CN111441839A - 滑动凸轮轴组件 - Google Patents

Abstract

一种凸轮轴组件，包括致动器和安装到基轴的可轴向移动的结构，其中，可轴向移动的结构包括多个凸角组和凸轮筒。可轴向移动的结构沿着基轴的纵向轴线在轴向方向上沿着基轴移动，但旋转固定到基轴。凸轮筒包括内壁和外壁，在它们之间限定控制凹槽。控制凹槽限定第一区域和第二区域，其中第一区域包括固定的窄控制凹槽宽度，第二区域包括逐渐减小的控制凹槽宽度。致动器使可轴向移动的结构相对于基轴在第一位置和第二位置之间位移。凹部限定在外壁中，使得凹部邻近第一区域设置。

Description

滑动凸轮轴组件

技术领域

本公开涉及一种用于车辆发动机的滑动凸轮轴。

背景技术

在现代的内燃发动机中，可变阀驱动器可用于在内燃发动机的换气阀处设置不同的阀冲程，以优化燃烧室内的充气运动。凸轮的轴向位移导致在相应的换气阀处设置不同的阀冲程。传统的阀驱动器包括滑动凸轮，该滑动凸轮以旋转固定但可轴向位移的方式安装在凸轮轴上，其中，滑动凸轮还可以包括具有多个凹槽的凸轮筒，并且在其中，为了引起滑动凸轮的轴向位移，提供了具有多个可被激活的销的致动器。凸轮筒可具有第一右手凹槽和第二左手凹槽，它们在凸轮筒的圆周上彼此并排布置，并与共同的跳动(run-out)凹槽合并。致动器的销与凸轮筒的凹槽相互作用。

另外，已知一种阀驱动器，其中，凸轮筒的凹槽在凸轮筒的圆周上一个接一个地设置，具体来说，用于滑动凸轮在第一方向上轴向位移的第一凹槽和用于滑动凸轮在相反的第二方向上轴向位移的第二凹槽。在该阀驱动器中，致动器还具有多个可致动的销，以引起滑动凸轮的轴向位移，具体来说，用于使滑动凸轮在两个方向上绕第一轴向段轴向位移的第一销，以及用于使滑动凸轮在两个方向上绕第二轴向段轴向位移的第二销。

为了对具有这样的阀驱动器(该阀驱动器具有至少一个可位移的滑动凸轮)的内燃发动机进行发动机控制，必须知道滑动凸轮在凸轮轴上的相对位置，因此要知道凸轮凸角相对于要激活的内燃发动机的换气阀的相对位置。迄今为止，很难以某种可靠的方式来检测滑动凸轮在凸轮轴上的相对位置，因此也无法检测到凸轮轨道相对于待激活的换气阀的相对位置。

发明内容

在本公开的一个实施例中，提供一种凸轮轴组件，其中该凸轮轴组件包括致动器和安装到基轴的可轴向移动的结构，其中可轴向移动的结构包括多个凸角组和凸轮筒。可轴向移动的结构沿着基轴的纵向轴线在轴向方向上沿着基轴移动，但旋转固定到基轴。凸轮筒包括内壁和外壁，在它们之间限定控制凹槽。控制凹槽还包括第一区域和第二区域，其中第二区域限定固定的窄控制凹槽宽度，第一区域限定逐渐变化的控制凹槽宽度。致动器使可轴向移动的结构相对于基轴在第一位置和第二位置之间移位。凹部限定在筒的外壁中，使得凹部邻近控制凹槽的第二区域设置。

凸轮轴组件还可以包括传感器，其配置为当可轴向移动的结构移动到第一位置时与可轴向移动的结构沿着第一传感器路径对准。前述传感器还可以配置为，当可轴向移动的结构移动到第二位置时，与可轴向移动的结构沿着第二传感器路径对准。第一传感器路径覆盖外壁和限定在外壁中的凹部。第二传感器路径覆盖控制凹槽和外壁。但是，可以理解，凹部设置在第二传感器路径的外部。因此，本公开的前述凸轮轴组件还可包括与致动器和传感器通信的发动机控制模块。

凹部和外壁可以配置为经由传感器与发动机控制模块通信，以当凹部和外壁与传感器在第一传感器路径中对准时，检测/确认可轴向移动的结构的第一位置。传感器配置为根据沿着第一传感器路径的凸轮筒的结构将反馈信号(以第一数据集的形式)发送到发动机控制模块。更具体地，凹部和外壁配置为经由传感器与发动机控制模块通信，以当凹部和外壁与传感器在第一传感器路径中对准时，检测/确认可轴向移动的结构的第一位置。

类似地，控制凹槽和外壁还可以配置为经由所述传感器与发动机控制模块通信，以当控制凹槽和外壁与传感器在第二传感器路径中对准时，检测/确认可轴向移动的结构的第二位置。传感器配置为根据沿着第二传感器路径的凸轮筒的结构将反馈信号(以第二数据集的形式)发送到发动机控制模块。

多个凸角组中的每个凸角组包括在轴向方向上与第二凸轮凸角邻近的第一凸轮凸角。第一凸轮凸角配置为当可轴向移动的结构处于第一位置时与发动机阀接合。类似地，第二凸轮凸角配置为当可轴向移动的结构处于第二位置时与发动机阀接合。

在本公开的又一个实施例中，发动机组件包括发动机控制模、内燃发动机、凸轮轴组件、致动器和传感器。内燃发动机包括第一气缸、第二气缸、可操作地联接到第一气缸的第一阀以及可操作地联接到第二气缸的第二阀。凸轮轴组件可以联接到内燃发动机的第一阀和第二阀。凸轮轴组件还包括基轴和安装在基轴上的可轴向移动的结构。基轴可以沿着纵向轴线延伸，并且配置为绕纵向轴线旋转。可轴向移动的结构配置为在基轴上的第一位置和第二位置之间移动，但是可轴向移动的结构旋转固定到基轴。前述可轴向移动的结构包括凸轮筒，其具有限定在凸轮筒的内壁和外壁之间的控制凹槽。控制凹槽可以在整个第二区域中限定固定的窄凹槽宽度，且在凸轮筒的第一区域的至少一部分中限定逐渐变化的扩大的凹槽宽度。

致动器配置为根据来自发动机控制模块的输出信号经由与凸轮筒中的控制凹槽接合的致动器的销在第一位置和第二位置之间移动可轴向移动的结构。传感器配置为当可轴向移动的结构处于第一位置时，将第一数据集(反馈信号)发送至发动机控制模块。传感器还配置为当可轴向移动的结构处于第二位置时，将第二数据集(反馈信号)发送至发动机控制模块。可以理解，凹部限定在凸轮筒的外壁中，且当可轴向移动的结构处于第一位置时与传感器对准。

关于前述发动机组件，第一区域的扩大的凹槽宽度可以大于第二区域的固定的窄凹槽宽度。如所指出的，致动器可以包括至少一个销，其配置为响应于来自发动机控制模块的输出信号而在缩回位置和伸出位置(在此处，销与控制凹槽接合)之间移动。此外，可轴向移动的结构还可以包括多个凸角组，其配置为当可轴向移动的结构随基轴一起旋转时随凸轮筒同步地旋转。多个凸角组中的每个凸角组包括与第二凸轮凸角邻近的第一凸轮凸角。第一凸轮凸角具有第一最大凸角高度，第二凸轮凸角具有第二最大凸角高度，且第一最大凸角高度不同于第二最大凸角高度。

通过参考附图考虑的以下详细描述，本公开及其特定特征和优点将变得更加显而易见。

附图说明

通过下面的详细描述、最佳方式、权利要求书和附图，本公开的这些和其他特征和优点将变得显而易见，其中：

图1A是包括发动机组件的车辆的示意图。

图1B是示出了根据示例性实施例的具有位置偏移致动器和位置检测传感器的滑动凸轮轴盖的透视图。

图2A是在第一位置中的第一实施例凸轮轴组件的凸轮筒的透视图。

图2B是在第二位置中的第一实施例凸轮轴组件的图2A的凸轮筒的透视图。

图2C是根据本发明的示例非限制性实施例的图2A-2B的发动机组件的凸轮轴组件的示意图(凸轮轴组件相对于致动器销旋转)。

图2D是根据本公开的又一示例凸轮轴组件的凸轮筒的示意图。

图3是图2A-2C中的示例非限制性凸轮轴组件的示意图，其中凸轮轴组件处于第一位置。

图4是图2A-2C中的示例非限制性凸轮轴组件的示意图，其中凸轮轴组件处于第二位置。

贯穿附图的多个视图的描述，相似的附图标记指代相似的部分。

具体实施例

现在将详细参考本发明的当前优选的组合物、实施方案和方法，其构成发明人目前已知的实施本发明的最佳方式。附图不一定按比例绘制。然而，可以理解，所公开的实施例仅是可以以各种替代形式来体现的本公开的示例。因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为本公开的任何方面的代表基础和/或作为教导本领域技术人员以各种方式使用本公开的代表基础。

除实施例外，或在另外明确指出的情况下，本说明书中表示材料的量或反应和/或使用的条件的所有数值应理解为在描述本公开的最广泛范围时由单词“约”修饰。通常优选在规定的数值范围内进行实践。此外，除非有相反的明确说明：百分数、“份数”和比率值均以重量计；结合本公开，对于给定目的而言适用或优选的一组或一类材料的描述，暗示该组或该类中任意两个或多个成员的混合物同样适用或优选；首字母缩写词或其他缩写词的第一定义适用于本文中所有该相同缩写词的后续使用，并且比照适用于最初定义的缩写词的常规语法变体；除非有相反的明确说明，否则对属性的测量是通过与先前或以后针对同一属性所引用的相同技术确定的。

还应理解，本公开不限于以下描述的特定实施例和方法，因为特定的部件和/或条件当然可以变化。此外，本文所使用的术语仅用于描述本公开的特定实施例的目的，而无意于以任何方式进行限制。

还必须注意，在说明书和所附权利要求书中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数个对象，除非上下文另有明确说明。例如，以单数形式提及的部件旨在包括多个部件。

术语“包括”与“包含”、“具有”、“具有”或“特征在于”同义。这些术语是包容性的且开放式的，不排除其他未引用的要素或方法步骤。

短语“由...组成”不包括权利要求中未指定的任何要素、步骤或成分。短语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制为指定的材料或步骤，以及不实质性影响要求保护的主题的基本和新颖特征的材料或步骤。

可以替代地使用术语“包括”、“由...组成”和“基本上由...组成”。在使用这三个术语之一的情况下，当前公开和要求保护的主题可以包括对其他两个术语中任一个的使用。

在整个本申请中，在引用了出版物的情况下，这些出版物的公开内容通过引用整体结合到本申请中，以更充分地描述本公开内容所属的领域的状态。

以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本公开或本公开的应用和用途。此外，无意被前面的背景或下面的详细描述中提出的任何理论所束缚。

参照附图，其中贯穿若干附图，相似的附图标记对应于相似或类似的部件，图1A示意性地示出了车辆10，例如汽车、卡车或摩托车。车辆10包括发动机组件12。发动机组件12包括内燃发动机14和与内燃发动机14电子通信的控制模块16，例如发动机控制模块(ECU)。术语“控制模块”、“模块”、“控制”、“控制器”、“控制单元”，“处理器”和类似术语意味着以下中的一个或多个中的任一个或各种组合：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序或例程的中央处理器(优选微处理器)以及相关的存储器和存储(只读、可编程只读、随机访问、硬盘驱动器，等)、组合逻辑电路、顺序逻辑电路、输入/输出电路和设备，适当的信号调节和缓冲电路、以及提供所描述的功能的其他组件。“软件”、“固件”、“程序”、“指令”、“例程”、“代码”、“算法”和类似术语是指包括校准和查找表的任何控制器可执行指令集。控制模块16可以具有被执行以提供期望功能的一组控制例程。例程例如由中央处理单元执行，并且可操作以监测来自感测装置和其他联网控制模块的输入，并执行控制和诊断例程以控制致动器的操作。例程可以基于事件或以固定间隔执行。

内燃发动机14包括限定了多个气缸20A、20B、20C和20D的发动机缸体18。换句话说，发动机缸体18包括第一气缸20A、第二气缸20B、第三气缸20C和第四气缸20D。尽管图1A示意性地示出了四个气缸，但是内燃发动机14可以包括更多或更少的气缸。气缸20A、20B、20C和20D彼此间隔开，但是可以沿发动机轴线E基本对准。每个气缸20A、20B、20C和20D的配置、形状和尺寸设定为接收活塞(未示出)。活塞配置为在气缸20A、20B、20C和20D内往复运动。每个气缸20A、20B、20C、20D限定相应的燃烧室22A、22B、22C、22D。在内燃发动机14工作期间，在燃烧室22A、22B、22C和22D内燃烧空气/燃料混合物，以便以往复方式驱动活塞。活塞的往复运动驱动可操作地连接到车辆10的车轮(未示出)的曲轴(未示出)。曲轴的旋转会导致车轮旋转，从而推动车辆10。

为了推进车辆10，应将空气/燃料混合物引入燃烧室22A、22B、22C和22D。为此，内燃发动机14包括流体联接至进气歧管(未示出)的多个进气口24。在所示的实施例中，内燃发动机14包括与每个燃烧室22A、22B、22C和22D流体连通的两个进气口24。然而，内燃发动机14可以对于每个燃烧室22A、22B、22C和22D包括更多或更少的进气口24。内燃发动机14对于每个气缸20A、20B、20C、20D包括至少一个进气口24。

内燃发动机14还包括多个进气阀26，其配置为控制通过进气口24的进气充气的流量。进气阀26的数量对应于进气口24的数量。每个进气阀26至少部分地布置在对应的进气口24内。特别地，每个进气阀26配置为沿着对应的进气口24在打开位置和关闭位置之间移动。在打开位置，进气阀26允许进气充气经由对应的进气口24进入对应的燃烧室22A、22B、22C或22D。相反，在关闭位置，进气阀26阻止进气充气经由进气口24进入对应的燃烧室22A、22B、22C或22D。

如上所述，一旦空气/燃料混合物进入燃烧室22A、22B、22C或22D，内燃发动机14可以燃烧空气/燃料混合物。例如，内燃发动机14可以使用点火***(未示出)在燃烧室22A、22B、22C或22D中燃烧空气/燃料混合物。这种燃烧产生废气。为了排出这些废气，内燃发动机14限定了多个排气口28。排气口28与燃烧室22A、22B、22C或22D流体连通。在所示的实施例中，两个排气口28与每个燃烧室22A、22B、22C或22D流体连通。然而，更多或更少的排气口28可以流体联接至每个燃烧室22A、22B、22C或22D。内燃发动机14对于每个气缸20A、20B、20C或20D包括至少一个排气口28。

内燃发动机14还包括与燃烧室22A、22B、22C或22D流体连通的多个排气阀30。每个排气阀30至少部分地布置在对应的排气口28内。特别地，每个进气阀30配置为沿着对应的排气口28在打开位置和关闭位置之间移动。在打开位置，排气阀30允许废气经由对应的排气口28逸出对应的燃烧室22A、22B、22C或22D。车辆10可以包括配置为接收和处理来自内燃发动机14的废气的排气***(未示出)。在关闭位置，排气阀30阻止废气经由对应的排气口28离开对应的燃烧室22A、22B、22C或22D。

如下面详细讨论的，进气阀26和排气阀30(图1)也通常被称为发动机阀66(图3-4)或简称为阀。每个阀66(图3-4)均与气缸20A、20B、20C或20D可操作地联接或相关联。因此，阀66(图3-4)配置为控制流体(即，用于进气阀26的空气/燃料混合物和用于排气阀30的废气)流向相应的气缸20A、20B、20C或20D。

进一步参考图1A，发动机组件12还包括气门机构***32，其配置为控制进气阀26和排气阀30的操作。具体地，气门机构***32可以至少部分地基于内燃发动机14的工作条件(例如，发动机速度)在打开位置和关闭位置之间移动进气阀26和排气阀30。气门机构***32包括基本平行于发动机轴线E的一个或多个凸轮轴组件33(见图3-4)。在所示的实施例中，气门机构***32包括两个凸轮轴组件33。一个凸轮轴组件33配置为控制进气阀26的操作，另一个凸轮轴组件33可以控制排气阀30的操作。

现在参考图1B，提供了根据示例性实施例的具有位置偏移致动器(34A–34D)和位置检测传感器52的滑动凸轮轴盖40的图示。滑动凸轮轴盖40遮蔽进气凸轮轴82和排气凸轮轴84，作为对外界环境的保护，并保持发动机运行产生的油溅。位置检测传感器52靠近至少一个位置位移槽设置在滑动凸轮轴盖40中，使得至少一个凸轮筒56(例如，凸轮轴筒(56))的位置可以通过本文所述的(多个)位置检测传感器52进行检测。位置检测传感器52可以是用于适合于发动机环境的位置检测的类型，包括但不限于霍尔效应传感器。

返回参考图1A，除了凸轮轴组件33之外，气门机构组件32包括与控制模块16通信的多个致动器34A、34B，例如螺线管。致动器34A、34B可以电连接到控制模块16，并且因此可以与控制模块16进行电子通信。控制模块16可以是气门机构***32的一部分。在所示的实施例中，气门机构***32包括第一致动器34A、第二致动器34B。致动器34A和34B可操作地与第一气缸20A和第二气缸20B相关联，其中致动器34A使凸角在向前方向上位移，而致动器34B使凸角在向后方向上位移回位。类似地，致动器34C和34D与第三气缸20C和第四气缸20D可操作地关联，其中致动器34C将凸角在向前方向上位移两步，而致动器34D在向后方向上将凸角位移回位。

现在参考图3-4，凸轮轴组件33包括致动器34A、34B(图3-4)和安装在基轴35上的可轴向移动的结构44，其中，可轴向移动的结构44包括多个凸角组46和凸轮筒56。可轴向移动的结构44沿着基轴35的纵向轴线X、37在轴向方向上沿着基轴35移动，但旋转固定到基轴35。凸轮筒56包括内壁94和外壁90，在它们之间限定控制凹槽60。控制凹槽60还包括第一区域和第二区域，其中，第二区域69限定固定的窄控制凹槽宽度72，第一区域67限定逐渐变化的控制凹槽宽度70。致动器34A、34B(图3-4)相对于基轴35在第一位置75和第二位置77之间位移可轴向移动的结构44。凹部92限定在凸轮筒56的外壁90中，使得凹部92邻近控制凹槽60(图2A-2C)的第二区域69设置。

凸轮轴组件33还可以包括传感器52，其配置为当可轴向移动的结构44移动到第一位置75(图3)时与可轴向移动的结构44沿着第一传感器路径88(图2A)对准。前述传感器52还可以配置为，当可轴向移动的结构44移动到第二位置77(图4)时，与可轴向移动的结构44沿着第二传感器路径86(图2B)对准。如图2A所示，第一传感器路径88覆盖外壁90和限定在外壁90中的凹部92。如图2B所示，第二传感器路径86覆盖控制凹槽60和外壁90。但是，可以理解，凹部92设置在第二传感器路径的外部。

图1A的发动机控制模块16与致动器34A、34B(图3-4)和传感器52通信。然而，发动机控制模块16还经由传感器52与凹部92和外壁90通信，以当可轴向移动的结构处于第一位置75(图3)时检测/确认可轴向移动的结构的第一位置75。在图3所示的布置中，凹部92和外壁90与传感器52在第一传感器路径88中对准(参见图2A)。传感器52配置为根据沿着第一传感器路径88的凸轮筒56的结构将反馈信号79(以第一数据集81的形式)发送到发动机控制模块16。更具体地，凹部92和外壁90配置为经由传感器52与发动机控制模块16通信，以当凹部92和外壁90与传感器52在第一传感器路径88中对准时，检测/确认可轴向移动的结构44的第一位置75。

类似地，控制凹槽60和外壁90还可以配置为经由传感器52与发动机控制模块16通信，以当控制凹槽60和外壁90与传感器52在第二传感器路径86中对准时，检测/确认可轴向移动的结构44的第二位置77。(参见图2B、图4)。传感器52配置为根据沿着第二传感器路径86的凸轮筒56的结构将反馈信号79(以第二数据集83的形式)发送到发动机控制模块16。

如图3-4所示，多个凸角组46中的每个凸角组46包括在轴向方向X、37上与第二凸轮凸角54A邻近的第一凸轮凸角54B。第一凸轮凸角54B配置为，当可轴向移动的结构44处于第一位置75时，第一凸轮凸角54B与发动机阀66接合。类似地，第二凸轮凸角54A配置为，当可轴向移动的结构44处于第二位置77时，第二凸轮凸角54A与发动机阀66接合。第一凸轮凸角54B具有第一最大凸角高度78(参见图4)，第二凸轮凸角54A具有第二最大凸角高度76(参见图4)，其中，第一最大凸角高度78不同于第二最大凸角高度76。

图1A所示的本公开的又一个实施例中，发动机组件12包括发动机控制模块16、内燃发动机14、凸轮轴组件33、致动器34A、34B和传感器52。内燃发动机14包括第一气缸20A、第二气缸20B、可操作地联接至第一气缸20A的第一阀66和可操作地联接至第二气缸20B的第二阀66。凸轮轴组件33可以联接到内燃发动机14的第一阀和第二阀66。凸轮轴组件33还包括基轴35和安装在基轴35上的可轴向移动的结构44。基轴35可以沿着纵向轴线x、37延伸并且配置为绕纵向轴线x、37旋转。可轴向移动的结构44配置为在基轴35上的第一位置75和第二位置77之间移动，而可轴向移动的结构44旋转固定到基轴35。前述可轴向移动的结构44包括凸轮筒56，其具有限定在凸轮筒56的内壁94和外壁90之间的控制凹槽60。控制凹槽60可以在整个第二区域69中限定固定的窄凹槽宽度72，且在凸轮筒56的第一区域67的至少一部分中限定逐渐变化的扩大的凹槽宽度70。

参考图3-4，致动器34A、34B配置为根据从发动机控制模块16接收的输出信号74经由与凸轮筒56中的控制凹槽60接合的致动器的销64A、64B在第一位置75和第二位置77之间移动可轴向移动的结构44。传感器56配置为当可轴向移动的结构处于第一位置75时，将第一数据集81((多个)反馈信号79)发送至发动机控制模块16(见图3)。传感器52还配置为当可轴向移动的结构44处于第二位置77时，将第二数据集83((多个)反馈信号79)发送至发动机控制模块16。(见图4)。可以理解，凹部92限定在凸轮筒56的外壁90中，且当可轴向移动的结构44处于第一位置75时与传感器52对准，而无论堆积公差42如何。

关于图2A至图2C以及图3至图4所示的示例凸轮筒56，第一区域67的扩大的凹槽宽度70可以大于第二区域69的固定的窄凹槽宽度72。无论控制凹槽的配置如何，多个凸角组46均配置为当可轴向移动的结构44随基轴35一起旋转时随凸轮筒56同步地旋转。如图2D所示，另一个示例的控制凹槽60示出为具有外壁90和凹部92。

具体参考图3-4中所示的示例，凸轮轴组件33包括一个或多个(在图3-4中为两个)可轴向移动的结构44，其安装在基轴35上。基轴35沿着纵向轴线X、37延伸。基轴35可包括第一轴端部36和与第一轴端部36相对的第二轴端部38。在图3至图4的非限制性示例中，每个可轴向移动的结构44包括凸角组46A-46D和凸轮筒56，所述凸轮筒56与凸角组46A-46D成一体或固定到凸角组46A-46D。可轴向移动的结构44配置为相对于基轴35沿着纵向轴线X、37轴向移动。但是，可轴向移动的结构44旋转固定在基轴35上。因此，可轴向移动的结构44随基轴35同步地旋转。基轴35可以包括花键特征部48，该花键特征部48用于维持可轴向移动的结构44与基轴35的角度对准，并且还用于在基轴35和可轴向移动的结构44之间传递驱动扭矩。

在图3至图4所示的示例中，可轴向移动的结构44沿着纵向轴线X、37彼此轴向间隔开。然而，如本文所述，当可轴向移动的结构44和可选的轴颈轴向安装在基轴35上时，在凸轮轴组件中可能会发生公差堆积41、42(参见图2A-2B)。不管可能发生的公差堆积(或构造变化)如何，本公开的凸轮轴组件的传感器52将能够准确地检测可轴向移动的结构44在凸轮轴组件上的轴向位置，以及可轴向移动的结构在凸轮轴组件上的旋转位置。

如图3所示，可轴向移动的结构44被示出为处于第一位置75。在第一位置75，传感器52可以与本公开的凸轮筒56通信，其中，当可轴向移动的结构已经移动到如图3所示的第一位置75时，传感器52可以基本上沿着第一传感器路径88(如图2A所示)与凸轮筒56对准，其中第一传感器路径88覆盖凸轮筒56的外壁90和外壁90中的凹部。在该位置，传感器52配置为向控制模块16提供反馈信号79(见图1、3)，以识别凸轮轴组件的轴向和旋转位置。具体地，控制模块16中的算法可能需要数据(经由来自传感器52的反馈信号79)，该数据识别可轴向移动的结构44是否在第一位置75(如图3所示)中。为此，将反馈信号79与控制模块中的模型进行比较，以确定凹部92和外壁90是否与传感器52对准。当可轴向移动的结构44处于第一位置75(如图3所示)时，凸轮筒56应当基本上沿着第一传感器路径88与传感器52对准，使得凹部92和外壁90与传感器52对准(且反馈信号79反映出凹部92和外壁90与传感器52通信并且与其对准)。当反馈信号79与第一位置的期望模式匹配时，控制模块能够准确地确认或确定可轴向移动的结构44处于第一位置75(图3)，因为(如图2A所示)传感器52将能够获得一致且可靠的读数，无论第一传感器路径88沿纵向轴线X、37在正向或负向方向上以第一堆积公差42变化，给定了在第一传感器路径88周围的区域中，凸轮筒56的结构(外壁90和凹部92)在第一传感器路径88处是一致的(不变的)。

除了当所述结构44处于第一位置75时确定或确认可轴向移动的结构44的轴向运动之外，控制模块16中的算法25还需要数据(经由来自传感器的反馈信号79)确定/确认可轴向移动的结构44及其对应的凸角组的旋转位置(与阀接合的凸角的旋转位置)。假设凹部92和外壁90相对于凸轮凸角处于固定的角度位置，则控制模块16(及其相关算法)在可轴向移动的结构44处于第一位置时还能够确定或确认与阀66接合的凸角54B的确切旋转位置。

每个可轴向移动的结构44可以是整体结构。因此，相同的可轴向移动的结构44的凸角组46A、46B、46C、46D和凸轮筒56可以相对于基轴35同时移动/旋转。尽管附图示出了每个可轴向移动的结构44包括四个凸角组46A、46B、46C、46D，但是应当理解，每个轴向移动的结构44可以包括更多或更少的凸角组。

具体参考图4，可轴向移动的结构被示出为处于第二位置77。当所述结构44处于第二位置77时，控制凹槽60和外壁90配置为与传感器52在第二传感器路径86(图2B)处通信。图3-4的示例控制凹槽60可以可选地包括第一区域67中的中央半岛(以虚线示出为元件47)，该中央半岛在凸轮筒56中的控制凹槽60中创建两个路径61。因此，当可轴向移动的结构44处于如图4所示的第二位置77时，传感器52可以与本公开的凸轮筒56通信，其中传感器52可以基本上沿着凸轮筒56(如图2B所示)与凸轮筒56对准，其中第二传感器路径86覆盖凸轮筒56的控制凹槽60和外壁90。在该位置，传感器52配置为还向控制模块16提供反馈信号79或第二数据集(见图1A、4)，以识别凸轮轴组件的轴向和旋转位置。具体地，控制模块16中的算法25可能需要数据(经由来自传感器52的反馈信号79)，该数据识别可轴向移动的结构44是否在第二位置77(如图4所示)中。为此，将反馈信号79(第二数据集83)与控制模块16中的模型27进行比较，以检测/确认控制凹槽60和外壁90是否与传感器52对准(在图2B中的第二传感器路径86处)。

当反馈信号79(第二数据集83)与第二位置77的期望模式匹配时，控制模块16能够准确地确认或确定可轴向移动的结构44实际上处于第二位置77(图4)。应当理解，第二数据集83与沿着第一传感器路径88获得的第一数据集81明显不同。由于第一传感器路径88和第二传感器路径86处的数据读数之间的这一显著差异，因此，消除了关于可轴向移动的结构在凸轮轴组件中的位置的歧义，并且无论堆积公差41、42或制造偏差41、42如何，提供了更准确的***。

控制模块16中的算法还可以需要数据(经由来自传感器的反馈信号79)，以当可轴向移动的结构在第二位置77时，确定/确认可轴向移动的结构及其对应的凸角组的旋转位置(与阀接合的凸角的旋转位置)。控制模块16(及其相关算法)还能够在可轴向移动的结构44在第二位置时确定或确认与阀66接合的凸角54B的确切旋转位置，给定了控制模块知道：(1)在第二位置，控制凹槽60和外壁90相对于凸轮凸角54A(其与阀66接合)的固定的角度位置；以及(2)控制凹槽60和外壁90的确切旋转位置(经由来自传感器52的反馈信号79)。

因此，在本公开的所有实施例中，凸轮筒56包括外壁90，其中外壁90包括凹槽壁表面98(形成控制凹槽60的一部分)，上表面100和侧表面102(参见图2A-2C)。如图2A-2C所示，外壁90被限定在凸轮筒56上，并且限定了控制凹槽60的一半。如图所示，外壁90进一步限定凹部92，其中凹部92可以可选地邻近或靠近控制凹槽60的第二区域69设置，该第二区域69限定固定的较窄的凹槽宽度72(参见图2A-2C)。应当理解，控制模块16中的模型27和算法25是根据外壁90和凹部92相对于控制凹槽60的第一区域69的唯一选择的配置来校准的。

可以理解，第二传感器路径86可以沿着轴线X、37变化如图2B中所示的公差堆积(元素42)，第一传感器路径88可以沿着轴线X、37变化如图2A中所示的公差堆积(元素41)。此外，只有当传感器52在第一传感器路径88(在第一位置75)中对准时，传感器52才会在第二区域69中检测到材料的缺失(图2A中的凹部92)。相反，只有当传感器52在第二传感器路径86(在第二位置77)中对准时，传感器52才会在第二区域69中检测到材料(外壁90)。再次，由于在示例的第二区域中第一传感器路径86和第二传感器路径88的反馈信号79之间的显著差异，本公开的凸轮轴组件33在确定结构44相对于基轴35的轴向位置时明显地消除了歧义，无论堆积公差41、42如何。

控制模块16和/或传感器配置为，当传感器52经过第二区域69时，检测到沿着第二传感器路径86(见图2B)的材料的缺失(以扩大的控制凹槽宽度70的形式)。来自传感器52的信号79(见图1A)从传感器52连续地发送到控制模块16(见图1A)，使得控制模块16中的算法25可以准确地确定凸轮轴组件的轴向和/或旋转位置，而无论公差堆积41、42如何。

关于图3-4的示例致动器，致动器34A、34B配置为在第一位置(如图2A和图3所示)和第二位置(如图2B和图4所示)之间移动可轴向移动的结构。每个致动器34A、34B包括致动器主体62A、62B，其中第一销64A和第二销64B可移动地联接到每个致动器主体62A、62B。每个致动器34A、34B的第一销64A和第二销64B轴向地彼此间隔开，并且可以彼此独立地移动。具体地，第一销64A和第二销64B中的每一个可以响应于来自控制模块16(图1)的输入或命令而相对于对应的致动器本体62A、62B在缩回位置71和伸出位置73之间移动。在缩回位置71，第一销64A或第二销64B未设置在控制凹槽60中。相反，在伸出位置73中，第一销64A或第二销64B可以至少部分地设置在控制凹槽60中。因此，第一销64A和第二销64B可以响应于来自控制模块16(图1)的输入或命令而朝向和远离凸轮筒56的控制凹槽60移动。因此，每个致动器34A、34B的第一销64A和第二销64B可以在基本垂直于纵向轴线X、37的方向上相对于对应的凸轮筒56移动。因此，如图4所示，当可轴向移动的结构44在第二位置77中时，传感器52与图2B所示的第二传感器路径86对准。类似地，如图3所示，当可轴向移动的结构在的第一位置75中时，传感器52与图2A所示的第一传感器路径88对准。

可以理解，在第二销64B处于伸出位置73时，当基轴35绕纵向轴线37旋转时，可轴向移动的结构44可相对于基轴35从第一位置75(图3)轴向移动到第二位置77(图4)。第二销64B至少部分地设置在控制凹槽60中，且第二销64B配置为沿着控制凹槽60中的第一区域67的第二侧80B的至少一部分85行径，然后进入控制凹槽60的第二区域69。此外，同样可理解的是，当基轴35绕纵向轴线37旋转时，可轴向移动的结构44可从第二位置77(图4)轴向移动到第一位置75(图3)，第一销64A处于伸出位置73，当第一销64A至少部分地设置在控制凹槽60中时，且第一销64A沿着控制凹槽60中的第一区域67的第一侧80A的至少一部分85行进，然后进入控制凹槽60的第二区域69。扩大的宽度70(渐变宽度70)在第一区域67内逐渐变化。不管第一区域67中的控制凹槽60的变化的扩大宽度70(渐变宽度70)如何，在第一区域67中限定的任何扩大的宽度70或渐变宽度70都大于在第二区域69中保持不变的窄固定宽度72。.

如上所述，可轴向移动的结构44中的多个凸角组46A、46B、46C、46D中的每个凸角组46A-46D包括多个凸轮凸角54A、54B。可轴向移动的结构44中的凸轮筒56限定控制凹槽60，该控制凹槽60由围绕凸轮筒56的圆周63的至少一个路径61限定，使得至少一个路径61由第一区域67和第二区域69限定。致动器34A、34B包括致动器主体62A、62B以及第一销64A和第二销64B，它们各自可移动地联接到致动器主体62A、62B，使得第一销64A和第二销64B中的每一个可相对于致动器主体62A、62B在缩回位置71和伸出位置73之间移动。第一销64A和第二销64B配置为沿着由控制凹槽60限定的至少一个路径61行进。然而，当基轴35围绕纵向轴线37旋转且第二销64B处于伸出位置73时(其中第二销64B至少部分地设置在控制凹槽60中)，可轴向移动的结构44可相对于基轴35从第一位置(图3)75轴向移动到第二位置77(图4)。在这种配置下，第二销64B配置为沿着控制凹槽60中的第一区域67的第二侧80B的至少一部分85行进，然后进入控制凹槽60的第二区域69。类似地，当基轴35围绕纵向轴线37旋转且第一销64A处于伸出位置73时(使得第一销64A至少部分地设置在控制凹槽60中)，可轴向移动的结构44可相对于基轴35从第二位置(图4)77轴向移动到第一位置75(图3)。在这种配置下，第一销64B配置为沿着控制凹槽60中的第一区域67的第一侧80A的至少一部分85行进，然后进入控制凹槽60的第二区域69。如图2A所示，可以理解，控制凹槽60的第一区域67在控制凹槽60中限定扩大的宽度70，且控制凹槽60的第二区域69在控制凹槽60中限定窄宽度72，其中窄宽度72小于扩大的宽度70。扩大的宽度70在第一区域67内逐渐变化。

尽管在前面的详细描述中已经提出了至少一个示例性实施例，但是应当理解，存在大量的变型。还应该理解的是，一个或多个示例性实施例仅是示例，并不意图以任何方式限制本公开的范围、适用性或配置。相反，前述详细描述将为本领域技术人员提供用于实施一个或多个示例性实施例的便利路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种凸轮轴组件，包括：

沿着纵向轴线延伸的基轴；

可轴向移动的结构，其安装在所述基轴上，并且能够经由致动器相对于所述基轴在第一位置和第二位置之间轴向移动，同时还旋转固定到所述基轴，所述可轴向移动的结构包括：

多个凸角组，所述凸角组中的每一个包括多个凸轮凸角；以及

凸轮筒，其具有限定在所述凸轮筒的内壁和外壁之间的控制凹槽，所述控制凹槽包括第一区域和第二区域，所述第一区域在所述内壁和所述外壁之间具有固定的窄凹槽宽度，所述第二区域在所述内壁和所述外壁之间具有扩大的凹槽宽度；以及

凹部，其限定在所述凸轮筒的外壁中，使得所述凹部邻近所述第一区域设置；

其中，所述凹部限定在所述凸轮筒的第一区域中。

2.如权利要求1所述的凸轮轴组件，还包括传感器，其配置为，当所述可轴向移动的结构移动到所述第一位置时，所述传感器沿着第一传感器路径与所述可轴向移动的结构对准，且所述传感器配置为，当所述可轴向移动的结构移动到所述第二位置时，所述传感器沿着第二传感器路径与所述可轴向移动的结构对准。

3.如权利要求2所述的凸轮轴组件，其中，所述第一传感器路径覆盖所述外壁和限定在所述外壁中的凹部。

4.如权利要求3所述的凸轮轴组件，其中，所述第二传感器路径覆盖所述控制凹槽和所述外壁。

5.如权利要求4所述的凸轮轴组件，还包括与所述致动器和所述传感器通信的控制模块。

6.如权利要求5所述的凸轮轴组件，其中，所述多个凸角组中的每个凸角组包括与第二凸轮凸角邻近的第一凸轮凸角。

7.如权利要求6所述的凸轮轴组件，其中，所述第一凸轮凸角配置为，当所述可轴向移动的结构处于所述第一位置时，所述第一凸轮凸角与发动机阀接合。

8.如权利要求7所述的凸轮轴组件，其中，所述凹部和所述外壁配置为经由传感器与发动机控制模块通信，以当所述凹部和所述外壁与所述传感器在第一传感器路径中对准时，检到所述可轴向移动的结构的第一位置。

9.如权利要求8所述的凸轮轴组件，其中，所述控制凹槽和所述外壁配置为经由所述传感器与发动机控制模块通信，以当所述控制凹槽和所述外壁与所述传感器在第二传感器路径中对准时，检测所述可轴向移动的结构的第二位置。

10.一种发动机组件，包括：

内燃发动机，其包括第一气缸、第二气缸、可操作地联接到所述第一气缸的第一阀以及可操作地联接到所述第二气缸的第二阀；

发动机控制模块；

凸轮轴组件，其可操作地联接到所述第一阀和所述第二阀，其中，所述凸轮轴组件包括：

沿着纵向轴线延伸的基轴，所述基轴配置为围绕所述纵向轴线旋转；

可轴向移动的结构，其能够在所述基轴上的第一位置和第二位置之间轴向移动，并且旋转固定到所述基轴，

其中，所述可轴向移动的结构还包括；

凸轮筒，其具有限定在所述凸轮筒的内壁和外壁之间的控制凹槽，所述控制凹槽在整个第一区域中限定固定的窄凹槽宽度，并且，在所述凸轮筒的第二区域的至少一部分中限定逐渐变化的扩大的凹槽宽度；以及

致动器，其配置为根据来自所述发动机控制模块的输出信号经由所述凸轮筒中的控制凹槽在所述第一位置和所述第二位置之间移动所述可轴向移动的结构；以及

传感器，其配置为当所述可轴向移动的结构处于第一位置时向所述发动机控制模块发送第一数据集，并且配置为当所述可轴向移动的结构处于所述第二位置时向所述发动机控制模块发送第二数据集；

其中，凹部限定在所述凸轮筒的外壁中，并且，当所述可轴向移动的结构处于所述第一位置时，所述凹部与所述传感器对准。

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