连续可变气门持续时间装置的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年11月28日提交的韩国专利申请no.10-2014-0169045的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。

本发明涉及一种连续可变气门持续时间装置以及使用该装置的控制方法。更具体地说，本发明涉及一种连续可变气门持续时间装置以及使用所述连续可变气门持续时间装置的控制方法，其中所述连续可变气门持续时间装置可根据发动机的操作状态利用简单的构造来改变气门的打开持续时间。

背景技术：

通常，内燃机通过在燃烧室内接收并燃烧空气和燃料来产生动力。当进气门由凸轮轴操作时，在进气门打开的同时空气被吸入燃烧室中。另外，当排气门由凸轮轴操作时，在排气门打开的同时，空气从燃烧室中排出。

然而，进气门/排气门的最佳操作取决于发动机的rpm。即，提升或打开/关闭气门的适当时间取决于发动机的rpm。为了根据发动机的rpm来实施适当的气门操作，如上所述，已研究出cvvl(连续可变气门升程)装置，所述cvvl具有多个形状的操作气门的凸轮，或根据发动机的rpm而在不同升程下操作气门。

而且，业已开发出cvvt(连续可变气门正时)技术来调节气门的打开持续时间，其中在固定气门持续时间的情况下，打开/关闭气门的正时同时改变。

然而，cvvl或cvvt具有如下问题：构造复杂，且制造成本高。此外，通过具有cvvt的发动机来控制泵气损失并不容易。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面涉及提供一种连续可变气门持续时间装置以及使用所述连续可变气门持续时间装置的控制方法，所述连续可变气门持续时间装置具有能够根据发动机的操作状态来调节气门升程的持续时间的优点。

在本发明的一个方面，一种连续可变气门持续时间装置可包括安装于凸轮轴上的多个轮状物，每个轮状物具有轮键并分别对应于汽缸；多个凸轮设备，其中所述凸轮设备中的每一个可具有凸轮和凸轮键，所述凸轮轴插入所述凸轮中，其中所述凸轮设备可具有相对于凸轮轴的可变凸轮相对相位并分别对应于汽缸；多个内支架，所述多个内支架连接至所述轮键和所述凸轮键；多个滑块外壳，所述内支架可旋转地插入所述多个滑块外壳中，其中所述滑块外壳可相对于发动机选择性地竖直运动；控制器，所述控制器通过改变所述滑块外壳的位置而调节所述内支架的旋转中心的位置；和引导设备，所述引导设备引导所述滑块外壳，其中通过控制气门的持续时间而控制发动机的泵气损失。

所述装置还可包括具有轮键槽的第一销，所述轮键可滑动地插入所述轮键槽中；和具有凸轮键槽的第二销，所述凸轮键可滑动地插入所述凸轮键槽中，其中所述内支架可具有第一和第二销孔，所述第一销和第二销分别插入所述第一和第二销孔中。

所述第一和第二销可具有圆柱体的形状，且所述第一和第二销可旋转地插入所述第一和第二销孔中。

所述第一销的轮键槽和所述第二销的凸轮键槽在相反方向上形成。

控制齿在滑块外壳中的每一个的一侧上形成，其中所述控制器可包括控制轴和致动器，所述控制轴与所述凸轮轴平行，并可具有与所述控制齿啮合的控制齿轮，所述致动器选择性地旋转所述控制轴。

所述引导设备可包括引导所述滑块外壳的引导杆和固定所述引导杆的引导支架，所述引导杆插入其中的引导狭槽在所述滑块外壳中形成。

在本发明的另一方面，一种使用连续可变气门持续时间装置的控制方法，所述可变气门持续时间装置设置成用以调节发动机进气门的打开持续时间，所述方法可包括在车辆开始减速时由控制器设定所需减速速度；由控制器确定所述所需减速速度需要的发动机的泵气损失；由控制器设定用于所需的发动机的泵气损失的所需打开持续时间；和由控制器基于设定的所需打开持续时间来控制进气门的打开持续时间。

所述方法还可包括当进气门的打开持续时间已被控制时，基于所需减速速度而将车辆减速。

车辆减速的开始是从加速踏板的位置的改变而检测出来。

一旦车辆减速结束所述方法也就结束。

车辆减速的结束是从加速踏板的位置的改变而检测出来。

在进气门的打开正时提前量最大的情况下，进行所需打开持续时间的设定和基于设定的所需持续时间对进气门的打开持续时间的控制。

在本发明的又一方面，一种使用连续可变气门持续时间装置的控制方法，所述可变气门持续时间装置设置成用以调节发动机进气门的打开持续时间，所述方法可包括在车辆开始减速时由控制器设定所需减速速度；由控制器确定所述所需减速速度需要的发动机的泵气损失；由控制器设定用于所需的发动机的泵气损失的所需打开持续时间；和由控制器基于设定的所需打开持续时间而控制进气门的打开持续时间，其中所述连续可变气门持续时间装置可包括安装于凸轮轴上的多个轮状物，每个轮状物具有轮键并分别对应于汽缸；多个凸轮设备，其中所述凸轮设备中的每一个可具有凸轮和凸轮键，所述凸轮轴插入所述凸轮中，其中所述凸轮设备可具有相对于凸轮轴的可变凸轮相对相位并分别对应于汽缸；多个内支架，所述多个内支架连接至所述轮键和所述凸轮键；多个滑块外壳，所述内支架可旋转地插入所述多个滑块外壳中，其中所述滑块外壳可相对于发动机选择性地竖直运动；控制器，所述控制器通过改变所述滑块外壳的位置而调节所述内支架的旋转中心的位置；和引导设备，所述引导设备引导所述滑块外壳，其中通过控制气门的持续时间来控制发动机的泵气损失。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和设备所具有的其他特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1为配备根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的发动机的透视图。

图2为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的分解透视图。

图3和图4为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的部分分解透视图。

图5a、图5b和图5c为示出了根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的视图。

图6为显示了根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的气门型线(valveprofile)的曲线图。

图7为示出了使用根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的控制方法的流程图。

应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明基本原理的图示性各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明具体设计特征包括例如具体尺寸、取向、位置和形状将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的数个图形，附图标记表示本发明的相同的或等同的部分。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各个实施方案，所述实施方案的实施例在附图中示出并在下面进行了描述。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖那些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等同形式及其他实施方案。

在下面的详细描述中，仅简单地通过说明的方式显示和描述了本发明的某些示例性实施方案。

本领域技术人员将意识到，可以对所描述的实施方案进行各种不同方式的修改，所有这些修改将不脱离本发明的精神或范围。

在整个说明书中，相同的附图标记指定给相同的部件。

在整个说明书中，除非明确做出相反描述，词语“包括”以及变体应理解为暗示包括所述元件但不排除任何其他元件。

下面将参考附图对本发明的示例性实施方案进行详细描述。

图1为配备根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的发动机的透视图，图2为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的分解透视图，且图3和图4为根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的部分分解透视图。

参照图1至4，根据本发明的一个示例性实施方案的发动机包括发动机气缸体1、安装于发动机气缸体1上的汽缸盖10，和安装于汽缸盖10上的连续可变气门持续时间装置。

连续可变气门持续时间装置包括：凸轮轴30；安装于凸轮轴30上的多个轮状物60，每个轮状物包括轮键(wheelkey)62，并分别对应于汽缸；多个凸轮设备70，每个凸轮设备包括凸轮71和72和凸轮键74，其中凸轮轴30插入所述凸轮设备70，且所述凸轮设备具有相对于凸轮轴30凸轮71和72的可变相对相位并且分别对应于汽缸；连接至轮键62和凸轮键74的多个内支架80；多个滑块外壳90，内支架80可旋转地插入所述多个滑块外壳90，所述多个滑块外壳90可相对于发动机竖直运动；控制器100，其通过改变滑块外壳90的位置而调节内支架80的旋转中心的位置；和引导设备110，其引导滑块外壳90。

凸轮轴30可为进气凸轮轴或排气凸轮轴。

尽管图中提供了两个凸轮71和72，但本发明不限于此。

凸轮71和72打开/关闭气门200。

紧固孔33在凸轮轴30处形成，轮状物60可通过连接销64而与凸轮轴30组合。联接弹簧66安装于轮状物60上，因此它们可防止连接销64的分离。

连续可变气门持续时间装置还包括第一销82和第二销84，所述第一销82具有轮键62可滑动地插入其中的滑动键槽81，所述第二销84具有凸轮键74可滑动地插入其中的滑动键槽83，内支架80具有第一销82和第二销84分别插入其中的第一和第二销孔86和88。

第一和第二销82和84具有圆柱体的形状，并可旋转地插入第一和第二销孔86和88。

因此，由于第一和第二销82和84以及第一和第二滑动销孔86和88以圆柱体的形状形成，因此耐磨性可得以改进。

此外，生产率可通过第一和第二销82和84以及第一和第二滑动销孔86和88的简单形状而得以确保。

第一和第二销82和84的滑动键槽81和83在相反方向上形成，轮键62和凸轮键74可插入其中。

第一和第二销孔86和88可部分开口，以不妨碍轮键62和凸轮键72的运动。

滚针轴承92可设置于滑块外壳90与内支架80之间，因此滑块外壳90和内支架80可易于相对于彼此旋转，且刚性得以确保。

控制齿94在滑块外壳90中的每一个的一侧形成，控制器100包括控制轴102和马达108，所述控制轴102与凸轮轴30平行，并具有与控制齿94接合的控制齿轮104，所述马达108选择性地旋转控制轴102。

引导设备110包括引导杆112和引导狭槽96，所述引导杆112引导滑块外壳90和固定引导杆112的引导支架114，而插入引导杆112的引导狭槽96在滑块外壳90中形成。

图5a、图5b和图5c为示出了根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作的视图，且图6为显示了根据本发明的一个示例性实施方案连续可变气门持续时间装置的气门型线的曲线图。

在下文，将参照图1至6描述根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的操作。

根据发动机的操作状态，控制器100的马达108操作并改变滑块外壳90的相对位置。

例如，在图5a中，当马达108操作时，控制轴102旋转，因此当滑块外壳90的位置向上改变时，内支架80的旋转中心移动δh1，如图5b所示，或者当滑块外壳90的位置向下改变时，内支架80的旋转中心移动δh2，如图5c所示。

当内支架80的旋转中心的位置改变时，凸轮设备70的旋转加速度改变并且气门持续时间也相应地改变。

如图6所示，气门200的最大升程为恒定的，当滑块外壳90的位置改变时，凸轮71和72相对于凸轮轴30的相对旋转速度改变，打开/关闭气门200的正时改变，相应地气门200的持续时间改变。在另一方面，为了控制车辆的减速能力，可通过使进气门的打开正时提前量最大而调节持续时间，这样发动机的泵气损失较大。

图7为示出了使用根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的控制方法的流程图。

如图7所示，使用根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的控制方法通过控制由发动机产生的泵气损失来改进车辆的减速能力。

当车辆开始减速(s100)时，ecu(电子控制单元)根据发动机的状态和车辆的速度而设定所需减速速度(s110)。车辆减速的开始可从加速踏板位置的改变而检测出来。ecu为安装于车辆上以总体控制车辆中的电气设备的常用系统，并且是本领域技术人员公知的，因此不提供详细描述。

当所需减速速度(s110)已被设定时，ecu计算所需减速速度需要的发动机的泵气损失(s120)。

当所需的发动机的泵气损失(s120)已计算时，ecu设定用于所需的发动机的泵气损失的所需持续时间(s130)。

当所需持续时间已被设定时，控制器100基于设定的所需持续时间控制气门200的持续时间(s140)。持续时间得以控制的气门200可为进气门。此外，当气门200的持续时间已被控制时，车辆基于所需的减速速度而减速(s150)。

一旦车辆的减速结束，使用根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置的控制方法也就结束(s160)。车辆减速的结束可从加速踏板的位置的改变而检测出来。

如上所述，根据本发明的一个示例性实施方案的连续可变气门持续时间装置，有可能根据发动机的操作状态利用简单的构造来调节气门升程的持续时间。

连续可变气门持续时间装置的构造相对较小，因此有可能降低气门机构的整个高度。

甚至有可能在不对现有常用发动机进行过度设计改变的情况下应用连续可变气门持续时间装置，因此有可能增加生产率并降低制造成本。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、和“外”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导及其各种变型和修改，很多修改和变化都是可能的。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。