本發(fā)明涉及如下類型的用于內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機閥的可變致動的系統(tǒng)，包括：

液壓設(shè)備，所述液壓設(shè)備包括：

-主活塞；

-從動活塞，所述從動活塞能夠借助于設(shè)置在所述主活塞和所述從動活塞之間的流體體積由所述主活塞驅(qū)動；和

-電磁閥，所述電磁閥配置成呈現(xiàn)所述流體體積置于與出口連通的狀態(tài)，從而使得所述從動活塞與所述主活塞的移動獨立；

凸輪軸，所述凸輪軸設(shè)計成驅(qū)動所述主活塞的運動，所述凸輪軸具有凸輪輪廓，用于通過所述主活塞以四沖程發(fā)動機操作模式操控所述發(fā)動機閥；以及

控制單元，所述控制單元配置成根據(jù)隨著表示發(fā)動機操作狀況的一個或多個參數(shù)而可變的升程和/或打開和關(guān)閉時間來控制所述電磁閥，從而以所述四沖程發(fā)動機操作模式操控所述發(fā)動機閥。

背景技術(shù)：

一段時間以來，本申請人已開發(fā)設(shè)置有用于發(fā)動機進(jìn)氣閥的可變致動的系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機，具有上文提及的特征且按商標(biāo)“multiair”出售。本申請人是關(guān)于設(shè)置有上文所說明類型的系統(tǒng)和該系統(tǒng)的部件的發(fā)動機的多項專利和專利申請的持有人。

附圖中的圖1示出所討論系統(tǒng)的示例，所述系統(tǒng)用于致動內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的兩個進(jìn)氣閥7。在所示的示例中，系統(tǒng)包括主活塞2，主活塞2由凸輪4移動，且驅(qū)動兩個進(jìn)氣閥7的相應(yīng)從動活塞6，用于借助于本身設(shè)置在從動活塞6和主活塞2之間的流體體積v將進(jìn)氣閥7帶到打開狀況。

電磁閥8控制液壓回路的腔室的連通，在所述腔室內(nèi)，各個活塞借助于連接到流體蓄壓器的出口12移動。當(dāng)電磁閥變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)b時，主活塞2和從動活塞6在閥7的打開和關(guān)閉運動的傳動中剛性地連接。相反，當(dāng)電磁閥打開時，各個活塞的腔室與出口12處的低壓力連通，因而使得從動活塞6與主活塞6的移動獨立。電磁閥8正常處于打開狀態(tài)，且在閥本身的電致動后進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)。

在所述的系統(tǒng)，在電磁閥8被致動時，即變?yōu)殛P(guān)閉狀態(tài)時，發(fā)動機閥跟隨凸輪的移動（全升程）。發(fā)動機閥的預(yù)期關(guān)閉可以通過打開電磁閥8獲得，從而排空加壓流體體積c且在相應(yīng)復(fù)位彈簧（未示出）的作用下獲得閥7的關(guān)閉。類似地，閥的延遲打開可以通過延遲電磁閥的關(guān)閉而獲得，而閥的延遲打開和預(yù)期關(guān)閉的組合可以在對應(yīng)凸輪的推動期間通過關(guān)閉和打開電磁閥而獲得。根據(jù)可選策略，按照以本申請人名義提交的專利申請no.ep1726790a1的教導(dǎo)，每個進(jìn)氣閥可以以多升程模式控制，即，根據(jù)打開和關(guān)閉的兩個或更多重復(fù)“子循環(huán)”。在每個子循環(huán)中，進(jìn)氣閥打開且然后完全關(guān)閉。

鑒于上文所述，電子控制單元因而能夠根據(jù)發(fā)動機的一個或多個操作參數(shù)（例如，加速踏板的位置、發(fā)動機rpm、或者發(fā)動機溫度（例如，油溫度或冷卻劑溫度））獲得進(jìn)氣閥的打開瞬時和/或關(guān)閉瞬時和/或升程的變化。這允許在每一個操作狀況下獲得最佳發(fā)動機效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請人現(xiàn)在追求的總體目的在于進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動機的效率，尤其是通過提供用于閥的可變致動的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)將允許實現(xiàn)如下優(yōu)點中的一個或多個：

以寬范圍的壓縮比值尤其是高的該比值來運行發(fā)動機的可能性；

消耗水平的改進(jìn)；

給定相同的輸送功率，提供小尺寸發(fā)動機的可能性；

減少由活塞執(zhí)行的泵送功；以及

在渦輪增壓器作用范圍內(nèi)提供較低壓縮比的可能性。

上述目的經(jīng)由用于內(nèi)燃發(fā)動機的發(fā)動機閥的可變致動的系統(tǒng)實現(xiàn)，包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征。

本文所述的系統(tǒng)特征在于：其能夠基于發(fā)動機操作狀況尤其是基于發(fā)動機負(fù)載狀況選擇性地以四沖程操作模式和兩沖程操作模式致動發(fā)動機閥。

為此目的，本文所述的系統(tǒng)使用上述的用于發(fā)動機閥的可變致動的系統(tǒng)的基本架構(gòu)，但是以合適的方式重新調(diào)整和重新設(shè)計。具體地，本文所述的系統(tǒng)總體上具有如下特征：

所述凸輪軸或另一凸輪軸具有用于以兩沖程操作模式操控發(fā)動機閥的第二凸輪輪廓；

液壓系統(tǒng)包括第二主活塞，所述第二主活塞能夠由第二凸輪輪廓致動且設(shè)計成借助于設(shè)置在第二主活塞和從動活塞之間的第二流體體積驅(qū)動從動活塞；

電磁閥配置成呈現(xiàn)所述第二流體體積置于與出口連通的狀態(tài)，從而使得所述從動活塞與所述第二主活塞的移動獨立；以及

所述控制單元配置成選擇性地以前述兩個操作模式中的一個或另一個控制所述電磁閥，從而操控所述發(fā)動機閥。

此外，本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求9限定的所討論類型的發(fā)動機閥的致動的系統(tǒng)的控制方法。

附圖說明

本發(fā)明的另外的特征和優(yōu)點將從后面參照附圖的描述中顯現(xiàn)，所述附圖僅僅以非限制性示例的方式提供且其中：

圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于內(nèi)燃發(fā)動機的閥的可變致動的系統(tǒng)的簡圖；

圖2是兩個示例的示意圖，一個涉及內(nèi)燃發(fā)動機的四沖程操作循環(huán)，一個涉及兩沖程操作循環(huán)；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于內(nèi)燃發(fā)動機的閥的可變致動的系統(tǒng)的簡圖；

圖4a和4b圖示了用于致動發(fā)動機的進(jìn)氣閥的兩個不同凸輪輪廓，分別用于四沖程發(fā)動機模式和兩沖程發(fā)動機模式；和

圖5a和5b圖示了用于致動發(fā)動機的排氣閥的兩個不同凸輪輪廓，分別用于四沖程發(fā)動機模式和兩沖程發(fā)動機模式。

具體實施方式

在接下來的說明中，各個具體細(xì)節(jié)被闡述，旨在允許實施例的深入理解。實施例可以不設(shè)置有所述具體細(xì)節(jié)中的一個或多個，或者設(shè)置有其它方法、部件或材料等。在其它情況下，已知的結(jié)構(gòu)、材料或操作未示出或者詳細(xì)描述，從而將不會妨礙實施例的各個方面。

本文使用的參考僅僅是為了方便提供，因而并不限定保護(hù)范圍或?qū)嵤├姆秶?/p>

如已知的那樣，內(nèi)燃發(fā)動機的典型四沖程操作循環(huán)接連地包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程和排氣沖程。前兩個沖程，進(jìn)氣和排氣沖程，在第一曲軸轉(zhuǎn)中發(fā)生，而后兩個沖程，膨脹和排氣沖程，在隨后的曲軸轉(zhuǎn)中發(fā)生。通常，進(jìn)氣沖程稍微在前一循環(huán)的排氣沖程結(jié)束之前在活塞尚未到達(dá)上止點（tdc）時開始。

此外，兩沖程循環(huán)設(shè)想四個沖程：進(jìn)氣、壓縮、膨脹和掃氣，然而，在同一曲軸轉(zhuǎn)期間發(fā)生。在該操作模式中，已燃燒氣體的膨脹在所謂的掃氣沖程中發(fā)生，且主要由于空氣-汽油混合物進(jìn)入燃燒室而發(fā)生，其將已燃燒氣體推出所述燃燒室。

常規(guī)兩沖程發(fā)動機并沒有四沖程發(fā)動機那樣的發(fā)動機閥，而是直接在氣缸壁上做出的端口或狹縫，其由于活塞的往復(fù)運動而打開和關(guān)閉。

現(xiàn)在要注意的是，在所討論的技術(shù)領(lǐng)域的框架中，已經(jīng)提出四沖程內(nèi)燃發(fā)動機預(yù)先設(shè)置用于也以兩沖程模式操作。這通過提供專用于兩沖程模式的一組另外凸輪且提供設(shè)計成將該組凸輪與進(jìn)氣和排氣閥置于連接同時將進(jìn)氣和排氣閥從正常四沖程模式的凸輪斷開的合適機械構(gòu)件來獲得。

為此，文獻(xiàn)no.jps58152139描述了增壓內(nèi)燃發(fā)動機，精確地預(yù)先設(shè)置有用于致動發(fā)動機閥的兩組不同凸輪，第一組用于以兩沖程操作模式致動閥，第二組用于以四沖程操作模式致動閥。這兩組中的一組或另一組的選擇經(jīng)由用于定位與閥有關(guān)的搖臂的系統(tǒng)進(jìn)行，所述系統(tǒng)設(shè)計成使得搖臂在與一組凸輪接合的狀況和與另一組凸輪接合的狀況之間移動。

此外，應(yīng)當(dāng)注意的是，兩沖程循環(huán)的凸輪以如下方式配置，使得在掃氣沖程中，進(jìn)氣和排氣閥同時保持在打開位置，從而進(jìn)入進(jìn)氣導(dǎo)管的氣體能夠?qū)⒁讶紵龤怏w推出燃燒室。燃燒室的該掃氣動作另一方面通過空氣-汽油混合物供應(yīng)到燃燒室中的增壓壓力來促進(jìn)。

源于也根據(jù)兩沖程循環(huán)操作的可能性的內(nèi)燃發(fā)動機的優(yōu)點主要涉及高負(fù)載狀況且在于可以利用該循環(huán)的燃燒事件的數(shù)量為四沖程循環(huán)的兩倍，以便減少燃燒室內(nèi)建立的壓力。這給發(fā)動機設(shè)計者提供設(shè)置較高壓縮比的可能性而沒有任何爆炸風(fēng)險，且可能給定相同的最大輸送扭矩減少發(fā)動機的總體尺寸。

本文所述的用于發(fā)動機閥的可變致動的系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置用于提供與上述文獻(xiàn)no.jps58152139的方案所設(shè)想的從四沖程操作模式轉(zhuǎn)到兩沖程操作模式的相同可能性，且反之亦然。

然而，如下文看到的，該結(jié)果在沒有使用文獻(xiàn)no.jps58152139的先前方案中那樣的用于選擇兩個操作模式的各個凸輪的機械裝置的情況下實現(xiàn)。

相反，本文所述的致動系統(tǒng)使用類似于開始所述的用于發(fā)動機閥的可變致動的系統(tǒng)所使用的液壓設(shè)備類似的液壓設(shè)備，所述液壓設(shè)備本身能夠以兩個操作模式（即，上文所述的兩沖程模式和四沖程模式）兩者操控閥，且根據(jù)發(fā)動機的操作參數(shù)在所討論的兩個模式中的一個或兩者內(nèi)提供閥的可變控制。

圖3是本文所述的致動系統(tǒng)的示例的示意圖。具體地，附圖示出了所討論系統(tǒng)的應(yīng)用，用于致動內(nèi)燃發(fā)動機的氣缸的兩個進(jìn)氣閥7。

所述系統(tǒng)首先包括兩個不同凸輪42和44，第一個用于根據(jù)四沖程操作模式致動所述閥，第二個用于根據(jù)兩沖程操作模式致動所述閥。在所示的示例中，兩個閥7經(jīng)由下文詳細(xì)描述的同一液壓設(shè)備控制，因而，單個凸輪設(shè)計用于致動兩個閥7兩者。然而，這僅僅構(gòu)成這種類型設(shè)備的使用示例，且總體來說每個凸輪操控的閥的數(shù)量可以根據(jù)發(fā)動機的具體結(jié)構(gòu)變化。所討論的兩個凸輪可以根據(jù)具體發(fā)動機結(jié)構(gòu)由同一個凸輪軸支承，或者由兩個不同軸支承。

兩個凸輪42和44設(shè)計成驅(qū)動前述液壓設(shè)備的兩個相應(yīng)主活塞46，48，主活塞46，48能在由所討論設(shè)備的液壓回路限定的腔室47和49中運動。該回路將腔室47和49與腔室51和53連接，兩個從動活塞52，54能在腔室51和53中運動且設(shè)計成驅(qū)動兩個閥7到打開狀況。

電磁閥60設(shè)計成控制主活塞的腔室47和49和從動活塞的腔室51和53之間的液壓連接。具體地，電磁閥60包括分別連接到主活塞的腔室47和49的兩個入口62，64、以及兩個出口66，68，其中第一個連接到流體蓄壓器80，第二個連接到從動活塞的腔室51和53兩者。在電磁閥60與腔室47和49之間識別兩個不同的工作流體體積，主活塞46作用的體積v1和主活塞48作用的體積v2。

電磁閥60具有三個不同狀態(tài)，提供下文所述的三個不同液壓連接：

第一狀態(tài)，附圖3中標(biāo)記為a，其中，主活塞的腔室47和49和從動活塞的腔室51和53均連接到流體蓄壓器80；

第二狀態(tài)，標(biāo)記為b，其中，腔室47連接到蓄壓器80，而腔室49連接到從動活塞的腔室51和53；以及

第三狀態(tài)，標(biāo)記為c，其中，腔室47連接到從動活塞的兩個腔室51和53，而腔室49連接到流體蓄壓器80。

在腔室47，49，51和53均連接到流體蓄壓器80的狀態(tài)a中，主活塞46和48與從動活塞52和54被致使彼此獨立，以致由主活塞移動的回路工作流體自由移動，與移動的流體體積相對應(yīng)的量流入流體蓄壓器80，而不在從動活塞上施加任何作用。

因而，在該狀態(tài)中，由兩個凸輪42，44的輪廓限定的升程并未被兩個進(jìn)氣閥“察覺”。

在電磁閥60呈現(xiàn)狀態(tài)a的情況下，當(dāng)閥7處于關(guān)閉位置時，閥7因而將保持在該位置，盡管主活塞46和48移動。相反，在呈現(xiàn)前述狀態(tài)的情況下，當(dāng)閥處于打開位置時，所述閥將在由相應(yīng)復(fù)位彈簧（未示出）施加的推力下關(guān)閉，且與所述閥一起運動的從動活塞51和53繼而將工作流體流引入蓄壓器80。

在狀態(tài)b中，腔室47類似地與出口66連通，因而，正如上述狀態(tài)a中發(fā)生的那樣，由凸輪42引起的活塞46移動并未被兩個從動活塞察覺。相反，在該狀態(tài)中，主活塞48的腔室49設(shè)置成與從動活塞的腔室51和53連通，由活塞48移動的流體體積在該情況下被防止朝向蓄壓器80離開，且作用于從動活塞上，從而將由凸輪44操控的主活塞48的移動傳輸給從動活塞。

在該狀態(tài)b中，兩個進(jìn)氣閥因而根據(jù)由凸輪44的輪廓指定的兩沖程操作模式操作。

相反，在狀態(tài)c中，主活塞46的腔室47連接到兩個從動活塞的腔室，因而由凸輪42致動的主活塞46引起兩個從動活塞的對應(yīng)移動。相反，主活塞48的移動并未被兩個從動活塞察覺。在該狀態(tài)中，兩個進(jìn)氣閥因而根據(jù)由凸輪42的輪廓指定的四沖程發(fā)動機操作模式操作。

現(xiàn)在參考圖4a和4b，圖4a和4b分別圖示用于根據(jù)四沖程發(fā)動機操作模式致動發(fā)動機閥的凸輪輪廓和用于根據(jù)兩沖程發(fā)動機操作模式致動發(fā)動機閥的凸輪輪廓。所討論的輪廓均以合適方式配置用于以對應(yīng)的發(fā)動機操作模式操控所述閥。通過比較這些附圖，兩種類型輪廓之間的區(qū)別立即清楚。首先，兩沖程模式的凸輪輪廓具有兩個不同升程曲線，而四沖程模式的凸輪輪廓僅僅具有一個。此外，第一模式的兩個峰值顯著低于第二模式的單個峰值。

本文所述的系統(tǒng)還包括控制單元，控制單元在圖3中由附圖標(biāo)記100表示，配置用于選擇發(fā)動機操作模式且基于所選擇模式并基于發(fā)動機操作狀況來控制電磁閥60。

控制單元配置用于基于發(fā)動機負(fù)載選擇發(fā)動機操作模式。具體地，前述單元配置用于對于高于給定值的發(fā)動機負(fù)載選擇兩沖程發(fā)動機操作模式，且在其它狀況下選擇四沖程發(fā)動機操作模式。

用于測量發(fā)動機負(fù)載的系統(tǒng)所使用的參數(shù)可以例如是加速踏板的位置、進(jìn)氣或排氣導(dǎo)管內(nèi)的壓力、燃燒室內(nèi)的壓力等。

在任何情況下，控制單元具有存儲在其中的與發(fā)動機負(fù)載的前述給定值相對應(yīng)的參考值，且配置用于基于測量參數(shù)和參考值之間的比較來選擇兩個發(fā)動機模式中的一個或另一個。

如上所述，本文所述的系統(tǒng)在任何情況下也預(yù)先設(shè)置成根據(jù)發(fā)動機操作狀況操控發(fā)動機閥的可變致動，例如發(fā)動機的速度、負(fù)載、溫度等，以開始參考圖1所述的類型的可變閥致動（vva）系統(tǒng)中發(fā)生的類似的方式。

這基于前述已知系統(tǒng)中使用的相同原理獲得。為此，實際上應(yīng)當(dāng)注意的是，通過在上述狀態(tài)b和c中的一個或另一個（對應(yīng)于根據(jù)凸輪輪廓致動閥）與停用閥的狀態(tài)a之間控制電磁閥60，可以以期望時間和方式使得發(fā)動機閥獨立于凸輪的機械輪廓，因而獲得閥的打開瞬時和/或關(guān)閉瞬時和/或升程的變化。這因而可以例如設(shè)想以延遲打開、提前關(guān)閉、延遲打開和提前關(guān)閉的組合、或者再次上文所述的所謂多升程策略為特征的控制策略。

另一方面，應(yīng)當(dāng)注意的是，在本文所述的系統(tǒng)中，閥的前述可變控制不僅基于上文提及的發(fā)動機操作參數(shù)，而且基于所選擇的操作模式。

在本文所述的系統(tǒng)中，因而可以設(shè)想用于控制發(fā)動機閥的各個模式，例如常規(guī)模式、延遲打開模式、提前關(guān)閉模式、組合的延遲打開和提前關(guān)閉模式、以及多升程模式，且區(qū)分所述控制模式，以便在一個發(fā)動機操作模式和另一個之間使用。由此，發(fā)動機的操作效率對于任何狀況都最佳。

上述說明僅僅參考?xì)飧椎倪M(jìn)氣閥，但是要清楚的是，上述控制的相同架構(gòu)和相同過程也適用于精確地致動排氣閥，以便能夠以所設(shè)想的兩個不同操作循環(huán)控制發(fā)動機。具體地，所述系統(tǒng)也將設(shè)想用于排氣閥的兩個不同類型的凸輪，在這方面，圖5a和5b通過示例的方式分別圖示了用于根據(jù)四沖程發(fā)動機操作模式致動排氣閥的第一凸輪輪廓和用于根據(jù)兩沖程發(fā)動機操作模式致動排氣閥的第二凸輪輪廓。

當(dāng)然，在不偏離本發(fā)明原理的情況下，實施例和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)可以甚至顯著地相對于本文僅僅通過示例的方式描述和圖示的那些變化，而不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍。

最后，要注意的是，上述閥60可以是任何已知類型的電磁閥，或者也可以是不同類型的電致動閥，例如帶有壓電致動器的閥。同樣，在電磁閥的情況下，閥可以是常閉類型或者另外為常開類型。在后一情況下，為了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的目的，顯然重要的是控制閥50再次建立加壓流體體積和與流體蓄壓器80連通的環(huán)境之間的連通時的瞬時，而與這是通過中斷還是致動電流供應(yīng)獲得無關(guān)。

根據(jù)已經(jīng)形成本申請人先前專利申請的主題而在本申請?zhí)峤蝗諘r尚未公開的另一特征，在控制閥是常開電磁閥的情況下，電子控制單元可以編程為在其去激勵后將尾電流供應(yīng)給螺線管，以便在控制閥的運動構(gòu)件到達(dá)其行程終點位置之前制動控制閥的運動構(gòu)件的移動，行程終點位置與加壓流體體積和與流體蓄壓器連通的環(huán)境之間的連通打開狀況相對應(yīng)。