用于执行进气凸轮升程状态转换的方法技术

一种用于在提供恒定发动机扭矩输出的同时于两个进气门升程状态之间进行转换的方法包括如下步骤：接收来自发动机控制装置的升程变换请求；确定凸轮轴的当前相位角度；以及确定进气凸轮轴以及排气凸轮轴是否处于转换位置处。转换位置为通过实验或根据经验确定的操作条件的组合，这些操作条件可在进气门升程转换之前、期间以及之后产生恒定的发动机扭矩输出。若进气凸轮轴以及排气凸轮轴处于转换位置处，则进气门可进行适当的凸轮升程状态转换(即低至高或高至低凸轮升程状态转换)。若进气凸轮轴以及排气凸轮轴并不处于转换位置处，则凸轮相位器使进气凸轮轴以及排气凸轮轴移动至转换位置。在凸轮相位器使进气凸轮轴以及排气凸轮轴移动至转换位置(即恒定发动机扭矩输出的位置)之后，进气门升程从高升程转换至低升程，或从低升程转换至高升程。

A Method for Implementing Lift State Transition of Intake Cam

A method for switching between two intake valve lift states while providing constant engine torque output includes the following steps: receiving the lift conversion request from the engine control device; determining the current phase angle of the camshaft; and determining whether the intake camshaft and the exhaust camshaft are in the switching position. The switching position is a combination of operating conditions determined experimentally or experimentally, which can produce constant engine torque output before, during and after the switching of intake valve lift. If the intake camshaft and the exhaust camshaft are in the transition position, the intake valve can carry out appropriate cam lift state transition (i.e., low to high or high to low cam lift state transition). If the intake camshaft and the exhaust camshaft are not in the transition position, the cam phaser moves the intake camshaft and the exhaust camshaft to the transition position. After the cam phase shifts the intake camshaft and exhaust camshaft to the conversion position (i.e. the position of constant engine torque output), the intake valve lift is changed from the elevation to the low elevation, or from the low elevation to the high elevation.

【技术实现步骤摘要】
用于执行进气凸轮升程状态转换的方法
本公开涉及一种用于在内燃机的两个进气凸轮升程状态之间进行转换的方法，具体涉及一种用于在提供基本上恒定的发动机扭矩输出的内燃机的第一进气凸轮升程状态与第二进气凸轮升程状态之间进行转换的方法。
技术介绍
本
技术介绍
部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，且其可构成或可不构成现有技术。作为当前可用的可靠技术，可变气门正时技术以及可变气门升程技术可用于改善内燃机性能以及燃料经济性。一般而言，这些技术通过使发动机性能与当前的扭矩需求相匹配来实现上述目标。也就是说，在操作员的扭矩需求较大的情况下，例如，在加速进入高速公路的情况下，对气门正时以及气门升程进行调节，以获得最大功率输出，从而获得最佳性能。具体地，在双态气门升程系统中，可利用高型线(升程)凸轮，其可在需要最大发动机扭矩输出时提供最大气门升程以及开启时间。当以恒定的速度巡航时，对气门正时以及气门升程进行调节，以实现最大的燃料经济性。此外，在双态气门升程系统中，可利用低型线(升程)凸轮，其可降低气门升程以及开启时间，并可改善燃料经济性。这两个变量(升程以及正时)以及与其调节相关的两个限值(就升程而言，该限值即为高升程以及低升程；而就正时而言，该限值即为提前正时以及延迟正时)的存在及利用随即引出了如下问题，即：该两个变量的状态可在何时(即：在何种条件下)以及通过何种手段(即通过何种电子装置以及机械装置)进行调节以实现一个或多个工程目标及性能目标。除了此类装置的直接及固有操作方面以外，还存在有由此引起的方面。例如，虽然系统可感测到使得有必要改变气门升程或气门正时的操作条件，但其他操作条件可能不利于这种改变，或可能会因这种改变而受到干扰。关于是否能够或应该作出改变的最终标准通常取决于总体的车辆性能，以及驾驶员是否感受到发动机功率输出出现反常状况或瞬变现象。因此，这种改变或调节应在不导致发动机功率明显降低或增大的情况下进行。实际上，要获得平顺的气门升程状态转换或气门正时转换，往往需要对其他发动机操作系统以及参数进行临时调节。例如，瞬时点火延迟可用于使转换变得平顺，但这种做法本身会产生各种不利影响。另一方案涉及短暂地松开锁定的扭矩变换器离合器，但这种做法同样会产生各种不利影响。
技术实现思路
本公开涉及一种用于在高进气门升程状态与低进气门升程状态以及低进气门升程状态与高进气门升程状态之间进行转换的同时提供恒定的发动机扭矩输出从而使得该转换不仅平顺而且基本上不为车辆操作员所察觉的方法。该方法包括如下步骤：接收来自发动机控制模块(ECM)或类似的控制装置的转换请求；以及确定进气凸轮以及排气凸轮的瞬时位置(即凸轮轴的相位角)，并由此确定进气凸轮以及排气凸轮是否处于转换位置处。转换位置为根据经验确定的操作条件的组合，这些操作条件可在进气门升程转换之前、期间以及之后产生恒定的发动机扭矩输出。若凸轮轴如此定位，则方法请求进气门进行适当的凸轮升程状态转换(即低至高或高至低凸轮升程状态转换)。若上述凸轮轴并非如此定位，则方法请求通过致动凸轮轴相位器来使进气凸轮相位器和排气凸轮相位器以及进气凸轮轴和排气凸轮轴移动至转换位置。在凸轮相位器使进气凸轮轴以及排气凸轮轴移动至转换位置之后，升程状态转换请求触发升程状态转换以使进气门升程从高变低或从低变高。由于气门升程状态之间的转换较平顺，且燃料经济性可获得改善，因此本公开在现代内燃机动力车辆中的应用及利用可改善驾驶性能，这体现在如下方面：首先，该方法优选地不采用点火延迟来使转换变得平顺；其次，扭矩变换器离合器可在此类转换期间保持处于锁定状态中。如上所述，驾驶性能之所以能够获得改善，原因在于高进气门升程状态与低进气门升程状态或低进气门升程状态与高进气门升程状态之间的转换可在发动机扭矩输出保持恒定的情况下实现。因此，本公开的方面在于提供一种用于从第一凸轮升程状态转换至第二凸轮升程状态的方法。本公开的另一方面在于提供一种用于在发动机扭矩输出基本上保持恒定的情况下从第一凸轮升程状态转换至第二凸轮升程状态的方法。本公开的又一方面在于提供一种用于从高凸轮升程状态转换至低凸轮升程状态或从低凸轮升程状态转换至高凸轮升程状态的方法。本公开的又一方面在于提供一种用于在提供基本上恒定的发动机扭矩输出的同时从高凸轮升程状态转换至低凸轮升程状态或从低凸轮升程状态转换至高凸轮升程状态的方法。本公开的另一方面在于提供一种用于在将扭矩变换器保持在锁定状态中的同时从第一凸轮升程状态转换至第二凸轮升程状态的方法。通过本文所提供的描述，其他领域方面、优点以及应用领域将变得显而易见。应理解的是，描述以及具体示例仅仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。附图说明本文所描述的附图仅仅出于说明的目的，其并不旨在以任何方式限制本公开的范围。图1A是示出了根据本公开的用于执行进气凸轮升程状态转换的内燃机的部分的示意图；图1B是示出了根据本公开的进气凸轮组件的棘爪机构的部分剖面的局部放大图；图2是示出了典型的代表性进气门正时变化和排气门正时变化以及高进气门升程状态变化和低进气门升程状态变化的示例性曲线图；图3是示出了气门升程可在高、低升程状态中进行变化的内燃机的典型性能的示例性曲线图；图4是示出了可在进行气门状态转换时获得恒定发动机扭矩输出的进气门最大开启位置(IMOP)(以度表示)的示例性曲线图，其中横轴(X轴)表示发动机转速(RPM)，且纵轴(Y轴)表示单缸空气(APC)(以毫克表示)；图5是示出了可在进行气门状态转换时获得恒定发动机扭矩输出的排气门最大开启位置(EMOP)(以度表示)的示例性曲线图，其中横轴(X轴)表示发动机转速(RPM)，且纵轴(Y轴)表示单缸空气(APC)(以毫克表示)；图6是示出了根据本公开的用于使内燃机的进气门在第一升程状态与第二升程状态之间进行转换的方法的流程图；图7A、7B、7C和7D是示出了根据本公开的在进气门的高升程状态与低升程状态之间进行转换的内燃机在一段时间内的操作条件的关联曲线图。具体实施方式以下描述本质上仅仅是示例性的，其并不旨在限制本公开或其应用或用途。参照图1A和1B，根据本专利技术方法的被配置成执行进气凸轮升程状态转换的内燃机的部分示出在本文中，且通常以附图标记10表示。发动机10包括多个活塞-气缸组件12，其中一个示出在图1中。火花塞14与各活塞-气缸组件12相关联。另外，进气凸轮轴16也与各活塞-气缸组件12相关联。在每气缸具有四个气门的内燃机10中，进气凸轮轴16使由进气凸轮组件20控制的两个进气门18作往复运动。进气凸轮组件20包括两对凸轮22，其中各对凸轮均包括低升程凸轮24A以及紧邻的高升程凸轮24B。所述对凸轮22通过限定凸轮轨道28的圆柱形构件26轴向分离或间隔开。进气凸轮组件20包括内花键32，该内花键与进气凸轮轴16上的外花键34互补并相配合，这在将进气凸轮组件20可旋转地联接至进气凸轮轴16上的同时，使得进气凸轮组件能够在进气凸轮轴16上轴向平移。如图1B所示，棘爪机构36包括位于进气凸轮轴16中的弹簧偏置球轴承38，该弹簧偏置球轴承与进气凸轮组件20中的一对轴向相邻的凹槽或沟道相配合，以确保如下两个位置的正选择及维持：位于左侧的第一高升程位置以及位于右侧的第二低升程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在内燃机中于两个进气门升程状态之间进行转换的方法，所述方法包括如下步骤：提供使进气门升程状态从第一状态转换至第二状态的指令；确定进气凸轮以及排气凸轮的当前角度位置；确定所述进气凸轮以及所述排气凸轮是否处于所述指示转换可在命令转换之前以及之后产生恒定的发动机扭矩输出的角度位置中；调节所述进气凸轮以及所述排气凸轮的相位，以在所述指示转换之前以及之后提供恒定扭矩；命令执行从第一升程状态转换至第二升程状态的进气凸轮转换。

【技术特征摘要】
2017.08.11 US 15/6749801.一种用于在内燃机中于两个进气门升程状态之间进行转换的方法，所述方法包括如下步骤：提供使进气门升程状态从第一状态转换至第二状态的指令；确定进气凸轮以及排气凸轮的当前角度位置；确定所述进气凸轮以及所述排气凸轮是否处于所述指示转换可在命令转换之前以及之后产生恒定的发动机扭矩输出的角度位置中；调节所述进气凸轮以及所述排气凸轮的相位，以在所述指示转换之前以及之后提供恒定扭矩；命令执行从第一升程状态转换至第二升程状态的进气凸轮转换。2.根据权利要求1所述的用于在两个进气门升程状态之间进行转换的方法，其中使所述进气门升程状态进行转换的所述指令在发动机控制模块中生成。3.根据权利要求1所述的用于在两个进气门升程状态之间进行转换的方法，进一步包括在命令执行所述进气凸轮转换时使发动机点火延迟的步骤。4.根据权利要求1所述的用于在两个进气门升程状态之间进行转换的方法，其中调节所述进气凸轮以及所述排气凸轮的所述相位的所述步骤在命令执行所述进气凸轮转换的所述步骤之前执行。5.根据权利要求1所述的用于在两个进气门升程状态之间进行转换的方法，其进一步包括利用查找表来确定凸轮轴相位的步骤，其中所述凸轮轴相位可在当前操作条件下于两个凸轮升程状态中提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·E·惠特尼，D·N·海登，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US