，ECU 4000判定是否检测到比控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时的相位更延迟的相位。如果是这种情况(在S120中为“是”)，则控制进行到S130。否则(在S120中为“否”)，控制进行到S140。
在S130，ECU 4000判定进气VVT机构2000已经发生故障。此时，作出连杆机构(A)2030已经发生故障的判断结果。在S140，ECU 4000判定进气VVT机构2000的连杆机构(A)2030正常操作。
基于以上所述的结构和流程图，ECU 4000如以下所述操作以控制本实施例中的可变气门正时设备。
进气VVT机构2000在预定的时间被控制以最大延迟进气门1100的相位(S100)，并且检测当前相位(S110)。
如果进气VVT机构2000的连杆机构(A)2030未受损并因而处于允许正常操作的条件下，则如图10所示，控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端，并且控制销(B)2134与引导槽(B)2042的末端分离。
在此条件下，该相位将不被进一步延迟。这样，检测到的相位与控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041时的相位一致(在S120中为“否”)。
在此情况下，可以说，连杆机构(A)2030正常操作。因而，作出进气VVT机构2000的连杆机构(A)2030正常操作的判定结果(S140)。
如果进气VVT机构2000的连杆机构(A)2030受损，因而折断或者产生类似的故障，控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端不能限制连杆机构(A)2030的操作。因而，不会限制进气凸轮轴1120相对于链轮2010的旋转。
在此情况下，如图11所示，连杆机构(B)2130操作并且进气凸轮轴1120相对于链轮2010旋转，直到控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2042的末端。
如果在此条件下检测相位，则它将是比控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时的相位更延迟的相位。这样，如果检测到比控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2041的末端时的相位更延迟的相位(在S120中为“是”)，则作出VVT机构2000的连杆机构(A)2030已经产生故障的判定结果(S130)。因而可以检测到进气VVT机构2000在连杆机构(A)2030中产生的故障。
因而，本实施例提供一种由进气VVT机构实现的可变气门正时设备，其中，连杆机构(A)的控制销(A)滑动所沿的引导槽(A)在使进气门的相位延迟的方向上短于连杆机构(B)的控制销(B)滑动所沿的引导槽(B)。如果连杆机构(A)没有受损等并正常操作，则相位可以被延迟直到连杆机构(A)的控制销(A)抵靠引导槽(A)的末端。如果连杆机构(A)受损和折断，则该相位可以被进一步延迟，直到连杆机构(B)的控制销(B)抵靠引导槽(B)的末端。因而，根据当进气VVT机构被控制以允许相位被最大延迟时检测到的相位，可以判定连杆机构(A)是否已经产生故障。
第二实施例
以下将描述本发明的第二实施例。本实施例与第一实施例的不同之处在于连杆机构(A)的强度形成为小于连杆机构(B)的强度。
其余硬件和控制结构与在第一实施例中描述的相同。它们的功能也相同。因而，它们将不再详细地重复描述。
如图12所示，连杆机构(A)2030具有臂(A2)2032，臂(A)2032设置有孔2036，使得其强度低于连杆机构(B)2130的臂(B2)2132的强度。
注意，代替或者附加于孔2036，连杆机构(A)2030可以具有如下的臂(A2)2032：其如图13所示具有侧表面切口2038以减小臂(A2)2032的强度。
此外，代替或者附加于臂(A2)2032，臂(A1)2031可以设置有孔或者切口，使得其强度小于臂(B1)2131的强度。
此外，连杆机构(A)2030可以具有在强度方面比连杆机构(B)1230的销(2)2072、(3)2074和(4)2076小的销(2)2072、(3)2074和(4)2076。
这使得相比在连杆机构(B)2130中，在能够检测到故障已经产生的连杆机构(A)2030中更早引起损坏或者类似的故障。这可以防止在连杆机构(A)2030正常操作的同时连杆机构(B)1230具有故障而使该故障不能被检测到。
第三实施例
以下将描述本发明第三实施例。本实施例与第一实施例不同之处在于当控制销(A)和(B)沿着使相位提前的方向移动直到控制销(B)抵靠引导槽(B)的末端时，控制销(A)仍与引导槽(A)的末端相分离。
其余硬件和控制结构与第一或者第二是实施例中描述的那些相同。它们的功能也相同。因而，它们将不再详细地重复描述。
如在图14中所示，在本实施例中，如在第一实施例中那样，当控制销(A)2034和(B)2134沿着使相位延迟的方向移动直到控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2141的末端时，控制销(B)2134仍与引导槽(B)2142的末端相分离。
在本实施例中，与第一实施例不同，连杆机构(B)2130的控制销(B)2134滑动所沿的引导槽(B)2142在使进气门1100的相位提前的方向上短于连杆机构(A)2030的控制销(A)2034滑动所沿的引导槽(A)2141。
这样，当控制销(A)2034和(B)2134沿着使相位提前的方向移动直到控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时，控制销(A)2034仍与引导槽(A)2141的末端相分离。
当控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时，连杆机构(B)2130在使相位提前的方向上的操作受到限制。因而，如果连杆机构(B)2130正常操作，则控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端的相位将是具有最大提前角的相位。
现在参照图15来描述由控制进气VVT机构2000的ECU 4000执行以判定进气VVT机构2000是否已经产生故障的程序的控制结构。注意，此后所描述的程序在执行第一实施例中的程序之前或之后执行。
在S200，ECU 4000控制进气VVT机构2000以最大地提前进气门1100的相位(或者，开启/关闭该气门的时间)。例如，电动机2060沿着使相位提前的方向操作，直到电动机2060的驱动电流快速增大(或者检测到锁定电流)。
在S120，ECU 4000基于从曲轴转角传感器5000和凸轮位置传感器5010传输的信号检测进气门1100(或者进气凸轮轴1120)的相位。
在S220，ECU 4000判定是否检测到比控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时的相位更提前的相位。如果是这种情况(在S220中为“是”)，则控制进行到S230。否则(在S220中为“否”)，控制进行到S240。
在S230，ECU 4000判定进气VVT机构2000已经产生故障。此时，作出连杆机构(B)2130已经产生故障的判定结果。在S240，ECU 4000判定进气VVT机构2000的连杆机构(B)2130正常操作。
基于以上所述的结构和流程，ECU 4000如下所述操作以控制本实施例中的可变气门正时设备。
进气VVT机构2000被控制以最大地提前进气门1100的相位(S200)，并且检测当前相位(S210)。
如果进气VVT机构2000的连杆机构(B)2130未受损，并因而处于允许正常操作的条件下，则如图16所示，控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端，并且控制销(A)2034与引导槽(A)2141的末端相分离。
在此条件下，该相位将不被进一步提前。这样，检测到的相位与控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时的相位一致(在S220中为“否”)。
在此情况下，可以认为，连杆机构(B)2130正正常操作。因而，作出进气VVT机构2000的连杆机构(B)2130正常操作的判定结果(S240)。
如果进气VVT机构2000的连杆机构(B)2130受损，因而折断或者产生类似的故障，则控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端不能限制连杆机构(B)2130的操作。因而，不会限制进气凸轮轴1120相对于链轮2010的旋转。
在此情况下，如图17所示，连杆机构(A)2030操作并且进气凸轮轴1120相对于链轮2010旋转，直到控制销(A)2034抵靠引导槽(A)2141的末端。
如果在此条件下检测相位，则它将是比控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时的相位更提前的相位。这样，如果检测到比控制销(B)2134抵靠引导槽(B)2142的末端时的相位更提前的相位(在S220中为“是”)，则作出VVT机构2000的连杆机构(B)2130已经产生故障的决定(S230)。
因而，与第一实施例中所描述的情况相似，可以检测到进气VVT机构2000在连杆机构(A)2030中产生的故障，也可以检测连杆机构(B)2130中产生的故障。
因而，本实施例提供了一种由进气VVT机构实现的可变气门正时设备，其中，连杆机构(A)的控制销(A)滑动所沿的引导槽(A)在使进气门的相位延迟的方向上短于连杆机构(B)的控制销(B)滑动所沿的引导槽(B)，并且连杆机构(B)的控制销(B)滑动所沿的引导槽(B)在使进气门的相位提前的方向上短于连杆机构(A)的控制销(A)滑动所沿的引导槽(A)。如果连杆机构(A)没有受损等并正常操作，则相位可以延迟直到连杆机构(A)的控制销(A)抵靠引导槽(A)的末端。如果连杆机构(A)受损并折断，则该相位可以被进一步延迟，直到连杆机构(B)的控制销(B)抵靠引导槽(B)的末端。类似地，如果连杆机构(B)没有受损等并正常操作，则相位可以被提前，直到连杆机构(B)的控制销(B)抵靠引导槽(B)的末端。如果连杆机构(B)受损并折断，则该相位可以被进一步提前，直到连杆机构(A)的控制销(A)抵靠引导槽(A)的末端。因而，根据当进气VVT机构被控制以使相位被最大延迟或者提前时检测到的相位，可以判定连杆机构(A)或者连杆机构(B)是否已经产生故障。结果，可以检测到在进气VVT机构中产生的故障。
注意，尽管在第一至第三实施例中，进气VVT机构2000具有两个连杆机构，但是它可以具有三个或者更多连杆机构。
此外，在排气VVT机构3000中，可以采用两个或者多个连杆机构以改变排气门1110的相位，并检测排气VVT机构3000的连杆机构的故障。
此外，代替或者附加于连杆机构，可以采用除了连杆机构以外的机构来改变进气门1100、排气门1100等的相位，并检测在该机构中产生的故障。
其它实施例
附加于设置在引导板2040中的引导槽(A)2041和2141以及(B)2042和2142以外，如图18所示，可以采用限制销(1)2200、(2)2202等来限制连杆机构(A)2030、(B)2130等可操作的范围。
在图18中，限制销(1)2200限制连杆机构(A)2030的操作，使得在延迟的方向上，连杆机构(A)2030可操作的范围比连杆机构(B)2130可操作的范围小。
限制销(2)2202限制连杆机构(B)2130的操作，使得在提前的方向上，连杆机构(B)2130可操作的范围比连杆机构(A)2030可操作的范围小。
尽管已经详细地描述和图示了本发明，但是可以清楚理解到其仅仅是图示和示例性的，而非限制性的，本发明的精神和范围仅由所附各项权利要求限定。

Claims (5)

1.一种可变气门正时设备，其改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间，所述可变气门正时设备包括：
第一操作单元，其设置成将应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间改变基于所述第一操作单元的操作量的变化量；
第二操作单元，其设置成将应该开启/关闭与所述进气门和排气门中由所述第一机构控制的所述至少一者相同的气门的时间改变基于所述第二操作单元的操作量的变化量；以及
限制单元，其限制所述第一操作单元的操作，使得所述第一操作单元仅在比所述第二操作单元可操作的范围小的范围内可操作。
2.根据权利要求1所述的可变气门正时设备，其中，所述第一操作单元的强度小于所述第二操作单元的强度。
3.根据权利要求1所述的可变气门正时设备，其中
所述气门由凸轮轴驱动；
所述操作单元是连杆机构，其连接到所述凸轮轴以旋转所述凸轮轴，并由致动器致动；并且
随着所述致动器经由所述连杆机构旋转所述凸轮轴，改变应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间。
4.一种可变气门正时设备，其改变应该开启/关闭进气门和排气门中的至少一者的时间，所述可变气门正时设备包括：
第一操作单元，其设置成将应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间改变基于所述第一操作单元的操作量的变化量；
第二操作单元，其设置成将应该开启/关闭与所述进气门和排气门中由所述第一机构控制的所述至少一者相同的气门的时间改变基于所述第二操作单元的操作量的变化量；以及
第一限制单元，其限制所述第一操作单元的操作，使得对于延迟应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间的方向，所述第一操作单元仅在比所述第二操作单元可操作的范围小的范围内可操作；
第二限制单元，其限制所述第二操作单元的操作，使得对于提前应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间的方向，所述第二操作单元仅在比所述第一操作单元可操作的范围小的范围内可操作。
5.根据权利要求4所述的可变气门正时设备，其中：
所述气门由凸轮轴驱动；
所述操作单元是连杆机构，其连接到所述凸轮轴以旋转所述凸轮轴，并由致动器致动；并且
随着所述致动器经由所述连杆机构旋转所述凸轮轴，改变应该开启/关闭所述进气门和排气门中的所述至少一者的时间。
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