CN108291477B - 用于内燃机的控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机(ICE)(200)的控制系统(202)，其包括空气存储容器和阀系统，用于在涡轮增压器不能满足需求的情况下升高进气压力。本发明还涉及用于控制这样的ICE(200)并且避免涡轮延迟的对应方法，并且还涉及与其相关的计算机程序。

Description

用于内燃机的控制系统和控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于内燃机(ICE)的控制系统。本发明还涉及一种用于控制ICE的对应方法，并且还涉及与其相关的计算机程序。

背景技术

涡轮增压器通常结合内燃机而被使用，涡轮增压器包括由排气流驱动的涡轮。因此，被涡轮吸收的能量然后经由轴传递到压缩机，压缩机被布置成压缩内燃机的进气侧的空气并因此增加燃烧室中的空气量。这意味着更大量的燃料能够供应到发动机中的燃烧室，由此增大发动机的扭矩和动力。

在旨在用于例如商用车辆的涡轮增压柴油发动机中，在启动期间，来自发动机的可用扭矩通常有点不足。原因在于，配备有涡轮增压器的发动机比正常吸气发动机在低转速下表现要差，因为涡轮增压器是吸气的阻碍。该发动机具有比正常吸气发动机差的启动性能的事实意味着未供应对于涡轮柴油发动机典型的空气量。这进而意味着在低转速时必须限制喷射到发动机中的燃料的量，以便使由于空气的缺乏而导致的来自不完全燃烧的烟量最小化。涡轮增压器将以增大的排气能量供应附加量的空气，这将允许增加的燃料量并且由此允许增加的发动机扭矩和发动机动力。

上述事件的顺序更加是不利的，因为它导致发动机的启动阶段期间的降低的性能。在启动阶段期间，用户将进一步感到发动机“不足”，因为已经需要限制在初始“吸气发动机”阶段期间供应的燃料量，也称为涡轮延迟(turbo-lag)。

消除上述涡轮延迟的一种方法是在要求发动机响应的该启动阶段期间将一定量的压缩空气供应到发动机。例如，US6138616公开了优选配备有涡轮单元的内燃机中的一种装置，其中，涡轮功能能够比先前已知的装置中更早地开始，并且这增加了发动机的起动扭矩。特别地，US6138616公开了一种用于将空气供应到内部发动机的设备，其中，在从主阀进行普通空气供应之后，次级阀装置被用于将附加的空气供应到气缸。

然而，尽管所公开的设备对现有发动机提供了大的改进，但仍存在对US6138616中所述的设备进行改进的进一步空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于提高涡轮增压内燃机的性能的控制系统和控制方法。

根据本发明的一个方面，以上目的至少部分地通过用于控制对内燃机(ICE)的空气供应的控制系统来实现，该ICE包括至少一个气缸，所述至少一个气缸包括用于将空气供应到所述至少一个气缸的入口，所述系统包括：容器，该容器用于压缩空气存储；管道，该管道用于将压缩空气从所述容器供应到所述至少一个气缸的入口；机械控制阀装置，该机械控制阀装置用于将压缩空气从所述管道供应到所述至少一个气缸，该机械控制阀装置包括用于将普通空气供应到所述至少一个气缸的第一阀，该第一阀能够在关闭位置和打开位置之间移动，在该关闭位置，普通空气不能被供应到所述至少一个气缸，而在该打开位置，普通空气被供应到所述至少一个气缸，所述第一阀包括：通道，该通道连接到所述管道，用于通过该通道将压缩空气供应到所述至少一个气缸；电控制阀，该电控制阀布置在所述管道中并且被设置用于控制压缩空气到所述至少一个气缸的供应；和控制单元，该控制单元连接到电控制阀并且被配置成操作该电控制阀，其中，该控制单元被配置成根据ICE的操作模式将压缩空气供应到所述至少一个气缸。

在ICE的操作期间，允许空气和燃料进入气缸中。根据本公开，提供到ICE的空气是一定量的普通空气(例如，通过涡轮增压器经由正常空气入口通路提供到气缸中)和一定量的压缩空气的组合。当提供到气缸的普通空气的量不足以允许ICE的期望的操作时，将压缩空气从用于压缩空气存储的容器供应到气缸。这样的情形可以例如在涡轮增压器没有(尚未)完全操作时出现。

通过包括由控制单元操作并且与机械控制阀装置一起工作的电控制阀，能够基于ICE的当前操作模式来小心地调节被供应到气缸的附加燃料的量，由此改善了ICE的一般操作。如所指出的，该控制系统可例如用于克服涡轮延迟。这进而消除了关于ICE的启动扭矩不足的感觉。

在一实施例中，ICE的操作模式可以取决于对ICE的当前扭矩需求。加速器踏板或其它扭矩需求装置的控制水平例如可以用于确定期望的扭矩水平。该控制单元也可以布置成与例如进一步的控制元件操作性地连接，所述进一步的控制元件用于控制ICE并且知道当前扭矩需求。由此，电控制阀可以被打开，并且附加的燃料被添加以与最大化的扭矩需求VS预先限定的烟水平相一致。

在另一实施例中，ICE的操作模式可以取决于ICE的最大排放水平。在这样的实施例中，通常希望使在控制系统被启用的启动操作期间由ICE排放的排放物最小化。

优选地，控制单元被配置成确定通过机械控制阀装置喷射到气缸中的压缩空气的量。这样的实施方式允许关于气缸中的空气/燃料比的高水平可控性。优选地，用于压缩空气的存储的容器因此被设置有用于测量容器内的当前压力的传感器。这样的传感器被布置成与控制所述电控制阀的控制单元通信。该控制单元可以例如是ICE中包括的ECU/ECM(电子控制单元/发动机控制模块)。

除了上文内容，使用传感器/控制单元确定的压力水平也优选被用于确定容器中的压缩空气压力是否充足(通常随着容器内的空气质量的确定而由控制单元执行)。在确定压力水平(和/或空气质量)低于预定阈值的情形中，例如可能存在对压缩空气的其它使用的问题的情形中，该控制系统可以被配置成避免将压缩空气提供到气缸。一个可能的情境可以例如是当用于压缩空气存储的容器也连接到例如包括ICE的车辆的空气制动器时。

此外，优选的是不在ICE达到其操作温度(例如，大约80℃)之前开始压缩空气的供应。因此，该控制单元优选被布置成也知道ICE的操作温度。

在优选实施例中，ICE被包括车辆中。该车辆可以例如是卡车或轿车。然而，该ICE也可以被包括在建筑设备等中。然而，应理解的是，替选实施例中的ICE可以设置在固定装置中，例如电站(例如发电机组)中。在这样的实施例中，所公开的控制系统可以缩短发电机组的启动时间段。

该ICE可以例如是柴油发电机或者奥托发动机，或者中间的混合动力发动机。该ICE也可以布置成混合动力系统(诸如混合动力车辆)的部件。应注意的是，车辆不必局限于路基车辆，并且水下应用(例如，船)也是可能的且在本发明的范围内。

在优选实施例中，ICE的操作模式取决于车辆的操作模式。特别地，当ICE被包括在车辆中时，所公开的控制系统允许克服在已经建立充足水平的增压压力之前的不想要的涡轮延迟。在具体实施方式中，在涡轮增压器完全可操作之前，即，通常在可以通过涡轮增压器提供足够的增压压力之前，和/或可替选地当已经达到预定时限之前，供应压缩空气的持续时间可以是约1-2秒。此外，对于1000rpm(ICE)以上，电控制阀的启用时间段为0.8-0.5秒，这取决于发动机转速和发动机负荷。另外，期望紧密地监测增压压力，以确保在通过涡轮增压器提供的压缩空气和普通空气的应用之间存在适当的交接。

因此，所公开的控制系统优选仅在增压压力低于设定的阈值时被启用。示例性的相关操作模式例如包括用于车辆的走走停停(stop-and-go)实施方式。本发明构思获得的优点包括减小ICE尺寸的可能性，由此减轻车辆的重量，从而导致该车辆的燃料消耗的减少。

此外，在一些实施方式中，希望布置该控制单元以接收与车辆的换挡有关的信息。这样的信息然后可以在操作所述电控制阀中被使用。具体地，在一些实施例中，所述电控制阀可以在档位改变之前被启用。在另一实施例中，当离合器未接合时，或者齿轮箱处于空挡时，或者在换挡期间，所述电控制阀不被启用。何时启用电控制阀的这种控制禁止不利时的额外空气的喷射，减小浪费压缩空气消耗并且也可以防止在所述容器中缺乏压缩空气的情况下运行。因此，该控制单元优选布置成知道车辆如何在档位之间变换。

在优选实施例中，所公开的控制系统进一步包括电控制燃料喷射装置，用于将附加的燃料喷射到所述至少一个气缸，其中，该电控制燃料喷射装置与控制单元电通信，并且所述控制单元进一步被配置成控制该电控制燃料喷射装置的操作。该电控制燃料喷射装置和电控制阀优选被一起启用，以增进ICE的操作，由此在ICE的涡轮增压器至少部分地未启用时也允许通过ICE提供增大的(更进一步的)量的扭矩。该实施方式应被视为重点在于减少排放(例如，前述走走停停情境)的实施例的替选方案。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于控制除了空气的普通供应以外的、到内燃机(ICE)的气缸的压缩空气的供应的方法，所述方法包括以下步骤：确定ICE的操作模式，根据所确定的ICE的操作模式来控制电控制阀，用于将压缩空气供应到气缸。该方面提供了如上文关于本发明的前一方面讨论的类似优点。

所述方法可以例如由控制单元执行或者作为计算机程序执行，所述计算机程序包括程序代码组件，用于当程序在计算机上运行时执行方法步骤。该计算机程序可以设置在计算机可读介质上，该计算机可读介质是任意类型的存储装置，包括如下项中的一个：本领域已知的可去除非易失性随机存取存储器、硬盘驱动器、软盘、CD-ROM、DVD-ROM、USB存储器、SD存储卡或类似的计算机可读介质。

在以下的描述和从属权利要求中，公开了本发明的进一步的优点和有利特征。

附图说明

参考附图，以下是作为示例给出的本发明的实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1A和图1B示出了配备有根据一实施例的阀装置的、不同类型的车辆；

图2示意性地示出了根据当前优选实施例的ICE和控制系统；

图3示出了根据一实施例的示例性的机械控制阀装置；并且

图4概念性地示出了用于执行本文公开的方法的处理步骤。

具体实施方式

现在，将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的当前优选实施例。然而，本文公开的构思可以以许多不同的形式实施，且不应理解为局限于这里阐述的实施例；而是，这些实施例是为了充分性和完整性而提供的。在全文中，相同的附图标记表示相同的元件。

现在参考附图且尤其参考图1A和1B，图1A中描绘了示例性车辆，在此被示出为卡车100，该卡车100包括内燃机(ICE)，控制系统可以被包含在该ICE中。该控制系统当然也可以被实施在轿车100'中(如图1B所示)、工程机械中或者实施在具有压缩空气供应的任何发动机(例如固定发动机)中。

现在转到图2，示意性示出了根据当前优选实施例的ICE 200和控制系统202。控制系统202包括：容器204，该容器204用于压缩空气存储；管道206，该管道206用于将压缩空气从容器204供应到ICE 200的至少一个气缸的入口。控制系统202还包括机械控制阀装置208，该机械控制阀装置208用于将压缩空气从管道206供应到所述至少一个气缸。下面将参考图3详细描述该阀装置的功能和设计。这种机械控制阀装置的另一个示例可以在上文提到的、通过引用的方式并入本文的US6138616中找到。

控制系统202还包括：电控制阀210，该电控制阀210布置在管道206中并且被设置用于控制压缩空气到ICE 200的所述至少一个气缸的供应；和控制单元212，该控制单元212连接到电控制阀210并且被配置成操作该电控制阀210。优选地，ICE 200的每个气缸均可典型地包括机械控制阀装置208。

控制单元212可以包括通用处理器、专用处理器、包含电路的处理组件、一组分布式处理组件、被配置用于进行处理的一组分布式计算机等。所述处理器可以是或可以包括任意数目的硬件组件，用于处理数据或信号处理或者用于执行存储器中存储的计算机代码。该存储器可以是存储用于完成或促进本说明书中描述的各种方法的数据和/或计算机代码的一个或多个装置。该存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器。该存储器可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件，或者用于支持本说明的各种活动的任何其它类型的信息结构。根据示例性实施例，本说明书的系统和方法可以使用任何分布式存储装置或本地存储装置。根据示例性实施例，该存储器被可通信地连接到处理器(例如，经由电路或任何其它有线、无线或网络连接)并且包括用于执行本文所述的一个或多个处理的计算机代码。控制单元212可以设置为单独单元和/或可以至少部分地形成卡车100中包括的电子控制单元的一部分。控制单元212也可以连接到例如卡车100的通信接口(例如CAN总线等，或者专用通信接口)。

控制单元212优选布置成与加速器踏板214通信(在例如卡车100的情形中)。换挡装置(未示出，手动或自动的换挡装置)也可连接到控制单元212。

除了上述结构以外，容器204被有利地布置成接收来自压缩机216的空气，并且设有传感器218，用于监测容器204内的空气压力水平。再进一步，控制单元212可以连接到用于测量环境空气压力的另外的传感器220。应理解的是，传感器218可以被不同地定位(连接柄或管等)，用于监测空气压力。测量到的空气压力结合所获知的容器204的容积以及可能该容器附近和/或内部的温度可用于确定容器204内的空气质量。

ICE 200典型地包括传统的涡轮增压器，并且控制系统202被布置成与该涡轮增压器一起工作。然而，应理解的是，在涡轮增压器不可用的情况下，控制系统202也可以是有用的。在这种实施方式中，可能需要对容器204有所约束，通常通过选择相对较大的容器(以及与其相关的具有相对高的能力的压缩机216)。这样的情境可以例如存在于如下情形中：其中，在瞬态期间仅需要“额外的”扭矩，但ICE能够处理正常状况。

转到图3，示出了根据本发明的实施例的、示例性的机械控制阀装置208。机械控制阀装置208布置在ICE 200的不同气缸中的每个气缸的进气端口302处。进气端口302用于将普通空气例如从上述涡轮增压器供应到气缸。在进气端口302进入气缸的点处，布置有阀座304，第一阀306被布置成抵靠阀座304。为此，第一阀306包括第一阀头308，该第一阀头308与大致圆形的下边缘310接触。第一阀头308连接到第一阀杆312，第一阀杆312进而在大致护套形的阀引导件314中延伸。第一阀306的功能对应于ICE的普通阀功能，用于将普通空气供应到不同气缸中燃烧。

利用来自外部阀弹簧316和内部阀弹簧318的力，第一阀头308受到影响而与阀座304接触。更准确地，第一外部弹簧阀316和第二内部弹簧阀318分别与第一外部弹簧垫圈320和第二内部弹簧垫圈322接触并压靠在第一外部弹簧垫圈320和第二内部弹簧垫圈322上，其中，第二弹簧垫圈322经由阀锁而与第一阀杆312连接。第一阀杆312的下部是大致管状的，并且包括内部通道324，该内部通道324在其下端处被加宽。内部通道324容纳具有第二阀头328的第二阀326，该第二阀头328与另外的阀座接触，该另外的阀座呈第一阀头308的内表面330的形式。此外，第二阀头328连接到第二阀杆332，该第二阀杆332具有在通道324内的延伸。

第一阀杆312的上部被形成有贯通的通道区段334，该通道区段334的内径基本对应于第二阀杆332的外径。第一阀杆312的下部中的内部通道324具有比第二阀杆332的直径大的直径，以允许压缩空气在内部通道324中流动。此外，沿着第一阀杆312的圆周布置有至少一个入口336，并且更优选布置有三个入口，所述三个入口沿着第一阀杆312的圆周等距离地布置。此外，阀引导件314包括内凹槽338，该内凹槽338形成阀引导件314与第一阀杆312之间的腔。供应通路340经由布置在阀引导件314的侧壁中的阀引导件孔口342连接到所述腔。优选的是，供应通路340的所产生的邻近阀引导件孔口342的椭圆开口被阀引导件孔口342完全覆盖。

在阀装置300的正常位置，即，当第一阀306与阀座304接触并且第二阀326与第一阀头308的内侧接触时，形成在阀引导件314的凹槽338与第一阀杆312之间的所述腔与第一阀杆312中的所述至少一个入口336对齐。为了将压缩空气连通到气缸，供应通路340终止于阀引导件314中的阀引导件孔口342处。

来自空气罐204的压缩空气能够经由控制阀被供应到供应通路340并进一步供应到第一阀杆312的下内部通道324。因而，该压缩空气经由第二阀326被朝向发动机气缸引导，第二阀326被发动机的凸轮轴连续地打开和关闭。第二阀杆332至少沿着特定区段被设定尺寸，以良好地配合在上通道区段334的下端上。这使得能够实现第二阀杆332和第一阀杆312之间的热传递，同时它能够提供密封功能，这防止了空气沿着上通道区段334向上流动。这也保护第二阀杆332免于膨胀的风险，尤其在高发动机转速操作期间。

当预先定义的发动机负荷情形出现时(这启动所述系统)，上述空气通路340/342/336/338/324通过由控制单元212控制的电控制阀210、被来自空气罐204的压缩空气加压。内部阀326首先由凸轮轴打开，并且，所述压缩空气的一小部分在T.D.C处被喷射到气缸中。在阀按压器344和主阀308之间的间隙被关闭且内部阀326完全打开之后，随后的动作是主入口阀从阀座304打开并且发动机经由正常空气入口通路302将空气吸入到气缸。在主入口阀308打开的同时，主入口阀中的阀杆336中的空气供应孔利用该打开运动向下移动并且将压缩空气留在阀引导件314中的腔328中。在图3中，阀致动构件346被布置成将凸轮轴的运动传递到阀按压器344。

这意味着阀杆中的空气供应孔336变得被阀引导件314的下部分堵住，并且没有压缩空气能够供应到气缸中。这意味着只要主入口阀308打开，就没有压缩空气被加入。该特征减少了空气消耗。当主入口阀308返回到其阀座304时，供应孔336返回到阀引导件314内的被压缩空气加压的腔388。这意味着：在主入口阀308已经关闭之后，压缩空气现在被供应到气缸中。主入口阀308中的内部阀326保持打开，直到凸轮轴上的凸轮弯曲部和弹簧力316将阀326关闭，且压缩冲程伴随着所添加的附加燃料以用于燃烧。

根据一个示例性的操作方法，进一步参考图4，控制单元212例如通过前述CAN通信接口例如从测量用于压缩空气存储的容器204处的当前压力水平、用于加速器踏板214的当前设定、ICE 200的操作温度、当前涡轮压力等的传感器218接收信息。该信息被控制单元212处理，用于确定(S1)ICE 200的当前操作模式。在本发明的一些实施例中，例如，卡车100可以配备有用于控制卡车100的驱动设定的接口，例如用于在从ICE 200随排气排出减少量的颗粒物的同时驱动卡车100。也可以使用上述控制接口来控制该设定。在一些实施例中，作为替选方案，卡车100可以在“改进的扭矩模式”中操作，其中，进一步的燃料与通过电控制阀210提供的压缩空气一起被提供到ICE。

基于ICE 200的操作模式，调节启用(S2)电控制阀210的时间段(电控制阀210的打开状态的时间)。在优选实施方式中，根据空气喷射持续时间、空气压力和喷射器喷嘴处的估计的空气温度，基于模型来计算该启用时长和待供应到ICE 200的气缸的压缩空气的量(空气质量)。对于何时启用电控制阀210的这种控制可以如上所述地禁止不利时的额外空气的喷射，减小浪费的压缩空气消耗并且也可以防止在所述容器中缺乏压缩空气的情况下运行。基于模型的方法可以用于形成何时允许启用电控制阀210的包络线(envelope)。该模型例如可以考虑到发动机转速、空气供应压力、启用时间或角度、以及阀机械数据等。因此，优选形成对待喷射到ICE中的空气质量的估计。

在实施例中，待提供到气缸的压缩空气的量与待提供到气缸的附加燃料的量(质量)相关。控制单元212因此也被配置成用于这样的确定(S3)。

随后，ICE 200所设有的上述电控制燃料喷射装置(未明确示出)被启用(S4)，与电控制阀210一起用于推进ICE 200的操作，由此，例如向卡车100提供附加的扭矩。

总之，以上示例涉及一种用于控制对内燃机(ICE)的空气供应的控制系统，该ICE包括至少一个气缸，所述至少一个气缸包括用于将空气供应到所述至少一个气缸的入口，该系统包括：容器，该容器用于压缩空气存储；管道，该管道用于将压缩空气从所述容器供应到所述至少一个气缸的入口；机械控制阀装置，该机械控制阀装置用于将压缩空气从所述管道供应到所述至少一个气缸，该机械控制阀装置包括用于将普通空气供应到所述至少一个气缸的第一阀，所述第一阀能够以在关闭位置和打开位置之间移动，在该关闭位置，普通空气不能被供应到所述至少一个气缸，而在打开位置，普通空气被供应到所述至少一个气缸，所述第一阀包括：通道，该通道连接到所述管道，用于通过该通道将压缩空气供应到所述至少一个气缸；电控制阀，该电控制阀布置在所述管道中并且被设置用于控制压缩空气到所述至少一个气缸的供应；和控制单元，该控制单元连接到所述电控制阀并且被配置成操作所述电控制阀，其中，该控制单元被配置成根据ICE的操作模式将压缩空气供应到所述至少一个气缸。

所公开的控制系统提供了一种用于控制到ICE的气缸的压缩空气供应的手段。包括在所述控制系统中的电控制阀可以被操作，以基于ICE的当前操作模式来小心地控制待供应的压缩空气的量。

本公开的控制功能可以使用现有的计算机处理器来实施，或者通过用于被包含用于此目的或另一目的的适当系统的专用计算机处理器来实施，或者通过硬连线系统来实施。在本公开的范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括机器可读介质，用于在其上携带或存储机器可执行指令或数据结构。这样的机器可读介质可以是能够被通用计算机或专用计算机或具有处理器的其它机器读取的任何可用介质。例如，这样的机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或者其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储装置，或者任何其它介质，所述任何其它介质能够用于携带或存储呈机器可执行指令或数据结构形式的期望的程序代码，并且能够被通用计算机或专用计算机或具有处理器的其它机器读取。当信息通过网络或其它通信连接(硬连线、无线、或者硬连线和无线的组合)被传递或提供到机器时，该机器适当地将所述连接视为机器可读介质。因而，任何这样的连接被适当地当成机器可读介质。上述各项的组合也被包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令例如包括使通用计算机、专用计算机或者专用处理机器执行某一功能或一组功能的指令和数据。

尽管附图可以示出次序，但所述步骤的顺序可与所描绘的不同。而且，两个或更多个步骤可以被同时执行或者部分同时发生地执行。这样的变型将取决于所选的软件和硬件系统并且取决于设计师的选择。所有这样的变型都在本公开的范围内。同样，软件实施可以利用具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术来完成，以完成各种连接步骤、处理步骤、对比步骤和决定步骤。另外，尽管已经参考其具体示例性实施例描述了本发明，但对本领域普通技术人员而言，许多不同的改变、修改等将是显而易见的。

应理解的是，本发明不限于图中所示的和上文描述的实施例；而是，本领域技术人员将意识到，在所附权利要求的范围内，可以做出许多改变和变型。本发明可以例如用在不同类型的内燃机中，例如柴油发动机和汽油发动机。此外，本发明不限于结合涡轮增压发动机使用，而是也可用于将压缩空气供应到不包括涡轮增压器的发动机中。

Claims (10)

1.一种内燃机(ICE)(200)，所述内燃机(ICE)(200)包括涡轮增压器、至少一个气缸以及用于控制对所述内燃机(ICE)(200)的空气供应的控制系统(202)，所述至少一个气缸包括用于将空气供应到所述至少一个气缸的入口(302)，所述控制系统(202)包括：

-容器(204)，所述容器(204)用于压缩空气存储；

-管道(206)，所述管道(206)用于将所述压缩空气从所述容器(204)供应到所述至少一个气缸的所述入口(302)；

-机械控制阀装置(208)，所述机械控制阀装置(208)用于将所述压缩空气从所述管道(206)供应到所述至少一个气缸，所述机械控制阀装置(208)布置在所述气缸的进气端口处并包括用于将普通空气供应到所述至少一个气缸的第一阀(306)，所述第一阀(306)能够在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置，所述普通空气不能被供应到所述至少一个气缸，而在所述打开位置，所述普通空气被供应到所述至少一个气缸，所述第一阀(306)包括连接到所述管道(206)的内部通道，用于通过所述内部通道将所述压缩空气供应到所述至少一个气缸，其中，所述机械控制阀装置(208)包括第二阀(326)，所述第二阀(326)以可移动方式布置在所述第一阀(306)内并且被构造成控制所述压缩空气到所述气缸的流动，其中，所述第二阀(326)能够在关闭位置和打开位置之间移动，在所述第二阀(326)的所述关闭位置，所述压缩空气不能被供应到所述至少一个气缸，而在所述第二阀(326)的所述打开位置，所述压缩空气能够被供应到所述至少一个气缸；

-电控制阀(210)，所述电控制阀(210)布置在所述管道(206)中，并且被设置用于控制到所述至少一个气缸的所述压缩空气的供应，以及

-控制单元(212)，所述控制单元(212)连接到所述电控制阀(210)并且被配置成操作所述电控制阀(210)，

其特征在于，所述控制单元(212)被配置成：

-基于所述内燃机(ICE)(200)的当前操作模式，确定通过所述机械控制阀装置(208)喷射到所述气缸中的所述压缩空气的量，

-使用适于监测所述容器(204)内的空气压力的传感器(218)确定所述容器内的空气质量，

-确定所述涡轮增压器的压力，

-确定用于启用所述电控制阀(210)的时间段，并且

-在所确定的时间段期间，仅在所确定的所述容器(204)内的空气质量高于预定的空气质量阈值并且确定所述涡轮增压器的所述压力低于预定的压力阈值时才启用所述电控制阀(210)，用于将所确定量的所述压缩空气供应到所述至少一个气缸。

2.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述内燃机(ICE)(200)的所述操作模式是对所述内燃机(ICE)的当前扭矩需求，或者所述内燃机(ICE)(200)的所述操作模式取决于所述内燃机(ICE)的最大排放水平。

3.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述内燃机(ICE)(200)被包括在车辆(100、100')中，或者所述内燃机(ICE)(200)被包括在固定的发动机装置中。

4.根据权利要求3所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述内燃机(ICE)(200)的所述操作模式取决于所述车辆(100、100')的操作模式。

5.根据权利要求3所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述控制单元(212)被配置成接收与所述车辆(100、100')的换挡相关的信息，并且所述电控制阀(210)的操作进一步基于所接收到的所述信息。

6.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述控制单元进一步被布置成接收对所述内燃机(ICE)(200)的扭矩需求的指示，并且根据所接收到的扭矩需求来启用所述电控制阀(210)，以将所述压缩空气供应到所述至少一个气缸。

7.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，还包括电控制燃料喷射装置，所述电控制燃料喷射装置用于将附加的燃料喷射到所述至少一个气缸，其中，所述电控制燃料喷射装置与所述控制单元(212)电通信，其中，所述控制单元(212)进一步被配置成控制所述电控制燃料喷射装置的操作。

8.根据权利要求7所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述电控制燃料喷射装置和所述电控制阀(210)被一起启用，以增进所述内燃机(ICE)(200)的操作。

9.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述预定的空气质量阈值取决于所述容器(204)附近的和/或所述容器(204)处的温度，或者所述预定的空气质量阈值取决于所述内燃机(ICE)(200)的转速(rpm)。

10.根据权利要求1所述的内燃机(ICE)(200)，其中，所述第二阀(326)包括第二阀头(328)，所述第二阀头(328)被相对于所述第一阀(306 )的内表面(230)以可移动方式布置，用于分别打开和关闭所述第一阀(306)中的所述内部通道。

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