CN111089005B - 凸轮轴组件及操作该凸轮轴组件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于车辆内燃发动机的凸轮轴组件及操作该凸轮轴组件以便通过选择性启用具有制动气体再循环轮廓的凸轮凸角来提升发动机制动性能的方法。该凸轮轴组件包括排气凸轮轴和排气凸轮轴上的凸角组,并且该凸角组包括多个凸轮凸角。多个凸轮凸角中的至少一个凸轮凸角包括制动气体再循环凸轮轮廓,具有排气冲程突出部和燃烧冲程突出部。当某些条件表明应启用发动机制动模式时,该方法可以切换到具有制动气体再循环轮廓的凸轮凸角。
Description
技术领域
本发明总体上涉及用于内燃发动机的凸轮轴组件,具体地涉及用以增强制动的凸轮轴组件的多阶凸轮。
背景技术
就一些车辆而言,如具有柴油内燃发动机的较大载荷卡车,减慢发动机的曲轴可以有助于增大车辆制动力。压缩释放制动等可以帮助此功能,但这种制动系统的结构复杂,并且不能独立地控制。控制发动机制动性能可以有助于使作用于发动机的应力最小化,尤其是就具有较高牵引能力的车辆而言。
发明内容
根据一个实施方案,提供一种用于内燃发动机的凸轮轴组件,该凸轮轴组件包括:排气凸轮轴、排气门挺杆、和包括多个凸轮凸角的凸角组(lobe pack)。该凸角组设置在排气凸轮轴上,使得多个凸轮凸角中的一个或多个凸轮凸角可以选择性地启用排气门挺杆。多个凸轮凸角中的至少一个凸轮凸角包括制动气体再循环凸轮轮廓,具有排气冲程突出部和燃烧冲程突出部。该燃烧冲程突出部构造成在内燃发动机的燃烧冲程期间增大排气道。
根据各种实施方案,该组件还可进一步包括以下特征中的任一个特征或者这些特征的任意技术上可行的组合:
·该凸角组是具有两个凸轮凸角的二阶凸角组,各凸轮凸角都具有不同的凸轮轮廓;
·与不具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角的排气门升程型线相比,制动气体再循环凸轮轮廓的排气门升程型线多了两个排气升程;
·该凸角组是具有三个凸轮凸角的三阶凸角组,各凸轮凸角都具有不同的凸轮轮廓;
·包括多个凸轮凸角的第二凸角组;
·第二凸角组的多个凸轮凸角包括具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角;
·第二凸角组的多个凸轮凸角包括不具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角;
·燃烧冲程突出部与排气冲程突出部具有不同的周向宽度;
·燃烧冲程突出部的周向宽度包括排气冲程突出部的周向宽度的六分之一到一半;
·通过电磁致动器的致动,凸角组沿排气凸轮轴可滑动地位移;并且/或者
·内燃发动机是柴油驱动的。
根据另一个实施方案,提供一种操作内燃发动机的凸轮轴组件的方法,该凸轮轴组件包括排气凸轮轴和在排气凸轮轴上的凸角组,并且该凸角组包括多个凸轮凸角。多个凸轮凸角中的至少一个凸轮凸角包括制动气体再循环凸轮轮廓,具有排气冲程突出部和燃烧冲程突出部。所述方法包括以下步骤:监测一个或多个发动机制动参数;将一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值进行比较;当一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值的比较表明发动机制动模式应启用时,切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角;在内燃发动机的排气冲程期间,打开具有排气冲程突出部的内燃发动机的排气门;以及,在内燃发动机的燃烧冲程期间,打开具有燃烧冲程突出部的内燃发动机的排气门。
根据各种实施方案,所述方法可进一步包括以下特征中的任一特征或者这些特征的任意技术上可行的组合:
·一个或多个发动机制动参数包括发动机转速并且发动机制动速度值是专用制动值,并且当发动机转速大于专用制动值时,执行切换步骤;
·一个或多个发动机制动参数进一步包括车辆速度和巡航控制速度,并且当车辆速度大于巡航控制速度时,执行切换步骤;
·一个或多个发动机制动参数包括发动机转速并且发动机制动速度值是专用排气门重新打开值,并且当发动机转速大于专用排气门重新打开值时,执行切换步骤;
·在切换到具有制动气体再循环轮廓的凸轮凸角之前,向车辆的用户提供警报;
·通过控制器的使用,该切换步骤自动地执行;并且/或者
·向车辆的用户提供发动机制动模式启用的警报。
附图说明
将在下文中结合附图对优选示例性实施方案进行描述,在附图中类似的代号代表类似的元件,并且在附图中:
图1是可根据本文中所公开的方法的各种实施方案而运行的操作环境及具有凸轮轴组件的车辆的示意图;
图2说明了图1的凸轮轴组件;
图3说明了图1和图2的凸轮轴组件的凸轮凸角的制动气体再循环凸轮轮廓;
图4是说明操作本文中所公开的凸轮轴组件的方法的示例性实施方案的流程图;并且
图5示出了图3的具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角、和不具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角的排气门升程型线。
具体实施方式
本文中所描述的组件和操作方法与可以提升发动机制动性能的排气凸轮轴有关。可以选择性地启用多阶凸轮轴组件以帮助在特定点改善对排气门的控制,从而减慢发动机的凸轮轴并增大车辆的制动力。该凸轮轴组件包括具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角,该凸轮凸角在燃烧冲程期间便于从燃烧室中释放排气,使得较少的功率传递至发动机的曲轴。具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角可以沿多阶凸轮轴组件中的排气凸轮轴可滑动地位移,使得当无需发动机制动时可以使用正常凸轮凸角。具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角的使用可以导致在制动期间作用于发动机的应力减小,同时提供类似的或改善的性能。
参考图1,示出了可以用于执行本文中所公开的方法的车辆操作环境10。操作环境10通常包括具有用于控制内燃发动机22的凸轮轴组件20的车辆12。应当理解的是,所公开的组件和方法可以适用于任意数量的不同系统并且不特别地局限于这里所示出的操作环境。以下的段落提供对一个这种操作环境10的简要概述;然而,这里未示出的其他系统和组件也可以应用所公开的方法。
在图示说明的实施方案中车辆12示为半卡车,但应当理解的是,也可以采用任何其他车辆,包括乘用车、摩托车、其他卡车、运动型多功能汽车(SUV)、休闲车(RV)、海洋船舶、飞机等。在图示说明的实施方案中,车辆12是主要使用内燃发动机22来驱动的柴油驱动卡车;然而,在其他实施方案中,车辆12可以是混合动力汽车或者使用柴油之外的其他形式的驱动能。发动机22具有一个或多个带活塞的汽缸。活塞利用由于空气-燃料混合物的点火和燃烧所造成的燃烧室中的容积变化而使曲轴旋转。操作环境10和发动机22的图示是示意性的,因此可以提供未图示的其他特征,如排气再循环(EGR)系统、各种阀或轴等。
在图1中示意性地示出了凸轮轴组件20,并且在图2中图示了凸轮轴组件的一个实施方案的分解视图。凸轮轴组件20包括排气凸轮轴24、排气门挺杆26、和排气门28,它们通常控制来自发动机22燃烧室的排气输出。为了清除起见,在图2中仅标出了一个排气门挺杆26和排气门28,但一般认为排气门挺杆26和排气门28的数量将对应于发动机22中燃烧室或汽缸的数量。此外,凸轮轴组件20的结构、尺寸、构造等可以不同于图2中所示出的,因为这种考虑因素主要取决于特定发动机的需要。凸轮轴组件20进一步包括进气凸轮轴30,通常用于控制进入发动机22燃烧室的进气。
凸角组32、34位于凸轮轴组件20的排气凸轮轴24上,用以促成每个气门挺杆26的可变操作。凸角组32包括多个凸轮凸角36、38、40,凸角组34包括多个凸轮凸角42、44、46。通过一个或多个位置致动器48、50的致动,各凸角组32、34都沿排气凸轮轴24可滑动地位移。在图示的实施方案中,位置致动器48、50是电磁致动器;然而,当然其他致动方法也能够促成凸轮凸角36-46和/或凸轮轴24相对于气门挺杆26的运动。在授予给本专利申请的申请人的于2016年3月16日提交的序列号为15/071,578的美国专利申请中详细描述了一个示例;该专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。电磁位置致动器48、50可以使完全车载诊断能力成为可能,尤其是当与下述各种传感器协同使用时。
在图示的实施方案中凸角组32、34是三阶凸角组,并且各凸角组都具有三个不同的凸轮凸角。在另一个实施方案中,凸角组是二阶凸角组,并且中各凸角组都具有两个不同的凸轮凸角(例如,凸角组32仅具有两个凸轮凸角36、38,而凸角组34具有两个或更多的凸轮凸角)。可以用凸轮轴位置传感器52、54来直接地或者间接地感测凸角组32、34和/或凸轮凸角36-46的位置。如图2所示,进气凸轮轴30也可包括各种凸角组、致动器、传感器等,并且通常用发动机盖55来保护凸轮轴组件20。
凸轮凸角36-46可以选择性地启用排气挺杆26,使得凸轮凸角的位移打开排气门28,从而允许空气或排气离开内燃发动机22的燃烧室。凸轮凸角36-46可直接地(例如,利用经过摇臂等的机械连接)或间接地(例如利用经过液压泵等的电动连接)与排气挺杆26进行相互作用。各凸轮凸角36-46都具有各自的凸轮凸角轮廓56-66。在图示的实施方案中,凸轮凸角46、52具有制动气体再循环凸轮轮廓56、62。其他凸轮凸角可以具有不同的凸轮轮廓。例如,凸轮凸角38、44可具有标准或正常的升程凸轮轮廓或者高升程凸轮轮廓58、64。在另一个实例中,凸轮凸角40可具有低升程凸轮轮廓60,在又一个实例中,凸轮凸角46可具有零升程凸轮轮廓66。可以根据凸轮轴组件20的期望构造,来改变在各凸角组中凸轮轮廓的各种组合。
图3中示出了具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角46的截面(排气凸轮轴24未示出,但通常延伸经过凸轮凸角46的中心)。制动气体再循环凸轮轮廓56包括排气冲程突出部68和独立的燃烧冲程突出部70,这两个突出部从基圆72向外延伸。在图3中,垂直线74代表上止点(TDC),水平线76代表下止点(BDC),因此凸轮轮廓56包括进气冲程区78、压缩冲程区80、燃烧冲程区82、和排气冲程区84。正常或标准的凸轮凸角轮廓(如凸轮凸角38、44的凸轮凸角轮廓58、64)分别包括从基圆72向外延伸的排气冲程突出部68并且没有独立的燃烧冲程突出部70。利用正常或标准的凸轮凸角轮廓时,排气冲程突出部68在燃烧冲程结束时会导致排气门28的略微打开。然而,借助于制动气体再循环凸轮轮廓56,在燃烧冲程期间进一步打开排气门28,因此较小的功率传递至曲轴,由此使车辆减慢。
就制动气体再循环凸轮轮廓56而言,排气冲程突出部68包括在顶点90处相交的突出壁86、88。排气冲程突出部68具有周向宽度92,该周向宽度92等于基圆72的其与每个突出壁86、88的交点之间的周长。燃烧冲程突出部70位于紧邻排气冲程突出部的突出壁88的位置。燃烧冲程突出部70包括在顶点98相交的突出壁94、96。在一个优选实施方案中,突出壁88、94在基圆72处连接。燃烧冲程突出部70具有周向宽度100,该周向宽度100等于基圆72的其与每个突出壁94、96的交点之间的周长。排气冲程突出部68和燃烧冲程突出部70各自都分别具有在基圆72的圆周与各顶点90、98之间的径向高度102、104。
燃烧冲程突出部70的尺寸可根据一些因素(如发动机22的尺寸、凸轮轴24的尺寸等)而变化。在一些实施方案中,燃烧冲程突出部70和排气冲程突出部68具有相等的径向高度102、104,但在图示的实施方案中,排气冲程突出部68的径向高度102大于燃烧冲程突出部70的径向高度104。此外,在图示的实施方案中,排气冲程突出部68和燃烧冲程突出部70具有不同的周向宽度92、100。在一些实施方案中,燃烧冲程突出部70的周向宽度100是排气冲程突出部68的周向宽度92的六分之一到一半(包括这两个值)。在图示的实施方案中,燃烧冲程突出部70的周向宽度100是排气冲程突出部68的周向宽度92的约四分之一。在一个实施方案中,燃烧冲程突出部70的周向宽度100可以设计成使得排气门28将打开达燃烧冲程结束时的约一半到四分之一(有利地约三分之一)。这些尺寸差能导致气门正时改善,发动机制动性能更好。
返回到图1,凸轮轴组件20可以由发动机控制单元(ECU)或控制器110所控制。控制器110包括电子处理器112和存储器114,并且可以用于实现本文中所描述的操作方法。控制器110(控制单元、控制模块等)可以是一体化的发动机控制器或者它可以是独立的控制器,如排气或发动机制动特定控制器。控制器110也与另一个车辆系统或部件(如动力传动系控制模块)一体化或者是另一个车辆系统或部件的一部分。因此,控制器110并不局限于任何一个具体实施方案或布置方式,并且可以由本发明方法使用以控制凸轮轴组件20的一个或多个方面。
处理器112可以是能够处理电子指令的任何类型的装置,包括微处理器、微控制器、主处理器、控制器、车辆通信处理器、和专用集成电路(ASIC)。它可以是仅用于凸轮轴组件112的专用处理器,或者它可以为其他车辆系统所共用。处理器112执行各种类型的数字方式存储指令,如存储于存储器114中的软件或固件程序,这些程序使凸轮轴组件20的策略控制成为可能。例如,处理器112可以执行程序或者处理数据以便执行本文中所描述方法的至少一部分。存储器114可以是临时供电存储器、任何非暂时性计算可读介质、或其他类型的存储器。例如,存储器可以是任意数量的不同类型的RAM(随机存取存储器,包括各种类型的动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM))、ROM(只读存储器)、固态驱动器(SSD)(包括其他固态储存器,如固态混合硬盘(SSHD))、硬盘驱动器(HDD)、磁盘或光盘驱动器。与前述部件(处理器112和/或存储器114)类似的部件可以包括在通常具有上述处理/存储能力的各种其他车辆系统模块(VSM)中。
可将部分或全部的不同车辆电子器件加以连接,以便经由一个或多个通信总线(如总线116)彼此通信。通信总线116提供具有采用一个或多个网络协议的网络连接的车辆电子器件。合适的网络连接的示例包括控制器局域网(CAN)、媒体导向系统传输(MOST)、本地互联网(LIN)、局域网(LAN)、和其他适当的连接(如以太网或者符合已知的ISO、SAE和IEEE标准和规范的其他连接等)。在其他实施方案中,每个VSM都可以利用无线网络来进行通信,并且可以包括合适的硬件,如短距离无线通信(SRWC)电路。
车辆12可以包括许多车辆系统模块(VSM)作为车辆电子器件的一部分,诸如凸轮轴组件20及其各种部件,如位置致动器48、50和位置传感器52、54、控制器110、GNSS接收器118、一个或多个运动传感器120、车辆/用户界面122-128、和无线通信装置130,如将在下面详细地描述。车辆12也可以包括采用电子硬件元件形式的其他VSM 132,电子硬件元件位于整个车辆中,并且可接收来自一个或多个传感器的输入,并利用感测的输入来执行诊断、监测、控制、报告、和/或其他功能。每个VSM 132都通过通信总线116连接到其他VSM以及无线通信装置130。一个或多个VSM 132可定期地或偶尔地将它们的软件或固件更新,并且在一些实施方案中,这种车辆更新可以是经由网络138和通信装置130,从计算机134或后端设备136中所接收的空中下载(OTA)更新。正如本领域技术人员所了解的,上述VSM只是可以使用于车辆12中的一部分模块的示例,因为许多其他模块也是可行的。
全球导航卫星系统(GNSS)接收器118接收来自GNSS卫星140群的无线电信号。GNSS接收器118可以构造成用于各种GNSS实施方式,包括美国的全球定位系统(GPS)、中国的北斗导航卫星系统(BDS)、俄罗斯的全球导航卫星系统(GLONASS)、欧盟的伽利略卫星导航系统、和各种其他导航卫星系统。例如,GNSS接收器118可以是GPS接收器,GPS接收器可接收来自GPS卫星140群的GPS信号。GNSS接收器118可以包括至少一个处理器和存储器,包括存储有指令(软件)的非暂时性计算机可读存储器,可由处理器访问该存储器以便完成由接收器118所执行的处理。
GNSS接收器118可以用于给车辆操作者提供导航和其他位置相关服务。导航信息可以呈现在显示器122上或者可以用语音方式来呈现,例如当提供路口转弯提示导航时所完成。可以利用专用、车辆中导航模块(该模块可以是GNSS接收器118的一部分并且/或者作为无线通信装置130或其他VSM的一部分并入)来提供导航服务,或者部分或全部导航服务可以利用安装在车辆中的车辆通信装置130(或其他支持远程信息处理技术的装置)来完成,其中位置或定位信息发送至远程位置从而给车辆提供导航地图、海拔、道路坡度信息等。可以将位置信息提供至车辆后端设备36或其他远程计算机系统(如计算机134)用于其他目的,如车队管理并且/或者用于下述的凸轮轴操作方法。另外,还可以将新的或更新的地图数据(如存储于数据库中的地理道路地图数据)从后端设备36中经由车辆通信装置130下载到GNSS接收器118中。
车辆12包括凸轮轴组件20的各种车载车辆传感器52、54、以及一个或多个运动传感器120。另外,某些车辆用户界面122-128可以用作车载车辆传感器。通常,传感器52、54、120可以获得从属于车辆12的发动机运行的信息。可以经由通信总线116将传感器信息发送至其他VSM(如控制器110和/或车辆通信装置130)。另外,在一些实施方案中,可以与元数据一起发送传感器数据,元数据可以包括标识捕获传感器数据的传感器(或传感器的类型)的数据、时间戳(或其他时间指示物)、和/或与传感器数据有关、但不构成传感器数据自身的其他数据。
在一些实施方式中,运动传感器120可以用于获得关于车辆12的运动和/或惯性信息,如车辆速度、加速度、偏航(和偏航率)、倾斜度、侧倾,以及通过使用车载车辆传感器,在本地测量到的关于车辆运动的各种其他特性。可以将运动传感器120安装在车辆上的多种位置,例如车辆驾驶室内部、车辆的前或后保险杠上,和/或车辆12的发动机罩上。运动传感器120可以直接地或者经由通信总线116耦合到各种其他VSM。运动传感器120也可包括安装在车辆12上的各种摄像头,如后挂车摄像头。可以获得运动传感器数据,并将其发送至其他VSM、控制器110和/或无线通信装置130。此外,车辆12还可以包括上面未述及的其他传感器,包括各种发动机温度传感器、空气流量传感器、车辆间通信单元、节气门位置传感器,等。
车辆电子器件进一步包括给车辆乘客提供用于提供和/或接收信息的手段的一些车辆/用户界面,包括视频显示器122、一个或多个按钮124、麦克风126、和音频系统128。如本文中所采用的术语“车辆/用户界面”广义地包括任意合适形式的电子装置(包括硬件和软件元件),电子器件位于车辆上,并且使车辆用户能够利用或通过车辆的部件进行通信。车辆用户界面122-128也是可以接收来自用户的输入或其他传感信息的车载车辆传感器。一个或多个按钮124允许用户向通信装置130进行手动输入,以提供其他数据、响应、或控制输入。音频系统128向车辆乘客提供音频输出,并且可以是专用的独立系统,或者是车辆主音频系统的一部分。根据这里所示出的具体实施方案,音频系统128可操作地耦合到车辆总线116和娱乐总线(未图示)两者,并且可以提供AM、FM和卫星广播、CD、DVD和其他多媒体功能。可以连同信息娱乐模块或独立地提供此功能。麦克风126向无线通信装置130提供音频输入,从而使驾驶员或其他乘客能够提供语音命令。为了这个目的,可以利用在本技术领域已知的人机界面(HMI)技术,将麦克风126连接到车载自动化语音处理单元。视频显示器或触摸屏122优选地是图形显示器,并且可以用于提供许多输入和输出功能。显示器122可以是在仪表板上的触摸屏、从挡风玻璃中反射出的抬头显示器、或者可以投射图形以便车辆乘客观看的投影器。也可以采用各种其他的车辆/用户界面,图1的界面只是一个具体实施方式的一个示例。
例如,车辆12的用户可以使用一个或多个车辆/用户界面122-128(如下面更详细地描述)来启用发动机制动模式并经由控制器110来操作凸轮轴组件20,这里仅举几个示例。在一个实施方案中,用户可以操作一个或多个车辆/用户界面122-128,然后,这些车辆/用户界面可以将输入的信息输送至其他VSM(如控制器110或无线通信装置130)。例如,显示器122可以用于提供图形用户界面(GUI),以便用户在某些条件下切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角46。
图4图示了针对图1的操作环境10及图2和图3的凸轮轴组件20所描述的用于操作凸轮轴组件的方法200。应当理解的是,方法200的一部分或全部步骤可以同时执行或者按上下面所描述顺序不同的替代顺序来执行。此外,有可能的是,可以在不同于图1-3中所示系统的其他系统中实施方法200,并且在系统10和组件20的语境中对方法200的描述只是一个示例。
在方法的步骤202中,对一个或多个发动机制动参数进行监测。在一个优选实施方案中,发动机制动参数包括内燃发动机22的发动机转速(RPM)。这种信息可以由运动传感器120提供或者从运动传感器120的信息推导或者从向ECU或控制器110的其他一个或多个输入推导。在另一个实施方案中,发动机制动参数进一步包括车辆12的车辆速度和/或车辆12的巡航控制速度。这种信息也可由运动传感器120提供或者从运动传感器120的信息推导或从向ECU或控制器110的其他一个或多个输入推导。在又一个实施方案中,发动机制动参数包括道路负荷。道路负荷通常考虑车辆12在其上面行驶的道路的坡度、路面情况、和/或风阻力。与道路负荷有关的信息可以从GNSS接收器118、运动传感器120(例如后挂车摄像头)、和/或从后端设备36中获得。在其中巡航控制速度不用作输入的实施方案中,对道路负荷的监测会是有利的。
然后,方法200具有两个路径204、206。在第一路径204中,步骤208将在步骤202中所监测到的一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值进行比较。在一个实例中,发动机制动速度值是专用制动值(RPM)。该专用制动值通常取决于诸如发动机尺寸、冲程、排量之类的因素,并且通常是一个经确认的参数。根据一个实施方案,专用制动值是其中电动机在没有燃料的情况下运行时的RPM水平,或者其中发动机充当用以产生制动力的泵的发动机制动速度(例如,超过3000 RPM、或者在3200-4800 RPM之间等)。在一种实施方式中,步骤208询问在步骤202中所监测到的发动机转速是否大于发动机制动速度值(例如,专用制动值)。如果发动机转速大于发动机制动速度值(例如,专用制动值),那么方法可继续到随后的步骤。如果不大于,那么方法可返回到步骤202以继续监测。
继续第一路径204,在一些实施方案中,方法200然后在步骤210中可将车辆速度与巡航控制速度进行比较。如果车辆速度大于巡航控制速度,那么方法可继续到随后的步骤。如果不大于,那么方法可返回到步骤202以继续监测。通常,如果车辆速度大于巡航控制速度,则存在过多的负荷或者发动机制动模式尚未执行(例如,如果巡航控制速度为60mph但车辆速度为62或63mph)。因此,步骤210可指出应当启用发动机制动模式。
第二路径206是第一路径204的替代(或者在一些实施方案中是对第一路径204的额外的确证)。在步骤212中,对专用排气门重新打开值进行校准。这个专用排气门重新打开值是发动机制动速度值,因此可以是其中排气门的不受控制的打开有可能发生的rpm值。在一些实施方案中,可以将分析数据与实时数据结合以确定这个值。在一些实施方案中,与汽缸压力、出口压力、排气门弹簧预紧力等有关的分析数据可以用于确定专用排气门重新打开值。在一个具体实例中,专用排气门重新打开值约为4000-4100rpm。
在步骤214中,方法将在步骤202中所监测到的发动机转速与在步骤212中可能已校准或也可能未进行校准的专用排气重新打开值进行比较。如果发动机转速大于专用排气重新打开值,则方法可继续到随后的步骤。如果不大于,则方法可返回到步骤202以继续监测。此步骤可以是发动机制动模式是有利的指标,因为该模式可以有助于避免排气门28的不可控制的打开,而相反可以使排气门的受控制的打开成为可能。
方法200的步骤216包括:当一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值的比较表明发动机制动模式应启用时,切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角36。这可以通过在路径204和/或路径206中满足条件来完成。路径204、206中的判定以及步骤202中的监测可以由控制器110完成,因此控制器110可促成步骤216中的凸轮凸角切换。在一个实施方案中,控制器110向电磁位置致动器48、50发送从具有正常凸轮轮廓58的凸轮凸角38切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角36的信号。在一个实施方案中,使凸角组32沿凸轮轴24可滑动地位移,从而切换凸轮凸角36、38。此外,在一些实施方案中,具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角可以使用于发动机22的多个汽缸。例如,第二凸角组34的凸轮凸角42(其具有制动气体再循环凸轮轮廓62)可以与凸轮凸角36协同使用。在其他实施方案中,可能根据所满足的条件(例如,如果发动机转速高于发动机制动速度值达某一显著程度),可以启用凸轮凸角36、42两者,或者可以一次仅启用一个。凸轮凸角36、42中的一个或多个的启用也可视为发动机制动模式的启用。在一些实施方案中,可以向用户提供(例如,利用抬头显示器122或者经由另一个车辆用户界面124-128)发动机制动模式已启用的警报。发动机制动模式的自动启用可有助于提高发动机耐用性。
在步骤216的另一个实施方案中,代替通过控制器110的作用而自动地启用发动机制动模式,可以向车辆12的用户提供应当启用发动机制动模式的警报。因此,在例如经由车辆/用户界面122-128获得来自用户的输入之前,可以不执行切换步骤。因此,在路径204或206(或两者)中满足条件之后,可以向用户提供应当启用发动机制动模式的警报。然后,车辆12的用户可以例如按下按钮124,从而使凸角组32能够切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角36。
方法200的步骤218包括具有制动气体再循环凸轮轮廓56的凸轮凸角36的操作(这也适用于具有制动气体再循环凸轮轮廓的其他凸轮凸角,如果采用的话)。如同具有标准凸轮轮廓58的正常凸轮38,凸轮凸角36在排气冲程期间利用排气冲程突出部68促成内燃发动机22的排气门28的打开。然而,借助于制动气体再循环凸轮轮廓56,燃烧冲程突出部70在燃烧冲程期间促成内燃发动机22的排气门28的打开,使得较少的功率传递至曲轴,由此使车辆12减慢。
图5是说明与制动气体再循环凸轮轮廓56(黑色点划线)的排气门升程型线304相比较的正常凸轮轮廓58(灰色虚线)的排气门升程型线302的图形300,其中将凸轮角标示在x轴上。正常凸轮轮廓58的排气门升程型线302具有用于排气冲程的标准单升程306。然而,借助于制动气体再循环凸轮轮廓56,在燃烧冲程期间第一排气升程308提供出口,用于排气。然后,第二排气升程310对应于标准排气冲程。此外并且出乎意料地,凸轮轴组件20和制动气体再循环凸轮轮廓56导致第三排气升程312。这个出乎意料的第三排气升程312可能是由于高涡轮进口压力所致。排气门升程型线304可以改善有效压缩比,并且在进气冲程期间允许排气再吸入。在对凸轮轴组件20的测试中,在具有5巴的绝对涡轮进口压力的3900rpm的调查点,排气门28的重新打开导致制动扭矩增大(在没有重新打开的情况下,为346 Nm,而在利用制动气体再循环凸轮轮廓56重新打开的情况下,为359 Nm)。在另一个示例性测试中,将凸轮轴组件20切换到制动气体再循环凸轮轮廓56,会产生约20 Nm的制动扭矩。
应当理解的是,前面的描述不是本发明的定义,而是对本发明一个或多个优选示例性实施方案的描述。本发明并不局限于本文中所公开的具体实施方案,相反仅仅是由下面的权利要求所限定。此外,在前面的描述中,所包含的陈述与具体实施方案有关,而不应理解成对本发明的范围或者对权利要求中所使用术语的定义的限制,除非在上面对术语或短语有明确的定义。各种其他实施方案及一个或多个公开实施方案的各种变更和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。例如,特定的组合和步骤的顺序只是一种可能性,因为本发明方法可包括具有与本文中所揭示步骤相比更少、更多或不同的步骤的各步骤的组合。所有的这些其他实施方案、变更、和修改都在所附权利要求的范围内。
在本说明书和权利要求中所使用的术语“例如”、“譬如”、“诸如”和“等等”及动词“包括”、“具有”、“包含”及它们的其他动词形式,当结合一系列的一个或多个部件或者其他物件使用时,各自都应理解成是开放性的,从而表示该系列不应认为是排除其他的、另外的部件或物件。其他术语应采用它们的最广义的合理含义来解释,除非它们使用于需要不同解释的上下文。
Claims (9)
1.一种用于车辆内燃发动机的凸轮轴组件,包括:
排气凸轮轴;
排气门挺杆;和
包括多个凸轮凸角的凸角组,其中将所述凸角组设置在所述排气凸轮轴上,使得所述多个凸轮凸角的一个或多个凸轮凸角可以选择性地启用所述排气门挺杆,其中所述多个凸轮凸角的至少一个凸轮凸角包括制动气体再循环凸轮轮廓,所述制动气体再循环凸轮轮廓具有排气冲程突出部和燃烧冲程突出部,其中所述燃烧冲程突出部构造成在所述内燃发动机的燃烧冲程期间增大排气道;其中所述凸轮轴组件配置为当一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值进行比较、当一个或多个发动机制动参数与发动机制动速度值的比较表明发动机制动模式应启用时,切换到具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角。
2.根据权利要求1所述的组件,其中所述凸角组是具有两个凸轮凸角的二阶凸角组,各凸轮凸角都具有不同的凸轮轮廓。
3.根据权利要求2所述的组件,其中与不具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角的所述排气门升程型线相比,所述制动气体再循环凸轮轮廓的排气门升程型线多了两个的排气升程。
4.根据权利要求1所述的组件,其中所述凸角组是具有三个凸轮凸角的三阶凸角组,各凸轮凸角都具有不同的凸轮轮廓。
5.根据权利要求1所述的组件,进一步包括第二凸角组,所述第二凸角组包含多个凸轮凸角。
6.根据权利要求5所述的组件,其中所述第二凸角组的多个凸轮凸角包括具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角。
7.根据权利要求5所述的组件,其中所述第二凸角组的多个凸轮凸角包括不具有制动气体再循环凸轮轮廓的凸轮凸角。
8.根据权利要求1所述的组件,其中所述燃烧冲程突出部的周向宽度包括所述排气冲程突出部的周向宽度的六分之一到一半。
9.根据权利要求1所述的组件,其中通过电磁致动器的致动,所述凸角组沿所述排气凸轮轴可滑动地位移。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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