CN108691599A - 用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于缩回滑动凸轮轴致动器的部分伸出的销的方法，该滑动凸轮轴致动器具有可由相邻的第一磁场产生线圈和第二磁场产生线圈选择性致动的第一销和第二销，该方法包括确定第一销或第二销在发动机点火之后是否部分地伸出。通过第二磁场产生线圈联接在第一磁场产生线圈上形成的磁链回缩部分伸出的第一销，且通过第一磁场产生线圈联接在第二磁场产生线圈上形成的磁链回缩部分伸出的第二销。

Description

用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的方法
技术领域
本发明总体上涉及用于可变气门升程(VVL)系统的滑动凸轮轴致动器，并且更具体地涉及一种用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的方法。
背景技术
内燃机包括可由至少一个凸轮轴的凸轮凸角致动的进气阀和排气阀。在一些配置中，凸轮轴构造有滑动凸轮轴组件，其具有用于改变发动机阀的升程距离的多级。例如，两级滑动凸轮轴可包括用于将发动机阀提升至最大距离的高升程凸轮凸角位置和用于将发动机阀提升至低于最大升程距离的低升程凸轮凸角位置。
至少一个滑动凸轮轴致动器固定在内燃机上用于改变多个凸轮凸角之间的位置。具体地，凸轮轴致动器的至少一个致动器销可操作以选择性地接合配置在形成于滑动凸轮轴组件上的凸轮轴轴套的周边上的移位凹槽。当凸轮轴组件旋转时，选择致动器销以移入凸轮轴轴套的移位凹槽中，这导致滑动凸轮轴组件沿着凸轮轴轴线移动至不同位置。当滑动凸轮轴转变位置时，根据改变的凸轮凸角位置不同地致动进气阀和/或排气阀，例如，滑动凸轮轴可从高升程凸轮凸角位置移动至低升程凸轮凸角位置，这进而导致发动机操作不同。
因此，滑动凸轮轴致动器是VVL滑动凸轮轴系统的正确操作(特别是致动器的销伸出进入移位凹槽以及从移位凹槽中缩回进入凸轮轴轴套)中的重要组成部分。如果伸出的致动器销出于任何原因而仅部分地缩回，那么随后的转变指令可能导致部分缩回的销被折断或对滑动凸轮轴系统造成一些其它损坏。因此，需要一种确保可使部分伸出的致动器销完全缩回以防止损坏滑动凸轮轴系统的可靠手段。
发明内容
一个或多个示例性实施例通过提供一种用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的方法来解决上述问题。
根据示例性实施例的一个方面，一种用于缩回滑动凸轮轴致动器的部分伸出的销的方法，该滑动凸轮轴致动器具有可由相邻的第一磁场产生线圈和第二磁场产生线圈选择性地致动的第一销和第二销，该方法包括确定滑动凸轮轴致动器的第一销或第二销在发动机点火之后是否部分地伸出。根据示例性实施例的又一方面包括当第二销部分地伸出时激励滑动凸轮轴致动器的第一磁场产生线圈。并且另一个方面包括通过由第一磁场产生线圈联接在第二磁场产生线圈和第二销上形成的磁链缩回部分伸出的第二销。并且示例性实施例的又一方面包括当第一销部分地伸出时激励滑动凸轮轴致动器的第二磁场产生线圈。并且又一方面包括通过由第二磁场产生线圈联接在第一磁场产生线圈和第一销上形成的磁链缩回部分伸出的第一销。
示例性实施例的又一方面包括检测三级进气滑动凸轮轴的位置。并且另一个方面，其中三级进气滑动凸轮轴包括至少一个位置指示器轴套。并且另一方面，其中三级进气滑动凸轮轴进一步包括高升程凸角、低升程凸角和停用凸角位置。又一方面，其中检测进一步包括使用霍尔效应传感器来检测三级进气滑动凸轮轴的位置。并且根据实施例的又一方面，其中检测进一步包括感测配置在至少一个位置指示器轴套上的位置识别轨道。
根据示例性实施例的另一个方面，其中当部分伸出的销在低升程凸角位置上对齐时发生缩回。
并且另一个方面，其中当至少一个位置指示器轴套定位成防止缩回的销部分地伸出时发生激励。
附图说明
下面将结合下面的附图描述本示例性实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，且
图1是根据示例性实施例的方面的用于4缸内燃机的进气滑动凸轮轴配置和排气滑动凸轮轴配置的图示；
图2是根据示例性实施例的方面的具有位置转变凸轮轴致动器的进气滑动凸轮轴配置的图示；
图3是根据示例性实施例的方面的滑动凸轮轴致动器的横截面视图的图示；
图4a是根据示例性实施例的方面的包括凸轮轴致动器的进气滑动凸轮轴的一部分的图示，该凸轮轴致动器具有在低升程凸轮凸角上对齐的部分伸出的销；
图4b是根据示例性实施例的方面的从高升程凸轮凸角位置过渡至低升程凸轮凸角位置的进气滑动凸轮轴的一部分的图示，该进气滑动凸轮轴包括具有部分伸出的销的凸轮轴致动器；
图4c是根据示例性实施例的方面的在从高升程凸角位置过渡至低升程阀位置期间部分伸出的致动器销断裂之后的进气滑动凸轮轴的一部分的图示；
图5是根据示例性实施例的方面的滑动凸轮轴致动器的功能视图的图示，其中部分伸出的销由激励的相邻线圈产生的附加磁力缩回；
图6是根据示例性实施例的用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的算法的图示。
具体实施方式
以下详细描述在本质上仅仅是示例性的，而并非旨在限制实施例或其应用及其用途。另外，不期望受前面背景或以下详细描述中呈现的任何理论的限制。
根据所公开的实施例，图1是根据示例性实施例的方面的用于4缸内燃机凸轮轴系统10的进气滑动凸轮轴配置和排气滑动凸轮轴配置的图示。应当明白的是，4缸实施例仅仅是示例性的，且滑动凸轮轴轴套位置感测的概念可应用于其它多缸发动机凸轮轴系统配置，例如5、6、8、9或12缸发动机凸轮轴系统配置，而不超出本发明的范围。
凸轮轴系统10包括具有至少一个凸轮轴轴套的至少一个滑动凸轮轴。在这种情况下，凸轮轴系统10包括三(3)级进气滑动凸轮轴12和两(2)级排气滑动凸轮轴14。为了转变三级进气口12和两级排气口14的滑动凸轮轴的位置，至少一个凸轮轴致动器16被设置成与凸轮轴选择性地连通并且由控制模块(例如，发动机控制模块(未示出))命令开启和关闭。具体涉及该实施例，凸轮轴系统10包括多个致动器(16a至16f)，其中致动器(16a至16d)可操作用于转变三级进气滑动凸轮轴12，且致动器(16e至16f)可操作用于当由控制器命令时转变两级排气滑动凸轮轴14。
现在参考图2，三级进气滑动凸轮轴12包括两个滑动凸角组件18和20。每个滑动凸角组件(18、20)包括至少一个位置指示器凸轮轴轴套。根据示例性实施例，位置指示器凸轮轴轴套22和24固定在滑动凸角组件18上，且位置指示器凸轮轴轴套26和28固定至滑动凸角组件20。根据示例性实施例，参考三级滑动进气凸轮轴12的滑动凸角组件18的放大视图，包括高升程凸轮凸角位置29、低升程凸轮凸角位置30和停用凸轮凸角位置31用于提供凸轮轴的三级。高升程凸轮凸角位置29是指每当三级进气滑动凸轮轴12在该凸角位置中旋转360°时进气阀(34至40)打开至最大位置。低升程凸轮凸角位置30是指每当进气滑动凸轮轴12旋转360°时进气阀打开至小于最大凸角位置，且停用凸轮凸角位置31是指每当三级进气滑动凸轮轴12旋转360°时进气阀根本不打开。三级进气滑动凸轮轴12还包括用于至少保持滑动凸角之间的间距的管轴颈32。
现在参考图3，提供了根据示例性实施例的方面的滑动凸轮轴致动器(16a)的横截面视图的图示50。滑动凸轮轴致动器16a包括第一磁场产生线圈52，其缠绕在线轴53上，该线轴覆盖其核心内的滑动电枢54。磁体56被设置在金属板68之间并且固定在滑动电枢54的底端处。根据示例性实施例的方面，第一磁场产生线圈52、滑动电枢54和磁体56可操作地根据需要使第一致动器销58伸出至凸轮轴轴套中以转变三级进气滑动凸轮轴12的位置。
滑动凸轮轴致动器16a还包括第二磁场产生线圈60，其缠绕在线轴61上，该线轴覆盖另一个滑动电枢62。第二磁体64也被设置在金属板68之间并且固定在滑动电枢62的底端处。根据示例性实施例的方面，第二磁场产生线圈60、滑动电枢62和磁体64可操作地根据需要使第二致动器销66伸出至凸轮轴轴套中以转变三级进气滑动凸轮轴12的位置。
现在参考图4a，提供了根据示例性实施例的方面的包括凸轮轴致动器16a的三级进气滑动凸轮轴12的一部分的图示70，该凸轮轴致动器16a具有在低升程凸轮凸角30上对齐的部分伸出的销58。位置检测传感器72可操作以通过感测配置在至少一个位置指示器轴套22上的位置识别轨道(未示出)来检测三级进气滑动凸轮轴12的位置。例如，在发动机点火之后，位置检测传感器72将检测至少一个位置指示器轴套22上的位置识别轨迹，其指示三级进气滑动凸轮轴12处于用于致动进气阀80的高升程凸轮凸角位置29。当进气滑动凸轮轴12被命令转变位置时，另一个位置识别轨道可指示三级进气滑动凸轮轴12处于低升程凸轮凸角位置30。
根据示例性实施例，位置检测传感器72操作以指示三级进气滑动凸轮轴12何时处于存在部分伸出的致动器销58可在低升程凸轮凸角上对齐30的可能性的位置中。在这种情况下，当三级进气滑动凸轮轴12被命令朝向方向78转变时，部分伸出的致动器销可能会弯曲或断裂，使得进气阀80从高升程凸轮凸角位置29过渡至低升程凸轮凸角位置30。
在图4b中，提供了根据示例性实施例的方面的从高升程凸轮凸角位置29过渡至低升程凸轮凸角位置30的进气滑动凸轮轴12的一部分的图示。当进气滑动凸轮轴12沿着方向76旋转时，滑动凸轮轴致动器16a将部分伸出的销58在低升程凸轮凸角29上对齐。命令滑动凸轮轴致动器16a将销66伸出至移位凹槽74中，以使三级进气滑动凸轮轴将阀80从高升程凸轮凸角位置29转变至低凸轮凸角位置30。随着滑动凸角组件18开始沿着方向78移动，部分伸出的致动器销58受到来自位置指示器轴套22的力。如图4中所示，来自位置指示器轴套22的部分伸出的销58上的增加的力使该销弯曲并最终断裂，使得致动器将必须被更换。同样，致动器销66在被设置在移位凹槽74中时受到弯曲力，从而进一步损坏凸轮轴致动器16a。
参考图5，提供了根据示例性实施例的方面的滑动凸轮轴致动器16a的功能视图的图示90，其中部分伸出的销缩回。从左至右，凸轮轴致动器16a被示为具有部分伸出的第一销58，而第二销66处于位置指示器轴套22上的完全缩回位置。在发动机点火之后，位置检测传感器72(未示出)检测位置指示器轴套22的位置，以确定三级进气滑动凸轮轴12何时处于存在部分伸出的销状态的可能性的位置。在这种情况下，第一磁场产生线圈52和第二磁场产生线圈60均不被激励。但是，在第一磁场产生线圈52的磁体56与金属板68之间存在磁吸引力91。然而，磁吸引力91不足以使部分伸出的销58缩回。
因此，当确定存在部分伸出的销状态的可能性时，为了使部分伸出的第一销58缩回，第二磁场产生线圈60被激励以与第一磁场产生线圈52和部分伸出的销58形成磁场磁链92，使得附加的磁吸引力94施加在部分伸出的致动器销58上，使其移动至完全缩回位置。当第二磁场产生线圈60被激励时，其产生排斥力95，该排斥力被引导至磁体64上，影响致动器销66试图向外伸出。然而，第二致动器销66在位置指示器轴套22上对齐，使得其将不会伸出或将伸出至移位凹槽74中，并且当其退出移位凹槽74且第二磁性场产生线圈60断电时移回至完全缩回位置。
现在参考图6，提供了根据示例性实施例的用于缩回部分伸出的滑动凸轮轴致动器销的算法100的图示。在框110处，该方法开始于使用三级进气滑动凸轮轴位置检测传感器确定凸轮轴致动器的第一或第二销在发动机点火之后是否部分地伸出。在框120处，如果位置检测传感器确定存在第一致动器销将伸出的可能性，那么该方法进行至框130用于激励第二磁场产生线圈，且然后进行至框140以通过由激励的第二磁场产生线圈联接在第一磁场产生线圈和部分伸出的第一销上形成的磁链而缩回第一致动器销。
在框150处，如果位置检测传感器确定存在第二致动器销将伸出的可能性，那么该方法进行至框160用于激励第一磁场产生线圈，且然后进行至框170以通过由激励的第一磁场产生线圈联接在第二磁场产生线圈和部分伸出的第二销上形成的磁链而缩回第二致动器销。
在框180处，该方法继续确定发动机点火是否仍然开启。如果发动机点火仍然开启，那么该方法继续返回至框110以重复该过程。如果点火关闭，那么该过程结束，直至下一次发动机点火。
详细描述将给本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的便捷指引。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，本领域一般技术人员将明白许多修改和变化。虽然本发明的前述详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当明白的是，存在许多变化。还应当明白的是，示例性实施例或多个示例性实施例仅仅是示例并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。实情是，前文详细描述将给本领域技术人员提供用于实施本发明的示例性实施例的便捷指引。应当理解的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对示例性实施例中描述的元件的功能和设置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于缩回滑动凸轮轴致动器的部分伸出的销的方法，所述滑动凸轮轴致动器具有可由相邻的第一磁场产生线圈和第二磁场产生线圈选择性致动的第一销和第二销，所述方法包括：
确定在发动机点火之后所述第一销或所述第二销是否部分地伸出；
当所述第二销部分地伸出时，激励所述滑动凸轮轴致动器的所述第一磁场产生线圈；
通过由所述第一磁场产生线圈联接在所述第二磁场产生线圈和所述第二销上形成的磁链而缩回所述部分伸出的第二销；
当所述第一销部分地伸出时，激励所述滑动凸轮轴致动器的所述第二磁场产生线圈；以及
通过由所述第二磁场产生线圈联接在所述第一磁场产生线圈和所述第一销上形成的磁链而缩回所述部分伸出的第一销。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括检测三级进气滑动凸轮轴的位置。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述三级进气滑动凸轮轴包括至少一个位置指示器轴套。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述三级进气滑动凸轮轴进一步包括高升程凸角、低升程凸角和停用凸角位置。
5.根据权利要求4所述的方法，其中检测进一步包括使用霍尔效应传感器来检测所述三级进气滑动凸轮轴的位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中检测进一步包括感测配置在所述至少一个位置指示器轴套上的位置识别轨道。
7.根据权利要求6所述的方法，其中当部分伸出的销在低升程凸角位置上对齐时发生缩回。
8.根据权利要求7所述的方法，其中当所述至少一个位置指示器轴套定位成防止缩回的销部分地伸出时发生激励。
9.一种用于缩回滑动凸轮轴致动器的部分伸出的销的方法，所述滑动凸轮轴致动器具有可由相邻的第一磁场产生线圈和第二磁场产生线圈选择性致动的第一销和第二销，所述方法包括：
检测在发动机点火之后三级进气滑动凸轮轴的位置，其中所述三级进气滑动凸轮轴包括高升程凸角、低升程凸角和停用凸角位置；
当所述第二销在低升程凸角位置上对齐时，通过由所述第一磁场产生线圈联接在所述第二磁场产生线圈和所述第二销上形成的磁链而缩回部分伸出的第二销；以及
当所述第一销在低升程凸角位置上对齐时，通过由所述第二磁场产生线圈联接至所述第一磁场产生线圈和所述第一销上形成的磁链而缩回部分伸出的第一销。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括当所述第二销部分地伸出时，激励所述滑动凸轮轴致动器的所述第一磁场产生线圈。
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