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具有用于机电式气门机构的可变触发正时的直接作用螺线管和用于切换摇臂的致动杆

摘要

本发明公开了用于切换摇臂组件的系统、方法和控制系统。切换摇臂(10)接合气门(29),该切换摇臂(10)能够通过与具有升程部分(59)和基圆(58)的凸轮(60)接触而移动。该切换摇臂(10)包括内臂(20)、外臂(12)和闩锁销(28),该外臂可枢转地固定到该内臂(20)并且具有闩锁孔,该闩锁销能够在第一位置和第二位置之间选择性地移动,在该第一位置该闩锁销(28)不接触该内臂(20),在该第二位置该闩锁销(28)接触该内臂(20)。螺线管组件(500)在该摇臂与该凸轮的该升程部分(59)接触时通电。该螺线管组件是直接作用的和位于塔顶的,并且可相对于该摇臂校准。

著录项

  • 公开/公告号CN112771250A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-05-07

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 伊顿智能动力有限公司;

    申请/专利号CN201980061749.8

  • 申请日2019-09-03

  • 分类号F01L1/18(20060101);

  • 代理机构11205 北京同立钧成知识产权代理有限公司;

  • 代理人马爽;臧建明

  • 地址 爱尔兰都柏林市

  • 入库时间 2023-06-19 10:52:42

说明书

技术领域

本申请提供了一种塔顶螺线管布置、致动杆布置、切换摇臂布置以及它们的使用方法,包括用于使螺线管处的机械电阻最小化的方法、用于在摇臂处于升程时命令螺线管切换的方法以及用于改变气门机构的触发正时的方法。

背景技术

切换滚柱指轮从动件或摇臂允许通过在两种或更多种状态之间交替来控制气门致动。在一些示例中,摇臂可包括多个臂,诸如内臂和外臂。在一些情况下,这些臂可接合不同的凸轮凸角,诸如低升程凸角、高升程凸角和无升程凸角。需要用于以适合于内燃机操作的方式来切换摇臂模式的机构。

切换机构必须装配到紧密的隔室中,并且根据各种客户约束条件来布置切换机构是具有挑战性的。具体地讲,难以将电气化设备装配到发动机室中。

本文所提供的背景描述是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。当前指定的发明人的工作,在某种程度上其在本背景技术部分以及在提交时可能不具有其他资格作为现有技术的说明书的各个方面中进行描述,既不明确也不暗示地被承认为针对本公开的现有技术。

发明内容

在气缸停用致动的上下文中,允许在激活模式和停用模式之间切换的时间“窗口”取决于发动机速度。然而,螺线管响应时间与发动机速度无关。如果螺线管是在发动机循环中的恒定点处触发的,则其将根据速度在发动机循环中的不同点处完成其运动。因此,期望改变螺线管触发的正时,使得螺线管的实际运动符合期望的气门致动。

发明人还发现了触发螺线管的正时,该正时最终允许减小螺线管的质量。另选的顺应性弹簧布置、另选的致动器组件以及各种闩锁和摇臂与正时技术兼容。较小的螺线管更适于直接安装在其作用的一个或多个摇臂上。这有效地贴合发动机室占有面积。并且,螺线管是直接作用的。由于螺线管、致动器组件和摇臂之间的关系是可校准的,因此附加益处可累积。通过对准技术,间隙设置和差异更小。

本发明公开了用于切换摇臂组件的系统、方法和控制系统。切换摇臂接合气门,该切换摇臂可通过与具有升程部分和基圆的凸轮接触而移动。切换摇臂包括内臂、外臂和闩锁销,该外臂可枢转地固定到该内臂并且具有闩锁孔,该闩锁销能够在第一位置和第二位置之间选择性地移动,在该第一位置该闩锁销不接触该内臂,在该第二位置该闩锁销接触该内臂。螺线管组件在摇臂与凸轮的升程部分接触时通电。螺线管组件是直接作用的和位于塔顶的,并且可相对于摇臂校准。如本发明所公开的致动螺线管导致可切换摇臂的切换发生在基圆上,使得闩锁销移动到第一位置,在该第一位置闩锁销不接触内臂。

切换摇臂可包括闩锁销和从闩锁销延伸的闩锁杆。在螺线管组件位于塔顶的情况下,已开发出新的致动杆。因此,切换摇臂组件可包括致动杆,该致动杆能够选择性地移动成与闩锁杆接触,该闩锁杆被构造成在该致动杆接触该闩锁杆时将闩锁销推入第二位置。致动杆可包括弹簧加载铰链,并且在摇臂与凸轮的升程部分接触时使螺线管通电可导致弹簧加载铰链被预加载,使得当凸轮从升程部分旋转到基圆时,致动杆作用于闩锁杆以将闩锁销推入第二位置。

螺线管组件可以是机电螺线管,并且可以包括电枢,该电枢由至少一个顺应性弹簧偏置出螺线管组件。在螺线管组件和切换摇臂之间延伸的致动杆可另选地或附加地包括电枢和致动杆之间的连杆,该连杆包括狭槽中的销。狭槽可被定制成控制用于移动致动杆和闩锁销的致动力。狭槽可在椭圆形“药丸”形状和弯曲形状(诸如新月形)之间变化。

当应用用于切换可切换摇臂组件的方法时,有若干另选的替代方案。该方法可包括处理发动机速度数据以选择用于螺线管组件通电的触发正时,以及当发动机速度数据指示发动机速度变化时,调节螺线管组件的触发正时。该方法可包括确定系统的操作温度;确定系统中的螺线管的可用的电压;基于所确定的温度和电压确定螺线管的触发正时;以及命令螺线管基于所确定的正时进行触发。控制硬件和存储的编程可以启用这些方法,并且控制硬件的存储设备还可以包括对应于给定发动机速度的查找表(“LUT”)。可收集附加数据(诸如温度数据)并将其与LUT关联起来。该方法可以改变可变气门致动技术的气门致动正时,该可变气门致动技术诸如气缸停用(CDA)、内部废气再循环(iEGR、反向呼吸、再呼吸)、负气门重叠(NVO)、提前或延迟气门打开或关闭技术(EEVO、EIVO、EIVC、EEVC、LIVO、LEVO、LIVC、LEVC)、发动机制动(EB、CRB)以及许多替代的可变升程事件。因此,相对于第一升程事件、第二升程事件和第三升程事件的序列确定触发正时,并且其中确定正时包括确定优选正时,使得与螺线管相关联的摇臂的切换在第二升程事件之后结束。

摇臂可包括用于可变升程的设计特征,与摇臂相关联的凸轮凸角也可包括用于可变升程的设计特征。虽然II型端部枢转摇臂在附图中示出,但组件不限于此。其他闩锁摇臂可受益于本文所公开的塔顶螺线管和致动杆。

控制系统可被实现用于操作机电式气门机构气缸停用系统。该控制系统可包括切换摇臂,该切换摇臂具有内臂、外臂和闩锁销,该闩锁销能够在第一位置和第二位置之间选择性地移动,在该第一位置该闩锁销不接触该内臂,在该第二位置该闩锁销接触该内臂。连接到该控制系统的螺线管组件可由该控制系统触发,从而导致闩锁销的选择性致动。控制器基于机电式气门机构气缸停用系统的温度和电压来确定螺线管组件的触发的正时。

其他目的及优势将在下面的描述中部分阐述,一部分内容将从描述中显而易见,亦或许通过实际操作而获晓。借助于所附权利要求书中特别指出的要素和组合,也将实现和达到其目的及优势。

附图说明

图1是包括两个切换摇臂和一个螺线管组件的摇臂组件的视图;致动杆适于致动两个切换摇臂。

图2A至图2G是摇臂组件的剖视图,示出了相对于摇臂和致动杆的凸轮位置。

图3是包括一个切换摇臂和一个螺线管组件的另选摇臂组件的剖视图;还示出了另选的致动杆。

图4A和图4B示出了弹簧加载铰链致动杆以及螺线管组件的电枢与致动杆之间的连杆的分解和组装视图。

图5A示出了连杆中的另选狭槽。

图5B示出了另选的致动力。

图6是控制系统的示意图。

图7和图8示出了触发相对于气门升程的方面。

具体实施方式

现在将详细参考附图中的示出的示例。诸如“左”和“右”之类的方向参考是为了便于参考附图,而不是对本发明在其实际安装中的限制。然而,塔顶可被理解为在摇臂组件的顶部上,并且对于螺线管组件,塔顶可被理解为被布置成基本上横向于闩锁销致动的电枢。

图1示出了切换摇臂系统的示例,该切换摇臂系统包括连接到安装板700(有时称为塔)的螺线管组件500。插头组件502和线路503可将电力和控制系统信号传输到螺线管组件500。在该示例中,两个切换摇臂10由一个螺线管组件500致动。凸轮轴61上的凸轮凸角60可包括一个或多个升程曲线和基圆,以赋予正常气门升程曲线、无升程曲线或可变气门升程曲线中的任一者。塔可相对于凸轮轴61安装或可包括凸轮轴61的安装件。摆动第二致动臂450的桨叶455适于致动两个切换摇臂10中的闩锁销。

板700可相对于摇臂10对准,如通过安装销701可校准地对准,这改善了气门29的致动的准确性。例如,安装销701可与发动机缸体或者或包括凸轮导轨安装件的载体704或两者对准。第一对准螺母或衬套702可被焊接或紧固以相对于发动机缸体和凸轮导轨安装件704固定塔。但是,安装板700可包括围绕安装销701的顶端的孔。孔可包括一定量的“游隙”或变化,使得螺线管组件500可相对于凸轮轴61和切换摇臂10移动。量规或其他校准设备可用于设置螺线管组件500相对于摇臂10的位置。或者,致动杆400可相对于摇臂10对准,特别是相对于闩锁销28和闩锁杆30对准。一旦完成对准技术,就可将安装销701锁定在适当位置。

在替代形式中,衬套702可经由板700的对准狭槽中的量规或其他对准工具对准。衬套可如通过焊接、紧固等固定到载体704,当载体704与汽缸盖对准(该汽缸盖具有与其对准的摇臂10)、螺线管组件500对准、致动臂对准并且接触间隙92、94被约束时,该载体也用作螺线管组件的基座。汽缸盖的对准销可突出穿过衬套702。载体可包括具有对应的对准衬套702的一个或多个对准狭槽。

图2A至图2G示出了摇臂组件的剖视图,它们示出了相对于切换摇臂10和致动杆400的凸轮60位置。标称操作在图2A至图2C中示出。螺线管组件500未被供电,因此弹簧69将电枢54推出螺线管组件500。闩锁销28的闩锁端部280与内臂凸缘24接合。气门29可默认以标称模式操作。

在图2A中,凸轮凸角60的基圆58作用于切换摇臂10的滚轴23。切换摇臂10可通过与具有升程部分59和基圆58的凸轮60接触而移动。切换摇臂10接合气门29。气门端部21上的气门29相对于对应的发动机气缸关闭。切换摇臂10包括内臂20和在枢轴25处可枢转地固定到内臂20的外臂12。内臂可摆动,如图2D和图2F所示,并且从内臂20延伸的销可达到外臂12中的行进极限22。空转弹簧27可将内臂20朝向凸轮60偏置。在切换摇臂的闩锁端部上,闩锁销28可被偏置在闩锁孔中。闩锁销28能够在第一位置和第二位置之间选择性地移动,在该第一位置该闩锁销不接触内臂的内臂凸缘24,在该第二位置该闩锁销28接触内臂凸缘24。闩锁弹簧26可将孔281中的闩锁销28朝向第二位置偏置。图2A至图2C包括处于第二位置的闩锁销28。图2D至图2G包括处于第一位置的闩锁销28。切换摇臂10可包括从闩锁销28延伸的闩锁杆30。闩锁杆30可如通过腿部、夹板或围绕闩锁销28的端部的其他扣件联接到闩锁销28的端部,并且闩锁销28还可包括用于腿部、扣件或夹板的凹坑、顶盖或其他锚定件。

螺线管组件500是直接作用的和位于塔顶的,并且可相对于切换摇臂10校准和对准。在图2A至图2C中,线圈51未被供电。在螺线管组件500位于塔顶的情况下,已开发出新的致动杆。在第一替代形式中,致动杆400可选择性地移动成与闩锁杆30接触。在图2A和图2B的标称升程模式中,致动杆400不作用于闩锁杆30。因此,在致动杆400和闩锁杆30之间存在间隙。

在图2D至图2G中,闩锁杆30被构造成在致动杆400接触闩锁杆30时将闩锁销28推入第一位置。致动杆400可包括弹簧加载铰链,并且在摇臂10与凸轮60的升程部分56接触时使螺线管组件线圈51通电可导致弹簧加载铰链被预加载,使得当凸轮60从升程部分56旋转到基圆58时,致动杆400作用于闩锁杆30以将闩锁销28推入第一位置。

螺线管组件500在摇臂10与凸轮60的升程部分56接触时可通电。如本发明所公开的致动螺线管导致可切换摇臂10的切换发生在基圆58上,使得闩锁销28移动到第一位置,在该第一位置闩锁销不接触内臂20。在气门29在升程并且升程部分56与滚轴23接触时,预加载致动杆400产生减小螺线管的尺寸的益处。弹簧铰链中的弹簧68提供致动力以使闩锁销28以与来自螺线管组件500的力互补的方式移动。在来自顺应性弹簧68的附加力的作用下,螺线管的线圈51的体积和功率可以更小。这带来能量、热量和空间的节省。在气门处于升程的情况下,闩锁销28上的力最初太大而不能使闩锁端部280从内臂凸缘24脱离,但是当凸轮60从升程部分58旋转到基圆56时,滚轴23和内臂20上的力减小,并且当致动杆400的桨叶455作用于闩锁杆30以枢转闩锁杆30时,闩锁销28可在闩锁孔281中滑动。枢轴销102或桩可用于将闩锁杆30以枢转关系安装到摇臂10。

螺线管组件可以是机电螺线管,并且可以包括由至少一个顺应性弹簧67、65、68、69偏置出螺线管组件500的电枢54。在螺线管组件500和切换摇臂10之间延伸的致动杆40、400可另选地或附加地包括电枢53、54和致动杆40、400之间的连杆,该连杆包括狭槽45、87、403、403中的销101、103。狭槽可被定制成控制用于移动致动杆40、400和闩锁销28的致动力。狭槽可在椭圆形“药丸”形状和弯曲形状(诸如新月形)之间变化,如图5A所示。

顺应性弹簧65、67、68、69可执行若干功能,包括将电枢偏置出螺线管以确保正常操作总是可用作默认模式;如通过在致动杆40、400与闩锁销组件之间形成标称接触间隙来减少组件堆叠;如通过测隙规帮助设置精确的接触间隙;设置触发正时,如通过为电枢从螺线管组件延伸的范围提供一致的间隙;储存用于将闩锁销28拉出摇臂10的能量。

致动杆400可包括第一致动臂401和第二致动臂450。第一致动臂401可包括用于交接电枢的连杆端部55和连杆销103的狭槽403、87。第二致动臂450被设计成作为弹簧加载铰链移动。因此,第二连杆销104可将第一致动臂401的枢转点402与第二致动臂450的枢转点453接合,其中顺应性弹簧68盘绕或以其他方式安置在杯405中。当顺应性弹簧68是扭转弹簧时,其可围绕第二连杆销104盘绕。可适当地安装其他弹簧如片簧。顺应性弹簧68具有压靠第一致动臂401的弹簧端部682和压靠第二致动臂450的弹簧端部681;顺应性弹簧68可保持其间的最小接触。弹簧端部681可穿过第二致动臂450中的窗口452。扭转弹簧或片簧等可被使用和布置成偏置第二致动臂450。在桩451和座406处形成的压力点产生铰接位置。第二致动臂450的连杆端部454相对于枢转点453和座406中的桩451定位。当螺线管组件500吸引电枢54或释放电枢时,第二致动臂450的桨叶端部455摆动。当存在间隙92或94时,除了来自弹簧端部682的弹簧压力之外,桨叶端部455不接收任何压力。但是当桨叶端部455接触闩锁杆30时,第二致动臂450可铰接顺应性弹簧68并对该顺应性弹簧施加压力,这将能量存储在顺应性弹簧68中以用于移动闩锁销28。如所公开的,用于移动闩锁销的一种技术是当气门处于升程时触发螺线管,这产生闩锁销28接收太大的力而无法移动的情况。因此,如果桨叶推压闩锁杆30,则其引起铰链力和顺应性弹簧68的加载。当气门结束升程时,弹簧中存储的力可被释放以作用于闩锁销28,如本文所详述。

虽然致动杆400包括两个致动臂和两个枢转点(连杆和铰链),但致动杆40是包括两个枢转点的连续件。致动杆40包括受控狭槽45,在示例的变型中,该受控狭槽可被成形为如图5A所示的椭圆形87或新月形403,以在螺线管组件500移动电枢52时影响致动杆40的力矩。电枢52的延伸部53可包括构成销101的钩、柱等,或者端口中的销可构成销101。护套、插头或其他固定装置可相对于延伸部53设置顺应性弹簧66。由围绕销100的材料43形成的第二枢转点可限定致动臂40的轨迹。第一臂部分44跨越在第一枢转点和第二枢转点之间。第二臂部分42从第二枢转点延伸以接触闩锁杆30或形成间隙(如间隙92、94)。桨叶46也可形成在第二臂部分42的末端处,使得多于一个切换摇臂10可由单个螺线管组件500致动。或者,桨叶46可被限制为以一对一的关系作用在仅一个摇臂上。

参考图3,示出了根据本公开的一个示例构造的示例性切换摇臂,并且其总体上用附图标号10表示。切换摇臂10被示出为机电式可变气门致动气门机构系统12(诸如气缸停用系统)的一部分。切换摇臂10具有内臂20和外臂22。闩锁28可在接合位置(图3)和回缩位置(类似于图2F和图2G)之间移动。弹簧26通常将闩锁28偏置到闩锁位置。摇臂10可在高升程模式和低升程模式之间切换。在高升程模式下,外臂12被闩锁到内臂20。在低升程模式下,闩锁28沿着闩锁孔281在向右的方向上被推动而与内臂22脱离接合。摇臂10的移动引起气门29的平移。

闩锁销杆30从闩锁28延伸并且被布置成与致动杆40接合。螺线管线圈50通电,使得电枢52移动以闭合间隙90。即,当线圈50通电时,电枢52被吸入螺线管组件500中,这提升致动杆40并倾斜致动杆以按压桨叶42使其与闩锁杆30接触。从下面的讨论将会理解,螺线管线圈50在气门29处于升程(对应于凸轮60上的凸轮凸角或升程部分56)时通电。通过接通气门升程(而不是接通凸轮60的基圆58),螺线管组件上的机械阻力被最小化。顺应性弹簧67、66和闩锁弹簧26减小由螺线管组件提供的可用力,但致动杆40被设计成增大可用力。与当螺线管线圈50首次通电时的15N相比,螺线管线圈50在电枢52的运动完成时具有最高的力(诸如例如50N)。

现在转到图5B,将描述附加特征。在区域A中,当螺线管气隙90最大时,存在向下拉动螺线管的初始弹簧力。为了开始闭合间隙90,需要来自螺线管组件的力。螺线管线圈50最初在区域B中通电。当凸轮60从与滚轴23接触的升程部分56旋转到与滚轴23接触的基圆58时,闩锁销28行进并且力到达区域C。顺应性弹簧力然后有助于闭合闩锁28(将闩锁28从第一位置移动到第二位置)并且力在区域D中。区域E表示复位电枢所需的力。电流螺线管线被导向螺线管线圈50可以提供的最大力,并且可以看出,可以在螺线管线圈50的限制内实现闩锁运动。该系统是可靠的。粗线对x虚线示出了图5A的连杆设计之间的折衷。具有游隙或连杆销103在致动杆40、400的狭槽45、403中移动的能力调节移动闩锁销28所需的力。当臂在螺线管致动时枢转时,狭槽45、403控制致动杆400的第一臂401的力矩和致动杆40的臂44的力矩。椭圆形或药丸形狭槽87为连杆销103提供线性游隙,而弯曲狭槽(诸如新月形狭槽403)为连杆销提供非线性游隙。控制狭槽45、403可有助于减少堆叠并控制致动杆40、400与闩锁杆30之间的间隙。连杆销53可以安装在电枢52、54的连杆端部55中。电枢延伸部53可从电枢52突出以调节到连杆的力。

现在返回到图2A至图2C,摇臂10处于升程模式。当凸轮轴旋转并且螺线管线圈50未通电时,在电枢52处存在间隙90。在基圆上,在致动杆40和闩锁杆30之间也存在间隙94。因为不存在接触,所以没有任何部件移动闩锁销28。当处于升程时(凸轮60的凸角56接合摇臂滚轴23),在致动杆40和闩锁杆30之间存在间隙92。间隙92大于间隙94。根据本公开,这是螺线管线圈50、51通电的时间。就这一点而言,所有螺线管/电枢运动均在该大间隙92存在的同时完成。由于间隙92,在致动杆40处不存在阻力。

闩锁28移动到回缩位置,以便从升程转换至气缸停用。转到图2E和图2G,在螺线管组件500触发之后的基圆上,致动杆40和闩锁杆30之间不存在间隙。螺线管线圈50通电并且电枢间隙90为0。当电枢52向上移动时,致动杆40朝向凸轮60移动(围绕销100枢转)。致动杆40、400顺时针旋转以与闩锁杆30接触,并且将闩锁销28牵拉到闩锁孔281中并与内臂凸缘24脱离接触。当凸轮旋转到升程部分56时,可实现空转(图2D和图2F)。当已经实现所需程度的空转时,可以中断对螺线管线圈50、51的供电。然后,当凸轮60在使螺线管组件断电之后再次返回到基圆58时,不存在迫使闩锁杆30围绕销102逆时针旋转以牵拉闩锁28与内臂20脱离接合的致动杆40、400。闩锁弹簧26被偏置在闩锁孔281中以将闩锁销28推动到远离第一位置的第二位置,从而使闩锁端部280突出以卡在内臂边缘24下方。空转弹簧27可以偏置内臂20,使得当基圆58靠近滚轴23时,内臂边缘24在闩锁端部280上方。本公开使闩锁销运动的机械阻力最小化,使得螺线管组件500需要克服的力最小。根据本公开,这一优点在于,当在闩锁销杆30和致动杆40之间存在最大间隙(间隙92)时,螺线管线圈50、51通电。

本公开还提供了一种用于根据温度、电压和发动机速度在发动机循环内的可变时间触发机电式气缸停用气门机构系统或其他可变气门致动气门机构中的螺线管线圈50、51的方法。该方法使螺线管组件500中的可用力最大化,并且允许以一致的方式切换,而不管螺线管响应时间如何。一般来讲,机电螺线管中可用的力取决于温度和电压。这对螺线管成功执行预期功能的能力以及完成该功能所花费的响应时间都具有显著影响。

由于螺线管组件500中可用的力变化,因此存在温度和电压的某些组合,这些组合要求在气门29“处于升程”时发生螺线管运动,因为摇臂10在循环中的该点处移开,从而允许致动机构40、400以非常小的机械阻力移动。此类情况还需要螺线管50的早期预触发,以在气门29继续升程之前开始建立力,以便成功地完成其运动。然而,对于可用力显著更高的温度和电压的其他组合,这样的提前触发可能导致摇臂闩锁24的意外移动或部分脱离,这可能导致气缸启用模式和停用模式之间的错误切换或临界切换。就这一点而言,螺线管组件500中的电阻根据温度和电压(例如,车辆中的电池)而变化。随着电阻变化,螺线管组件能够产生的力的大小也变化。因此,螺线管触发的正时是温度和电压的函数。此外,发动机速度将影响螺线管触发的适当正时。

如在本文将理解的,本教导内容提供了用于在发动机循环中的可变点处触发螺线管线圈50、51的方法,使得其在适当的时间完成其运动。触发正时通过致动系统的分析模拟(和物理测试)来确定。螺线管组件500在各个操作点处的响应时间被预测。此外,该方法确定是否将需要切换到“处于升程”来成功地完成致动。生成触发正时的一系图。这些图可根据发动机速度进一步调节,以将时间与曲柄角位置匹配。

可创建曲线图并将其与查找表相关联,以使螺线管力与温度和电压在算法上相关联。这可与螺线管空气间隙的尺寸相关联。并且在控制系统中可考虑最小力和最大力之间的差异与气隙尺寸。可利用用于具体实施的对应方法在控制系统中对闭合各种尺寸间隙的力的变化进行编程,使得在温度和电压变化时,气隙可在气门处于升程时闭合。

可以建立触发正时。图7示出了恒定触发或接通时间VVA策略。螺线管组件500恰好在第一升程事件120之前在时间110处被触发。在时间122处,闩锁销24需要完成其运动,这恰好在第三升程事件130之前。当需要可变气门致动技术时,可以执行算法以在气门升程循环中的相同位置触发螺线管,使得当螺线管组件在气门升程曲线的位置110处被触发时(恰好在由升程曲线56引起的升程事件120之前),闩锁销28可在第三升程事件130之前在位置122完成其解锁和重新闩锁的运动。当发动机速度改变时,气门升程事件120、130的正时将改变(以秒为单位),因此触发正时将相应地调节。在该VVA策略中,控制系统通过算法调节发动机速度(以及温度和电压)的触发正时,使得以一致的方式相对于气门升程发生触发。

然而,如上所述,在VVA技术中可以具有可变性。通过在不同的正时触发螺线管组件500,可以实现不同的气门升程技术。例如,在第一发动机速度下,可以实现排气气门提前打开,并且在第二发动机速度下,可以相对于第一排气气门提前开启实现排气气门提前或延后打开。因此,触发正时可以被认为是范围140,如图8所示。然后,闩锁销运动也可在范围X内发生。

通过在各种电压/温度组合下映射闩锁销运动与时间的关系,可以建立触发正时。理想地,切换摇臂10发生在图8的第二升程事件134之前或第二升程事件134之后。如果在第二升程事件134期间发生切换,则存在错误切换或临界切换的风险。当闩锁销28进入或离开一半,或者通常不完全延伸或不完全回缩时,可能发生这种不利状况。

还可以映射气门位移升程与时间的关系以建立触发正时。可建立用于触发螺线管组件50、500的触发窗口140(范围)。触发窗口140可以在第三升程150之前的时间“x”处产生闩锁销运动。根据本教导内容,确定多个可变触发正时图并将它们存储在发动机控制单元中以用于多个发动机速度。

可变触发正时可导致在第二升程事件134期间发生切换的情况,或者在第二升程事件134之后发生切换的情况。当螺线管组件恰好在需要闩锁销处于第一位置的凸轮循环之前在升程被触发时,没有发生显著的部分解锁事件的“中间”情况。因此,错误切换和临界切换的风险最小化。

本文所公开的方法根据系统响应时间选择触发螺线管组件的正时,使得无论操作条件如何,触发都在最佳时间一致地发生。

控制系统可在可变气门致动技术(诸如气缸停用等)中实现用于操作机电式气门机构系统。控制系统可包括切换摇臂,诸如三滚轴摇臂、滑块型摇臂、滚轴指轮从动件等摇臂。如图所示,摇臂至少具有内臂、外臂和闩锁销,该闩锁销能够在第一位置和第二位置之间选择性地移动,在该第一位置该闩锁销不接触内臂,在该第二位置该闩锁销接触内臂。连接到控制系统的螺线管组件可由控制系统触发,从而导致闩锁销的选择性致动。控制器(诸如ECU 220)基于机电式VVA气门机构系统的线222上的温度T和线224上的电压V来确定螺线管组件500的触发的正时。温度T、电压V、发动机速度ES可由传感器测量或求解。但是,ECU220收集线222、224、226上的必要输入。ECU 220中的处理器可使用所存储的编程通过算法处理所收集的数据。

图6的控制系统可包括分别监测温度T输入222和电压V输入224的发动机控制单元(ECU)220。ECU 220确定用于触发螺线管500的最佳正时并输出指示何时触发螺线管组件500的信号230。同样,如上所述,螺线管500的最佳触发正时可基于温度T和电压V而变化。ECU 220命令螺线管组件500触发,使得无论温度T和电压V如何,它都将同时完成移动。在一些示例中,ECU 220还可还基于发动机速度ES确定最佳正时。

通过思考说明书和实践本文所公开的示例,其他实施方式对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。

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