CN102052112A - 包括带有双锁定位置的凸轮相位器的发动机组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包括带有双锁定位置的凸轮相位器的发动机组件。具体地，一种凸轮相位器组件可包括定子组件、转子组件和锁定组件。定子组件可由发动机曲轴旋转地驱动。转子组件可与所述定子组件接合并且固定成与发动机凸轮轴一同旋转。转子组件可包括位于定子组件的凹部内的径向延伸叶片，从而限定提前室和延迟室，提前室和延迟室接收加压流体以使转子组件旋转地移动。锁定组件可在第一和第二操作条件期间与定子组件和转子组件接合。锁定组件可包括锁定销，锁定销在第一操作条件期间将转子组件相对于定子组件机械地固定在旋转提前位置，并且在第二操作条件期间将转子组件相对于定子组件机械地固定在旋转延迟位置。

Description

包括带有双锁定位置的凸轮相位器的发动机组件
技术领域
本公开涉及发动机组件，更具体地涉及发动机凸轮相位器组件。
背景技术
本部分提供涉及本公开的背景信息，其不必是现有技术。
内燃发动机包括一个或多个凸轮轴，用于致动进气和排气门。凸轮相位器可耦接到凸轮轴以调整气门正时。凸轮相位器提供了操作期间凸轮轴相对于凸轮轴驱动器的相对旋转，以改变气门正时。凸轮轴的相对旋转可通过向凸轮相位器中限定的室施加液压流体而实现。然而，当室内的液压流体的压力低于所需水平时，凸轮相位器可能无法维持在期望位置。
发明内容
一种凸轮相位器组件可包括定子组件、转子组件和锁定组件。定子组件可由发动机曲轴旋转地驱动。转子组件可与所述定子组件接合并且固定成与发动机凸轮轴一同旋转。转子组件可包括位于定子组件的凹部内的径向延伸叶片，从而在叶片的相对侧限定提前室和延迟室，提前室和延迟室接收加压流体以使转子组件相对于定子组件旋转地移动。锁定组件可在第一和第二操作条件期间与定子组件和转子组件接合。锁定组件可包括锁定销，锁定销在第一操作条件期间将转子组件相对于定子组件机械地固定在旋转提前位置，并且在第二操作条件期间将转子组件相对于定子组件机械地固定在旋转延迟位置。
凸轮相位器可被包括在动力系组件中。动力系组件可包括发动机组件，发动机组件包括旋转地支撑凸轮轴的发动机结构，凸轮相位器耦接到凸轮轴。动力系组件可另外包括混合动力组件，该混合动力组件在第一操作模式期间推进混合动力车辆。发动机组件可在第二操作模式期间推进混合动力车辆。
一种控制混合动力车辆的方法可包括在车辆操作期间命令发动机关闭。可在对应于发动机被命令关闭的时间确定大气压力。当所确定的大气压力高于预定极限时，可经由凸轮相位器将凸轮轴锁定在延迟位置。可在锁定之后关闭发动机。
通过本文提供的描述将明了进一步的应用领域。本发明内容部分的这些描述和特定示例仅仅用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。
本发明还提供了以下方案：
1.一种凸轮相位器组件，包括：
定子组件，其适于由发动机曲轴旋转地驱动；
转子组件，其与所述定子组件接合并且适于固定成与发动机凸轮轴一同旋转，所述转子组件包括位于所述定子组件的凹部内的径向延伸叶片，从而在所述叶片的相对侧限定提前室和延迟室，所述提前室和延迟室适于接收加压流体以使所述转子组件相对于所述定子组件旋转地移动；和
锁定组件，其在第一和第二操作条件期间与所述定子组件和所述转子组件接合，所述锁定组件包括锁定销，所述锁定销在所述第一操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子组件机械地固定在旋转提前位置，并且在所述第二操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子组件机械地固定在旋转延迟位置。
2.如方案1所述的凸轮相位器组件，其特征在于，所述叶片包括容纳了所述锁定销的孔口，所述定子组件包括第一和第二凹部，所述锁定销与所述第一凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述提前位置，并且与所述第二凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述延迟位置。
3.如方案2所述的凸轮相位器组件，其特征在于，所述锁定组件包括偏压构件，所述偏压构件在所述第一操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第一凹部，并且在所述第二操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第二凹部。
4.如方案3所述的凸轮相位器组件，其特征在于，所述第一和第二凹部与加压流体连通以将所述锁定销偏压出所述第一和第二凹部。
5.如方案4所述的凸轮相位器组件，其特征在于，所述第一凹部与所述延迟室连通，所述第二凹部与所述提前室连通。
6.如方案1所述的凸轮相位器组件，其特征在于，所述第一操作条件包括所述锁定组件将所述转子组件机械地固定在完全提前位置，所述第二操作条件包括所述锁定组件将所述转子组件机械地固定在完全延迟位置。
7.一种动力系组件，包括：
发动机结构；
凸轮轴，其旋转地支撑在所述发动机结构上；和
凸轮相位器组件，其耦接到所述凸轮轴并且包括：
定子组件，其由发动机曲轴旋转地驱动；
转子组件，其与所述定子组件接合并且固定成与所述凸轮轴一同旋转，所述转子组件包括位于所述定子组件的凹部内的径向延伸叶片，从而在所述叶片的相对侧限定提前室和延迟室，所述提前室和延迟室适于接收加压流体以使所述转子组件相对于所述定子组件旋转地移动；和
锁定组件，其在第一和第二操作条件期间与所述定子组件和所述转子组件接合，所述锁定组件包括锁定销，所述锁定销在所述第一操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子机械地固定在旋转提前位置，并且在所述第二操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子组件机械地固定在旋转延迟位置。
8.如方案7所述的动力系组件，其特征在于，所述叶片包括容纳了所述锁定销的孔口，所述定子组件包括第一和第二凹部，所述锁定销与所述第一凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述提前位置，并且与所述第二凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述延迟位置。
9.如方案8所述的动力系组件，其特征在于，所述锁定组件包括偏压构件，所述偏压构件在所述第一操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第一凹部，并且在所述第二操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第二凹部。
10.如方案7所述的动力系组件，其特征在于，所述凸轮轴包括进气凸轮轴。
11.如方案7所述的动力系组件，其特征在于，还包括混合动力组件，所述混合动力组件适于在第一操作模式期间推进混合动力车辆，所述发动机组件适于在第二操作模式期间推进所述混合动力车辆。
12.如方案11所述的动力系组件，其特征在于，所述凸轮轴包括进气凸轮轴并且在所述第一操作模式中的车辆操作期间被锁定在所述延迟位置。
13.如方案12所述的动力系组件，其特征在于，当大气压力高于预定极限时，所述凸轮轴被锁定在所述延迟位置，所述预定极限提供了在所述第一操作模式中的车辆操作之后所述发动机重启动所需的预定曲轴旋转压缩。
14.如方案7所述的动力系组件，其特征在于，所述提前位置对应于完全提前位置，所述延迟位置对应于完全延迟位置。
15.一种方法，包括：
命令混合动力车辆中的发动机关闭，所述混合动力车辆包括所述发动机和混合动力组件；
在对应于所述发动机被命令关闭的时间确定大气压力；
当所确定的大气压力高于预定极限时，经由凸轮相位器将所述发动机的凸轮轴锁定在延迟位置；以及
在所述锁定之后关闭所述发动机。
16.如方案15所述的方法，其特征在于，还包括当所确定的大气压力低于所述预定极限时，经由所述凸轮相位器将所述凸轮轴锁定在提前位置。
17.如方案15所述的方法，其特征在于，所述凸轮轴是进气凸轮轴。
18.如方案15所述的方法，其特征在于，所述预定极限小于75千帕。
19.如方案15所述的方法，其特征在于，还包括在关闭所述发动机之后命令所述车辆关闭，在所述发动机关闭时利用所述混合动力组件将所述凸轮轴旋转到提前位置，并且将所述凸轮轴锁定在所述提前位置。
20.如方案19所述的方法，其特征在于，还包括在将所述凸轮轴锁定在所述提前位置之后关闭所述发动机。
附图说明
本文描述的附图仅仅用于说明的目的，而并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的混合动力车辆的示意性图示；
图2是图1所示发动机组件的一部分的图示；
图3是图2所示凸轮相位器的分解视图；
图4是图3的凸轮相位器处于第一锁定位置的示意性图示；
图5是图3的凸轮相位器处于第二锁定位置的示意性图示；
图6是流程图，示出了图1的混合动力车辆的控制策略；并且
图7是另一流程图，示出了图1的混合动力车辆的控制策略。
在附图的全部几幅视图中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
现在将参照附图更全面地描述本公开的示例。下面的描述本质上仅仅是示例性的，并不试图以任何方式限制本公开、应用或用途。
参见图1，示意性示出了混合动力车辆组件10。混合动力车辆组件10可包括发动机组件12、混合动力组件14、变速器16和驱动车轴18。发动机组件12和混合动力组件14可形成动力系组件。混合动力组件14可包括电动机20和可再充电电池22。电动机20和可再充电电池22可形成混合动力组件14的驱动机构。电动机20可与电池22电连通以将来自电池22的能量转换为机械能。电动机20可另外由发动机组件12提供能量并且操作为发电机以提供能量对电池22进行充电。混合动力组件14可包含在变速器16中并且可与变速器16接合。电动机20可经由变速器16耦接到输出轴24，从而为驱动车轴18的旋转提供动力。
发动机组件12可经由耦接装置26耦接到变速器16并且可驱动变速器16。耦接装置26可包括摩擦离合器或扭矩转换器。变速器16可使用从发动机组件12和/或电动机20提供的功率来驱动输出轴24并且为驱动车轴18的旋转提供动力。
参见图2，发动机组件12可包括发动机结构28、旋转地支撑在发动机结构28上的进气和排气凸轮轴30、32、以及进气和排气凸轮相位器34、36。进气凸轮相位器34可耦接到进气凸轮轴30，而排气凸轮相位器36可耦接到排气凸轮轴32。在本非限制性示例中，发动机组件12被示作为双顶置凸轮轴发动机，其中支撑着凸轮轴30、32的发动机结构28是汽缸盖。然而，本公开并不限于双顶置凸轮轴布置，而是同样适用于单顶置凸轮轴发动机以及缸内凸轮发动机。
如图3-5所示，进气凸轮相位器34可包括转子组件38、定子组件40、偏压构件42和锁定组件44。转子组件38可包括第一构件46和第二构件54，第一构件46具有中心主体48，中心主体48具有从其径向向外延伸的叶片50、52，第二构件54固定成与第一构件46一同旋转。第一构件46可固定成与进气凸轮轴30一同旋转。定子组件40可包括从动构件56、转子壳体构件58和罩构件60、62。转子壳体构件58和罩构件60、62可固定成与从动构件56一同旋转。从动构件56可由发动机曲轴(未示出)经由皮带、齿轮或链条驱动而旋转地驱动。偏压构件42可包括扭力弹簧，扭力弹簧与转子组件38的第二构件54以及定子组件40接合，以相对于定子组件40旋转地偏压转子组件38，从而偏压进气凸轮轴30。
转子壳体构件58可包括环状主体64，环状主体64具有从其径向向内延伸的突出部66。凹部68可被限定在周向地位于相邻突出部66之间。转子组件38的第一构件46可位于转子壳体构件58的环状主体64内，使得叶片50、52延伸进入凹部68以将凹部68分隔为提前和迟延室70、72。从动构件56和罩构件60可与转子壳体构件58以及转子组件38的第一构件46协作，以限定提前和延迟室70、72的轴向端部。在操作期间，诸如油的加压流体可经由转子组件38的第一构件46中提前和延迟通道74、76被提供到提前和延迟室，以在提前和延迟位置之间旋转地移动进气凸轮轴30。图4示出了提前位置，而图5示出了延迟位置。
如下所述，锁定组件44可基于操作条件将转子组件38，从而将进气凸轮轴30固定在提前位置或延迟位置。锁定组件44可包括锁定销78、偏压构件80和止动件82。叶片52可限定孔口84，孔口84在叶片52内轴向延伸并容纳锁定组件44。偏压构件80可包括位于止动件82和锁定销78之间的压缩弹簧，推压锁定销朝向从动构件56。
从动构件56的轴向端部表面86面向转子组件38的第一构件46，并且可包括提前锁定凹部88和延迟锁定凹部90。提前锁定凹部88可包括第一部分92和第二部分94，第一部分92用于接收锁定销78，第二部分94在第一部分92和相邻的一个提前室70之间限定了流体通道。虽然关于进气凸轮相位器34进行了讨论，但应当理解本公开也可另外应用于排气凸轮相位器36。
车辆10可另外包括控制模块100，控制模块100基于操作条件命令进气凸轮相位器34工作。如本文所用的，术语模块指的是专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共用处理器、专用处理器或组处理器)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其他适合部件。控制模块100可控制混合动力车辆组件10的操作模式。
在第一操作模式中，发动机组件12可驱动输出轴24。在第二操作模式中，发动机组件12可从变速器16脱开并且电动机20可驱动输出轴24。发动机组件12可在第二操作模式期间关停。在第三操作模式中，发动机组件12可由电动机20驱动以向进气凸轮相位器34提供加压流体。作为非限制性示例，电动机20可通过驱动曲轴旋转来驱动由曲轴驱动的油泵旋转，从而提供加压流体。
图6和图7示出了凸轮相位器工作的示例性控制逻辑110。参见图6，控制逻辑110可在车辆钥匙打开条件和初始发动机打开条件之后开始(即以第一操作模式工作)。初始发动机打开条件可包括在进气凸轮相位器34被锁定在完全提前位置的情况下使发动机启动。控制逻辑110可在方块112处评估所期望的操作模式。如果混合动力车辆10维持发动机打开的操作(即，第一操作模式)，则控制逻辑110可返回到方块112，在那里，混合动力车辆10的操作被再次评估，直到发动机被命令关闭。当发动机被命令关闭时(即第二操作模式)，控制逻辑110可前进到方块114，在那里，发动机关闭策略得以执行。
如图7所示，发动机关闭策略115包括在方块116处确定大气压力PATM并且然后在方块118处评估大气压力PATM。如果大气压力PATM大于预定极限LIMITATM，则在方块120，进气凸轮相位器34被锁定在延迟位置。如果大气压力PATM小于或等于预定极限LIMITATM，则在方块122，进气凸轮相位器34被锁定在提前位置。预定极限LIMITATM可小于75千帕(kPa)。作为非限制性示例，预定极限LIMITATM可大致对应于高海拔处的低大气压。在进气凸轮相位器34处于延迟位置的情况下启动发动机12可在混合动力车辆10的开停操作期间提供启动时减小的曲轴压缩。在进气凸轮相位器34提前的情况下的发动机初始启动可适应排放要求。
回到图6，在执行了发动机关闭策略之后，发动机12可在方块124处被关闭。然后，控制逻辑110可在方块126处评估车辆的操作。如果在发动机12关闭时发生了车辆钥匙关闭(使用者命令车辆关闭)，则控制逻辑110可在方块128处评估进气凸轮相位器34的位置。如果进气凸轮相位器34被锁定在提前位置，则控制逻辑110可前进到方块132，在那里，车辆被关停。如果进气凸轮相位器34没有被锁定在提前位置，则控制逻辑110可前进到方块130，在那里，电动机20被用于将进气凸轮相位器锁定在提前位置。作为非限制性示例，电动机20可通过驱动曲轴旋转而驱动由曲轴驱动的油泵旋转，从而提供加压流体，并且控制模块100可命令进气凸轮相位器34来到提前位置，在该位置，锁定销78接合提前锁定凹部88以将进气凸轮相位器34固定在提前位置，以便下一次车辆启动。
如果方块126确定了希望连续车辆操作，则控制逻辑110前进到方块134，在那里，再次评估混合动力车辆10的操作。如果发动机12被维持在关闭条件，则控制逻辑110返回到方块126。如果发动机12被命令打开，则控制逻辑110前进到方块136，在那里，再次评估混合动力车辆10的操作。如果发动机12打开时发生了车辆钥匙关闭(使用者命令车辆关闭)，则控制逻辑110可在方块138处评估进气凸轮相位器34的位置。如果进气凸轮相位器34被锁定在提前位置，则控制逻辑110可前进到方块132，在那里，车辆被关停。如果进气凸轮相位器34没有被锁定在提前位置，则控制逻辑110可前进到方块140，在那里，进气凸轮相位器34被锁定在提前位置。然后，控制逻辑110可前进到方块132，在那里，车辆10被关停。
如果方块136确定了希望连续车辆操作，则控制逻辑110前进到方块142，在那里，再次评估混合动力车辆10的操作。如果发动机12的操作被维持，则控制逻辑110可返回到方块136。如果发动机12被命令关闭，则控制逻辑110可前进到方块144，在那里，图7所示的发动机关闭策略115被再次执行。然后，控制逻辑110可前进到方块146，在那里，发动机被关闭。然后，控制逻辑110可返回到方块126。

Claims (8)

1.一种动力系组件，包括：
发动机结构；
凸轮轴，其旋转地支撑在所述发动机结构上；和
凸轮相位器组件，其耦接到所述凸轮轴并且包括：
定子组件，其由发动机曲轴旋转地驱动；
转子组件，其与所述定子组件接合并且固定成与所述凸轮轴一同旋转，所述转子组件包括位于所述定子组件的凹部内的径向延伸叶片，从而在所述叶片的相对侧限定提前室和延迟室，所述提前室和延迟室适于接收加压流体以使所述转子组件相对于所述定子组件旋转地移动；和
锁定组件，其在第一和第二操作条件期间与所述定子组件和所述转子组件接合，所述锁定组件包括锁定销，所述锁定销在所述第一操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子机械地固定在旋转提前位置，并且在所述第二操作条件期间将所述转子组件相对于所述定子组件机械地固定在旋转延迟位置。
2.如权利要求1所述的动力系组件，其特征在于，所述叶片包括容纳了所述锁定销的孔口，所述定子组件包括第一和第二凹部，所述锁定销与所述第一凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述提前位置，并且与所述第二凹部接合以将所述转子组件机械地固定在所述延迟位置。
3.如权利要求2所述的动力系组件，其特征在于，所述锁定组件包括偏压构件，所述偏压构件在所述第一操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第一凹部，并且在所述第二操作条件期间轴向推压所述锁定销进入所述第二凹部。
4.如权利要求1所述的动力系组件，其特征在于，所述凸轮轴包括进气凸轮轴。
5.如权利要求1所述的动力系组件，其特征在于，还包括混合动力组件，所述混合动力组件适于在第一操作模式期间推进混合动力车辆，所述发动机组件适于在第二操作模式期间推进所述混合动力车辆。
6.如权利要求5所述的动力系组件，其特征在于，所述凸轮轴包括进气凸轮轴并且在所述第一操作模式中的车辆操作期间被锁定在所述延迟位置。
7.如权利要求6所述的动力系组件，其特征在于，当大气压力高于预定极限时，所述凸轮轴被锁定在所述延迟位置，所述预定极限提供了在所述第一操作模式中的车辆操作之后所述发动机重启动所需的预定曲轴旋转压缩。
8.如权利要求1所述的动力系组件，其特征在于，所述提前位置对应于完全提前位置，所述延迟位置对应于完全延迟位置。
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