Способ для двигателя (варианты)

Способ для двигателя (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США №61/734,320, поданной 6 декабря 2012 года, полное содержимое которой включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки во всех смыслах.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Конструкции двигателя с переменным рабочим объемом (VDE) могут обеспечивать повышенную эффективность использования топлива посредством вывода из работы цилиндров во время режимов работы, требующих пониженной выходной мощности двигателя. Такие конструкции также могут включать в себя переключение профиля кулачков (CPS), чтобы обеспечивать возможность режимов клапанного механизма с высоким или низким подъемом, которые соответствуют повышенной эффективности использования топлива во время высокой и низкой частоты оборотов двигателя соответственно.

В системах CPS конструкция VDE может поддерживаться благодаря профилю кулачка без подъема, который выводит из работы цилиндры на основании потребностей выходной мощности двигателя. В качестве примера U.S. 6,832,583 описывает клапанный механизм двигателя, имеющий многочисленные режимы подъема клапанов, в том числе вывод из работы цилиндров. Описанный пример использует кулачки с высоким и низким подъемом в клапанном механизме, который может быть дополнительно модифицирован, из условия чтобы низкий подъем соответствовал установке вывода из работы безподъема.

Однако изобретатели в материалах настоящей заявки осознали, что системы CPS, такие как раскрытые в U.S. 6,832,583, могут иметь ограниченный рабочий диапазон во время более высоких чисел оборотов двигателя, так как они могут быть неспособны надежно переключать устройство вывода из работы цилиндра, такое как соленоид, в пределах одного цикла двигателя при более высоких числах оборотов двигателя. Кроме того, модификация системы CPS с целью включения в нее устройство вывода из работы цилиндра с возможностями более быстрого переключения может увеличивать затраты и снижать эффективность использования топлива, так как устройства вывода из работы цилиндра с более быстрым переключением имеют тенденцию быть большими, более дорогостоящими и менее целесообразными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из примеров вышеприведенная проблема может быть по меньшей мере частично решена способом для двигателя, содержащим: настройку электромеханического привода для приведения в действие механизма настройки клапанов цилиндра (такого как механизм VDE и/или механизм переключения профиля кулачков), в том числе управление приводом на первом уровне без перемещения клапана, управление приводом на втором уровне без перемещения клапана в ответ на повышенный потенциал для перемещения клапана и управление приводом на третьем уровне, вызывающем перемещение клапана, второй уровень находится между первым и третьим уровнями. Таким образом, посредством управления приводом на выбранных уровнях во время выбранных условий может достигаться более быстрое переключение.

Таким образом, в первом аспекте настоящего изобретения обеспечен способ для двигателя, состоящий в том, что настраивают электромеханический привод для приведения в действие механизма переключения профиля кулачков, в том числе управляют приводом на первом уровне без перемещения клапана, управляют приводом на втором уровне без перемещения клапана в ответ на повышенный потенциал для перемещения клапана и управляют приводом на третьем уровне, вызывающем перемещение клапана, второй уровень находится между первым и третьим уровнями.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения второй уровень находится выше, чем первый уровень, и при этом потенциал для перемещения клапана повышается на основании увеличенного или уменьшенного нажатия водителем педали акселератора.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения повышенный потенциал для перемещения клапана заключается в работе двигателя при более низкой нагрузке, чем когда привод был на первом уровне, при этом механизм переключения профиля кулачков включает в себя первый профиль с профилем подъема и второй профиль без подъема.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения способ дополнительно состоит в том, что управляют приводом на четвертом уровне, поддерживающем перемещение клапана, после управления приводом на третьем уровне, четвертый уровень находится ниже, чем третий уровень, но выше, чем первый и второй уровни.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения управление на втором уровне следует немедленно за управлением на первом уровне, а управление на третьем уровне следует немедленно за управлением на втором уровне, и управление на четвертом уровне следует немедленно за управлением на третьем уровне.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения работа двигателя находится в состоянии без VDE во время действия привода на первом и втором уровнях и в состоянии с VDE во время действия привода на третьем и четвертом уровнях.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения способ дополнительно состоит в том, что управляют приводом на пятом уровне, чтобы возвращать работу двигателя в состояние без VDE, в ответ на повышенный потенциал для второго перемещения клапана.

Необязательно в первом аспекте настоящего изобретения пятый уровень находится ниже, чем второй уровень.

Во втором аспекте настоящего изобретения обеспечен способ для двигателя, состоящий в том, что в ответ на первое рабочее состояние двигателя устанавливают привод в выведенное из работы состояние; в ответ на второе рабочее состояние двигателя устанавливают привод в состояние предварительного ввода в действие, активированное в большей степени, чем выведенное из работы состояние; и в ответ на третье рабочее состояние двигателя устанавливают привод в состояние ввода в действие, активированное в большей степени, чем состояние предварительного ввода в действие.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения второе рабочее состояние двигателя имеет место при более низкой нагрузке, чем первое рабочее состояние двигателя.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения третье рабочее состояние двигателя имеет место при более низкой нагрузке, чем второе рабочее состояние двигателя.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения второе рабочее состояние двигателя имеет место при более высокой температуре, чем первое рабочее состояние двигателя.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения привод является приводом вывода из работы клапана цилиндра.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения привод является гидравлическим электромагнитным клапаном, присоединенным в гидравлическом контуре двигателя, контур дополнительно присоединен к приводу клапана цилиндра.

Необязательно во втором аспекте настоящего изобретения установка привода в выведенное из работы состояние заключается в том, что устанавливают относительно низкий уровень тока в цепи формирователя; установка привода в состояние предварительного ввода в действие заключается в том, что устанавливают средний уровень тока в цепи формирователя; а установка привода в состояние ввода в действие заключается в том, что устанавливают относительно высокий уровень тока в цепи формирователя.

В третьем аспекте настоящего изобретения обеспечен способ для двигателя, состоящий в том, что настраивают электрогидравлический привод для настройки клапанного механизма цилиндра, в том числе управляют приводом через формирователь на первом нижнем уровне без перемещения клапана, управляют формирователем на втором среднем уровне без перемещения клапана в ответ на повышенный потенциал для перемещения клапана и управляют формирователем на третьем более высоком уровне, вызывающем перемещение клапана, в ответ на запрос перемещения клапана.

Необязательно в третьем аспекте настоящего изобретения повышенный потенциал включает в себя повышенную температуру двигателя выше порогового уровня, при котором разрешены перемещения клапана.

Необязательно в третьем аспекте настоящего изобретения повышенный потенциал включает в себя двигатель, работающий в пределах порогового значения рабочего состояния с перемещением клапана.

Необязательно в третьем аспекте настоящего изобретения повышенный потенциал по меньшей мере частично основан на команде водителя.

Необязательно в третьем аспекте настоящего изобретения повышенный потенциал по меньшей мере частично основан на условиях эксплуатации транспортного средства, в том числе скорости транспортного средства и скорости изменения скорости транспортного средства.

Должно быть понятно, что сущность изобретения, приведенная выше, предоставлена для знакомства с упрощенной формой подборки концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании. Она не предполагается для идентификации ключевых или существенных признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен реализациями, которые разрешают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого раскрытия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает принципиальную схему одного цилиндра примерной системы двигателя.

Фиг. 2A показывает принципиальную схему системы переключения профиля кулачков двигателя с кулачками с электрическим приводом.

Фиг. 2B показывает принципиальную схему системы переключения профиля кулачков двигателя с кулачками с гидравлическим приводом.

Фиг. 3 показывает принципиальную схему одного цилиндра системы двигателя наряду с соответствующими компонентами системы переключения профиля кулачков.

Фиг. 4 изображает временные диаграммы, связывающие рабочую область двигателя с относительной длительностью включения/током сигнала управления системы переключения профиля кулачков.

Фиг. 5 показывает график, иллюстрирующий три примерные рабочие области двигателя, основанные на RPM (числе оборотов) двигателя и нагрузке двигателя.

Фиг. 6 показывает примерный способ для эксплуатации системы переключения профиля кулачков в соответствии с раскрытием.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Последующее описание относится к двигателю внутреннего сгорания, такому как двигатель, показанный на фиг. 1, имеющему ряд цилиндров и головку блока цилиндров, наделенные системой переключения профиля кулачков (CPS) и режимами двигателя с переменным рабочим объемом (VDE). Как показано на фиг. 2A и 2B, контроллер может отправлять сигнал на соленоид с электрическим или гидравлическим приводом, и соленоид может управлять штырем или золотниковым клапаном для ввода в действие или вывода из работы одного или более цилиндров двигателя на основании условий эксплуатации двигателя. Как показано на фиг. 3, система CPS может включать в себя кулачок с подъемом и кулачок без подъема; в зависимости от положения детали с возвратно-поступательным движением (толкателя), положение детали с возвратно-поступательным движением управляется соленоидом, кулачок с подъемом (дающий в результате ввод в действие цилиндра) или кулачок без подъема (дающий в результате вывод из работы цилиндра) может быть скомпонован над каждым впускным и выпускным клапаном. Как изображено на временных диаграммах по фиг. 4, относительная длительность включения и/или ток сигнала управления системы CPS может меняться на основании рабочей области двигателя (например, является ли двигатель работающим в области без VDE, области предварительной зарядки или области с VDE, на основании числа оборотов и нагрузки двигателя, как проиллюстрировано на фиг. 5). Как детализировано в материалах настоящей заявки, изменение относительной длительности включения и/или тока сигнала управления системы CPS может преимущественно давать в результате ускоренное переключение между режимами с VDE и без VDE. Как показано на фиг. 6, в одном из примеров, относительная длительность включения/ток сигнала управления системы CPS может устанавливаться на меньший уровень предварительной зарядки, когда двигатель работает в области предварительной зарядки, пиковый уровень, когда двигатель входит в область с VDE, более высокий уровень предварительной зарядки, как только переключение соленоида завершено, во время работы в области с VDE и минимальный уровень во время работы в области без VDE.

Далее, с обращением к фигурам, фиг. 1 изображает примерный вариант осуществления камеры сгорания или цилиндра двигателя 10 внутреннего сгорания. Двигатель 10 может принимать параметры управления из системы управления, включающей в себя контроллер 12, и входные данные от водителя 130 транспортного средства через устройство 132 ввода. В этом примере устройство 132 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала PP положения педали. Цилиндр 14 (в материалах настоящей заявки также «камера сгорания») двигателя 10 может включать в себя стенки 136 камеры сгорания с поршнем 138, расположенным в них. Поршень 138 может быть присоединен к коленчатому валу 140, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 140 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу пассажирского транспортного средства через систему трансмиссии. Кроме того, стартерный электродвигатель может быть присоединен к коленчатому валу 140 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Цилиндр 14 может принимать всасываемый воздух через последовательность впускных воздушных каналов 142, 144 и 146. Впускной воздушный канал 146 может сообщаться с другими цилиндрами двигателями 10 в дополнение к цилиндру 14. В некоторых вариантах осуществления один или более впускных каналов могут включать в себя устройство наддува, такое как турбонагнетатель или нагнетатель. Например, фиг. 1 показывает двигатель 10, сконфигурированный турбонагнетателем, включающим в себя компрессор 174, скомпонованный между впускным каналами 142 и 144, и турбиной 176 с приводом от выхлопной системы, скомпонованной вдоль выпускного канала 148. Компрессор 174 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 176 с приводом от выхлопной системы через вал 180, где устройство наддува сконфигурировано в качестве турбонагнетателя. Однако в других примерах, таких как где двигатель 10 снабжен нагнетателем, турбина 176 с приводом от выхлопной системы необязательно может быть не включена в состав, где компрессор может приводиться в действие механической подводимой мощностью от электродвигателя или двигателя. Дроссель 20, включающий в себя дроссельную заслонку 164, может быть установлен вдоль впускного канала двигателя для изменения расхода и/или давления всасываемого воздуха, подаваемого в цилиндры двигателя. Например, дроссель 20 может быть расположен ниже по потоку от компрессора 174, как показано на фиг. 1, или, в качестве альтернативы, может быть предусмотрен выше по потоку от компрессора 174.

Выпускной канал 148 может принимать отработавшие газы из других цилиндров двигателя 10 в дополнение к цилиндру 14. Датчик 128 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 148 выше по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов, хотя, в некоторых вариантах осуществления, датчик 128 отработавших газов может быть расположен ниже по потоку от устройства 178 снижения токсичности выбросов. Датчик 128 может быть выбран из числа различных пригодных датчиков для выдачи показания топливо/воздушного соотношения в отработавших газах, например, таких как линейный кислородный датчик или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик количества кислорода в отработавших газах), двухрежимный кислородный датчик или датчик EGO (который изображен), HEGO (подогреваемый EGO), NOx, HC или CO. Устройство 178 снижения токсичности выбросов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NOx, различными другими устройствами снижения токсичности выбросов или их комбинациями.

Температура отработавших газов может измеряться одним или более датчиками температуры (не показаны), расположенными в выпускном канале 148. В качестве альтернативы, температура отработавших газов может логически выводиться на основании условий эксплуатации двигателя, таких как число оборотов, нагрузка, топливо-воздушное соотношение (AFR), запаздывание искрового зажигания и т.д. Кроме того, температура отработавших газов может вычисляться по одному или более датчикам 128 отработавших газов. Может быть принято во внимание, что температура отработавших газов, в качестве альтернативы, может оцениваться любой комбинацией способов оценки температуры, перечисленных в материалах настоящей заявки.

Каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя один или более впускных клапанов и один или более выпускных клапанов. Например, цилиндр 14 показан включающим в себя по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан 150 и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан 156, расположенные в верхней области цилиндра 14. В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10, в том числе цилиндр 14, может включать в себя по меньшей мере два впускных тарельчатых клапана и по меньшей мере два выпускных тарельчатых клапана, расположенных в верхней области цилиндра.

Впускной клапан 150 может управляться контроллером 12 посредством приведения в действие кулачков через систему 151 кулачкового привода. Подобным образом, выпускной клапан 156 может управляться контроллером 12 через систему 153 кулачкового привода. Каждая из систем 151 и 153 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из систем переключения профиля кулачков (CPS), регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), регулируемой установки фаз клапанного распределения (VVT) и/или регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Работа впускного клапана 150 и выпускного клапана 156 может определяться датчиками положения клапана (не показаны) и/или, соответственно, датчиками 155 и 157 положения распределительного вала. В альтернативных вариантах осуществления впускной и/или выпускной клапан могут управляться посредством клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 14, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством возбуждения клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT. Кроме того, в других вариантах осуществления впускной и выпускной клапаны могут управляться системой золотникового привода или распределителя либо системой привода или распределителя с переменной установкой фаз клапанного распределения. Примерные системы кулачкового привода описаны подробнее ниже со ссылкой на фиг. 2 и 3.

Цилиндр 14 может иметь степень сжатия, которая является отношением объемов того, когда поршень 138 находится в нижней мертвой точке, к тому, когда в верхней мертвой точке. Традиционно, степень сжатия находится в диапазоне от 9:1 до 10:1. Однако, в некоторых примерах, где используется другое топливо, степень сжатия может быть увеличена. Это, например, может происходить, когда используется более высокооктановое топливо или топливо с более высоким скрытым теплосодержанием испарения. Степень сжатия также может быть повышена, если используется непосредственный впрыск, вследствие его воздействия на работу двигателя с детонацией.

В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может включать в себя свечу 192 зажигания для инициирования сгорания. Система 190 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 14 сгорания через свечу 192 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12 в выбранных рабочих режимах. Однако, в некоторых вариантах осуществления свеча 192 зажигания может быть не включена в состав, таких как где двигатель 10 может инициировать сгорание самовоспламенением или впрыском топлива, как может иметь место у некоторых дизельных двигателей.

В некоторых вариантах осуществления каждый цилиндр двигателя 10 может быть сконфигурирован с одной или более топливными форсунками для подачи топлива. В качестве неограничивающего примера показан цилиндр 14, включающий в себя одну топливную форсунку 166. Топливная форсунка 166 показана присоединенной непосредственно к цилиндру 14 для впрыска топлива непосредственно в него пропорционально ширине импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 168. Таким образом, топливная форсунка 166 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск (в дальнейшем, также указываемый ссылкой как «DI») топлива в цилиндр 14 сгорания. Несмотря на то что фиг. 1 показывает форсунку 166 в качестве боковой форсунки, она также может быть расположена выше поршня, к примеру возле положения свечи 192 зажигания. Такое положение может улучшать смешивание и сгорание при работе двигателя на спиртосодержащем топливе вследствие низкой летучести некоторых спиртосодержащих видов топлива. В качестве альтернативы, форсунка может быть расположена выше и возле впускного клапана для улучшения смешивания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 166 из топливной системы 8 высокого давления, включающей в себя топливные баки, топливные насосы и направляющую-распределитель для топлива. В качестве альтернативы, топливо может подаваться однокаскадным топливным насосом на низком давлении, в этом случае временные характеристики непосредственного впрыска топлива могут ограничиваться в большей степени во время такта сжатия, чем если используется топливная система высокого давления. Кроме того, несмотря на то что не показано, топливные баки могут иметь преобразователь давления, выдающий сигнал в контроллер 12.

Должно приниматься во внимание, что в альтернативном варианте осуществления форсунка 166 может быть форсункой впрыска во впускной канал, выдающей топливо во впускной канал выше по потоку от цилиндра 14. Кроме того, несмотря на то что примерный вариант осуществления показывает топливо, впрыскиваемое в цилиндр через одиночную форсунку, двигатель, в качестве альтернативы, может приводиться в действие посредством впрыска топлива через многочисленные форсунки, такие как одна форсунка непосредственного впрыска и одна форсунка впрыска во впускной канал. В такой конфигурации контроллер может менять относительную величину впрыска из каждой форсунки.

Топливо может подаваться форсункой в цилиндр в течение одного цикла цилиндра. Кроме того, распределение и/или относительное количество топлива или текучей среды сдерживания детонации, подаваемых из форсунки, может меняться в зависимости от условий эксплуатации, таких как температура воздушного заряда, как описано ниже в материалах настоящей заявки. Кроме того, для одиночного события сгорания, многочисленные впрыски подаваемого топлива могут выполняться за каждый цикл. Многочисленные впрыски могут выполняться в течение такта сжатия, такта впуска или любой надлежащей их комбинации. Должно быть понятно, что конфигурации компоновки головки и способы, описанные в материалах настоящей заявки, могут использоваться в двигателях с любыми пригодными механизмами или системами подачи топлива, например в карбюраторных двигателях или других двигателях с другими системами подачи топлива.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя. По существу, каждый цилиндр подобным образом может включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливной форсунки(ок), свечи зажигания и т.д. Любое количество цилиндров и многообразие разных конфигураций цилиндров могут быть включены в двигатель 10, например V-6, I-4, I-6, V-12, оппозитный 4-цилиндровый и другие типы двигателей.

Фиг. 2A схематически показывает систему 200 переключения профиля кулачков (CPS) с электрическим приводом. Как будет детализировано в материалах настоящей заявки, система 200 CPS может управлять профилями кулачков и тем самым управлять вводом в действие/выводом из работы цилиндров двигателя.

Система 200 CPS включает в себя контроллер 202, который может соответствовать контроллеру 12 по фиг. 1. Контроллер 212 может отправлять сигнал 214 управления системы CPS с широтно-импульсной модуляцией на формирователь 204. Формирователь 204 обрабатывает сигнал и отправляет обработанный сигнал на соленоид 206. Соленоид 206 может быть электромеханическим приводом, который управляет перемещением штыря 208 в пазу детали 210 с возвратно-поступательным движением (например, пазу 376, который будет описан ниже со ссылкой на фиг. 3). Деталь 210 с возвратно-поступательным движением может быть физически соединена с распределительным валом 212, из условия, чтобы перемещение штыря 208 в пазу детали с возвратно-поступательным движением осуществляло поворот распределительного вала. Как будет детализировано ниже со ссылкой на фиг. 3, вследствие кривизны паза перемещение штыря в пазу может модифицировать профиль подъема кулачка, например, приводя к вводу в действие или выводу из работы одного или более цилиндров двигателя. Например, перемещение штыря в пазу может осуществлять поворот коленчатого вала, к тому же, наряду с побуждением детали с возвратно-поступательным движением перемещаться вдоль распределительного вала в осевом направлении. Осевое перемещение детали с возвратно-поступательным движением вдоль коленчатого вала может изменять профиль подъема кулачков посредством перемещения текущего кулачка от впускного или выпускного клапана и перемещения другого кулачка, чтобы взаимодействовал с клапаном (в зависимости от угла поворота распределительного вала).

Должно быть отмечено, что вышеприведенный пример показывает систему, посредством которой достигается приведение в действие с использованием сигнала ШИМ (с широтно-импульсной модуляцией, PWM), который электрически усиливается мощным формирователем. Таким образом, можно регулировать усилие привода электромеханически посредством соленоида, чтобы впоследствии формировать более быстрое перемещение штыря или золотникового клапана. Модуль электромеханической силы, вырабатываемой этим механизмом, может меняться, главным образом, вследствие электрического напряжения системы (состояния заряда аккумуляторной батареи), а также полного сопротивления соленоида (меняется в соответствии с температурой соленоида). Несмотря на то что вышеприведенный подход является одним из примеров, различные другие предполагаются в материалах настоящей заявки. Например, способ применим к сигналу управления усилием переключения профиля кулачков, является ли он управляемым по току, управляемым посредством ШИМ или управляемым иным образом. Сигнал управления переключением профиля кулачков не обязательно должен соответствовать сигналу постоянной частоты или относительной длительности включения либо сигналу вычисляемой и заданной контроллером частоты или относительной длительности включения. Например, рассмотрим формирователь устройства постоянного тока, который может использоваться в одном из примеров. Схема меняет частоту и относительную длительность включения в целях поддержания постоянной силы соленоида (настоящая заявка включает в себя четыре дискретных уровня силы), в то время как меняются условия окружающей среды (электрическое напряжение системы, состояние заряда аккумуляторной батареи, полное сопротивление соленоида (пропорциональное его температуре), отдача мощности схемы формирователя (обратно пропорциональная его температуре), и т.д.). К тому же схема преобразователя DC/DC (постоянного тока в постоянный ток) может использоваться для подъема напряжения, имеющегося в распоряжении для формирователей устройств, для того чтобы выдавать большую мощность во временном отношении.

Фиг. 2B схематически показывает систему 220 переключения профиля кулачков (CPS) с гидравлическим приводом. Подобно системе 200 CPS, система 220 CPS может управлять профилями кулачков и тем самым управлять вводом в действие/выводом из работы цилиндров двигателя. Однако в отличие от системы 200 CPS система 220 CPS может включать в себя гидравлический привод, такой как золотниковый клапан 228 вместо штока.

Подобно системе 200 CPS, система 220 CPS включает в себя контроллер 222, который может соответствовать контроллеру 12 по фиг. 1. Контроллер 212 может отправлять сигнал 234 управления системы CPS с широтно-импульсной модуляцией на формирователь 224. Формирователь 224 обрабатывает сигнал и отправляет обработанный сигнал на соленоид 226. Соленоид 226 может быть электрогидравлическим приводом, который управляет золотниковым клапаном 208, золотниковый клапан взаимодействует с пазом детали 230 с возвратно-поступательным движением (например, пазом 376, который описан ниже со ссылкой на фиг. 3). Деталь 230 с возвратно-поступательным движением может быть физически соединена с распределительным валом 232, из условия чтобы перемещение штока 208 в пазу детали с возвратно-поступательным движением осуществляло поворот распределительного вала. Как будет детализировано ниже со ссылкой на фиг. 3, вследствие кривизны паза это действие может модифицировать профиль подъема кулачка, например, приводя к вводу в действие или выводу из работы одного или более цилиндров двигателя.

Электрогидравлический привод может управляться посредством формирователя на многочисленных уровнях для управления клапанным механизмом цилиндра, таким как механизм вывода из работы/ввода в действие клапана цилиндра, механизм переключения профиля кулачков или другие механизмы настройки клапанов. Например, формирователь может управлять на первом уровне без перемещения клапана, а в ответ на повышенный потенциал для перемещения клапана формирователь может управляться на втором среднем уровне без перемещения клапана. Кроме того, формирователь может управляться на третьем верхнем уровне, вызывающем перемещение клапана, в ответ на запрос перемещения клапана. Повышенный потенциал может быть частично основан на водительской команде и, например, может включать в себя повышенную температуру двигателя выше порогового уровня, при которой разрешены перемещения клапанов, или двигателе, работающем в пределах порогового значения рабочего состояния перемещения клапанов, где перемещения клапанов могут быть перемещениями переключения профиля кулачков и/или перемещениями вывода из работа клапанов (например, VDE). Условия эксплуатации двигателя и перемещения клапанов будут подробнее описаны ниже со ссылкой на фиг. 4-6.

Фиг. 3 показывает вид сбоку цилиндра 312. Подобно цилиндру 14 по фиг. 1, цилиндр 312 может быть одним из множества цилиндров, включенных в двигатель, такого как двигатель 10, описанный выше. Местный вид системы 304 переключения профиля кулачков (CPS) также показан на фиг. 3. Система 304 CPS может вводить в действие или выводить из работы каждый цилиндр 312 двигателя в зависимости от условий эксплуатации двигателя. Например, как описано подробнее ниже, посредством настройки кулачковых механизмов цилиндра клапаны в одном или более цилиндров 312 могут управляться с или без подъема клапана на основании условий эксплуатации двигателя. В других примерах, цилиндры могут быть работоспособными в многочисленных разных режимах подъема клапанов, например высокого подъема клапана, низкого подъема клапана и нулевого подъема клапана, вместо ввода в действие или вывода из работы.

Каждый цилиндр 312 может включать в себя свечу зажигания и топливную форсунку для подачи топлива непосредственно в камеру сгорания, как описано выше на фиг. 1. Однако в альтернативных вариантах осуществления каждый цилиндр 312 может не включать в себя свечу зажигания и/или топливную форсунку непосредственного впрыска.

Каждый из цилиндров 312 может обслуживаться одним или более газообменных клапанов. В настоящем примере каждый цилиндр 312 включает в себя два впускных клапана и два выпускных клапана; на виде сбоку, показанном на фиг. 3, однако, видимы только два выпускных клапана 361 и 362 цилиндра 312. Каждый впускной и выпускной клапан выполнен с возможностью открывать и закрывать впускной канал и выпускной канал цилиндра 312 соответственно.

Для того чтобы давать возможность вывода из работы выбранных впускных и выпускных клапанов, например, в целях экономии топлива, каждый клапан в каждом цилиндре включает в себя механизм, присоединенный к распределительному валу над клапаном, для настройки величины подъема клапана для такого клапана и/или вывода из работы такого клапана. Например, цилиндр 312 включает в себя механизмы 382 и 384, присоединенные к распределительному валу 324 для выпускных клапанов, над выпускными клапанами 361 и 362 соответственно, а также механизмы, присоединенные к распределительному валу для впускных клапанов над впускными клапанами цилиндра (не видны на виде сбору, показанном на фиг. 3). В примере, изображенном на фиг. 3, каждый из механизмов 328 и 384 включает в себя два кулачка с разным профилем подъема: кулачок 326 без подъема и кулачок 328 с подъемом. Однако будет принято во внимание, что механизмы могут включать в себя дополнительные профили подъема, не выходя из объема этого раскрытия (например, кулачок с высоким подъемом, кулачок с низким подъемом и кулачок без подъема).

Система 304 CPS может управлять распределительными валами для впускных и выпускных клапанов, чтобы вводить в действие и выводить из работы цилиндры двигателя посредством контакта между штырем 372, связанным с соленоидом 370, и деталью 374 с возвратно-поступательным движением. Как показано, извилистый паз 376 может проходить по окружности детали с возвратно-поступательным движением, из условия, чтобы перемещение штыря в пазу могло осуществлять осевое перемещение детали с возвратно-поступательным движением вдоль распределительного вала. То есть, система 304 CPS может быть выполнена с возможностью перемещать специфичные части распределительного вала в продольном направлении, тем самым побуждая режим работы клапанов цилиндра меняться между кулачками 326 и 328 и/или другими кулачками. Таким образом, система 304 CPS может переключаться между многочисленными профилями кулачков. Несмотря на то что не показаны, в гидравлических вариантах осуществления, золотниковый клапан вместо штыря может физически взаимодействовать с деталью с возвратно-поступательным движением, чтобы осуществлять осевое перемещение детали с возвратно-поступательным движением. По существу, гидравлический электромагнитный клапан может быть присоединен в гидравлическом контуре двигателя, который может быть дополнительно присоединен к исполнительному механизму клапана цилиндра.

Система 304 CPS может приводить в действие каждый выпускной клапан между открытым положением, предоставляющим отработавшим газам возможность выходить из соответствующего цилиндра, и закрытым положением, по существу, удерживающим газ в пределах соответствующего цилиндра, посредством распределительного вала 324 для выпускных клапанов. Распределительный вал 324 для выпускных клапанов включает в себя множество выпускных кулачков, выполненных с возможностью управлять открыванием и закрыванием выпускных клапанов. Каждый выпускной клапан может управляться кулачками 326 без подъема и кулачками 328 с подъемом в зависимости от условий эксплуатации двигателя. В настоящем примере кулачки 326 без подъема имеют профиль рабочего выступа кулачка без подъема для вывода из работы своих соответственных цилиндров на основании условий эксплуатации двигателя. Кроме того, в настоящем примере кулачки 328 с подъемом имеют профиль рабочего выступа кулачка с подъемом, который является большим, чем профиль рабочего выступа кулачка без подъема, для открывания впускного или выпускного клапана.

Подобным образом, каждый впускной клапан является приводимым в действие между открытым положением, допускающим всасываемый воздух в соответственный цилиндр, и закрытым положением, по существу блокирующим всасываемый в