CN102084107B - 用于可变气门驱动以提供正功率和发动机制动的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于从正功率转换到发动机制动(反之亦然)的控制方法。该转换可以采用可变气门驱动和两冲程制动实现。该过程可以包括三种发动机操作模式：正功率(即点火或非制动)、发动机制动与正功率之间的转换。每个不同的操作模式的进气门和排气门驱动可以彼此不同。

Description

用于可变气门驱动以提供正功率和发动机制动的方法

技术领域

本发明一般地涉及用于驱动发动机中的一个或多个进气门、排气门和/或辅助气门的方法。特别地，本发明涉及用于提供可变气门驱动的方法，用于在发动机气门的正功率操作和发动机制动操作之间转换。

背景技术

需要内燃发动机中的气门驱动，以便发动机产生正功率、发动机制动、废气再循环(EGR)和/或制动气体再循环(BGR)。在正功率过程中，一个或多个进气门可以被打开以允许燃料和空气进入气缸，以用于燃烧。一个或多个排气门可以被打开以允许燃烧气体从气缸漏出。进气门、排气门和/或辅助气门也可以被打开多次，以用于正功率过程中的废气再循环动作，以使气体从排气歧管再循环到发动机气缸中，以用于改进的排放。

当发动机未被用于产生正功率时，发动机气门驱动也可以被用于产生发动机制动和制动气体再循环。在发动机制动过程中，一个或多个排气门可以被选择性地打开以至少临时地将发动机转化为气体压缩机。因此，发动机产生阻碍功率以帮助车辆减速。这可能增加操作者对车辆的控制，并大大地减小车辆的制动踏板上的磨损。在发动机制动过程中，当发动机活塞靠近下死点时排气和/或辅助气门也可以被打开，以使气体从排气歧管再循环到发动机气缸中，以改进发动机制动。

发动机气门可以被驱动以产生压缩释放制动和/或放气制动。压缩释放类型的发动机制动或阻碍的操作是已知的。在其压缩冲程过程中，当活塞向上行进时，收集在气缸中的气体被压缩。压缩气体阻止活塞的向上运动。在发动机制动操作过程中，当活塞到达上死点(TDC)时，至少一个排气门被打开以将气缸中的压缩气体释放至排气歧管，从而防止贮存在压缩气体中的能量在随后的膨胀向下冲程中返回发动机。因此，发动机产生阻碍功率以帮助车辆减速。现有技术的压缩释放发动机制动的一个示例通过康明斯的美国专利No.3,220,392(1965年11月)公开的内容提供，其通过引用被结合于此。

废气再循环(EGR)和制动气体再循环(BGR)的基本原理也是已知的。在适当操作的发动机在其燃烧室中对燃料和进气进行操作时，发动机从发动机气缸排放剩余的气体。EGR或BGR系统允许这些废气的一部分流回发动机气缸。进入发动机气缸的气体的再循环可以在正功率操作过程中和/或在发动机制动循环中使用，以提供显著的益处。

在正功率操作过程中，EGR系统可以首先被用于改进发动机排放。在发动机正功率过程中，一个或多个进气门可以被打开，以允许燃料和来自大气的空气进入，所述空气包含燃烧气缸中的燃料所需的氧气。但是，空气还包含大量的氮气。发动机气缸中的高温使氮气与未使用的氧气反应，并形成氮氧化合物(NOx)。氮氧化合物是通过柴油发动机排放的主要污染物之一。通过EGR系统提供的再循环的气体已经被发动机使用，并且仅包含少量的氧气。通过使这些气体与新鲜的空气混合，进入发动机的氧气量可以减少，并且可能形成很少的氮氧化合物。此外，再循环气体可以具有将发动机气缸中的燃烧温度降低到氮气与氧气结合以形成NOx的点以下的效果。结果，EGR系统可以操作以减少所产生的NOx的量，并改进发动机排放。在美国和其它国家的用于柴油发动机的当前环境标准和提出的法规表明，改进的排放的需要在未来将变得更重要。

BGR系统也可以被用于使发动机制动操作过程中的阻碍功率最佳化。如上面讨论的那样，在发动机制动过程中，一个或多个进气门可以选择性地打开，以至少暂时将发动机转化为空气压缩机。通过采用BGR控制发动机中的压力和温度，制动的水平可以在多个操作状态下最佳化。

在许多内燃发动机中，发动机进气门和排气门可以通过固定轮廓凸轮，更具体地通过一个或多个作为每个凸轮的完整部分的固定凸块被打开和关闭。如果进气门和排气门正时和升程可以改变，那么可以获得例如增强的性能、改进的燃料经济性、低排放和更好的车辆驾驶性的益处。但是，固定轮廓凸轮的使用可能使得调节正时和/或发动机气门升程量以使其对于多个发动机操作情况最佳化变得困难。

若给出固定的凸轮轮廓，一种调节气门正时和升程的方法提供将“空转”系统结合到气门和凸轮之间的气门机构中的气门驱动。空转是被应用于用于修改被具有可变长度的机械、液压和/或其它连接组件的凸轮轮廓禁止的气门运动的一类技术方案的术语。在空转系统中，凸轮凸块可以提供在发动机操作情况的整个范围所需的“最大”(最长的闭合角和最大的升程)运动。然后，可变长度系统可以包括在气门机构中，气门的中间将被打开，凸轮提供最大的运动，以减少或丧失由凸轮施加给气门的部分或全部运动。

某些之前的空转系统利用高速机构以使空转系统的长度快速变化。通过使用高速机构使空转系统的长度变化，可以在气门驱动中获得精确的控制，因此，可以在宽范围的发动机操作情况下获得最佳的气门驱动。但是，利用高速控制机构的系统的制造和操作成本可能较高。

若给出固定的凸轮轮廓，一种所提出的在高速下调节气门正时和升程的方法通过将“空转”装置结合到气门和凸轮之间的气门机构中而提供可变气门驱动(VVA)，所述气门机构提供多于完全开关空转驱动的驱动。VVA空转系统可以包括在气门机构、将被打开的气门的中间、以及提供最大运动的凸轮中，以选择性地减少或丧失由凸轮施加给气门的以发动机周期为基础的部分或全部运动，以提供气门驱动的多个水平。当VVA系统丧失由凸轮施加给发动机气门的全部运动时，所导致的用于气缸的发动机气门不驱动被称为“气缸断火”。能够实现前面的功能的VVA系统的一个示例在美国专利No.6,883,492中公开，其通过引用被结合于此。

其它的空转系统利用专门的凸轮提供发动机制动气门驱动。在这样的系统中，单独的凸轮凸块可以被用于向一个或多个排气门提供发动机制动所需的气门驱动运动。在这样的系统中，发动机制动气门驱动运动可以在不与主排气门驱动运动的正时或大小干涉的前提下被添加至主排气门驱动运动。这样的专门的发动机制动凸轮空转系统的一个示例在2005年5月6日提交的美国专利申请No.11/123,063中公开，其通过引用被结合于此。

虽然研发出大量的用于正功率操作和发动机制动操作的操作发动机气门的方法，但是还未研发出在发动机在正功率操作和发动机制动之间转换的过程中操作发动机气门的方法。在该转换过程中，如果发动机气门驱动在正功率操作和发动机制动操作之间立即转换，那么一个或多个发动机气门和与之连接的气门机构可能经受不期望的负载。如果重复或足够严重，不期望的负载可能导致发动机损害和/或故障。因此，需要一种当发动机在正功率操作和发动机制动之间转换时操作发动机气门的方法，其可以减少发动机气门和/或气门机构上的负载。

此外，虽然近年来研发出大量的用于进气门、排气门和/或辅助气门的可变气门驱动方法，但是仍然需要在正功率操作和/或发动机制动操作过程中高效和有效的可变气门驱动的方法。特别地，需要用于提供可变气门驱动的改进的方法，其可以通过利用多种可变气门驱动功能提供改进的发动机性能，用于进气、排气和辅助气门，包括但未被限制于进气门延迟打开、进气门提前关闭、进气门延迟关闭、排气门延迟打开、排气门提前关闭、废气再循环、两个或四个循环制动气体再循环、和主进气和/或主排气动作停止的组合。

发明内容

响应于前面的困难，申请人研发了一种一个或多个气门，例如进气门、排气门和制动气门的可变气门驱动的方法。该方法包括在正功率模式、发动机制动模式和这些模式之间的转换过程中的可变气门驱动。当从正功率模式转换到发动机制动模式时，进气门延迟打开(LIVO)被启动，进气门提前关闭(EIVC)被启动，排气门提前关闭(EEVC)被启动，制动气门作用。当从发动机制动模式转换到正功率模式时，进气门延迟打开(LIVO)被启动、进气门提前关闭(EIVC)被启动、排气门提前关闭(EEVC)被启动，制动气门不能作用。进气门延迟打开(LIVO)被选择性地启动，用于主进气动作。进气门延迟打开(LIVO)可以发生在进气上死点(TDC)附近的任何位置。进气门提前关闭(EIVC)被选择性地启动，用于主进气动作。进气门提前关闭(EIVC)可以发生在进气下死点(BDC)和压缩上死点(TDC)之间的任何位置。排气门提前关闭(EEVC)选择性地启动，用于主排气动作。排气门提前关闭(EEVC)可以发生在进气上死点(TDC)附近的任何位置。

可以理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述是仅仅是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的发明的限制。通过引用被结合于此并构成说明书的一部分的附图与详细的描述一起示出了本发明的某些实施方式，并起解释本发明的原理的作用。

附图说明

为了帮助理解本发明，将参照附图，在其中，相同的附图标记表示相同的元件。附图仅仅是示例性的，并且不应当被解释为限制本发明。

图1是用于实施图8的正功率和发动机制动之间的转换方法的系统的示例性的示例实施方式。

图2示出按照本发明的第一实施方式使用的示例进气凸轮和气门升程轮廓。

图3示出按照本发明的第一实施方式使用的示例排气凸轮和升程轮廓。

图4示出按照本发明的第一实施方式使用的示例制动凸轮和升程轮廓。

图5示出可以在发动机的正功率操作过程中按照本发明的第一实施方式提供的示例进气门和排气门升程轮廓。

图6示出可以在发动机的发动机制动操作过程中按照本发明的第一实施方式提供的示例进气和排气升程轮廓。

图7示出可以在正功率操作和发动机制动操作之间的转换过程中按照本发明的第一实施方式提供的示例进气门和排气门升程轮廓，反之亦然。

图8是按照本发明的第一实施方式的可以用于获得图5-7的进气门和排气门升程轮廓的发动机气门操作步骤的流程图。

具体实施方式

将详细参照本发明的系统和方法的实施方式，其示例在附图中示出。如这里体现的那样，本发明包括用于提供一个或多个发动机气门的驱动的系统和方法。

图1是能够实施正功率发动机操作、发动机制动操作和正功率和发动机制动操作之间的转换的方法的实施方式的气门驱动系统100的一个实施方式。气门驱动系统100可以具有气缸102，在其中，活塞104可以在发动机操作的过程中上下重复地往复。在气缸102的顶部，可以至少有一个进气门106和至少一个排气门108。进气门106和排气门108可以被打开和关闭以分别提供与进气通道110和废气通道112的连接。进气门106和排气门108可以通过气门驱动子系统114，例如进气门驱动子系统116、正功率排气门驱动子系统118和发动机制动排气门驱动子系统120被打开和关闭。气门驱动子系统114可以是机械的、液压的、液压机械的、电磁的或另一种类型的系统，并且可以选择性地包括共轨或空转系统。气门驱动子系统114可以驱动进气门106和排气门108，以产生发动机气门动作，例如但未被限制于下面的动作：主进气、主排气、压缩释放制动、放气制动、制动气体再循环和废气再循环。此外，气门驱动子系统可以被控制以提供下面的可变气门驱动动作的选择性的组合，包括但不必须被限制于，主进气门动作延迟打开、主进气门动作提前关闭、主进气门动作延迟关闭、主排气门动作延迟打开、主排气门动作提前关闭、废气再循环、一个或两个制动气体再循环动作、两个或四个冲程压缩-释放发动机制动、放气发动机制动、部分放气发动机制动、主进气动作停止、和/或主排气动作停止。

气门驱动子系统114可以由控制器122控制，以选择性地控制例如驱动的量和正时。控制器122可以包括电子的、机械的、液压的、电液的、或其它类型的控制装置，用于与气门驱动子系统114连接，和使可能的进气门和排气门驱动的某些或全部转移到进气门106和排气门108。控制器122可以包括微处理器和被连接至其它发动机部件的设备，以确定和选择发动机气门的适当的操作。可以从发动机部件收集信息，并且非限制地包括，发动机速度、车辆速度、油温、歧管(端口)温度、歧管(端口)压力、气缸温度、气缸压力、微粒信息、其它废气参数、和曲柄角度。该信息可以由控制器122使用，以在多个操作的多个操作情况下控制气门驱动子系统114，所述操作情况例如为正功率、发动机制动、发动机气体再循环(RGR)和制动气体再循环(BGR)。

气门驱动系统的一个示例实施方式，例如图1的气门驱动系统100，可以提供一个或多个发动机气门的可变气门打开和/或关闭，如图2-7中所示。通过改变气门正时(即发动机气门被打开和/或关闭的时间)，正功率、发动机制动、和/或发动机气体再循环/制动气体再循环(EGR/BGR)操作期间的发动机性能可以被改进。图2-7示出在720度的完整的四个发动机循环中的发动机气门升程和凸轮轮廓，其包括沿水平轴线间隔的两个上死点(TDC)发动机活塞位置和两个下死点(BDC)发动机活塞位置。典型的内燃发动机的柴油操作的四个相位或冲程，即膨胀、排气、进气和压缩在图2中被标识，并将这四个相位或冲程限定为用于所有图2-7中的垂直圆柱。四个单独的循环中的每一个通常被表示为曲柄轴旋转180度。在图2-7中，实线表示正常操作(或凸轮轮廓)，虚线表示可选的或选择性的操作，例如但未被限制于在正功率操作和发动机制动操作之间的转换期间使用的操作。但是，可以理解的是，采用实线示出的某些驱动可以选择性地不连续，例如主进气和/或主排气门动作的停止。

图2是可以按照本发明的第一实施方式提供的示例进气凸轮和升程轮廓的图表。图2一般地示出了可以在进气相位过程中实现的主进气门动作和凸轮轮廓200，和可以在用于四冲程发动机制动的膨胀相位过程中实现的第二可选主进气门动作210。在进气相位过程中，进气门驱动子系统可以使进气门驱动正时改变，这样，进气门比传统的进气门早或晚关闭，和/或比默认操作(实线)晚打开。正时可以改变以产生可选的进气门延迟打开(LIVO)(虚线)202，和/或可选的进气门提前关闭(EIVC)(虚线)206或进气门延迟关闭(LIVC)204。进气门延迟打开(LIVO)202在进气相位过程中可以在上死点(TDC)位置周围延迟可变的量的时间。进气门延迟关闭(LIVC)204可以延迟通过进气相位中的下死点(BDC)位置附近和压缩相位中的上死点(TDC)位置之间的传统的进气门关闭轮廓208测量的可变的量的时间。选择性的进气门延迟打开(LIVO)对于第二发动机制动动作(图4中示出的410)是所期望的，选择性的进气门延迟关闭(LIVC)可以是所期望的，以减小正功率操作过程中的排放。

图3是可以按照本发明的第一实施方式提供的示例排气凸轮和升程轮廓的图表。图3一般地示出了可以在排气相位过程中实现的主排气门动作和凸轮轮廓300，和可以在进气相位过程中实现的可选发动机气体再循环(EGR)气门动作310。在排气相位过程中，正功率排气门驱动子系统可以使排气门驱动正时改变，这样，排气门比默认操作(实线)早关闭和/或晚打开。图3示出可选的排气门延迟打开(LEVO)(虚线)302，和可选的排气门提前关闭(EEVC)(虚线)304。排气门延迟打开(LEVO)可以延迟(或省略)可变的量的时间以尽可能晚到排气相位的下死点(BDC)附近开始。在进气相位的过程中，排气门可选地打开用于发动机气体再循环动作(EGR)(实线)310。

图4是可以按照本发明的第一实施方式提供的示例制动凸轮和升程轮廓的图表。图4一般地示出了可选压缩释放动作400和可选第二压缩释放动作410，和对于每个720度发动机循环的两个可选制动气体再循环(BGR)动作420和430。每个压缩释放和制动气体再循环动作可以在发动机制动和/或正功率和发动机制动操作之间的转换过程中选择性地提供。第一可选压缩释放制动气门升程动作(BVL)400可以在压缩和膨胀相位之间的上死点(TDC)周围实现。可选第二压缩释放制动气门升程动作(BVL)410可以在排气和进气相位之间的上死点(TDC)周围实现。可选第二制动气体再循环动作(BGR)420可以在膨胀和排气相位之间的下死点(BDC)周围实现。可选第一制动气体再循环动作(BGR)430可以在进气和压缩相位之间的下死点(BDC)周围实现。

图5是可以按照本发明的第一实施方式在发动机的正功率操作过程中采用图2和3中示出的气门驱动的组合提供的示例进气和排气驱动的图表。图5一般地示出了主进气门打开动作200，其具有可选进气门延迟关闭轮廓204和传统的进气门关闭轮廓208，和主排气门打开动作300，其具有不同的排气门打开轮廓302，和可选废气再循环动作310，其可以在发动机的正功率操作过程中基于上面引用的多种发动机操作参数被选择性地提供。具体地，逐步提前的排气门打开可以被选择为增大废气温度，这可有益于后面的用于NOx减少的处理系统。

继续参照图5，在正功率操作的进气相位过程中，进气门可以按照由具有圆形208的实线限定的传统的主进气门驱动轮廓、或者备选地按照进气门延迟关闭轮廓(LIVC)(具有圆形的虚线)204而被打开以用于主进气动作200。与传统的主进气门关闭轮廓208相比，逐步延迟的进气门关闭可以被选择为增强NOx减少。进气门延迟关闭(LIVC)动作204可以在进气和压缩相位之间的下死点(BDC)位置以及压缩和膨胀相位之间的上死点(TDC)位置之间实现。可选发动机气体再循环(EGR)动作(虚线)310可以被提供为通过稀释从具有较少的氧化废气的进气歧管进入气缸的富氧气体而减少NOx。燃烧时引起的气缸的减小的氧气含量可以减小燃烧温度，由此，减少NOx的生成量。此外，减小的氧气含量也可能导致减少可用于形成NOx的氧气的量。

图6是可以按照本发明的第一实施方式在发动机的发动机制动操作过程中采用图2-4中示出的气门驱动的组合提供的示例进气门和排气门驱动的图表。图6一般地示出了两冲程压缩释放发动机制动，这意味着对于曲柄轴的每720度的旋转实现两个压缩释放动作。对于两冲程压缩释放发动机制动，主进气门动作200、可选第二进气门动作210(具有圆形的实线)、压缩释放动作400、可选第二压缩释放动作410和可选制动气体再循环动作420和430可以被提供。传统的四冲程压缩释放发动机制动可以通过选择性地仅提供主进气门动作200、压缩释放动作400和BGR动作430而提供。可选第二压缩释放动作410、可选第二进气动作210和可选制动气体再循环动作420可以选择性地提供以增大发动机制动功率。主进气门动作200可以优选地具有从202变化到208的LIVO和EIVO轮廓，用于使两冲程压缩释放发动机制动最佳化。

两冲程压缩释放发动机制动可以提供益处，例如与传统的四冲程压缩释放发动机制动相比增大的制动功率。此外，两循环压缩释放发动机制动可以在气门机构上没有大的制动负载增加的前提下提供较好的阻碍功率。但是，直接从正功率操作向两冲程压缩释放发动机制动的转换和/或相反的转换可以在发动机中产生不期望的压力和负载。

图7是可以被用于在不位于发动机中和驱动发动机气门(即气门机构)的元件上产生不期望的压力和负载的前提下，发动机的操作在正功率和发动机制动操作模式之间安全转换的进气门和排气门驱动的示例的图表。转换气门驱动可以被用于从正功率向发动机制动或从发动机制动向正功率操作的转换。

两冲程压缩释放发动机制动预先假定在发动机制动过程中停止传统的主排气门动作300。但是在主排气门动作停止之后，在可选第二压缩释放气门动作410循环地提供之前有某些时间间隔。如果第二压缩释放气门动作410之后的主进气门动作200在第二压缩释放气门动作410开始提供之前但是在主排气门动作300停止之后实现，那么进气门为了主进气门动作200而打开所要抵抗的气缸压力将比在正功率操作或四冲程发动机制动操作过程中高。在这样的情况下，被施加至进气门的压力可以高到损害气门机构。在该时间间隔内提供进气门延迟打开(LIVO)202可以在转换到发动机制动的过程中防止进气门抵抗过高的压力打开。为了避免这样的情况，图7中示出的转换气门驱动可以按照与图8结合描述的方法提供，这在下面进行描述。

在转换气门驱动期间，主排气门动作300可以具有排气门提前关闭(EEVC)轮廓304。此外，可选第二压缩释放气门动作410可以位于排气相位的上死点(TDC)附近。优选地，排气门提前关闭(EEVC)304可以实现，以便排气门在可选第二压缩释放气门动作410开始之前关闭。在进气相位过程中，主进气门动作200可以实现进气门延迟打开(LIVO)轮廓202和进气门提前关闭(EIVC)轮廓206(具有环形的虚线)。

进气门延迟打开(LIVO)202可以减小在转换到发动机制动和/或从发动机制动转换过程中进气门机构上的过大的负载。以相同的方式，进气门延迟打开(LIVO)202可以减小在转换到发动机制动过程中进气门机构上的负载，进气门提前关闭(EIVC)206和LIVO 202可以通过第一BGR升程430共同提高BGR。在转换到发动机制动之后，主进气门动作200可以采用更传统的主气门关闭轮廓208。第一制动气体再循环(BGR)动作430也可以在转换过程中位于进气相位的下死点(BDC)周围。

继续参照图7，在本发明的一个实施方式中，进气驱动系统在正功率操作过程中可以通过气门横臂在多个排气门上起作用。在这样的情况下，发动机制动可以在不向气门横臂施加力的情况下通过仅驱动每个气缸的排气门中的一个提供。当这样的系统被用于提供两个循环压缩释放发动机制动时，第二压缩释放动作410可以在主排气门动作300结束之前开始。在这样的情况下，排气门提前关闭(EEVC)304可以被用于防止气门横臂由于气门横臂朝向排气门关闭位置移动而变得不平衡，同时，发动机制动开始驱动用于第二压缩释放气门动作410的排气门中的一个。该不平衡的情况可以通过保证排气门提前关闭动作304在第二压缩释放气门动作410开始之前结束而被避免，如图7中所示。

在正功率和发动机制动操作之间转换的方法800通过图8的流程图示出。该方法在步骤802开始，在该点，假定发动机处于操作的正功率模式。在步骤804，控制器可以确定发动机制动是否被实现。转换到发动机制动操作模式的需要的指示可以任意数量的方式提供，包括但未被限制于车辆操作者下压制动踏板。如果不期望发动机制动，那么用于正功率操作的可变气门驱动可以按照步骤805继续。如果期望发动机制动，那么控制器可以使燃料供给到发动机气缸，在其中，期望停止发动机制动，并使得发动机制动能够在步骤806开始操作，并且可变气门驱动系统可以被命令使进气门的操作变化，这样，进气门延迟关闭(LIVO)和进气门提前关闭(EIVC)被提供，并且使排气门的操作变化以在步骤806提供排气门提前关闭(EEVC)。对于液压驱动发动机制动，步骤808可以包括激活电磁阀以采用液压流体提供发动机制动。步骤806和808可以在没有VVA气门动作(图5中示出)和由图4中示出的制动凸轮轮廓产生的发动机制动气门动作之间的干涉的前提下提供从正功率操作向发动机制动操作的转换。

在步骤810中，控制器可以确定发动机速度是否低于正常发动机速度阈值，例如不快于2200rpm的预定限制。如果发动机速度处于或高于该阈值，那么可以在步骤812中执行过速制动。过速制动气门驱动可以包括提供压缩释放发动机制动动作(图4中的动作400和410)和制动气体再循环动作(图4中的动作420和430)，以及使得可选第二进气门动作(图2中的动作210)能够进行，使得主排气门动作(图2中的动作200)不能进行，使得主排气门动作(图3中的动作300)不能进行。使得主进气门和排气门动作不能进行可以消除可能在过速情况下发生的气门机构不跟随的问题。即使没有主气门动作，由于第二进气门开口210在过速情况下具有所有的制动气门动作，因此仍然有足够的发动机制动功率以使发动机减速。过速制动气门驱动可以继续，直到发动机速度落到正常发动机速度阈值以下。

当发动机速度落到正常发动机速度阈值以下时，正常速度发动机制动可以按照步骤814执行，在步骤814中，可变气门驱动系统可以提供压缩释放发动机制动动作(图4中的动作400和410)和制动气体再循环动作(图4中的动作420和430)，以及第一主进气门动作和可选第二进气门动作(图2中的动作200和210)。两个压缩释放动作和两个BGR动作可以在该点提供。发动机制动功率可以通过主气门动作的可变气门驱动改变、调节或最佳化。主进气门动作200可以采用进气门延迟打开轮廓202和进气门提前关闭轮廓206实现。此外，主排气门动作300可以采用排气门提前关闭轮廓304实现，或者可选地，主排气门动作可以完全被切断。主排气门切断被认为是排气门提前关闭(EEVC)的最极端的形式，并且在本发明的范围内。正常速度制动可以被实现，直到压缩释放发动机制动动作400和410在步骤816中被确定为完全提供，因为发动机制动电磁阀气门可能需要比用于VVA气门动作的触发气门更长的时间提供用于发动机制动气门的完整的升程的发动机油。

当压缩释放发动机制动动作400和410的完整的升程在步骤816中确定时，在步骤818中，控制器可以使可变气门驱动系统“调节”或改变主进气门动作关闭时间和/或主排气门动作关闭时间，以获得期望水平的发动机制动。可选地，控制器可以使气缸为了一个或多个选择的排气门而切断，以连同试图获得期望水平的发动机制动提高发动机制动的水平。控制器可以在步骤820中确定是否获得期望的发动机制动水平。如果未获得期望的发动机制动水平，那么可变气门驱动系统可以在步骤818中试图进一步改变主进气门动作关闭时间和/或主排气门动作关闭时间，直到获得期望的制动水平或者不再期望发动机制动。

当在步骤820中确定期望的发动机制动水平，或者获得最有效的水平的发动机制动的稳定状态时，控制器可以在步骤822中确定发动机制动是否应当继续。只要发动机制动继续被期望，那么发动机制动系统就可以在步骤818、820和822之间循环。只要发动机制动不再被期望，如通常由控制器指示的那样，那么该系统可以在步骤824中开始转换回正功率操作。

从发动机制动向正功率操作的转换可以在步骤824中通过使可选第二进气门动作(图2中的动作210)不能进行而开始。这时，主进气门动作200可以采用进气门延迟打开轮廓202和进气门延迟关闭轮廓206实现。此外，主排气门动作300可以采用排气门提前关闭轮廓304实现。

下一步，在步骤826中，控制器可以使发动机制动不能进行。例如，对于液压驱动发动机制动，步骤826可以包括不激活电磁阀，这样，液压流体向发动机制动的供给停止。发动机制动可以继续实现，直到压缩释放发动机制动动作400、410、420和430(即与这些动作有关的气门升程)在步骤828中被确定为完全停止，因为发动机制动电磁阀可能需要比用于控制可变气门驱动动作的触发气门更长的时间排出用于发动机制动气门的完全关闭的发动机油。在发动机制动被确定为在步骤828中结束时，在步骤830中，控制器可以使燃料供给被提供至发动机气缸，发动机制动在气缸中结束。此后，参照图5和8，在步骤832中，可变气门驱动系统可以提供发动机的正功率操作，其可以包括具有排气门提前打开轮廓302的主排气门动作300，废气再循环动作310和具有进气门提前关闭轮廓206的主进气门动作200(图2)。然后，正功率可变气门驱动可以在步骤805中根据需要选择性地改变。

前面的转换气门驱动正时可以在发动机制动首先开始操作的时间和获得整个发动机制动气门升程的时间之间，以及发动机制动首先开始不起作用的时间和发动机制动气门升程被完全去除的时间之间使用。进一步可以理解的是，转换气门驱动正时可以独立于用于单个发动机中的其它气缸的气门驱动正时在任意数量的气缸上使用。

前面的益处不必须被限制于仅具有传统的“排气”和“进气”气门的发动机。还可以设想的是，上面描述的可变气门驱动可以被应用于利用用于某些目的，而不是进气或排气功能的辅助发动机气门的发动机，例如发动机制动或发动机气体再循环(EGR)。

对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以在不背离本发明的范围和精神的前提下对本发明进行改变和修改。因此，若这些修改和变化在所附的权利要求书及其等价物的范围内，那么所预想的是，本发明包含本发明的全部这样的修改和变化。

Claims (9)

1.一种在内燃发动机气缸中的正功率操作和发动机制动操作之间转换的方法，所述方法包括如下步骤：

根据允许发动机气缸产生正功率的至少一个正功率气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的进气门和排气门；

确定使所述发动机气缸从产生正功率转换到提供发动机制动的需要；

响应于从产生正功率到提供发动机制动的转换的需要的确定，根据允许发动机气缸从产生正功率到提供发动机制动转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与所述发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

确定所述发动机气缸正在提供发动机制动；以及

响应于所述发动机气缸正在提供发动机制动的确定，根据允许所述发动机气缸提供所期望的发动机制动水平的至少一个制动气门升程轮廓驱动与所述发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

其中，所述至少一个转换气门升程轮廓与所述至少一个正功率气门升程轮廓和所述至少一个制动气门升程轮廓不同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据允许发动机气缸从产生正功率到提供发动机制动转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与所述发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门的步骤包括如下步骤：

使燃料不能被供给到所述发动机气缸；

驱动所述进气门以提供具有进气门延迟打开和进气门提前关闭的主进气门动作；

驱动所述排气门以提供具有排气门提前关闭的主排气门动作；

确定发动机速度是否低于正常发动机速度阈值；以及

如果所述发动机速度低于正常发动机速度阈值则根据至少一个第一气门升程轮廓驱动所述进气门和所述排气门，如果所述发动机速度处于正常发动机速度阈值中或高于正常发动机速度阈值则根据至少一个第二气门升程轮廓驱动所述进气门和所述排气门，

其中，所述第一气门升程轮廓和所述第二气门升程轮廓不同。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述根据至少一个第一气门升程轮廓驱动所述进气门和所述排气门的步骤包括：

驱动所述进气门以提供具有进气门延迟打开和进气门提前关闭的第一主进气门动作，并提供第二进气门动作；以及

驱动所述排气门以提供具有排气门提前关闭的主排气门动作，或用于主排气门动作的排气门驱动的切断；并且

所述根据至少一个第二气门升程轮廓驱动所述进气门和所述排气门的步骤包括：

在膨胀冲程中驱动所述进气门以提供第二进气门动作，并在进气冲程中使所述进气门不能提供第一主进气门动作；以及

使所述排气门不能提供主排气门动作。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括一种在内燃发动机气缸中的发动机制动操作和正功率操作之间转换的方法，所述方法包括如下步骤：

根据允许所述发动机气缸提供发动机制动的至少一个制动气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

确定使所述发动机气缸从提供发动机制动转换到产生正功率的需要；

响应于从提供发动机制动到产生正功率的转换的需要的确定，根据允许发动机气缸从提供发动机制动到产生正功率转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

确定所述发动机气缸已经停止提供发动机制动；以及

响应于发动机气缸已经停止提供发动机制动的确定，根据允许发动机气缸产生正功率的至少一个正功率气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据允许发动机气缸从提供发动机制动到产生正功率转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门的步骤包括如下步骤：

驱动所述进气门以提供具有进气门延迟打开和进气门提前关闭的主进气门动作；

使所述进气门不能在膨胀冲程中提供第二进气门动作；以及

驱动所述排气门以提供具有排气门提前关闭的主排气门动作。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在确定所述发动机气缸已经停止提供发动机制动之后使燃料能够被供给至所述发动机气缸的步骤。

7.一种在内燃发动机气缸中的发动机制动操作和正功率操作之间转换的方法，所述方法包括如下步骤：

根据允许所述发动机气缸提供发动机制动的至少一个制动气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的进气门和排气门；

确定使发动机气缸从提供发动机制动转换到产生正功率的需要；

响应于从提供发动机制动到产生正功率的转换的需要的确定，根据允许发动机气缸从提供发动机制动到产生正功率转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

确定所述发动机气缸已经停止提供发动机制动；以及

响应于所述发动机气缸已经停止提供发动机制动的确定，根据允许发动机气缸产生正功率的至少一个正功率气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门；

其中，所述至少一个转换气门升程轮廓与所述至少一个正功率气门升程轮廓和所述至少一个制动气门升程轮廓不同。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据允许发动机气缸从提供发动机制动到产生正功率转换的至少一个转换气门升程轮廓驱动与发动机气缸连接的所述进气门和所述排气门的步骤包括如下步骤：

驱动所述进气门以提供具有进气门延迟打开和进气门提前关闭的主进气门动作；

使所述进气门不能在膨胀冲程中提供第二进气门动作；以及

驱动所述排气门以提供具有排气门提前关闭的主排气门动作。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在确定所述发动机气缸已经停止提供发动机制动之后使燃料能够被供给至所述发动机气缸的步骤。