連續可變氣門持續時間裝置以及使用該裝置的控制方法與流程

本申請要求2014年11月28日提交的韓國專利申請No.10-2014-0169045的優先權及權益，該申請的全部內容結合于此用于通過該引用的所有目的。

技術領域

本發明涉及一種連續可變氣門持續時間裝置以及使用該裝置的控制方法。更具體地說，本發明涉及一種連續可變氣門持續時間裝置以及使用所述連續可變氣門持續時間裝置的控制方法，其中所述連續可變氣門持續時間裝置可根據發動機的操作狀態利用簡單的構造來改變氣門的打開持續時間。

背景技術：

通常，內燃機通過在燃燒室內接收并燃燒空氣和燃料來產生動力。當進氣門由凸輪軸操作時，在進氣門打開的同時空氣被吸入燃燒室中。另外，當排氣門由凸輪軸操作時，在排氣門打開的同時，空氣從燃燒室中排出。

然而，進氣門/排氣門的最佳操作取決于發動機的RPM。即，提升或打開/關閉氣門的適當時間取決于發動機的RPM。為了根據發動機的RPM來實施適當的氣門操作，如上所述，已研究出CVVL(連續可變氣門升程)裝置，所述CVVL具有多個形狀的操作氣門的凸輪，或根據發動機的RPM而在不同升程下操作氣門。

而且，業已開發出CVVT(連續可變氣門正時)技術來調節氣門的打開持續時間，其中在固定氣門持續時間的情況下，打開/關閉氣門的正時同時改變。

然而，CVVL或CVVT具有如下問題：構造復雜，且制造成本高。此外，通過具有CVVT的發動機來控制泵氣損失并不容易。

公開于該發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現要素：

本發明的各個方面涉及提供一種連續可變氣門持續時間裝置以及使用所述連續可變氣門持續時間裝置的控制方法，所述連續可變氣門持續時間裝置具有能夠根據發動機的操作狀態來調節氣門升程的持續時間的優點。

在本發明的一個方面，一種連續可變氣門持續時間裝置可包括安裝于凸輪軸上的多個輪狀物，每個輪狀物具有輪鍵并分別對應于汽缸；多個凸輪設備，其中所述凸輪設備中的每一個可具有凸輪和凸輪鍵，所述凸輪軸插入所述凸輪中，其中所述凸輪設備可具有相對于凸輪軸的可變凸輪相對相位并分別對應于汽缸；多個內支架，所述多個內支架連接至所述輪鍵和所述凸輪鍵；多個滑塊外殼，所述內支架可旋轉地插入所述多個滑塊外殼中，其中所述滑塊外殼可相對于發動機選擇性地豎直運動；控制器，所述控制器通過改變所述滑塊外殼的位置而調節所述內支架的旋轉中心的位置；和引導設備，所述引導設備引導所述滑塊外殼，其中通過控制氣門的持續時間而控制發動機的泵氣損失。

所述裝置還可包括具有輪鍵槽的第一銷，所述輪鍵可滑動地插入所述輪鍵槽中；和具有凸輪鍵槽的第二銷，所述凸輪鍵可滑動地插入所述凸輪鍵槽中，其中所述內支架可具有第一和第二銷孔，所述第一銷和第二銷分別插入所述第一和第二銷孔中。

所述第一和第二銷可具有圓柱體的形狀，且所述第一和第二銷可旋轉地插入所述第一和第二銷孔中。

所述第一銷的輪鍵槽和所述第二銷的凸輪鍵槽在相反方向上形成。

控制齒在滑塊外殼中的每一個的一側上形成，其中所述控制器可包括控制軸和致動器，所述控制軸與所述凸輪軸平行，并可具有與所述控制齒嚙合的控制齒輪，所述致動器選擇性地旋轉所述控制軸。

所述引導設備可包括引導所述滑塊外殼的引導桿和固定所述引導桿的引導支架，所述引導桿插入其中的引導狹槽在所述滑塊外殼中形成。

在本發明的另一方面，一種使用連續可變氣門持續時間裝置的控制方法，所述可變氣門持續時間裝置設置成用以調節發動機進氣門的打開持續時間，所述方法可包括在車輛開始減速時由控制器設定所需減速速度；由控制器確定所述所需減速速度需要的發動機的泵氣損失；由控制器設定用于所需的發動機的泵氣損失的所需打開持續時間；和由控制器基于設定的所需打開持續時間來控制進氣門的打開持續時間。

所述方法還可包括當進氣門的打開持續時間已被控制時，基于所需減速速度而將車輛減速。

車輛減速的開始是從加速踏板的位置的改變而檢測出來。

一旦車輛減速結束所述方法也就結束。

車輛減速的結束是從加速踏板的位置的改變而檢測出來。

在進氣門的打開正時提前量最大的情況下，進行所需打開持續時間的設定和基于設定的所需持續時間對進氣門的打開持續時間的控制。

在本發明的又一方面，一種使用連續可變氣門持續時間裝置的控制方法，所述可變氣門持續時間裝置設置成用以調節發動機進氣門的打開持續時間，所述方法可包括在車輛開始減速時由控制器設定所需減速速度；由控制器確定所述所需減速速度需要的發動機的泵氣損失；由控制器設定用于所需的發動機的泵氣損失的所需打開持續時間；和由控制器基于設定的所需打開持續時間而控制進氣門的打開持續時間，其中所述連續可變氣門持續時間裝置可包括安裝于凸輪軸上的多個輪狀物，每個輪狀物具有輪鍵并分別對應于汽缸；多個凸輪設備，其中所述凸輪設備中的每一個可具有凸輪和凸輪鍵，所述凸輪軸插入所述凸輪中，其中所述凸輪設備可具有相對于凸輪軸的可變凸輪相對相位并分別對應于汽缸；多個內支架，所述多個內支架連接至所述輪鍵和所述凸輪鍵；多個滑塊外殼，所述內支架可旋轉地插入所述多個滑塊外殼中，其中所述滑塊外殼可相對于發動機選擇性地豎直運動； 控制器，所述控制器通過改變所述滑塊外殼的位置而調節所述內支架的旋轉中心的位置；和引導設備，所述引導設備引導所述滑塊外殼，其中通過控制氣門的持續時間來控制發動機的泵氣損失。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發明的某些原理的具體實施方式，本發明的方法和設備所具有的其他特征和優點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1為配備根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的發動機的透視圖。

圖2為根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的分解透視圖。

圖3和圖4為根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的部分分解透視圖。

圖5A、圖5B和圖5C為示出了根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的操作的視圖。

圖6為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的氣門型線(valve profile)的曲線圖。

圖7為示出了使用根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的控制方法的流程圖。

應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發明基本原理的圖示性各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發明具體設計特征包括例如具體尺寸、取向、位置和形狀將部分地由具體所要應用和使用的環境來確定。

在這些圖形中，貫穿附圖的數個圖形，附圖標記表示本發明的相同的或等同的部分。

具體實施方式

現在將詳細參照本發明的各個實施方案，所述實施方案的實施例在附圖中示出并在下面進行了描述。盡管本發明將與示例性實施方案相結合進行描述，但是應當意識到，本說明書并非旨在將本發明限制 為那些示例性實施方案。相反，本發明旨在不但覆蓋那些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權利要求所限定的本發明的精神和范圍之內的各種選擇形式、修改形式、等同形式及其他實施方案。

在下面的詳細描述中，僅簡單地通過說明的方式顯示和描述了本發明的某些示例性實施方案。

本領域技術人員將意識到，可以對所描述的實施方案進行各種不同方式的修改，所有這些修改將不脫離本發明的精神或范圍。

在整個說明書中，相同的附圖標記指定給相同的部件。

在整個說明書中，除非明確做出相反描述，詞語“包括”以及變體應理解為暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。

下面將參考附圖對本發明的示例性實施方案進行詳細描述。

圖1為配備根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的發動機的透視圖，圖2為根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的分解透視圖，且圖3和圖4為根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的部分分解透視圖。

參照圖1至4，根據本發明的一個示例性實施方案的發動機包括發動機氣缸體1、安裝于發動機氣缸體1上的汽缸蓋10，和安裝于汽缸蓋10上的連續可變氣門持續時間裝置。

連續可變氣門持續時間裝置包括：凸輪軸30；安裝于凸輪軸30上的多個輪狀物60，每個輪狀物包括輪鍵(wheel key)62，并分別對應于汽缸；多個凸輪設備70，每個凸輪設備包括凸輪71和72和凸輪鍵74，其中凸輪軸30插入所述凸輪設備70，且所述凸輪設備具有相對于凸輪軸30凸輪71和72的可變相對相位并且分別對應于汽缸；連接至輪鍵62和凸輪鍵74的多個內支架80；多個滑塊外殼90，內支架80可旋轉地插入所述多個滑塊外殼90，所述多個滑塊外殼90可相對于發動機豎直運動；控制器100，其通過改變滑塊外殼90的位置而調節內支架80的旋轉中心的位置；和引導設備110，其引導滑塊外殼90。

凸輪軸30可為進氣凸輪軸或排氣凸輪軸。

盡管圖中提供了兩個凸輪71和72，但本發明不限于此。

凸輪71和72打開/關閉氣門200。

緊固孔33在凸輪軸30處形成，輪狀物60可通過連接銷64而與凸輪軸30組合。聯接彈簧66安裝于輪狀物60上，因此它們可防止連接銷64的分離。

連續可變氣門持續時間裝置還包括第一銷82和第二銷84，所述第一銷82具有輪鍵62可滑動地插入其中的滑動鍵槽81，所述第二銷84具有凸輪鍵74可滑動地插入其中的滑動鍵槽83，內支架80具有第一銷82和第二銷84分別插入其中的第一和第二銷孔86和88。

第一和第二銷82和84具有圓柱體的形狀，并可旋轉地插入第一和第二銷孔86和88。

因此，由于第一和第二銷82和84以及第一和第二滑動銷孔86和88以圓柱體的形狀形成，因此耐磨性可得以改進。

此外，生產率可通過第一和第二銷82和84以及第一和第二滑動銷孔86和88的簡單形狀而得以確保。

第一和第二銷82和84的滑動鍵槽81和83在相反方向上形成，輪鍵62和凸輪鍵74可插入其中。

第一和第二銷孔86和88可部分開口，以不妨礙輪鍵62和凸輪鍵72的運動。

滾針軸承92可設置于滑塊外殼90與內支架80之間，因此滑塊外殼90和內支架80可易于相對于彼此旋轉，且剛性得以確保。

控制齒94在滑塊外殼90中的每一個的一側形成，控制器100包括控制軸102和馬達108，所述控制軸102與凸輪軸30平行，并具有與控制齒94接合的控制齒輪104，所述馬達108選擇性地旋轉控制軸102。

引導設備110包括引導桿112和引導狹槽96，所述引導桿112引導滑塊外殼90和固定引導桿112的引導支架114，而插入引導桿112的引導狹槽96在滑塊外殼90中形成。

圖5A、圖5B和圖5C為示出了根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的操作的視圖，且圖6為顯示了根據本發明的一個示例性實施方案連續可變氣門持續時間裝置的氣門型線的曲線圖。

在下文，將參照圖1至6描述根據本發明的一個示例性實施方案 的連續可變氣門持續時間裝置的操作。

根據發動機的操作狀態，控制器100的馬達108操作并改變滑塊外殼90的相對位置。

例如，在圖5A中，當馬達108操作時，控制軸102旋轉，因此當滑塊外殼90的位置向上改變時，內支架80的旋轉中心移動ΔH1，如圖5B所示，或者當滑塊外殼90的位置向下改變時，內支架80的旋轉中心移動ΔH2，如圖5C所示。

當內支架80的旋轉中心的位置改變時，凸輪設備70的旋轉加速度改變并且氣門持續時間也相應地改變。

如圖6所示，氣門200的最大升程為恒定的，當滑塊外殼90的位置改變時，凸輪71和72相對于凸輪軸30的相對旋轉速度改變，打開/關閉氣門200的正時改變，相應地氣門200的持續時間改變。在另一方面，為了控制車輛的減速能力，可通過使進氣門的打開正時提前量最大而調節持續時間，這樣發動機的泵氣損失較大。

圖7為示出了使用根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的控制方法的流程圖。

如圖7所示，使用根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的控制方法通過控制由發動機產生的泵氣損失來改進車輛的減速能力。

當車輛開始減速(S100)時，ECU(電子控制單元)根據發動機的狀態和車輛的速度而設定所需減速速度(S110)。車輛減速的開始可從加速踏板位置的改變而檢測出來。ECU為安裝于車輛上以總體控制車輛中的電氣設備的常用系統，并且是本領域技術人員公知的，因此不提供詳細描述。

當所需減速速度(S110)已被設定時，ECU計算所需減速速度需要的發動機的泵氣損失(S120)。

當所需的發動機的泵氣損失(S120)已計算時，ECU設定用于所需的發動機的泵氣損失的所需持續時間(S130)。

當所需持續時間已被設定時，控制器100基于設定的所需持續時間控制氣門200的持續時間(S140)。持續時間得以控制的氣門200可為進氣門。此外，當氣門200的持續時間已被控制時，車輛基于所 需的減速速度而減速(S150)。

一旦車輛的減速結束，使用根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置的控制方法也就結束(S160)。車輛減速的結束可從加速踏板的位置的改變而檢測出來。

如上所述，根據本發明的一個示例性實施方案的連續可變氣門持續時間裝置，有可能根據發動機的操作狀態利用簡單的構造來調節氣門升程的持續時間。

連續可變氣門持續時間裝置的構造相對較小，因此有可能降低氣門機構的整個高度。

甚至有可能在不對現有常用發動機進行過度設計改變的情況下應用連續可變氣門持續時間裝置，因此有可能增加生產率并降低制造成本。

為了方便解釋和精確限定所附權利要求，術語“上”、“下”、“內”、和“外”被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方式的特征。

前面對本發明具體示例性實施方案所呈現的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導很多改變和變化都是可能的。前面的描述并不想要成為毫無遺漏的，也不是想要把本發明限制為所公開的精確形式，顯然，根據上述教導及其各種變型和修改，很多修改和變化都是可能的。本發明的范圍旨在由所附權利要求書及其等價形式所限定。