CN105697086B

CN105697086B - 带有电子控制液压系统的内燃发动机以及用于控制其的方法

Info

Publication number: CN105697086B
Application number: CN201510648006.4A
Authority: CN
Inventors: L.根蒂勒; F.瓦特塔内奧
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2019-10-11
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: CN105697086A; US20160169063A1; EP3032054A1; US9970336B2; EP3032054B1

Abstract

本发明涉及带有用于进气阀的可变致动的电子控制液压系统的内燃发动机。在配有用于进气阀的可变致动的电子控制液压系统的内燃发动机中，激活在发动机点火之前的再填充操作步骤，以便当在发动机长期不活动之后系统的压力室已清空时使系统的压力室再填充流体。在此再填充操作步骤中，禁止将燃料供应到发动机，且发动机的凸轮轴在激活发动机启动电机后被驱动旋转。以此方式，与用于致动进气阀的挺杆相关联的泵送柱塞被用作泵，以将流体从辅助流体罐吸入到压力室中。在此步骤期间，与泵送构件的运动同步地打开和闭合电致动的控制阀，以便在泵送构件朝压力室前进时打开且在泵送构件远离压力室时改为闭合。

Description

带有电子控制液压系统的内燃发动机以及用于控制其的方法

技术领域

本发明涉及某种类型的内燃发动机，其包括以下：

-发动机轴和限定燃烧室的至少一个汽缸；

-至少一个进气管和至少一个排气管，其通入所述燃烧室中；

-至少一个进气阀和至少一个排气阀，其与所述进气管和所述排气管相关联并具备将其推向闭合位置的各自的复位弹簧；

-用于借助于各自的挺杆致动所述至少一个进气阀的凸轮轴，所述凸轮轴由发动机轴驱动旋转；

-其中，所述至少一个进气阀是由各自的挺杆克服前述复位弹簧的作用通过插入液压机构来控制的，所述液压机构包括压力室，连接到挺杆的泵送柱塞面向所述压力室，所述压力室适合与关联到所述至少一个进气阀的液压致动器的室连通；

-电致动的控制阀，其与每个汽缸的所述至少一个进气阀相关联并且适合设定与排气体积连通的所述压力室以便使所述至少一个进气阀与各自的挺杆解除联接并由于各自的复位弹簧引起所述至少一个进气阀的快速闭合；

-电子控制机构，其用于控制电致动的阀，以便根据发动机的一个或更多个操作参数来改变所述至少一个进气阀的打开时刻和/或闭合时刻及升程；以及

-电致动的燃料喷射器机构，其由所述电子控制机构来控制以用于将燃料供应到所述燃烧室中，

用于发动机起动的电机与所述发动机相关联，所述电机适合在启动发动机的步骤中激活发动机轴的旋转。

上述类型的发动机描述于（例如）文献EP 0 803 642 B1、EP 1 555 398、EP 1 508676 B1、EP 1 674 673 B1和EP 2 261 471 A1中的任一者中，所有这些文献均以本申请人的名义提交。

背景技术

长期以来，本申请人已开发包括用于如上所指出类型的进气阀的可变致动的系统的内燃发动机，其按商标“MULTIAIR”出售。本申请人是关于具备上文所指定类型的系统的发动机的多项专利和专利申请的持有人。

附图中的图1示出发动机的截面图，所述发动机具备如欧洲专利号EP 0 803 642B1中所描述的“MULTIAIR”系统。

参照图1，其中所图示的发动机是包括汽缸盖1的多缸发动机，例如，直列四缸发动机。对于每个汽缸而言，汽缸盖1包括由汽缸盖1的底座表面3所形成的腔体2，所述腔体2限定燃烧室CO且两个进气管4、5和两个排气管6通入所述腔体2中。两个进气管4、5与燃烧室2的连通由传统提升阀类型的两个进气阀7来控制，每者均包括可滑动地安装于汽缸盖1的本体中的阀杆8。

每个阀7通过设定在汽缸盖1的内表面与端阀保持器10之间的弹簧9被收回到闭合位置中。两个排气管6与燃烧室的连通是通过两个阀70来控制的，所述阀70也是传统类型的，且用于朝闭合位置返回的弹簧9与所述阀70相关联。

每个进气阀7的打开是通过凸轮轴11以下文将描述的方式来控制的，所述凸轮轴11围绕轴线12可旋转地安装于汽缸盖1的支撑件内并且包括用于致动进气阀7的多个凸轮14。

控制进气阀7的每个凸轮14与沿轴线17可滑动地安装的挺杆16的板15协作，在所引用的现有文献中图示的示例的情况下，所述轴线17设定成相对于阀7的轴线大致成90°。板15通过与之关联的弹簧被收回抵靠凸轮14。根据下文所详细描述的，挺杆16构成可滑动地安装于由预装配单元20的本体19所携载的衬套18内的泵送柱塞，所述预装配单元20合并有与致动进气阀相关联的所有电装置和液压装置。

借助于压力室C（泵送柱塞16面向所述压力室C）中存在的加压流体（优选地，来自发动机润滑回路的油）及借助于可滑动地安装于由衬套22（所述衬套22也由子组件20的本体19携载）构成的圆柱状本体中的柱塞21，泵送柱塞16能够将推力传输到阀7的阀杆8以便引起阀7抵抗弹性机构9的作用而打开。

再次，在图1中所图示的已知解决方案中，与每个进气阀7相关联的加压流体室C能够设定成经由电致动的控制阀24（例如，螺线管阀）与包括通道23的排气体积连通。螺线管阀24可以是适合于本文所说明的功能的任何已知的类型，其由电子控制机构（总体上标示为25）根据指示发动机操作参数（例如，加速器的位置和发动机每分钟转数）的信号S来控制。在本文所说明的特定情况下，阀24通常是打开的且能够通过将电流供应到其螺线管而闭合。

当螺线管阀24打开时，室C开始与通道23连通以使得存在于室C中的加压流体流到所述通道中，并且获得凸轮14和各自的挺杆16与进气阀7的解除联接，所述进气阀7因此在复位弹簧9的作用下快速返回到其闭合位置中。通过控制室C与排气通道23之间的连通，因此有可能根据需要改变打开每个进气阀7的时间和冲程。

各螺线管阀24的排气通道23全部通入与蓄压器27连通的一个且同一个纵向通道26中，图1中仅可见其中一者。

带有相关联衬套18的所有挺杆16、具有相关联衬套22的柱塞21、螺线管阀24和相对应的通道23、26是由预装配单元20的上述本体19所携载并从其获得，这对快速且简单地装配发动机而言是有利的。也能够将此单元划分成独立的子块，每个子块与各自的汽缸相关联。

尽管在所引用的现有文献的情况下原则上不排除也将液压致动系统应用于排气阀的控制，但在图1中所图示的实施例中，与每个汽缸相关联的排气阀70是通过各自的凸轮轴28经由各自的挺杆29以传统方式来控制的。

再次参照图1，被限定于衬套22内部且面向柱塞21的可变体积室（在图1中被图示为处于其最小体积状态，给定柱塞21位于其顶部的行程终端位置中）经由衬套22的端壁中所产生的开口30与加压流体室C连通。此开口30由柱塞21的端部鼻状物31以此方式接合，使得当阀接近闭合位置时在闭合阶段中提供对阀7的运动的液压制动，在此情况下可变体积室中存在的油被迫穿过存在于端部鼻状物31与由此接合的开口30的壁之间的间隙流到加压流体室C中。除由开口30构成的连通之外，加压流体室C和柱塞21的可变体积室还经由柱塞21的本体中所产生的内部通路彼此连通并由止回阀32来控制，所述止回阀32使得仅来自加压室C的流体能够通过至柱塞21的可变体积室。

在图1中所图示的已知发动机的正常操作期间，当螺线管阀24不允许加压流体室C与排气通道23的连通时，存在于此室中的油将泵送柱塞16的运动（由凸轮14所给予的）传输到柱塞21，该柱塞21操纵阀7的打开。在阀的开启运动的初始步骤中，来自室C的流体穿过止回阀32和设定柱塞21内部腔体的另外通路而到达柱塞21的可变体积室，所述内部腔体具有管状构造并与可变体积室连通。在柱塞21的第一次位移之后，鼻状物31离开开口30以使得来自室C的流体能够经由现处于自由的开口30直接进入可变体积室中。

在阀的闭合的反向运动中，如已所述的，在最后的步骤期间，鼻状物31进入开口30，引起对阀的液压制动，以便防止阀本体撞击其底座，例如，在打开螺线管阀24后，这引起阀7立即返回到闭合位置中。

在所描述的系统中，当螺线管阀24闭合时，发动机的进气阀7跟随凸轮的运动（完整升程）。进气阀7的预期闭合能够通过停用（打开）螺线管阀24来获得，以便清空室C并在各自的复位弹簧9的作用下获得发动机地进气阀7的闭合。同样地，阀的延迟打开能够通过延迟对螺线管阀的激活来获得，而阀的延迟打开和预期闭合的组合能够通过螺线管阀在相对应凸轮的推力期间的闭合和打开来获得。

根据可替代的策略，按照以本申请人名义提交的专利申请号EP 1 726 790 A1的教导，每个进气阀能够以“多升程”模式（即，根据打开和闭合的两次或两次以上重复的“子循环”）来控制。在每个子循环中，进气阀在通过凸轮的一次且同一次致动内打开且随后完全闭合。电子控制单元因此能够根据发动机的一个或更多个操作参数（例如，每分钟转数、温度和/或系统中所用流体的黏度和/或其它发动机操作参数）来获得进气阀的打开时刻的变化和/或闭合时刻的变化和/或升程的变化。这使得能够在每种操作状态中获得最大的发动机效率和最低的燃料消耗。

附图中的图2对应于EP 1 674 673的图6并示出用于在常规MULTIAIR系统中致动与每个汽缸相关联的两个进气阀的系统的方案。此图示出与内燃发动机的一个且同一个汽缸相关联的两个进气阀7，其由单个泵送柱塞16来控制，所述单个泵送柱塞16反过来由发动机凸轮轴（未图示出）的单个凸轮来控制，所述凸轮作用抵靠其板15。图2未图示与阀7相关联并倾向于使其返回到各自的闭合位置中的复位弹簧9（见图1），以及也未图示使板15收回抵靠凸轮的弹簧。

如可看到的，在图2的常规系统中，单个泵送柱塞16经由单个压力室C来控制两个阀7，所述压力室C与排气的连通由单个螺线管阀24来控制并且所述压力室C与面向柱塞21的可变体积室C1、C2两者液压连通用于控制两个阀。图2的系统能够尤其在液压室的体积相对较小的情况下以有效并且可靠的方式操作。根据在（例如）以本申请人名义提交的文献号EP 1 674 673 B1中已详细说明的内容，这种可能性是通过在衬套22外部上采用液压挺杆400来提供的。以此方式，衬套22能够具有能够选择成如所期望的一样小的内部直径。

对于阀24而言，可设想任何其它类型的电操作的致动器（例如，压电致动器或磁致伸缩类型的致动器）以代替螺线管致动器。这种类型的阀的优选实施例已形成以本申请人名义在2013年5月22日提交的欧洲专利申请号EP 13 168 666.9的主题。

从制造简单性和经济性的观点以及总尺寸减小的观点而言，与（例如）文献号EP 0803 642 B1中所说明的解决方案（其设想两个螺线管阀来独立地控制每个汽缸的两个进气阀）相比，图2中所图示的解决方案提供明显的优点。但是，同样可以在形成本发明的主题的发动机中应用文献号EP 0 803 642 B1中所说明的解决方案。

附图中的图3示出所获得的与常规MULTIAIR系统一致的电子控制的液压系统的图解，所述电子控制的液压系统用于发动机进气阀的可变致动。在此图中，与图1的部分一样或与图1的部分相对应的部分由相同附图标记来标示。

图3通过示例的方式图示一种变型，其中每个凸轮14经由摇臂150来控制各自的挺杆15，所述摇臂150以围绕其端部关于轴线151铰接的方式支撑于固定到发动机结构的支撑件151a上并且使其相对的端部携载可自由旋转的滚子153，所述滚子153与挺杆15协作。摇臂150的中心部分携载可自由旋转的滚子152，所述滚子152与凸轮14协作。弹簧154使挺杆15收回至与摇臂150的滚子153接触。

泵送柱塞16所面对的压力室C经由两个通路d1、d2与两个致动器21的液压室连通，所述致动器21致动与每个发动机汽缸相关联的两个进气阀7。此外，压力室C与通路d3连通，所述通路d3能够经由螺线管阀24连接到通道23，所述螺线管24由电子控制单元25控制。

在静止状态下，螺线管阀24处于打开状态且压力室C与由通道23所限定的排气体积连通。电子控制单元25能够控制给螺线管阀24的螺线管的电流供应，以便以此方式引起所述螺线管阀的闭合，从而使得压力室C与排气体积隔离开。限定排气体积的通道23部分借助于止回阀400而相对于通道230隔离开，所述通道230以此方式连接到供给泵900，使得包含在由通道23限定的前述排气体积中的流体（包括在阀400与螺线管阀24之间）无法流到通道230中，而由泵900供应的任何可能的流体流则能够进入通道23。

在本文所考虑的示例的特定情况下，所用流体是用于发动机润滑的油，且泵900是用于发动机润滑的回路的泵，其在发动机处于活动状态时通过发动机轴来激活。

图3的图解还示出与由通道23限定的排气体积连通的液压蓄能器270，其由汽缸构成，所述汽缸具有通过弹簧272来收回的活塞271。活塞271面向与排气通道23连通的室273。

在系统的正常操作期间，当螺线管阀24打开时，来自压力室C的流体排放到通道23中并填充蓄能器270的室273，从而引起活塞271抵抗弹簧272的作用来后退。

再次，根据已知技术，通道23还与流体罐300连通，所述流体罐300在顶部处由盖子闭合，所述盖子具备至少一个开口301用于与大气通风。罐300确保在发动机正常操作期间补偿来自压力室的流体的任何可能泄漏的额外流体容量。此类泄漏可（例如）发生在进气阀7的致动器21处在这些致动器的柱塞与圆柱状壁之间，其中柱塞在所述圆柱状壁内滑动。流体泄漏也可发生在泵送柱塞16处在泵送柱塞16的壁与圆柱状本体的壁之间，其中泵送柱塞16可滑动地安装在所述圆柱状本体内。

位于通道23上游的通道230与泵900的输送管800连通。泵能够从罐801吸取流体，在所图示的特定情况下，罐801是用于发动机润滑的油罐。在多缸发动机的情况下，管线800是发动机的所有汽缸共筒的管线，而图3中所图示的位于通道230下游的系统的部分对于发动机的每个汽缸是重复的。

另一个罐500设在供给管线800中，所述罐500在顶部处由盖子闭合，所述盖子具备至少一个开口501以与大气通风。通道230从形成于罐500的底部上的出口502开始延伸。管800连接到位于罐500顶部部分中的入口503。将入口503布置在罐500的顶部部分中且将出口502布置在罐500的底部部分中确保了来自供给泵900的流体流中所含有的可能量的空气聚集在罐500的顶部部分中且随后通过通风孔501离开进入大气中。在管线800中设定止回阀802以使得流体仅能够在从泵900至罐500的方向上通过。

图4是示出上述已知系统的操作的另一个图解。在此图解中，实线示出每个进气阀7的升程的理论曲线图，其对应于控制进气阀的凸轮14的曲线图。所图示的示例与MULTIAIR系统的版本有关，其形成以本申请人名义提交的专利EP 1 936 132 B1的主题。在此版本中，凸轮14具有凸角，所述凸角以此方式成形以确定在活塞朝上死点（TDC）上升期间升程A的理论曲线图（其具有在汽缸排气阶段期间已经开始的额外初始部分A1），以便在先于发动机进气阶段的排气阶段期间已经获得进气阀的打开，在所述发动机进气阶段中活塞从上死点（TDC）移到下死点（BDC）。当然，此处仅以举例的方式说明这种解决方案，考虑到本发明能够应用于任何凸轮构造。

在螺线管阀24总是保持闭合的情况下，以完全对应于图4中所说明的曲线图的升程曲线图来控制进气阀7，其由凸轮14的曲线图来确定。

图4中的虚线示出供应至螺线管阀24的螺线管的电流的信号。在所说明的示例的情况下，螺线管阀24通常是打开的并且在其螺线管供应有电流时闭合。参照图4，其中图示了MULTIAIR系统的操作模式，其中螺线管阀24的螺线管接收电流从而引起螺线管阀24在时刻t₀闭合，所述时刻t₀先于TDC但是在其中凸轮将开始引起进气阀7的升程A1的发动机角度之后。在时刻t₀，电流从零值转到获得螺线管阀的移动构件的移动所必需的峰值，随后接着是使电流保持于足以使螺线管阀的移动构件保持处于闭合状态的较低但非零值的步骤。在时刻t₁，用于供应螺线管的电流返回到零。在此示例的螺线管阀24的控制模式的情况下，每个进气阀7将开始仅在时刻t₀之后立即打开且将在时刻t₁之后再次闭合。当然，此处所描述的模式仅以举例说明的方式示出。如上文所说明的，螺线管阀24的打开时间和闭合时间是根据发动机操作参数（例如，发动机每分钟转数、发动机负载、油温和指示发动机操作条件的任何另外的参数）来变化的，以便达成在更大发动机效率、更低消耗和减少有毒排气排放方面的所需结果。

参照图3中所说明的已知技术，补给罐300和500构成流体储备，从而确保了与发动机的每个汽缸相关联的压力室C总是能够操作，即使在存在来自系统的流体的泄漏的情况下也能够操作。如已提到的，较小的流体泄漏可发生在泵送柱塞16和致动器21处，在被限定于每个柱塞与圆柱状壁（柱塞在所述圆柱状壁内滑动）之间的通路中。但是，在发动机将在延长时间内（至少几个月左右）保持不活动的情况下，泄漏在理论上会变得不利于系统的正常操作。如上文所提到的，与每个汽缸相关联的螺线管阀24通常是打开的，且当发动机不活动时，泵900不活动。在发动机的长期不活动后，例如由于致动器21处流体的持续泄漏（在具体实施例中所述致动器21位于系统的最低点中），因此会在位于各自的止回阀400下游的部分中发生与每个汽缸相关联的液压系统的完全清空。在将出现此类假想情形的情况下，有可能不再能够启动发动机，因为已经历前述流体泄漏的汽缸的进气阀7将继续保持闭合且将不能够“感知”致动凸轮14。

发明内容

本发明的目标是解决上述涉及的技术问题。

本发明的另一个目标是用简单和低成本机构实现上述目标。

另一个目标是提供适合在任何需要的时候在发动机起动时以自动方式进行自动地介入以使液压系统再填充流体的机构。

为了实现上述目的中的一个或更多个，本发明的主题是内燃发动机，其具有在本描述开篇指出的所有特征，且此外其特征在于：

-所述压力室经由止回阀与辅助流体罐连通，所述止回阀使得仅仅来自所述辅助罐的流体能够在压力室的方向上通过，所述辅助罐不具有与所述排气体积的任何直接连通；以及

-所述电子控制机构经编程以用于激活在发动机点火之前的操作步骤来再填充压力室，其中实施以下操作：

a)禁止将燃料供应到所述燃烧室；

b)激活所述电机以用于将发动机轴及因此凸轮轴设定成旋转，使得激活所述泵送柱塞的往复运动；

c)以此方式与所述泵送柱塞的运动同步来循环地打开和闭合所述电致动的控制阀，使得所述控制阀在泵送柱塞朝压力室前进的步骤中打开且在泵送柱塞远离所述压力室的步骤中闭合，从而使得泵送柱塞充当用于将来自所述辅助罐的流体收回到压力室的抽吸泵；以及

d)在某个时间间隔之后，允许将燃料供应到所述燃烧室且使电致动的控制阀保持闭合以获得进气阀的致动和发动机的点火。

根据第一实施例，前述时间间隔是固定的和预定的时间间隔，此后系统为发动机的点火做准备。

在此第一实施例的变型中，上述时间间隔对应于预定数量的泵送柱塞的向前和向后运动的循环。

在第二实施例（其中发动机包括适合检测压力室中的压力并发出由电子控制机构所接收的信号的压力传感器）中，上述时间间隔对应于使压力传感器警告压力室中已超出预定压力值所必需的时间。

由于前述特征，在发动机的长期不活动之后压力室已清空的情况下，根据本发明的系统能够使压力室再填充以流体。

根据另一个优选特征，提供适合检测前述至少一个进气阀的运动的传感器机构，并且前述电子控制机构经编程以用于当在发动机起动的步骤中检测到不存在前述至少一个进气阀的运动时激活在发动机点火之前的前述操作步骤。

根据上述实施例的第一解决方案，适合检测至少一个进气阀的运动的传感器机构包括用于检测发动机进气歧管中的压力的压力传感器，其适合发出由所述电子控制机构所接收的信号。

在变型中，前述传感器机构包括与所述至少一个进气阀相关联的加速度计，其信号由电子控制机构所接收。

在提供适合检测压力室中的压力并发出由电子控制机构所接收的信号的压力传感器的实施例中，电子控制机构经编程以用于当在发动机起动的步骤中检测到压力室中低于预定阈值的压力时激活在发动机点火之前的前述操作再填充步骤。

根据另一个优选特征，前述辅助流体罐借助于连接管连接到所述压力室，所述连接管具有：第一端，其在与排气体积一侧相对的控制阀下游侧上与压力室连通；以及第二端，其在位于罐自身底部的部分中连接到辅助罐，此第二端所在的水平面低于第一端的水平面。

由于上述特征，即使在发动机的长期不活动之后，在辅助罐中存在的流体不能够朝压力室流走的情况下，仍保证前述辅助罐中存在预定量的流体。

本发明的主题也是用于控制上述系统的方法。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将从后面参照附图的描述中显现，提供所述附图仅仅是以非限制性示例的方式且其中：

-图1（上文已描述）以截面图图示根据文献号EP 0 803 642 B1中所说明的内燃发动机的汽缸盖，所述内燃发动机具备用于进气阀的可变致动的MULTIAIR系统；

-图2（上文也已经描述）图示在（例如）EP 2 261 471 A1中所描述的常规类型的MULTIAIR系统中与发动机的一个且同一个汽缸相关联的两个进气阀的控制系统；

-图3（上文也已经描述）图示根据已知技术的液压系统的图解；

-图4（上文也已经描述）图示根据已知技术的系统的进气阀的升程和电气阀的控制模式的图解；

-图5图示与图3的图解类似的图解，但根据本发明的教导进行了修改；

-图6A和图6B是应用了根据本发明的系统的内燃发动机的图解；以及

-图7图示与图4的图解类似的图解，其示出根据本发明的系统中的电气阀的控制操作模式。

具体实施方式

上文已描述了图1-图4。参照图5，与图3相同的部分此处由相同附图标记来标示。

根据本发明的系统的第一特征在于：其包括不与位于螺线管阀24上游的排气通道23连通的辅助流体罐600。在其具有连接到泵900的输送管800的支路803的入口601的情况下，辅助罐600在发动机正常操作期间填充有流体。入口601设定于前述罐的顶部部分中，所述罐在顶部处通过盖子闭合，所述盖子具有用于通风至大气中的至少一个开口602。

辅助罐600具有与其底部相邻并连接到管604的一个端部603的出口，所述管604的相对的端部605与位于通道23和螺线管阀24下游的压力室C连通。在所说明的示例中，管604通入管d3中。止回阀700设定于连接管604中，所述止回阀700使得流体仅能够在从罐600到管d3的方向上通过。

在发动机的正常使用状态下，连接管604的端部603所在的水平面低于连接到压力室的端部605。此外，此端部603所占据的位置低于可能的油泄漏的两个区域，所述油泄漏区域由泵送柱塞16的区域和致动器21的最低区域来表示。因此，相对于辅助罐的出口，此类可能的油泄漏区域分别位于高度H1和高度H2处，其中H1 > 0且H2 > 0（见图5）。因此，即使在发动机的极长时间不活动的情况下，且即使在位于止回阀400下游的液压系统由于流体经由致动器21发生泄漏而完全清空的情况下，罐600仍持续充满流体。此罐的目的实际上是即使在发动机的长期不活动后仍始终并且在任何情况下确保额外的流体容量。

电子控制单元25经编程以用于在发动机点火之前激活液压系统的再填充的操作步骤。根据此操作模式，当发动机起动的步骤被激活时，电子控制单元25禁止将燃料供应到发动机的汽缸。

附图中的图6A是内燃发动机的通常布置的示意性图示，所述内燃发动机具有发动机轴50，所述发动机轴50使其一个端部携载飞轮51，所述飞轮51承载能够由小齿轮52接合的环形齿轮，所述小齿轮52由预先布置以用于发动机起动的电机53的轴所携载。发动机轴50的相对的端部携载皮带轮或齿轮54，所述皮带轮或齿轮54借助于齿形带或链条传动装置55、安装于凸轮轴11的端部上的皮带轮或齿轮56驱动旋转。因此，在发动机起动期间，当电机53被激活时，发动机轴50设定成旋转并将旋转（以1:2的传动比）传输到凸轮轴11。

附图中的图6B是内燃发动机的示意性图示，所述内燃发动机具有从进气歧管IM接收空气并从喷射器I1、I2、I3、I4接收燃料的四个汽缸CY1、CY2、CY3、CY4，其由控制单元1000（其可与上文已描述的控制单元25一致）进行电子控制。

根据本发明，在发动机点火之前的前述再填充步骤中，电子控制单元1000禁止将燃料供应到发动机使得发动机保持不工作。在凸轮轴通过启动电机53来转动（如上文已涉及的）的情况下，凸轮轴的每个凸轮14改为设定成旋转。

参照图5，在发动机点火之前的前述再填充步骤期间，由启动电机53所确定的凸轮14的旋转引起泵送柱塞16进行往复运动，但是，在压力室C是空的情况下，则往复运动无法引起进气阀7的运动。

再次，在发动机点火步骤之前的所述再填充操作模式中，电子控制单元25经编程用于以此方式控制螺线管阀24使得与由凸轮14引起的泵送柱塞16的运动同步来循环地打开它和闭合它。更精确地，在这个再填充操作步骤中，螺线管阀24在泵送柱塞朝室C前进的步骤中打开，且在泵送柱塞远离室C的步骤中闭合。在它的朝室C前进运动期间，泵送柱塞16朝通道23排出位于螺线管阀24下游的体积中所含有的空气，而在从室C的每次后退运动期间（其随螺线管阀24闭合而发生），泵送柱塞16引起负压，从而引起来自补给罐600的流体经由连接管604和止回阀700进入管d3中。

因此，在给定时间间隔（其中电机53继续控制凸轮14的旋转）之后，泵送柱塞16达到完全填充位于螺线管阀24下游的系统体积，使得能够允许燃料的供应且螺线管阀24恢复成以常规方式进行控制，以便使得能够打开进气阀7和对发动机点火。

图7是在发动机点火之前的上述操作步骤期间螺线管阀24的控制模式的示意性图示，其中泵送柱塞16用作泵以用于将来自罐600的流体送入位于螺线管阀24下游的流体体积中直到此体积被装满。如图7中所示出的，当螺线管阀的螺线管供应有适合引起螺线管阀的移动构件的运动的峰值电流时，在时刻t₀控制螺线管阀的闭合。此闭合大致是紧接在泵送柱塞16于前进冲程后再次后退之前发生，紧接着发生凸轮14的旋转（其升程曲线图再次于图7中图示出）。如图7中也图示的，供应到螺线管的电流信号随后降低到更低的非零（保持）值，从而使螺线管阀保持闭合直至时刻t₁，这时电流返回到零且螺线管阀因此打开。时刻t₁紧接在泵送柱塞16朝压力室C前进的新的冲程之前。

在第一实施例中，当在发动机点火之前的前述操作步骤被激活时，其继续下去历时固定的和预设的时间间隔，此后，使能进行燃料的供应且电子控制单元25返回到通常操作模式以便引起发动机点火。能够经由测试来设立对于每种单独的发动机类型的此固定的和预设的时间。电子控制单元随后能够经编程以便实施在发动机点火之前的前述操作步骤历时固定的持续时间，在任何情况下进行判断以充分保证压力侧上的系统体积完全装满流体且系统可再次进行完全操作。

对于与每个汽缸相关联的泵送柱塞16的前进和后退运动的给定数量的循环，能够通过对电子控制单元进行编程以实施在发动机点火之前的前述再填充操作步骤来获得同样的结果。

可替代地，也有可能提供与位于螺线管阀24下游的系统体积相关联的压力传感器PS（图5），所述压力传感器PS的信号由电子控制单元25所接收。在这种情况下，电子控制单元能够经编程以延长在发动机点火之前的前述的再填充操作步骤，直到前述压力传感器PS警告对于发动机的每个汽缸已超出位于螺线管阀24下游的流体体积中的压力的预设值为止。

优选地，仅当产生需要时才由电子控制单元启用在发动机点火之前的前述再填充操作步骤。为此目的，提供传感器机构，所述传感器机构适合以此方式直接或间接地检测进气阀的运动，使得仅当在发动机起动的步骤中检测到不存在一个或更多个汽缸的进气阀的运动时才激活在发动机点火之前的前述再填充的操作步骤。为了获得此结果，有可能采用（例如）适合检测发动机进气歧管IM中的压力的压力传感器IMS（图6B）。通常所提供的此传感器与燃料喷射控制系统相关联。由进气歧管IMS中的压力传感器发出的信号被发送到电子控制单元（例如，单元1000），并使得其能够检测一个或更多个汽缸的进气阀何时保持闭合以便相应地激活在发动机点火之前的再填充操作模式。

可替代地，也有可能提供与每个进气阀7相关联的加速度计VS（图5），所述加速度计VS的信号由电子控制单元25所接收并使得能够立即检测到可能不存在进气阀的运动。

作为前述解决方案的可替代方案，可通过在位于螺线管阀24下游的流体体积中提供压力传感器PS来检测对在发动机点火之前激活再填充操作模式的需求，所述压力传感器PS的信号由电子控制单元25以此方式接收，使得当在发动机起动步骤中检测到前述流体体积中低于预设阈值的压力时能够在发动机点火之前激活再填充的操作步骤。

无论选择哪种解决方案，系统均能够在由驾驶员对发动机点火后确定是否有必要来进行在发动机点火之前的再填充的操作步骤。如果检测到这种需求，则系统激活上述操作模式，从而使发动机保持切断并使用启动电机53来将每个凸轮14设定成旋转，且相应地使用与发动机的每个汽缸相关联的泵送柱塞16来使位于螺线管阀24下游的系统体积再次填充流体。如已提到的，在泵送柱塞16充当抽吸泵的情况下，便获得此结果，该抽吸泵能够将来自补给罐600的流体吸入到位于螺线管阀24下游的系统体积中直到获得此体积的完全填充。在预设时间间隔之后，或在与每个汽缸相关联的泵送柱塞16的前进和后退的运动的预设数量的循环之后，或者当与位于螺线管阀24下游的流体体积相关联的压力传感器检测到对于发动机的每个汽缸已达到预设压力阈值时，系统使能供应燃料并返回到螺线管阀24的正常控制模式，以便引起发动机点火。

如同样已提到的，罐600预先布置成处于与排气通道23完全隔离的状态，其中出口603设定在某个水平面处，此水平面既低于与位于螺线管阀24下游的流体体积连通的连接管604的端部，又低于其中可出现流体泄漏的泵送柱塞16的区域及致动器21的区域（图5中水平面H1和H2中的差值）。因此，确保了即使在发动机的长期不活动之后，罐600仍始终确保存在流体储备。

当然，在不损害本发明原理的情况下，构造和实施例的细节可相对于本文中仅仅以举例说明的方式所描述的内容而广泛地变化，由此却不背离权利要求书的范围。

Claims

1.一种内燃发动机，其包括：

-发动机轴（50）和限定燃烧室（CO）的至少一个汽缸（CY1-CY4）；

-至少一个进气管（4）和至少一个排气管（6），其通入所述燃烧室（CO）中；

-至少一个进气阀（7）和至少一个排气阀（70），其与所述进气管和所述排气管（4，6）相关联并具备将其推向闭合位置的各自的复位弹簧（9）；

-凸轮轴（11），其用于借助于各自的挺杆（15）致动所述至少一个进气阀（7），所述凸轮轴（11）通过所述发动机轴（50）被驱动旋转；

-其中，所述至少一个进气阀（7）是由所述各自的挺杆（15）抵抗前述的复位弹簧（9）的作用通过插入液压机构来控制的，所述液压机构包括压力室（C），连接到所述挺杆（15）的泵送柱塞（16）面向所述压力室（C），所述压力室（C）适合与关联到所述至少一个进气阀（7）的液压致动器（21）的室连通；

-电致动的控制阀（24），其与每个汽缸的所述至少一个进气阀（7）相关联并且适合将所述压力室（C）设定成与排气体积（23）连通，以便于使所述至少一个进气阀与所述各自的挺杆（15）解除联接并由于所述各自的复位弹簧（9）引起所述至少一个进气阀的快速闭合；

-电子控制机构（25），其用于控制电致动的阀（24），以便根据所述发动机的一个或更多个操作参数来改变所述至少一个进气阀的打开时刻和/或闭合时刻及升程；以及

-电致动的燃料喷射器机构（I1-I4），其由所述电子控制机构（25）来控制以用于将燃料供应到所述燃烧室（CO）中，

用于启动所述发动机的电机（53）与所述发动机相关联，所述电机（53）适合在发动机起动步骤中激活所述发动机轴（50）的旋转，

所述发动机的特征在于：

-所述压力室（C）经由止回阀（700）与辅助流体罐（600）连通，所述止回阀（700）使得仅来自所述辅助罐（600）的流体能够在所述压力室（C）的方向上通过，所述辅助罐（600）与所述排气体积（23）不具有任何直接连通；以及

-所述电子控制机构（25）经编程以用于激活在所述发动机的点火之前的操作步骤以再填充所述压力室（C），其中，当发动机起动步骤被激活时，实施以下操作：

a)禁止将燃料供应到所述燃烧室（CO）；

b)激活所述电机（53）以用于将所述发动机轴（50）及因此所述凸轮轴（11）设定成旋转，使得激活所述泵送柱塞（16）的往复运动；

c)以与所述泵送柱塞（16）的运动同步的方式来循环地打开和闭合所述电致动的控制阀（24），使得所述控制阀（24）在所述泵送柱塞（16）朝所述压力室（C）前进的步骤中打开，且在所述泵送柱塞（16）远离所述压力室（C）的步骤中闭合，从而使得所述泵送柱塞（16）充当抽吸泵以用于将来自所述辅助罐的流体收回到所述压力室（C）；以及

d)在一时间间隔之后，使能将燃料供应到所述燃烧室（CO）且使所述电致动的控制阀（24）保持闭合以获得所述进气阀（7）的致动和所述发动机的点火。

2.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述时间间隔是预设的时间间隔。

3.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述时间间隔对应于预设数量的所述泵送柱塞（16）的向前和向后运动的循环。

4.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机包括适合检测所述压力室（C）中的压力并发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号的压力传感器（PS），且其特征在于，所述时间间隔对应于使所述压力传感器（PS）警告所述压力室（C）中已超出所述压力的预设值所必需的时间。

5.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，提供适合检测所述至少一个进气阀（7）的运动的传感器机构（IMS、VS），且其特征在于，所述电子控制机构（25）经编程以用于当在发动机起动步骤中检测到不存在所述至少一个进气阀的运动时激活在发动机点火之前的前述操作步骤。

6.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述传感器机构包括压力传感器（IMS），所述压力传感器（IMS）用于检测所述发动机的所述进气歧管（IM）中的压力并适于发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号。

7.根据权利要求5所述的发动机，其特征在于，所述传感器机构包括与所述至少一个进气阀（7）相关联的加速度计（VS），所述加速度计（VS）的信号由所述电子控制机构（25）所接收。

8.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，提供适合检测所述压力室（C）中的压力并发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号的压力传感器（PS），且其特征在于，所述电子控制机构（25）经编程以用于当在发动机起动步骤中检测到所述压力室（C）中的压力低于预设阈值时激活在所述发动机的点火之前的前述操作步骤。

9.根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述辅助流体罐（600）借助于连接管（604）连接到所述压力室（C），所述连接管（604）具有：第一端（605），其在与所述排气体积（23）的一侧相对的所述控制阀（24）下游侧上与所述压力室（C）连通；以及第二端（603），其在所述罐的底部部分中连接到所述辅助罐（600），且其特征在于，在所述发动机的正常使用状态下，所述第二端（603）所在的水平面低于所述第一端（605）的水平面，并且也低于所述进气阀的所述致动器（21）的水平面且低于前述泵送柱塞（16）的水平面，所述致动器（21）和所述泵送柱塞（16）因此相对于所述辅助罐（600）的出口处于大于零的高度（H1、H2）处。

10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述辅助罐（600）也连接到用于供应加压流体的通道（800），所述通道（800）在所述辅助罐的顶部部分中与所述辅助罐（600）连通。

11.根据权利要求10所述的发动机，其特征在于，所述辅助罐（600）具有用于通风至大气中的至少一个顶部开口（602）。

12.一种用于控制内燃发动机的方法，其中，所述发动机包括：

-其中，所述至少一个进气阀（7）是由所述各自的挺杆（15）抵抗前述复位弹簧（9）的作用借助于插入液压机构来控制的，所述液压机构包括压力室（C），连接到所述挺杆（15）的泵送柱塞（16）面向所述压力室（C），所述压力室（C）适合与关联到所述至少一个进气阀（7）的液压致动器（21）的室连通；

用于发动机起动的电机（53）与所述发动机相关联，所述电机（53）适合在发动机起动步骤中激活所述发动机轴（50）的旋转，

所述方法的特征在于：

-所述压力室（C）经由止回阀（700）与辅助流体罐（600）连通，所述止回阀（700）使得仅来自所述辅助罐（600）的流体能够在所述压力室（C）的方向上通过，所述辅助罐（600）与所述排气体积（23）不具有任何直接连通；

以及其特征在于，在发动机点火之前激活操作步骤以用于再填充所述压力室（C），其中，当发动机起动步骤被激活时，实施以下操作：

a)禁止将燃料供应到所述燃烧室（CO）；

c)以与所述泵送柱塞（16）的运动同步的方式来循环地打开和闭合所述电致动的控制阀（24），使得所述控制阀（24）在所述泵送柱塞（16）朝所述压力室（C）前进的步骤中打开，且在所述泵送柱塞（16）远离所述压力室（C）的步骤中闭合，从而使得所述泵送柱塞（16）充当抽吸泵以用于将来自所述辅助罐的流体收回到所述压力室（C）中；以及

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述时间间隔是预设的时间间隔。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述时间间隔对应于预设数量的所述泵送柱塞（16）的向前和向后运动的循环。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述发动机包括适合检测所述压力室（C）中的压力并发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号的压力传感器（PS），且其特征在于，所述时间间隔对应于使所述压力传感器（PS）警告所述压力室（C）中已超出所述压力的预设值所必需的时间。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，提供适合检测所述至少一个进气阀（7）的运动的传感器机构（IMS、VS），且其特征在于，当在发动机起动步骤中检测到不存在所述至少一个进气阀的运动时激活在发动机点火之前的前述操作步骤。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述传感器机构包括压力传感器（IMS），所述压力传感器（IMS）用于检测所述发动机的所述进气歧管（IM）中的压力并适合发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述传感器机构包括与所述至少一个进气阀（7）相关联的加速度计（VS），所述加速度计（VS）的信号由所述电子控制机构（25）所接收。

19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，提供适合检测所述压力室（C）中的压力并发出由所述电子控制机构（25）所接收的信号的压力传感器（PS），且其特征在于，当在所述发动机起动步骤中检测到所述压力室（C）中的压力低于预设阈值时激活在发动机点火之前的前述操作步骤。