Способ управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения (варианты) и двигатель, содержащий систему управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения

Способ управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения (варианты) и двигатель, содержащий систему управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится, в целом, к управлению работой двигателя и, в частности, к установке фаз кулачкового распределения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT) могут быть реализованы в двигателе для регулирования положения распределительного вала, которое вызывает осуществление опережения или запаздывания установки фаз распределительного вала. Посредством управления установкой фаз кулачкового распределения с помощью системы VCT, установка фаз распределения впускных/выпускных клапанов может меняться на основании условий работы двигателя, таких как нагрузка двигателя и число оборотов двигателя. Такое регулируемое управление содействует повышенной эффективности двигателя, уменьшенным выбросам и увеличенной эффективности использования топлива по сравнению с двигателями с фиксированными распределительными валами.

Подробнее, электрические системы VCT обеспечивают функциональные возможности регулировки положения распределительных валов, пока двигатель проворачивает коленчатый вал, и события зажигания не происходят. Другими словами, электрическая система VCT может перемещать распределительный вал в требуемое положение для первого события зажигания во время запуска двигателя. В одном из примеров, электрическая система VCT регулирует положение распределительного вала на основании замкнутой обратной связи, которая рассчитывается на основании сигналов положения коленчатого вала и профильного считывания зажигания (PIP) распределительного вала. Эти сигналы могут быть недоступны и/или могут быть недостоверными до тех пор, пока число оборотов двигателя не удовлетворяет минимальному пороговому значению. Соответственно, управление с замкнутой обратной связью распределительным валом недоступно до тех пор, пока число оборотов двигателя не удовлетворяет минимальному пороговому значению. Один из способов избежать этой проблемы состоит в том, чтобы переместить распределительный вал в требуемое положение для первого события зажигания до останова двигателя. Таким образом, распределительный вал может быть расположен в требуемом положении, когда двигатель запускается.

Однако, авторы в материалах настоящей заявки увидели потенциальные проблемы у такого подхода. Например, система VCT может не включать в себя стопорные штифты для удержания распределительного вала в требуемом положении, когда нет питания у системы VCT. В таких случаях, замкнутая обратная связь не доступна, когда число оборотов двигателя падает ниже определенного порогового значения во время останова двигателя и до того, как число оборотов двигателя находится выше другого порогового значения во время запуска двигателя. Поэтому, положение распределительного вала может перемещаться в задержанное положение вследствие эффектов сопротивления трения во время неуправляемых фаз и, таким образом, не поддерживаться в требуемом положении для первого события зажигания в двигателе.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Таким образом, в одном из примеров, некоторые из вышеприведенных проблем могут быть решены способом для управления электрическим исполнительным механизмом VCT.

В одном аспекте раскрывается способ управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), включающий этапы, на которых: во время останова двигателя, регулируют распределительный вал с помощью исполнительного механизма VCT до целевого начального положения; применяют первый удерживающий уровень к исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения; и во время запуска двигателя до того, как обратная связь по положению распределительного вала становится доступной, применяют второй удерживающий уровень к исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения.

В дополнительных аспектах раскрывается, что исполнительный механизм VCT является электрическим исполнительным механизмом VCT, а первый удерживающий уровень является первым током, и второй удерживающий уровень является вторым током; увеличивают ток, прикладываемый к электрическому исполнительному механизму VCT от первого тока до третьего тока, который является большим, чем первый ток, чтобы компенсировать переходные инерционные нагрузки клапанного механизма во время останова двигателя; в ответ на обратную связь по положению распределительного вала, становящуюся доступной после запуска двигателя, подтверждают положение распределительного вала; и регулируют положение распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения, если распределительный вал не находится в целевом начальном положении; в ответ на положение распределительного вала, большее, чем пороговое значение от целевого начального положения, регулируют один или оба из первого тока и второго тока, прикладываемых к электрическому исполнительному механизму VCT, для поддержания распределительного вала в целевом начальном положении для следующего запуска двигателя; первый ток прикладывается в ответ на обратную связь по положению распределительного вала, становящуюся недоступной, пока двигатель вращается во время останова двигателя; первый ток устанавливается до постоянного уровня тока независимо от условий, а второй ток устанавливается до постоянного уровня тока независимо от условий; первый ток меньше, чем второй ток.

В другом аспекте раскрывается двигатель, содержащий по меньшей мере один цилиндр, распределительный вал, присоединенный к по меньшей мере одному цилиндру и приводимый в действие для управления впускным и/или выпускным клапаном по меньшей мере одного цилиндра, и систему управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения, содержащую электрический исполнительный механизм VCT функционально присоединенный к распределительному валу и выполненный с возможностью позиционирования распределительного вала; и контроллер, содержащий процессор и машинно-читаемый носитель, имеющий команды, которые при выполнении процессором: во время останова двигателя, регулируют положение распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения; прикладывают первый ток к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения; и во время запуска двигателя до того, как обратная связь по положению распределительного вала становится доступной, прикладывают второй ток к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения.

В дополнительных аспектах раскрывается, что машинно-читаемый носитель дополнительно включает в себя команды, которые при выполнении процессором: увеличивают ток, прикладываемый к электрическому исполнительному механизму VCT от первого тока до третьего тока, который больше, чем первый ток, чтобы компенсировать переходные инерционные нагрузки клапанного механизма во время останова двигателя; машинно-читаемый носитель дополнительно включает в себя команды, которые при выполнении процессором: в ответ на обратную связь по положению распределительного вала, которая становится доступной после запуска двигателя, подтверждают положение распределительного вала; и регулируют положение распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения, если распределительный вал не находится в целевом начальном положении; машинно-читаемый носитель дополнительно включает в себя команды, которые при выполнении процессором: в ответ на положение распределительного вала, большее, чем пороговое значение от целевого начального положения, регулируют один или оба из первого тока и второго тока, прикладываемых к электрическому исполнительному механизму VCT, для поддержания распределительного вала в целевом начальном положении для следующего запуска двигателя; первый ток прикладывается в ответ на обратную связь по положению распределительного вала, которая становится недоступной, пока двигатель вращается во время останова двигателя; первый ток устанавливается до постоянного уровня тока независимо от условий, и второй ток устанавливается до постоянного уровня тока независимо от условий; в которой первый ток меньше, чем второй ток.

В еще одном аспекте раскрывается способ управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения, включающий этапы, на которых: во время останова двигателя, регулируют положение распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения; в ответ на сигнал положения распределительного вала, который становится недоступным, пока двигатель вращается во время останова двигателя, прикладывают первый ток к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения; и увеличивают ток, прикладываемый к электрическому исполнительному механизму VCT от первого тока до второго тока, который больше, чем первый ток, чтобы компенсировать переходные инерционные нагрузки клапанного механизма во время останова двигателя; и во время запуска двигателя до того, как обратная связь по положению распределительного вала становится доступной, прикладывают третий ток к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения.

В дополнительных аспектах раскрывается, что в ответ на обратную связь по положению распределительного вала, которая становится доступной после запуска двигателя, подтверждают положение распределительного вала; и регулируют положение распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения, если распределительный вал не находится в целевом начальном положении; в ответ на положение распределительного вала, большее, чем пороговое значение от целевого начального положения, регулируют один или оба из первого тока и второго тока, прикладываемых к электрическому исполнительному механизму VCT, для поддержания распределительного вала в целевом начальном положении для следующего запуска двигателя; первый ток меньше, чем третий ток, и при этом, третий ток прикладывается к электрическому исполнительному механизму VCT до тех пор, пока число оборотов двигателя не станет большим, чем пороговое значение числа оборотов.

В еще одном аспекте раскрывается, способ управления исполнительным механизмом регулируемой установки фаз кулачкового распределения, включающий этап, на котором: прикладывают разные уровни тока к электрическому исполнительному механизму VCT двигателя во время разных условий работы двигателя без осуществления сгорания, включая останов и незамедлительное последующее прокручивание коленчатого вала и запуск, пока недоступна обратная связь по положению распределительного вала.

Способ включает в себя, во время останова двигателя, регулирование распределительного вала с помощью электрического исполнительного механизма VCT до целевого начального положения, прикладывание первого тока к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения, а во время запуска до того, как обратная связь по распределительному валу становится доступной, прикладывание второго тока к электрическому исполнительному механизму VCT для поддержания целевого начального положения. Первый ток может быть постоянным уровнем тока независимо от условий, или он может регулироваться до различных других уровней в зависимости от условий. Подобным образом, второй ток также может быть постоянным уровнем тока независимо от условий, или он может регулироваться до различных других уровней в зависимости от условий, но, тем не менее, он является иным, чем первый ток для данной процедуры пуска двигателя.

В одном из примеров, посредством выдачи намеченных токов на исполнительный механизм VCT, когда измерение распределительного вала недоступно во время останова и запуска двигателя, распределительный вал может по существу предохраняться от ухода от целевого начального положения. В некоторых вариантах осуществления, ток, прикладываемый к исполнительному механизму VCT, может отличаться между остановом двигателя и запуском двигателя, так как может отличаться крутящий момент, который прикладывается к распределительному валу во время останова двигателя и запуска двигателя. Кроме того, когда обратная связь по положению распределительного вала становится доступной, точность положения распределительного вала относительно целевого начального положения может подтверждаться. В случае, если положение распределительного вала не находится в целевом начальном положении, электрический исполнительный механизм VCT может управляться, чтобы быстро отрегулировать положение распределительного вала до целевого начального положения, поскольку распределительный вал вероятно должен быть близок к целевому начальному положению. Таким образом, время, чтобы распределительный вал достигал целевого начального положения после восстановления управления с обратной связью, может существенно сокращаться, или, в идеальном случае, уменьшаться до нуля, относительно электрической системы VCT, которая не предусматривает разных уровней тока для разных условий, когда не доступна обратная связь по положению распределительного вала.

Следует понимать, что раскрытие изобретения, приведенное выше, предоставлено для ознакомления в упрощенной форме с подборкой концепций, которые дополнительно описаны в подробном описании изобретения. Оно не идентифицирует ключевые или существенные признаков заявленного предмета изобретения, объем которого однозначно определен формулой изобретения, которая сопровождает подробное описание. Более того, заявленный предмет изобретения не ограничен вариантами осуществления, которые решают какие-либо недостатки, отмеченные выше или в любой части этого описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

фиг. 1 показывает вариант осуществления системы двигателя согласно настоящему описанию.

фиг. 2 показывает вариант осуществления электрической системы регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT) согласно настоящему описанию.

Фиг. 3 показывает вариант осуществления способа для регулирования положения распределительного вала с помощью исполнительного механизма регулируемой установки фаз кулачкового распределения.

Фиг. 4 показывает график, изображающий ток, прикладываемый к электрическому исполнительному механизму VCT во время различных условий работы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предоставлены способы и системы для регулирования положения распределительного вала двигателя (такого как двигатель, показанный на фиг. 1) с электрической системой регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT). Конкретнее, положение распределительного вала может регулироваться до целевого начального положения во время останова двигателя при подготовке к первому событию зажигания последующего запуска двигателя. Кроме того, распределительный вал может поддерживаться в целевом начальном положении, например, в пределах диапазона градусов требуемой установки фаз распределения (к примеру, 5 градусов или меньше), когда обратная связь по положению распределительного вала недоступна во время останова двигателя и последующего запуска двигателя. Например, распределительный вал может поддерживаться в целевом начальном положении, когда обратная связь по распределительному валу недоступна, посредством прикладывания заранее заданного тока к электрическому исполнительному механизму VCT (такому как электрические исполнительные механизмы VCT, показанные на фиг. 2), чтобы компенсировать крутящий момент клапанного механизма, который прикладывается к распределительному валу, во время останова двигателя и запуска двигателя. Контроллер может быть выполнен с возможностью выполнять процедуру управления, такую как примерная процедура по фиг. 3, чтобы поддерживать положение распределительного вала в целевом начальном положении, когда обратная связь по положению распределительного вала недоступна во время останова и запуска двигателя. Положение распределительного вала может поддерживаться в целевом начальном положении посредством прикладывания заранее заданных токов (таких как токи, показанные на фиг. 4) к электрическому исполнительному механизму VCT. Таким образом, распределительный вал может предохраняться от ухода от целевого начального положения, когда обратная связь по положению распределительного вала недоступна во время останова двигателя и запуска двигателя.

Фиг. 1 - принципиальная схема, показывающая один цилиндр многоцилиндрового двигателя 10, который может быть включен в силовую установку автомобиля. Двигатель 10 может управляться, по меньшей мере частично, системой управления, включающей в себя контроллер 12, и входными сигналами от водителя 132 транспортного средства через устройство 130 ввода. В этом примере, устройство 130 ввода включает в себя педаль акселератора и датчик 134 положения педали для формирования пропорционального сигнала РР положения педали. Камера 30 сгорания (также известная как цилиндр) двигателя 10 может включать в себя стенки 32 камеры сгорания с поршнем 36, расположенными в ней. Поршень 36 может быть присоединен к коленчатому валу 40, так чтобы возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное движение коленчатого вала. Коленчатый вал 40 может быть присоединен к по меньшей мере одному ведущему колесу транспортного средства через промежуточную систему трансмиссии. Кроме того, электродвигатель стартера может быть присоединен к коленчатому валу 40 через маховик, чтобы давать возможность операции запуска двигателя 10.

Камера 30 сгорания может принимать всасываемый воздух из впускного коллектора 46 через впускной канал 42 и может выпускать газообразные продукты сгорания через выпускной канал 48. Впускной коллектор 46 и выпускной канал 48 могут выборочно сообщаться с камерой 30 сгорания через соответственные впускной клапан 52 и выпускной клапан 54. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания может включать в себя два или более впускных клапана и/или два или более выпускных клапана.

В этом примере, впускной клапан 52 и выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие кулачков через соответственные системы 51 и 53 кулачкового привода. Каждая из систем 51 и 53 кулачкового привода может включать в себя один или более кулачков и может использовать одну или более из системы переключения профиля кулачков (CPS), системы регулируемой установки фаз кулачкового распределения (VCT), системы регулируемой установки фаз газораспределения (VVT) и/или системы регулируемого подъема клапана (VVL), которые могут управляться контроллером 12 для изменения работы клапанов. Система кулачкового привода, используемая для изменения работы клапанов дополнительно уточнена на фиг. 2. Положение впускного клапана 52 и выпускного клапана 54 может определяться датчиками 55 и 57 положения, соответственно. В альтернативных вариантах осуществления, впускной клапан 52 и/или выпускной клапан 54 могут управляться посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением. Например, цилиндр 30, в качестве альтернативы, может включать в себя впускной клапан, управляемый посредством приведения в действие клапанного распределителя с электромагнитным управлением, и выпускной клапан, управляемый через кулачковый привод, включающий в себя системы CPS и/или VCT.

Топливная форсунка 66 показана присоединенной непосредственно к камере 30 сгорания для впрыска топлива непосредственно в нее пропорционально длительности импульса сигнала FPW, принятого из контроллера 12 через электронный формирователь 68. Таким образом, топливная форсунка 66 обеспечивает то, что известно как непосредственный впрыск топлива в камеру 30 сгорания. Топливная форсунка, например, может быть установлена сбоку камеры сгорания или сверху камеры сгорания. Топливо может подаваться в топливную форсунку 66 топливной системой (не показана), включающей в себя топливный бак, топливный насос и направляющую - распределитель топлива. В некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания, в качестве альтернативы или дополнительно, может включать в себя топливную форсунку, расположенную во впускном коллекторе 46, в конфигурации, которая обеспечивает то, что известно как оконный впрыск топлива во впускное окно выше по потоку от камеры 30 сгорания.

Впускной канал 42 может включать в себя дроссель 62, имеющий дроссельную заслонку 64. В этом конкретном примере, положение дроссельной заслонки 64 может регулироваться контроллером 12 посредством сигналов, выдаваемых на электродвигатель или исполнительный механизм, входящий в состав дросселя 62, конфигурацией, которая обычно указывается как электронный регулятор дросселя (ETC). Таким образом, дроссель 62 может приводиться в действие для изменения всасываемого воздуха, подаваемого в камеру 30 сгорания, среди других цилиндров двигателя. Положение дроссельной заслонки 64 может предоставляться в контроллер 12 посредством сигнала TP положения дросселя. Впускной канал 42 может включать в себя датчик 120 массового расхода воздуха и датчик 122 абсолютного давления в коллекторе для выдачи соответственных сигналов MAF и MAP в контроллер 12.

Система 88 зажигания может выдавать искру зажигания в камеру 30 сгорания через свечу 92 зажигания в ответ на сигнал SA опережения зажигания из контроллера 12, при выбранных рабочих режимах. Хотя показаны компоненты искрового зажигания, в некоторых вариантах осуществления, камера 30 сгорания или одна или более других камер сгорания двигателя 10 могут приводиться в действие в режиме воспламенения от сжатия, с или без свечи зажигания.

Датчик 126 отработавших газов показан присоединенным к выпускному каналу 48 выше по потоку от устройства 70 снижения токсичности отработавших газов. Датчик 126 может быть любым подходящим датчиком для предоставления показания соотношения воздуха отработавших газов/топлива, таким как линейный датчик кислорода или UEGO (универсальный или широкодиапазонный датчик кислорода в отработавших газах), двухрежимный датчик кислорода или EGO, HEGO (подогреваемый EGO), датчик содержания NOx, НС, или СО. Устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может быть трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором (TWC), уловителем NO_x, различными другими устройствами снижения токсичности отработавших газов или их комбинациями. В некоторых вариантах осуществления, во время работы двигателя 10, устройство 70 снижения токсичности отработавших газов может периодически возвращаться в исходное состояние настраивая по меньшей мере один цилиндр двигателя на конкретное топливо/воздушного соотношение.

Двигатель 10 дополнительно может включать в себя компрессионное устройство, такое как турбонагнетатель или нагнетатель, включающий в себя по меньшей мере компрессор 162, расположенный вдоль канала 44 компрессора, который может включать в себя датчик 123 давления наддува для измерения давления воздуха. Что касается турбонагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие турбиной 164, (например, через вал), расположенной вдоль выпускного канала 48. Что касается нагнетателя, компрессор 162 может по меньшей мере частично приводиться в действие двигателем и/или электрической машиной и может не включать в себя турбину. Таким образом, величина компрессии, подаваемой в один или более цилиндров двигателя через турбонагнетатель или нагнетатель, может регулироваться контроллером 12.

Кроме того, в раскрытых вариантах осуществления, система (не показана) рециркуляции отработавших газов (EGR) может направлять требуемую порцию отработавших газов из выпускного канала 48 в канал 44 наддува и/или впускной канал 42 через канал EGR. Величина EGR, выдаваемой в канал 44 наддува и/или впускной канал 42, может регулироваться контроллером 12 посредством клапана EGR. Кроме того, датчик EGR может быть расположен внутри канала EGR и может выдавать показание одного или более из давления, температуры, концентрации отработавших газов.

Контроллер 12 показан на фиг. 1 в качестве микрокомпьютера, включающего в себя микропроцессорный блок 102, порты 104 ввода/вывода, электронный запоминающий носитель для исполняемых программ и калибровочных значений, показанный в качестве микросхемы 106 постоянного запоминающего устройства в этом конкретном примере, оперативное запоминающее устройство 108, энергонезависимую память 110 и шину данных. Постоянное запоминающее устройство 106 запоминающего носителя может быть запрограммировано машинно-читаемыми данными, представляющими команды, исполняемые процессором 102 для выполнения способов, описанных ниже, а также вариантов, которые предугадываются, но специально не перечислены.

Контроллер 12 может принимать различные сигналы с датчиков, присоединенных к двигателю 10, в дополнение к тем сигналам, которые обсуждены ранее, в том числе, измерение вводимого массового расхода воздуха (MAF) с датчика 120 массового расхода воздуха; температуру охлаждающей жидкости двигателя (ЕСТ) с датчика 112 температуры, присоединенного к патрубку 114 охлаждения; сигнал профильного считывания зажигания (PIP) с датчика 118 на эффекте Холла (или другого типа), присоединенного к коленчатому валу 40; положение дросселя (TP) с датчика положения дросселя; и сигнал абсолютного давления в коллекторе (MAP) с датчика 122. Сигнал числа оборотов двигателя (RPM) может формироваться контроллером 12 из сигнала PIP. Сигнал давления в коллекторе, MAP, с датчика давления в коллекторе может использоваться для выдачи указания разряжения или давления во впускном коллекторе. Отметим, что могут использоваться различные комбинации вышеприведенных датчиков, такие как датчик MAF без датчика MAP, или наоборот. Во время некоторых условий, датчик MAP может давать показание крутящего момента двигателя. Кроме того, этот датчик, наряду с выявленным числом оборотов двигателя и другими сигналами, может давать оценку заряда (включая воздух), введенного в цилиндр. В одном из примеров, датчик 118, который также используется в качестве датчика числа оборотов двигателя, может вырабатывать предопределенное количество равноразнесенных импульсов каждый оборот коленчатого вала.

Как описано выше, фиг. 1 показывает только один цилиндр многоцилиндрового двигателя, и каждый цилиндр может подобным образом включать в себя свой собственный набор впускных/выпускных клапанов, топливную форсунку, свечу зажигания, и т.д. Однако, некоторые или все из цилиндров могут совместно использовать некоторые компоненты, такие как распределительные валы для управления работой клапанов. Таким образом, общий распределительный вал может использоваться для управления работой клапанов для двух или более цилиндров.

Фиг. 2 показывает примерный вариант осуществления двигателя 200, включающий в себя электрическую систему 201 VCT, которая выполнена с возможностью регулировать положение

распределительного вала одного или более распределительных валов двигателя. Двигатель 200 показан имеющим впускной коллектор 204, выполненный с возможностью подавать всасываемый воздух и/или топливо в множество цилиндров 202, и выпускной коллектор 206, выполненный с возможностью выпускать продукты сгорания из множества цилиндров. Поток атмосферного воздуха может поступать в систему впуска через канал 208 всасываемого воздуха. Скорость потока всасываемого воздуха во впускной коллектор 204 может управляться по меньшей мере частично основным дросселем (не показан), расположенным в канале 208 всасываемого воздуха. Каждый из множества цилиндров 202 может обслуживаться одним или более клапанов. В настоящем примере, каждый цилиндр включает в себя соответствующие впускной клапан 210 и выпускной клапан 212. Как конкретизировано ниже, двигатель 200 включает в себя один или более распределительных валов 214 и 216, каждый из которых может приводиться в действие для управления впускными и/или выпускными клапанами множества цилиндров, которые присоединены к общему распределительному валу.

Каждый впускной клапан 210 управляется между открытым положением, которое допускает всасываемый воздух в соответствующий цилиндр, и закрытым положением, по существу блокирующим всасываемый воздух от цилиндра. Впускные клапаны 210 множества цилиндров 202 могут приводиться в действие общим распределительным валом 214 впускных клапанов. Распределительный вал 214 впускных клапанов включает в себя впускные кулачки 218, которые имеют профиль рабочего выступа кулачка для открывания впускных клапанов 210 в течение определенной длительности впуска. В некоторых вариантах осуществления (не показанных), распределительный вал может включать в себя дополнительные впускные кулачки с альтернативным профилем рабочего выступа кулачка, который предоставляет впускным клапанам 210 возможность открываться на альтернативную длительность (что в материалах настоящей заявки также называется системой переключения профиля кулачков). На основании профиля рабочего выступа дополнительного кулачка, альтернативная длительность может быть более продолжительной или более короткой, чем определенная длительность впуска впускного кулачка 218. Профиль рабочего выступа может оказывать влияние на высоту подъема кулачка, длительность кулачка и/или установку фаз кулачкового распределения. Контроллер 220 может иметь возможность переключать длительность впускного клапана, перемещая распределительный вал 214 впускных клапанов в продольном направлении и осуществляя переключение между профилями кулачков. В одном из примеров, контроллер 220 является таким же, как контроллер 12 по фиг. 1.

Таким же образом, каждый выпускной клапан 212 приводится в действие между открытым положением, допускающим выход отработавших газов из соответствующего цилиндра, и закрытым положением, по существу удерживающим газы внутри цилиндра. Выпускные клапаны 212 множества цилиндров 202 могут приводиться в действие общим распределительным валом 216 выпускных клапанов. Распределительный вал выпускных клапанов включает в себя выпускные кулачки 222, которые имеют профиль рабочего выступа кулачка для открывания выпускных клапанов 212 в течение определенной длительности выпуска. В некоторых вариантах осуществления (не показанных), распределительный вал может включать в себя дополнительные выпускные кулачки с альтернативным профилем рабочего выступа кулачка, который предоставляет выпускным клапанам 212 возможность открываться на альтернативную длительность. На основании профиля рабочего выступа дополнительного кулачка, альтернативная длительность может быть более продолжительной или более короткой, чем определенная длительность выпуска выпускного кулачка 222. Профиль рабочего выступа может оказывать влияние на высоту подъема кулачка, длительность кулачка и/или установку фаз кулачкового распределения. Контроллер 220 может иметь возможность переключать длительность выпускного клапана, перемещая распределительный вал 216 выпускных клапанов в продольном направлении и осуществляя переключение между профилями кулачков.

Понятно, что, несмотря на то, что изображенный пример показывает общий распределительный вал 214 впускных клапанов, присоединенный к впускным клапанам каждого цилиндра, и общий распределительный вал 216 выпускных клапанов, присоединенный к выпускным клапанам каждого цилиндра, в альтернативных вариантах осуществления, распределительные валы могут быть присоединены к подмножествам цилиндров, и могут присутствовать многочисленные распределительные валы впускных и/или выпускных клапанов. Например, первый распределительный вал для впускных клапанов может быть присоединен к впускным клапанам первого подмножества цилиндров наряду с тем, что второй распределительный вал для впускных клапанов может быть присоединен к впускным клапанам второго подмножества цилиндров. Подобным образом, первый распределительный вал для выпускных клапанов может быть присоединен к выпускным клапанам первого подмножества цилиндров наряду с тем, что второй распределительный вал для выпускных клапанов может быть присоединен к выпускным клапанам второго подмножества цилиндров. Кроме того еще, один или более впускных клапанов и выпускных клапанов могут быть присоединены к каждому распределительному валу. Подмножество цилиндров, присоединенных к распределительному валу может быть основано на их положении вдоль блока цилиндров, порядке их работы, конфигурации двигателя, и т.д.

В некоторых вариантах осуществления, распределительные валы и ассоциированные компоненты, кроме того, могут взаимодействовать с толкателями клапана, коромыслами клапана, эксцентриками, и т.д., для приведения в действие впускных/выпускных клапанов. Такие устройства и детали могут управлять приводом впускных клапанов 210 и выпускных клапанов 212, преобразуя вращательное движение кулачков в поступательное движение клапанов. Как обсуждено ранее, клапаны также могут приводиться в действие посредством дополнительных профилей рабочего выступа кулачка на распределительных валах, где профили рабочего выступа кулачка между разными клапанами могут обеспечивать меняющуюся высоту подъема кулачка, длительность кулачка и/или установку фаз кулачкового распределения. Однако, альтернативные размещения распределительного вала (на головке блока и/или толкателе клапана) могли бы использоваться, если требуется. Кроме того, в некоторых примерах, каждый из множества цилиндров 202 может иметь более чем один выпускной клапан и/или впускной клапан. Кроме того других примерах, каждый из выпускных клапанов и впускных клапанов одного или более цилиндров может приводиться в действие общим распределительным валом. Кроме того еще, в некоторых примерах, некоторые из впускных клапанов и/или выпускных клапанов могут приводиться в действие своим собственным независимым распределительным валом или другим приводным устройством.

Электрическая система 201 VCT включает в себя электрический впускной исполнительный механизм 224 VCT, присоединенный с возможностью работы к распределительному валу 214 впускных клапанов, а электрический выпускной исполнительный механизм 226 VCT присоединен с возможностью работы к распределительному валу 216 выпускных клапанов. Положение распределительного вала 214 впускных клапанов может регулироваться впускным исполнительным механизмом 224 посредством контроллера 220. Подобным образом, положение распределительного вала 216 выпускных клапанов может регулироваться выпускным исполнительным механизмом 226 посредством контроллера 220. Электрическая система 201 VCT может быть выполнена с возможностью осуществлять опережение или запаздывание установки фаз клапанного распределения, осуществляя опережение или запаздывание установки фаз кулачкового распределения, и может управляться посредством сигнальных шин контроллером 220.

В некоторых вариантах осуществления, электрическая система 201 VCT может быть сдвоенной независимой системой регулируемой установки фаз распределительного вала для изменения установки фаз распределения впускных клапанов и установки фаз распределения выпускных клапанов независимо друг от друга. Например, электрическая система 201 VCT может быть выполнена с возможность поворачивать распределительный вал 214 для впускных клапанов и/или распределительный вал 216 для выпускных клапанов независимо от коленчатого вала, чтобы вызывать установку фаз клапанного распределения с опережением или запаздыванием. В некоторых вариантах осуществления, электрическая система 201 VCT может быть устройством с приводом от крутящего момента кулачков, выполненным с возможностью быстро менять установку фаз кулачкового распределения. В некоторых вариантах осуществления, установка фаз клапанного распределения, такая как закрывание впускного клапана (IVC) и закрывание выпускного клапана (EVC) может меняться посредством устройства непрерывно регулируемого по