專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的氣動(dòng)控制設(shè)備的控制方法和允許實(shí)現(xiàn)所述方法的發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求2009年9月M日提交的法國(guó)申請(qǐng)0956591的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容(正文、 附圖和權(quán)利要求)通過(guò)引用被并入本文。本發(fā)明涉及包括發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的氣動(dòng)控制設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)，尤其是涉及其在發(fā)動(dòng)機(jī)停止階段中的控制。
背景技術(shù)：
機(jī)動(dòng)車通常利用氣動(dòng)控制設(shè)備，其包括真空回路、多個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行器、以及連接到真空回路和執(zhí)行器并適合于控制執(zhí)行器的氣動(dòng)電磁閥。在真空回路中蔓延的壓力由真空泵產(chǎn)生。最經(jīng)常地，真空泵的驅(qū)動(dòng)直接服務(wù)于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。這是例如當(dāng)真空泵直接連接到發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸時(shí)的情況。因此當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中時(shí)，真空泵產(chǎn)生遠(yuǎn)低于大氣壓力的壓力，作為參考情況，該壓力為大約絕對(duì)的50毫巴。然而，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，真空回路的兩種類型的故障可能出現(xiàn)。第一個(gè)問題是在真空回路中油的遷移。事實(shí)上，真空泵通常為了其良好的運(yùn)行而被加潤(rùn)滑油，在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，在真空回路中蔓延的低壓力的后果是將潤(rùn)滑油從真空泵吸到真空回路。這個(gè)問題在泵的氣密性的故障的情況下更加嚴(yán)重。遇到的第二個(gè)問題涉及電磁閥。在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，根據(jù)引導(dǎo)控制的氣動(dòng)執(zhí)行器，電磁閥的位置通常是打開的或通常是關(guān)閉的。電磁閥可作為質(zhì)量彈簧系統(tǒng)，與電磁閥的氣密區(qū)的老化相關(guān)的發(fā)動(dòng)機(jī)中斷的振動(dòng)應(yīng)力可通過(guò)將電磁閥的質(zhì)量彈簧系統(tǒng)置于諧振中而產(chǎn)生噪聲。這表現(xiàn)于電磁閥的雜音或例如由渦輪增壓機(jī)引導(dǎo)控制的功能的機(jī)械振動(dòng)。本發(fā)明目的在于解決這些缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。本發(fā)明因此涉及用于控制內(nèi)燃機(jī)的氣動(dòng)控制設(shè)備的方法，所述設(shè)備包括第一部分，其包括被包含在真空泵和電磁閥之間的真空回路；第二部分，其被包括在氣動(dòng)執(zhí)行器和電磁閥之間，其特征在于，在真空泵的運(yùn)行停止之后，只要在第一部分中的壓力低于預(yù)定的壓力閾值，就至少執(zhí)行下面步驟-氣密地隔離氣動(dòng)控制設(shè)備的第一部分與所述設(shè)備的第二部分，-使空氣充滿氣動(dòng)控制設(shè)備的第二部分，-將包含在氣動(dòng)控制設(shè)備的第二部分中的空氣轉(zhuǎn)移到所述設(shè)備的第一部分。因此以簡(jiǎn)單和快速的方式恢復(fù)了足夠的壓力，特別是在真空回路中，以避免包含在真空泵中的油朝著連接到真空回路的機(jī)構(gòu)遷移。另外，本發(fā)明可包括下列特征中的一個(gè)或多個(gè)-每個(gè)步驟包括電磁閥的一個(gè)預(yù)定控制，這允許通過(guò)這個(gè)唯一機(jī)構(gòu)的控制來(lái)集中管理不同的步驟。-執(zhí)行在所確定的填充持續(xù)時(shí)間期間填充的步驟并執(zhí)行在所確定的轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間期間轉(zhuǎn)移的步驟，以便不延長(zhǎng)在填充過(guò)程中在第二部分中和在空氣的轉(zhuǎn)移過(guò)程中在第一部分中達(dá)到基本上穩(wěn)定的壓力所必需的時(shí)間。
-在低于或等于10秒的過(guò)程的持續(xù)時(shí)間期間重復(fù)所述步驟。-優(yōu)選地，對(duì)于從大氣填充，壓力的閾值是大氣壓力。-由于填充和轉(zhuǎn)移的流量的高值的原因，填充持續(xù)時(shí)間和轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間之和包括在0.5秒和1秒之間。-有利地，填充持續(xù)時(shí)間與轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間之間的比包括在0.2和0. 9之間，伴隨著噪聲的風(fēng)險(xiǎn)。-有利地，電磁閥是比例型的，為了確定電磁閥的部分打開而選擇電磁閥的預(yù)定控制，以便避免與可能的機(jī)械擋塊的接觸。另外，本發(fā)明目的還在于包括氣動(dòng)控制設(shè)備的內(nèi)燃機(jī)，所述設(shè)備包括第一部分， 其包括被包含在真空泵和電磁閥之間的真空回路；第二部分，其被包括在氣動(dòng)執(zhí)行器和電磁閥之間；電磁閥的控制裝置，其特征在于，控制裝置包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的電磁閥的控制特性曲線(profil)。


在閱讀了參考附圖進(jìn)行的本發(fā)明的非限制性特定實(shí)施方式的下面描述時(shí)，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將明顯，其中-圖1示出機(jī)動(dòng)車的氣動(dòng)控制設(shè)備。-圖2示出電磁閥的控制特性的第一實(shí)例。-圖3示出借助于本發(fā)明的過(guò)程在真空電路中氣動(dòng)壓力的恢復(fù)中的時(shí)間增益。
具體實(shí)施例方式圖1示出機(jī)動(dòng)車的內(nèi)燃機(jī)機(jī)構(gòu)的氣動(dòng)控制設(shè)備1?？刂圃O(shè)備1包括真空回路2、多個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行器3 (在圖1中作為例子只示出其中三個(gè))、以及連接到真空回路2和執(zhí)行器3的多個(gè)氣動(dòng)控制電磁閥4。每個(gè)電磁閥4適合于控制執(zhí)行器3。這樣的執(zhí)行器3可用于引導(dǎo)控制發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)，例如渦輪增壓機(jī)或旁通交換器 EGR0根據(jù)所涉及的應(yīng)用，電磁閥4可以是On/Off型的，如一般旁通交換器EGR的情況，或者還可以是比例型的，如對(duì)渦輪增壓機(jī)的情況。每個(gè)電磁閥4包括由導(dǎo)管6連接到真空回路2的第一通道孔5、由導(dǎo)管8連接到氣動(dòng)執(zhí)行器3的進(jìn)入孔15的第二通道孔7、以及由導(dǎo)管10連接到大氣的第三通道孔9。電磁閥4適合于將第二通道孔7選擇性地連接到第一通道孔5和第三通道孔9，因此通過(guò)控制導(dǎo)管8中的壓力來(lái)控制執(zhí)行器3。真空回路2包括連接到車的剎車裝置12的氣動(dòng)回路的真空泵11和由導(dǎo)管14連接到真空泵11的真空儲(chǔ)蓄器13。兩個(gè)電磁閥4由第一通道孔5連接到儲(chǔ)蓄器13，而一個(gè)電磁閥4由通道的第一孔 5連接到泵11。電磁閥4連接到控制裝置，例如電子控制它們的電控單元或E⑶16。因此，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的真空泵11吸真空回路2中的空氣，并使遠(yuǎn)低于大氣壓力Patm的真空壓力Pv蔓延在所述回路中，作為參考情況，該壓力包括在50和 150毫巴之間。
為了在本說(shuō)明書的后續(xù)部分中理解的原因，將氣動(dòng)控制設(shè)備1分解成兩個(gè)部分。氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分包含包括在真空泵11和電磁閥4之間的真空回路2， 因此包括氣動(dòng)控制設(shè)備1的位于電磁閥4的第一孔5的上游的固有元件。氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分包括在氣動(dòng)執(zhí)行器3和電磁閥4之間，也就是說(shuō)，它包括氣動(dòng)控制設(shè)備1的位于電磁閥4的第二通道孔7的下游的元件。在真空泵11的運(yùn)行由于其通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)停止而停止時(shí)，為了解除已在本說(shuō)明書中描述的油的遷移和電磁閥4的噪聲的問題，以下面的方式繼續(xù)-只要在氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分中的真空壓力Pv低于預(yù)定的壓力閾值Sp，就至少執(zhí)行下面的步驟-氣密地隔離氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分與所述設(shè)備的第二部分，-使空氣充滿氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分，-將包含在氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分中的空氣轉(zhuǎn)移到所述設(shè)備的第一部分。控制設(shè)備2的第二部分因此起臨時(shí)空氣儲(chǔ)蓄器的作用。優(yōu)選地，每個(gè)步驟包括電磁閥4的一個(gè)預(yù)定控制。在本文所述的實(shí)施方式中，ECU 16根據(jù)所述電磁閥4的一系列連續(xù)的打開和關(guān)閉來(lái)控制電磁閥4，允許恢復(fù)在壓力閾值處在真空回路2中蔓延的壓力Pv，其有利地是大氣壓
力 Patm。圖2以曲線圖的形式示出脈沖的控制特性曲線或序列17的第一實(shí)例，其對(duì)于On/ Off型的閥給出作為時(shí)間t的函數(shù)的電控定值X的變化。按照慣例，在本例中，處于約定通常關(guān)閉的電磁閥4的情況中，也就是說(shuō)，在電控 0%處，假設(shè)沒有電引導(dǎo)控制，電磁閥4被認(rèn)為是完全關(guān)閉的，換句話說(shuō)，它允許來(lái)自連接到大氣的第三通道孔9的空氣通過(guò)而到達(dá)執(zhí)行器3。相反，在電控100%處，電磁閥4不允許來(lái)自連接到大氣的第三通道孔9的空氣通過(guò)，而允許在真空回路2和執(zhí)行器3之間的空氣通過(guò)。在電磁閥4是On/Off型的情況下，顯然只能產(chǎn)生0 % -100 %或100 % _0 %的突變。操作如下時(shí)刻、相應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行停止時(shí)刻。真空泵11因此也停止運(yùn)行。從時(shí)刻Ttl到時(shí)刻t1;在填充持續(xù)時(shí)間tr期間執(zhí)行氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分的填充，tr由時(shí)刻、和、之間的間隔確定，氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分是氣密的。為此，電磁閥4在最小控制閾值Sl處由ECU 16引導(dǎo)控制，假設(shè)對(duì)于On/Off型的閥，在電控0%處， 來(lái)自大氣的空氣與執(zhí)行器3連通。包括在執(zhí)行器3和電磁閥4之間的氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分因此被充滿空氣，且在這個(gè)第二部分中產(chǎn)生的壓力因此是大氣壓力Patm?？纱_定時(shí)刻 t1 以便確?？諝饬己玫靥畛錃鈩?dòng)控制設(shè)備1的第二部分，也就是說(shuō)，當(dāng)由這個(gè)第二部分中的空氣的填充產(chǎn)生的壓力基本上是大氣壓力Patm時(shí)。從時(shí)刻、到時(shí)刻t2，在轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間tt期間執(zhí)行空氣的轉(zhuǎn)移，tt由時(shí)刻、和t2 之間的間隔確定。為此，電磁閥4在最大控制閾值S2處由E⑶引導(dǎo)控制，假設(shè)對(duì)于On/Off 型的閥，在電控100%處，執(zhí)行器3與包括真空回路2的氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分連通。 包含在氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分中、尤其是在這里起空氣的主要儲(chǔ)蓄器的作用的回路8 中的、處于大氣壓力Patm的空氣排出并分散在包括真空回路2的第二部分中，增加了其壓力Pv。在時(shí)刻、和時(shí)刻t2之間的轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間tt可以是大約1秒的數(shù)量級(jí)。可確定時(shí)刻 t2，以便確?？諝饬己玫爻鴼鈩?dòng)空氣設(shè)備1的第一部分轉(zhuǎn)移，也就是說(shuō)，當(dāng)這個(gè)第二部分中的真空回路2的壓力Pv基本上變得穩(wěn)定時(shí)。從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3，電磁閥4在最小閾值Sl處由E⑶16重新引導(dǎo)控制，允許設(shè)置到氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分的大氣壓力。電磁閥4還隔離真空回路2，因此維持壓力Pv。從時(shí)刻t3到時(shí)刻t4，電磁閥4在最大閾值S2處由E⑶16重新引導(dǎo)控制，允許包含在氣動(dòng)空氣設(shè)備1的第二部分中的空氣排出到包括真氣回路2的所述設(shè)備1的第一部分， 并從中再一次增加其壓力Pv。脈沖的控制特性17因此有等于在時(shí)刻、和t3之間的時(shí)間間隔的周期T，換句話說(shuō)，空氣的填充持續(xù)時(shí)間tr和空氣的轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間tt的和。優(yōu)選地，填充持續(xù)時(shí)間tr和轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間tt之和包括在0. 5和1秒之間。更優(yōu)選地，填充持續(xù)時(shí)間tr和轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間tt的比值包括在0. 2和0. 9之間，伴隨著噪聲的風(fēng)險(xiǎn)，。因此，通過(guò)在所確定的過(guò)程持續(xù)時(shí)間C內(nèi)重新進(jìn)行控制步驟，在真空回路2中的壓力Pv逐漸恢復(fù)到大氣壓力Patm。過(guò)程持續(xù)時(shí)間C應(yīng)在幾秒內(nèi)過(guò)去。優(yōu)選地，過(guò)程持續(xù)時(shí)間 C小于或等于10秒。在電磁閥4是比例型的情況下，優(yōu)選地，選擇電磁閥4的控制以便確定所述電磁閥 4的部分打開。因此，在這種情況下，最小閾值Sl高于電控0%，而最大閾值S2低于100%， 以便避免接觸電磁閥4的可能的機(jī)械擋塊，并因此限制噪聲的風(fēng)險(xiǎn)和耐久性。圖3以曲線圖形式示出作為真空回路2的時(shí)間t的函數(shù)的壓力差ΔΡ的變化。第一曲線18呈現(xiàn)在沒有本發(fā)明的過(guò)程的情況下壓力差ΔΡ的時(shí)間變化。在時(shí)刻、之前，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中，且壓力差Δ P因此是大氣壓力Patm和在真空回路2中的絕對(duì)壓力Pv之間的差。經(jīng)過(guò)時(shí)刻、后，發(fā)動(dòng)機(jī)停止，且真空泵11停止運(yùn)行。壓力差ΔΡ減小，由于氣動(dòng)控制設(shè)備1的正常的空氣泄漏，真空回路2中的壓力Pv逐漸恢復(fù)到大氣壓力Patm。作為參考情況，空氣泄漏具有30升/小時(shí)數(shù)量級(jí)的流量Qvl。第二曲線19呈現(xiàn)在使用本發(fā)明的過(guò)程的情況下壓力差ΔΡ的時(shí)間變化。經(jīng)過(guò)時(shí)刻to后，發(fā)動(dòng)機(jī)停止，且真空泵11停止運(yùn)行。E⑶16繼續(xù)控制電磁閥4。一方面由于當(dāng)電磁閥4在最小閾值Sl處被控制時(shí)在氣動(dòng)控制設(shè)備1的第二部分中的空氣的填充流量Qv2， 允許所述第二部分被置于大氣壓力Patm下，另一方面由于當(dāng)電磁閥4在最大閾值S2處被控制時(shí)在氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分中的空氣的轉(zhuǎn)移流量Qv3，允許包含在第二部分中的空氣排出到包含真空回路2的氣動(dòng)控制設(shè)備1的第一部分并增加其壓力Pv，電磁閥4的打開/ 關(guān)閉的交替允許在過(guò)程持續(xù)時(shí)間C內(nèi)在真空回路2中的壓力Pv加速恢復(fù)到大氣壓力Patm。事實(shí)上，填充流量Qv2和轉(zhuǎn)移流量Qv3明顯高于泄漏流量Qvl。作為參考情況，流量 Qv2和Qv3為1000升/小時(shí)數(shù)量級(jí)。該過(guò)程也有在電磁閥4的壓力下維持且因此加固質(zhì)量彈簧的優(yōu)點(diǎn)，這表現(xiàn)在通過(guò)諧振來(lái)減小噪聲的意義上。
權(quán)利要求
1.一種用于控制內(nèi)燃機(jī)的氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的方法，所述設(shè)備包括第一部分，包括被包含在真空泵(11)和電磁閥(4)之間的真空回路O)；第二部分，被包含在氣動(dòng)執(zhí)行器(3) 和所述電磁閥(4)之間，其特征在于，在所述真空泵(11)的運(yùn)行停止之后，只要在所述第一部分中的壓力低于預(yù)定的壓力閾值，至少執(zhí)行下面步驟-氣密地隔離所述氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的所述第一部分與所述設(shè)備的所述第二部分，-使空氣充滿所述氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的所述第二部分，-將包含在所述氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的所述第二部分中的空氣轉(zhuǎn)移到所述設(shè)備的所述第一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)步驟包括所述電磁閥(4)的預(yù)定控制。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所確定的填充持續(xù)時(shí)間 (tr)期間執(zhí)行填充的步驟并在所確定的轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間(tt)期間執(zhí)行轉(zhuǎn)移的步驟。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述填充持續(xù)時(shí)間(tr)和所述轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間(tt)的和包括在0. 5秒和1秒之間。
5.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述填充持續(xù)時(shí)間(tr)與所述轉(zhuǎn)移持續(xù)時(shí)間(tt)之間的比值包括在0. 2和0. 9之間。
6.如權(quán)利要求2到5中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電磁閥(4)是比例型的，選擇所述電磁閥的預(yù)定控制，以便確定所述電磁閥的部分打開。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟在低于或等于10秒的過(guò)程持續(xù)時(shí)間(C)期間重復(fù)。
8.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述壓力閾值(Sp)是大氣壓力(Patm)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的方法，所述設(shè)備包括第一部分，其包括被包含在真空泵(11)和電磁閥(4)之間的真空回路(2)；第二部分，其被包括在氣動(dòng)執(zhí)行器(3)和電磁閥(4)之間，其特征在于，在真空泵(11)的運(yùn)行停止之后，只要在第一部分中的壓力低于預(yù)定的壓力閾值，就至少執(zhí)行下面的步驟氣密地隔離氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的第一部分與設(shè)備的第二部分，使空氣充滿氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的第二部分，將包含在氣動(dòng)控制設(shè)備(1)的第二部分中的空氣轉(zhuǎn)移到設(shè)備的第一部分。本發(fā)明還涉及具有用于實(shí)現(xiàn)所述方法的控制特性的發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)F02M25/07GK102575622SQ201080042561
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者M-A·多馬 申請(qǐng)人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司