CN115298419B - 用于气缸停用和高功率密度(hpd)制动的气门致动和排序 - Google Patents

Abstract

用于控制内燃发动机系统中的气门致动系统中的气门的系统和方法可特别适合于在结合气缸停用和高功率密度(HPD)发动机制动的发动机环境中对气门运动进行排序。主事件运动系统被构造成在一个或多个气门组中产生主事件运动。发动机制动系统产生发动机制动运动，并且气缸停用系统选择性地停用该气门组的进气门和排气门的主事件运动。阻断系统选择性地防止该气缸停用系统在发动机制动操作期间停用至少一个进气门的主事件运动。因此，主事件进气门运动可用于制动操作，例如HPD制动，其中主事件进气门运动可用于增强CR制动。一个致动器可以控制成对的进气和排气主事件运动的停用。

Description

用于气缸停用和高功率密度(HPD)制动的气门致动和排序

优先权及相关申请

本申请要求于2020年4月2日提交的名称为“CONTROLLING THE SEQUENCING OFINTAKE AND EXHAUST VALVES WITH LESS ACTUATORS”的美国临时申请第63/004,232号的优先权，其主题通过引用全部并入本文。

技术领域

本公开大体涉及内燃发动机中的气门致动系统，并且尤其涉及用于控制具有致动器的进气门和排气门的排序的系统和方法。所公开的系统和方法可特别适合于在结合气缸停用和高功率密度(HPD)发动机制动的发动机环境中对气门运动进行排序。

背景技术

已知的气门致动系统包括辅助气门致动系统，该辅助气门致动系统可以利用辅助摇臂和辅助致动运动源(例如，专用辅助凸轮)来提供辅助气门运动，该辅助气门运动是除主事件气门运动之外的运动。主事件气门运动是指在相关气缸中的典型四冲程发动机循环中有助于正功率产生(即，受控的进气、压缩、燃烧和排气冲程)的典型进气门和排气门运动。例如，此类辅助气门致动系统和相关联的气门运动可以提供压缩释放(CR)发动机制动或以下任一者：多个辅助气门事件或者可变主事件定时或可变气门定时事件(通常称为可变气门致动或VVA)，例如但不限于进气门延迟关闭(LIVC)、排气门提前打开(EEVO)、进气门提前关闭(EIVC)和/或进气门延迟打开(LIVO)。

本领域已知各种类型的CR发动机制动。通常，CR发动机制动发生在发动机气缸在未加燃料的状态下运转，以基本上起着空气压缩机的作用，从而通过车辆的传动系提供车辆减速动力。所谓的2冲程或高功率密度(HPD)压缩释放发动机制动为发动机的每个循环提供两个CR事件，与为发动机的每个循环仅提供单个CR事件的常规CR系统相比，这提供了提高的减速动力。在一些型号的HPD制动系统中，有必要允许主进气门和排气门致动运动“丢失”(不传送到发动机气门)，以支持实施HPD发动机制动的辅助气门致动运动。

如在本领域中进一步已知，气门致动系统可以被构造成停用内燃发动机中的气缸。通常，实施气缸停用(CDA)的系统包括允许进气门和排气门与任何气门致动运动源分离的机构，从而防止进气门和排气门的气门致动。通常，在此类CDA系统是液压致动的范围内，可以采用一个或多个致动器(例如，高速电磁阀)来控制液压流体向CDA机构的施加。考虑到要求主进气门和排气门事件分离的共同特征，可以容易地设想提供2冲程HPD CR发动机制动和CDA两者的系统。

然而，CDA与其他类型的CR发动机制动的兼容性并不容易实现。使用2冲程HPD，气缸停用机构消除了主进气门和排气门事件，从而允许进气制动摇臂和排气制动摇臂在每次凸轮旋转(发动机循环)时提供两个进气事件、两个CR事件和两个排气再循环制动(BGR)事件。在所谓的1.5冲程HPD中，主排气事件被停用；然而，主进气门事件未被停用，并且没有提供额外的进气升程事件来支持第二CR事件。为第一CR提供正常进气，并且在第二压缩释放事件中使用的气体仅由排气歧管气体的再循环产生，而不从进气歧管抽吸空气。图1中示出了此类种1.5冲程HPD气门致动运动的示例。如图所示，通常的主排气门致动气门运动丢失(否则在所示示例中通常发生在约180至300度的曲柄角处)，并且被包括两个CR事件120和两个BGR事件122、124的辅助气门致动运动取代。如进一步所示，与主排气事件不同，主进气门事件134没有丢失，而是作为替代操作以提供用于第一CR事件120(在示出的示例中以0度曲柄角为中心)的气体。

考虑到在1.5冲程HPD发动机制动期间继续主进气事件的要求，依靠CDA机构是不可行的，否则CDA机构将停用排气和进气主事件。为了克服这种限制，可以通过为每组提供单独的致动器来提供对每组进气门和排气门的独立控制。例如，在六缸发动机中，这将需要12个单独的致动器—六个致动器用于进气门，六个致动器用于排气门。因此，在CDA操作期间，将操作所有十二个致动器以使所有组的进气门和排气门停用。此外，在1.5冲程HPD期间，操作用于排气门的六个致动器以停用排气门，但是操作用于进气门的六个致动器以仍然允许根据主气门事件致动进气门。虽然这种构造是可能的，但是由于提供单独的致动器而导致的成本和空间需求以及系统的复杂性增加，包括例如为每个停用机构增加所需的额外的、单独的液压通道，将是令人望而却步的。

因此，实施没有上述缺点的协作气门致动运动源的系统和相关方法将代表本领域的进步。

发明内容

本公开的各方面提供了一种用于控制气门运动的系统，该系统特别适合于采用气缸停用以及高功率密度(HPD)发动机制动的发动机环境。可以提供一种阻断系统，该阻断系统用于当发动机制动与气缸停用结合执行时防止一个或多个气缸中的进气门中的主事件运动的停用。该系统可以用阻断电磁阀实施，该阻断电磁阀被布置和适配成控制一个或多个阻断元件，诸如位于各自与发动机气缸相关联的配气机构部件(例如摇臂)内的滑阀。通过配气机构部件内的通道或液压链路的液压网络可以促进控制。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于控制气门运动以促进具有至少一个气缸的内燃发动机中的气缸停用和高功率密度(HPD)发动机制动的系统，该用于控制气门运动的系统可包括：气门组，该气门组与该至少一个气缸中的每个气缸相关联，这些气门组中的每个气门组包括至少一个进气门和至少一个排气门；主事件运动系统，该主事件运动系统被构造成在该气门组中的每个气门组中产生主事件运动；发动机制动系统，该发动机制动系统被构造成在发动机制动操作期间通过向该排气门中的至少一个排气门添加运动来产生发动机制动运动；气缸停用系统，该气缸停用系统被构造成选择性地停用至少一个气门组中的该进气门和该排气门的主事件运动；以及阻断系统，该阻断系统被构造成在该发动机制动操作期间选择性地防止该气缸停用系统停用至少一个进气门的主事件运动。

根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括发动机制动系统，该发动机制动系统被构造成对该内燃发动机的每个循环产生至少两个压缩释放事件。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括至少一个气门横臂，并且该气缸停用系统可包括在该至少一个气门横臂上的塌缩特征部。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括停用系统和阻断系统，该停用系统被构造成响应于液压压力停用主事件运动，该阻断系统被构造成防止该气缸停用系统的进气部分中的液压压力。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括停用系统，该停用系统被构造成响应于液压压力而停用主事件运动，并且该阻断系统可以被构造成允许该气缸停用系统中的液压压力。

根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括发动机制动系统，该发动机制动系统具有与排气门中的至少一个排气门相关联的专用制动摇臂。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括阻断系统，该阻断系统包括阻断电磁阀，该阻断电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以选择性地防止该气缸停用系统停用一个气门组中的进气门的主事件运动。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括发动机制动系统，该发动机制动系统具有制动电磁阀，该制动电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以在至少一个气门组中产生制动运动，其中制动运动可施加在与至少一个气缸相关联的至少一个气门上。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括气缸停用系统，该气缸停用系统具有气缸停用电磁阀，该气缸停用电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以停用至少一个气门组中的进气门和排气门的主事件运动。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括阻断系统，该阻断系统具有阀，该阀设置在摇臂中或在配气机构中的另一个部件(例如摇臂轴或电磁阀歧管)中(或上)，并且被布置成防止在配气机构部件中的液压通道中的流动。根据另一方面，该用于控制气门运动的系统可包括阻断系统，该阻断系统具有阀，该阀被布置成阻断由该气缸停用系统的一部分提供的液压流体的流动，否则该液压流体的流动将用于停用该至少一个进气门的主事件运动。

根据本公开的另一方面，提供了一种控制气门运动以促进具有至少一个气缸的内燃发动机中的气缸停用和高功率密度(HPD)发动机制动的方法，该系统包括；气门组，该气门组与该至少一个气缸中的每个气缸相关联，该气门组中的每个气门包括至少一个进气门和至少一个排气门；主事件运动系统，该主事件运动系统用于在该气门组中的每个气门组中产生主事件运动；发动机制动系统，该发动机制动系统用于在发动机制动操作期间通过向该排气门中的至少一个排气门添加运动来产生发动机制动气门运动；气缸停用系统，该气缸停用系统用于选择性地停用至少一个气门组中的该进气门和该排气门的主事件运动；以及阻断系统，该阻断系统用于选择性地防止该气缸停用系统结合该发动机制动操作而停用至少一个进气门的主事件运动，该方法包括：在该制动系统中对该气门组中的至少一个气门组启动制动操作；在该气缸停用系统中启动气缸停用操作，该气缸停用操作趋于停用该至少一个气门组中的至少一个进气门的主事件运动；以及在该阻断系统中启动阻断操作，用于防止该至少一个进气门的该主事件运动的停用。

根据另一方面，该控制气门运动的方法可进一步包括为该内燃发动机的每个循环提供至少两个压缩释放事件。根据另一方面，该控制气门运动的方法可包括该至少一个进气门的主事件运动，该主进气事件运动可使该进气门克服气缸压力而打开，并且起到增强在该制动操作中执行的压缩释放制动事件的作用。

附图说明

本公开中描述的特征在所附权利要求中具体阐述。通过结合附图考虑以下详细描述，这些特征和伴随的优点将变得显而易见。现在参考附图仅以举例的方式描述一个或多个实施方案，其中类似的附图标号表示类似的元件，并且其中：

图1是示出在用于提供1.5冲程HPD发动机制动的现有技术气门致动序列中随曲轴角变化的气门升程的曲线图；

图2至图5是根据本公开的第一实施方案的示例性系统和致动器排序方法和技术的示意图；

图6至图8示出了根据本公开的第二实施方案的系统和致动器排序技术和方法；

图9至图12示出了根据本公开的第三实施方案的系统和致动器排序技术和方法；

图13至图15示出了根据本公开的第四实施方案的系统和致动器排序技术和方法；

图16至图19示出了根据本公开的第五实施方案的系统和致动器排序技术和方法；

图20至图22示出了根据本公开的第六实施方案的系统和致动器排序技术和方法；并且

图23和图24示出了可用于实施第一实施方案至第六实施方案的摇臂中的滑阀气缸具体实施的示例的操作。

图25示出了适于实施本公开的各方面的示例性停用机构或停用器。

具体实施方式

通常，本公开解决了上述缺点。特别地，一种根据本公开的内燃发动机包括能够提供实施2冲程HPD发动机制动的气门致动运动的压缩释放制动系统，以及能够停用进气门和排气门致动的气缸停用系统。在操作该CR制动系统和该CDA系统时，本公开还提供了在期望提供例如1.5冲程HPD发动机制动时防止进气门致动的停用(尽管CDA系统在操作)。为此，本文描述了包括不同数量的致动器的各种系统构造和用于同步此类致动器的操作的支持方法。

更具体地，本文描述的各种实施方案涉及减少致动器数量的方法，使得一个致动器可以控制成对的进气和排气主事件运动的启动/停用，但是其中这些路径之一可以被选择性地阻断，使得仅进气门或排气门被单独控制。在优选实施方案中，进气门和排气门的控制被构造用于CDA所需的快速反应时间。然后，当要求1.5冲程HPD发动机制动时，首先致动阻断滑阀，以防止当制动系统的其余部分被启动时进气门停用。该阻断滑阀可以被构造成使得当制动未激活时允许进气和排气的停用，并且当制动激活时不允许进气停用。因此，主事件进气门运动可用于制动操作，例如HPD制动，其中主事件进气门运动可用于增强CR制动。典型地，阻断滑阀可保持CDA供油流动路径打开，以供给CDA进油口。然而，本公开考虑了其他构造。

参考图2至图5说明了根据本公开的第一实施方案。此外，图25示出了诸如在美国专利9,790,824中描述的气门致动系统部件的示例性关键特征部的相关细节，这将有助于进一步理解图2至图22中示意性描述的系统，其中一些部件为清楚起见采用缩写或已省略。

参考图2和图25，具体地，主事件摇臂218可安装在摇臂轴290上用于枢转或摇摆运动，并且可将主事件运动从主事件运动源(例如凸轮330)传送到气门横臂216，该气门横臂致动一对进气门210、212。也可安装在摇臂轴上的辅助摇臂220可将辅助运动从辅助运动源340传送到气门横臂216的横臂销222和进气门212中的一个。气门横臂216可以装备有停用机构204(在图25中也总体上以217表示)，该停用机构可包括内部柱塞310，该内部柱塞可在液压压力下向下移位以允许一对楔形元件312的缩回，因此外部柱塞314在横臂216内向下移动。

气门组可与每个气缸相关联，并且可包括一对进气门210、212和一对排气门250、252。进气门由进气门致动系统214(图3)致动，该进气门致动系统可包括进气门横臂216，该进气门横臂由主进气摇臂218驱动，该主进气摇臂接收来自诸如凸轮330(图25)的运动源的运动。进气门横臂216可包括集成在其中的塌缩或停用机构204，用于停用进气门横臂216。可由凸轮340(图25)驱动的辅助进气摇臂220可通过进气门横臂销222向进气门212中的一个提供辅助运动，该进气门横臂销可独立于进气门横臂216运动。正如本领域普通技术人员从本公开将认识到的，诸如进气摇臂218的配气机构部件和下文描述的用于排气门的其他配气机构部件例如仅在图2中最左边的气门组中示出，而不在其他示出的气门组中重复(即，与横臂216.1和256.1以及横臂216.2和256.2相关联)。这些特征部仅在图2中的一个气门组中示出，并且为了在图中整体清楚起见而未在别处示出。

排气门可由排气门致动系统254致动，该排气门致动系统可包括排气门横臂256，该排气门横臂由主排气摇臂258驱动，该主排气摇臂接收来自运动源(类似于图25中的凸轮330)的运动。排气门横臂256可包括集成在其中的塌缩或停用机构202，用于停用排气门横臂256。可由凸轮(类似于图25中的凸轮340)驱动的辅助排气摇臂206可通过排气门横臂销262向排气门252中的一个提供辅助(制动)运动，该排气门横臂销可独立于进气门横臂256运动。发动机制动摇臂206可以是与排气门252一起为每个气缸设置的专用摇臂，使得制动摇臂206可(在所示示例中经由横臂销262)向排气门提供压缩释放气门致动运动。在本公开中，假定每个制动摇臂206可与辅助致动运动源(在图2中未示出，但在图25中示出)相关联，该辅助致动运动源能够提供2冲程HPD发动机制动气门致动运动，即两个CR事件和一个或多个额外的空气供应事件。

正如将认识到的，当进气门横臂216和排气门横臂256未被停用时(即，当液压流体未被分别提供给停用机构204和202时)，进气门致动系统214和排气门致动系统254可以至少部分地用作主事件运动系统，该主事件运动系统将主事件运动提供给进气门210、212和排气门250、252，以促进相关联的发动机气缸的主事件操作(即，正功率模式)。

正如将从本公开容易认识到的，可通过一个或多个高速控制电磁阀以及不同配气机构部件内的液压链路或通道的网络来实施对进气门致动系统214和排气门致动系统254的操作的控制，以提供液压网络或回路，这些控制阀可通过该液压网络或回路来控制进气门致动系统214和排气门致动系统254。

发动机制动系统可包括发动机制动电磁阀270，该发动机制动电磁阀可被布置和适配成接收来自液压供给通道292的液压流体，该液压供给通道可设置在配气机构部件中，该配气机构部件通常为摇臂轴(以图2中的虚线框290表示)。摇臂轴290可容纳多个液压通道，以提供用于操作气门致动系统的各种部件的液压链路或回路，正如将要解释的。制动电磁阀270可以是高速电磁阀，并且可经由制动电磁阀歧管271控制(即，基于来自发动机控制单元的电子信号)制动液压链路或通道294中的液压流体的流动，该制动液压链路或通道与配气机构部件(例如制动摇臂206、206.1和206.2)以及其上的可选择性地操作的液压部件连通，以经由横臂销262向例如制动排气门252提供制动运动。促进制动运动的液压通道和控制部件的细节可类似于美国专利9,790,824中描述的那些。正如将从本公开认识到的，发动机制动系统可包括多个气缸中的发动机制动的控制，每个气缸具有相应的制动配气机构部件，例如制动摇臂206、206.1和206.2，每个制动配气机构部件与摇臂轴290中的制动液压通道294连通，并且每个制动配气机构部件接收制动液压通道294中的液压流动和/或压力形式的制动控制信号，该制动液压通道中的液压流和/或压力可由制动电磁阀270控制。

一个或多个气缸的气缸停用可用气缸停用系统控制，该气缸停用系统可包括CDA电磁阀280，该CDA电磁阀被布置和适配成接收来自摇臂轴290中的液压供给通道292的液压流体。CDA电磁阀280可以是高速电磁阀，并且可经由CDA电磁阀歧管281控制(即，基于来自发动机控制单元的电子信号)CDA液压链路或通道296中的液压流体的流动，该CDA液压链路或通道与配气机构部件(例如进气门横臂216和排气门横臂256)以及相应的塌缩或停用机构204和202连通。因此，CDA电磁阀280可控制停用机构204和202的启动和停用。类似地，可以类似地控制进气门横臂216.1和216.2、排气门横臂256.1和256.2以及其上的相应的塌缩或停用机构204.1、204.2以及202.1和202.2(图3)。

根据本公开的各方面，该气缸停用系统可用阻断系统选择性地控制。示例性阻断系统可包括阻断电磁阀240，该阻断电磁阀可被布置和适配成从液压供给通道292接收液压流体。阻断电磁阀240可以是高速电磁阀并且可以控制阻断系统液压链路或通道298中的液压流体的流动，该阻断系统液压链路或通道与其他气门部件连通，例如滑阀208、208.1和208.2，这些气门部件可以被选择性地致动，以阻断通向进气门横臂216、216.1和216.2的液压通道中的液压流动。根据本公开的一个方面，滑阀或阻断阀208可以集成到主事件进气摇臂218中，并且适于和被布置成选择性地阻断进气摇臂218内的液压流体的流动，否则该液压流体的流动将停用气门横臂216的主事件运动。正如将从本公开认识到的，阻断阀208可在其他配气机构部件中实施，例如在摇臂轴290上或内，或与诸如电磁阀或歧管的其他部件相关联。下面参考图23和图24描述适合用于实现阻断系统的目的的具有集成阀的示例摇臂构造。通过阻断阀208的选择性操作，对与进气门相关联的停用机构204、204.1和204.2的操作提供了二级控制。也就是说，当阻断阀208由阻断电磁阀240控制以允许液压流体流过液压通道(该流动控制停用机构204)时，停用机构204的控制完全由CDA电磁阀280支配。另一方面，当阻断阀208由阻断电磁阀240控制以防止液压流体流过液压通道(该流动控制停用机构204)时，停用机构204的控制不受CDA电磁阀280的影响。正如将认识到的，该阻断系统可使用具有滑阀208、208.1和208.2的单个阻断电磁阀206来控制多个气缸中的阻断，这些滑阀分别控制进气横臂216、216.1和216.2的停用。以此方式，当在系统中实施气缸停用和制动动作时，可以保持进气门的主事件进气运动，以实现高功率密度制动。

本领域技术人员将理解，能够停用进气门和/或排气门致动运动的其他机构在本领域中是已知的，并且本公开不限于此。在本公开中所描述的示例的上下文中，停用机构202、204可被构造成在未向其供应液压流体时具有“锁定”状态，使得气门致动运动通过停用机构被传送到对应的发动机气门。另一方面，将液压流体提供给停用机构202、204时，该停用机构可具有“未锁定”构造，使得气门致动运动不通过停用机构被传送到对应的发动机气门，即，致动运动丢失并且对应的发动机气门和相关联的运动被停用。然而，本领域技术人员将理解，可以对示例构造进行修改，使得对停用机构202、204的锁定状态和未锁定状态的控制可以反过来。在后一种情况下，向停用机构202、204提供液压流体(或液压压力/流动)可以使停用机构202、204呈现锁定状态，反之亦然。

注意，为了便于说明，图2至图5中的每一个示出了仅与三个气缸相关的部件。然而，在实践中，应当理解，所示出的部件可应用于更多或更少数量的气缸，或者可以复制本文描述的部件以控制图中未示出的更多气缸。因此，例如，虽然在图2至图5中示出了三个气缸，但是可以通过简单地复制用于第二组三个气缸的所示系统来实现用于所谓的直列式六缸发动机的系统。

在本公开的全部附图中，采用了惯例，由此由液压部件之间的粗实线描绘的液压通道可以表示一种状态，在该状态下，由这些线条描绘的液压通道充有液压流体的压力和/或流动(即，这些线条表示当前在用的液压链路，该液压链路可被视为经由液压通道或链路的“开启”信号通信)，而以轮廓形式(即平行细线)描绘的液压部件之间的液压通道可以表示一种状态，在该状态下，由这些线条描绘的液压通道没有充入液压流体的压力和/或流动(即，这些线条代表当前未用的液压链路，该液压链路可被视为经由液压通道或链路的“关闭”信号通信)。

因此，如图2所示，示出了CDA操作，其中CDA电磁阀280通电，而HPD制动电磁阀270和阻断电磁阀240未通电。在这种状态下，制动摇臂206被控制成失去施加到其上的任何制动致动运动(即，无压缩释放发动机制动)，并且每个阻断阀208被控制成采取默认位置(例如，在弹簧偏压下)，在该默认位置中，保持每个对应的液压通道以允许液压流动。因此，通电的CDA电磁阀280允许液压流体流到停用机构202、204中的每一者，从而使它们解锁，使得所有的进气门和排气门都停用。

然而，当CDA操作未启用(即，CDA电磁阀280未通电，从而将停用机构202、204保持在其锁定的运动传送状态中)并且确定需要HPD操作(例如，1.5冲程HPD)时，致动器按图3至图5所示排序。因此，如图3所示，阻断电磁阀240首先通电，使得阻断阀208均被控制成采取阻断状态，即阻断对应于进气停用机构的液压通道。此后，如图4所示，HPD制动电磁阀270也通电，使得制动摇臂206被启动，以传送施加到其上的辅助(HPD发动机制动)气门致动运动。然后，如图5所示，CDA电磁阀280通电，从而停用主排气门致动运动(由主排气门致动运动源提供，未示出)。然而，因为阻断活塞208保持在阻断状态，CDA电磁阀280的操作对进气停用机构204无影响，从而允许主进气门事件(由主进气门致动运动源提供，未示出)仍按1.5冲程HPD发动机制动操作的要求传送到进气门。注意，优选在排气门停用之前启动制动摇臂206，以避免进气门的致动(例如，经由进气摇臂)抵抗气缸中可能过高的压力。注意，图2至图5所示的系统将仅需要三个致动器来为三个气缸提供CDA和HPD发动机制动操作(六个致动器用于六个气缸)。

参考图6至图8说明根据本公开的第二实施方案。注意，图6至图8所示的系统类似于图2至图5所示的系统。然而，在该实施方案中，单个HPD制动电磁阀1270被布置和适配成控制制动摇臂1206和阻断阀1208两者。可以看出，摇臂轴1290(图7)可设置有液压通道或链路1298(图7)，该液压通道或链路为制动摇臂1206和阻断阀1208所共用或共享。如图6所示，当如前所述仅启动CDA电磁阀1280时，提供CDA操作。当期望提供HPD发动机制动时，首先，如图7所示，HPD制动电磁阀1270通电，从而基本上同时对与制动摇臂1206和阻断阀1208相关联的液压通道1298进行充注。此类同时操作在制动摇臂1206的启动相对快速的系统中是可接受的。此后，如图8所示，CDA电磁阀1280通电，使得主排气门运动再次被停用，而阻断阀1208的操作防止主进气门事件的停用。正如将认识到的，阻断阀和HPD制动电磁阀1270的实际排序还可以使得制动动作在阻断动作之前发生，或者以对于给定应用可能合适的其他顺序发生。

注意，图6至图8所示的系统将仅需要两个致动器来为三个气缸提供CDA和HPD发动机制动操作(四个致动器用于六个气缸)。以此方式，在其中制动启动相对快速的系统中，可实现以少数致动器的形式进一步节约成本。正如将从本公开认识到的，对于需要独立CDA控制的应用，可以增加CDA量，使得可以为每个受控的气缸提供指定的CDA电路。

参考图9至图12说明了根据本公开的第三实施方案。注意，图9至图12所示的系统类似于图6至图8所示的系统。然而，为阻断阀2208和制动摇臂2206提供单独的液压供给通道2298和2294(例如，在摇臂轴2290内，正如本领域中已知的)，这些通道通过接近摇臂轴2290的一端(图9中的左端)的连接通道或链路2295流体地联接在一起，该端远离HPD制动电磁阀2270的位置，该电磁阀向这些通道供应液压流体。以此方式，可在阻断阀2208的供给通道和制动摇臂2206的供给通道的充注之间引起或促进液压延迟以及启动的逻辑顺序。例如，在所示的构造中，HPD制动电磁阀被构造为在其一端为阻断阀2208的供给通道2298进行充注。在用于阻断阀2208的供给通道2298的另一端，连接或链路2295设置到用于制动摇臂2206的供给通道2294。因此，用于制动摇臂2206的供给通道将仅在用于制动阻断阀2208的供给通道得到充注之后被充注液压流体。

因此，如图9所示，当如前所述仅启动CDA电磁阀2280时，提供CDA操作。当期望提供HPD发动机制动时，如图10所示，仅HPD制动电磁阀2270通电，这样与阻断阀2208相关联的液压通道2298首先被充注。此后，如图11所示，液压供给通道之间的连接2295允许液压通道2298的进一步充注并与制动摇臂2206相关联，从而在阻断阀2208(图10)启动的时间和制动摇臂2206启动的时间之间实施延迟。最后，如图12所示，CDA电磁阀2280通电，使得主排气门运动再次被停用，而阻断阀2208的操作防止主进气门事件的停用。正如将从本公开认识到的，图9至图12所示的系统将仅需要两个致动器来为三个气缸提供CDA和HPD发动机制动操作(四个致动器用于六个气缸)，虽然代价是延迟制动摇臂2206的启动。

参考图13至图15说明了根据本发明的第四实施方案。在该实施方案中，前述实施方案的单个CDA电磁阀可以用两个致动器或控制阀代替，每个致动器或控制阀用于单独控制排气停用机构3202和进气停用机构3204。更具体地，排气停用电磁阀3284可以控制排气停用机构3202的启动/停用，并且进气停用电磁阀3282可以控制进气停用机构3204的启动/停用。如进一步所示，可提供单个HPD制动电磁阀3270用于控制制动摇臂3206，如前所述。通过提供排气停用机构3202和进气停用机构3204的单独控制，当期望在停用的气缸中促进被截留的气体或相反地促进真空时，可以提供更大的控制，正如本领域中已知的。此外，由于为进气机构和排气机构提供了单独的控制，在该实施方案中不需要阻断阀。

因此，如图13所示，当排气停用电磁阀3284和进气停用电磁阀3282两者通电时提供CDA操作，由此停用排气和进气主气门事件两者。正如所指出的，可控制排气停用电磁阀3284和进气停用电磁阀3282的具体排序，以促进在这些气缸中存在截留的气体或真空，正如本领域中已知的。当期望提供HPD发动机制动时，如图14所示，HPD制动电磁阀3270首先通电，使得与制动摇臂3206相关联的液压通道3294首先得到充注。此后，如图15所示，排气停用电磁阀3284也通电，使得主排气门运动再次被停用，而进气停用电磁阀3282保持未通电，从而防止主进气门事件的停用。正从将从本公开认识到的，图13至图15所示的系统将仅需要三个致动器来为三个气缸提供CDA和HPD发动机制动操作(六个致动器用于六个气缸)，这为在CDA操作期间控制气缸的气体/真空状态提供了灵活性。

参考图16至图19说明了根据本公开的第五实施方案。在该实施方案中，单个CDA电磁阀可用与每个气缸的进气门和排气门唯一对应的单独的CDA致动器代替。因此，如图所示，设置第一CDA电磁阀4282用于第一气缸，设置第二CDA电磁阀4284用于第二气缸，设置第三CDA电磁阀4286用于第三气缸。如图所示，这些CDA电磁阀中的每个CDA电磁阀均与摇臂轴4290中的液压通道结合被布置和适配成控制对应气缸的相应排气停用机构4202和进气停用机构4204的操作。如进一步所示，提供单个HPD制动电磁阀4240用于控制制动摇臂206，并且提供单个阻断电磁阀4240用于控制阻断阀4208。

因此，如图16所示，当CDA电磁阀4282、4284和4286通电，而HPD制动电磁阀4270和阻断电磁阀4240未通电时，提供CDA操作。在这种状态下，制动摇臂4206被控制成失去施加到其上的任何制动致动运动(即，无压缩释放发动机制动)，并且每个阻断阀4208被控制成采取默认位置(例如，在弹簧偏压下)，在该默认位置中，保持每个对应的液压通道以允许液压流动。因此，通电的CDA电磁阀4282、4284和4286允许液压流体流到停用机构4202、4204中的每一者，从而使它们解锁，使得所有的进气门和排气门都停用。应当注意，虽然图16示出了所有三个所描绘的CDA电磁阀同时启动，但这不是必需的。也就是说，一些少于全部的CDA电磁阀可以通电，以提供较少水平的气缸停用。以此方式，可以动态地控制气缸停用的水平(即，经由来自电子控制单元的信号)。

然而，当尚未启用CDA操作(即，CDA电磁阀未通电，从而保持停用机构4202、4204处于其锁定的运动传送状态)并且确定需要HPD操作时，致动器按图17至图19所示排序。因此，如图17所示，阻断电磁阀4240首先通电，使得阻断阀4208均被控制成采取阻断状态。此后，如图18所示，HPD制动电磁阀也通电，使得制动摇臂4206被启动，以传送施加到其上的辅助(HPD发动机制动)气门致动运动。然后，如图19所示，CDA电磁阀4282、4284和4286通电，从而停用主排气门致动运动。然而，因为阻断活塞4208(图17)保持在阻断状态，CDA电磁阀的操作对进气停用机构4204无影响，从而允许主进气门事件仍按1.5冲程HPD发动机制动操作的要求传送到进气门。制动和阻断动作可以是基本上同时的，只要这两个动作在有机会停用停用机构的时间之前进行。正如将从本公开认识到的，图16至图19所示的系统将仅需要五个致动器来为三个气缸提供CDA和HPD发动机制动操作(十个致动器用于六个气缸)。此类单独的CDA致动器可提供各种益处。例如，单独的CDA控制可允许以可能有益于噪声/振动/刺耳声(NVH)原因的不同点火模式进行操作，并且还可能允许操作到比100％或50％CDA版本更高的扭矩水平。

参考图20至图22说明了根据本公开的第六实施方案。该第六实施方案将图6至图9所示的第二实施方案的各方面与图16至图19所示的第五实施方案的各方面相结合。特别地，如在第二实施方案中一样，提供单个HPD制动电磁阀5270来控制制动摇臂5206和阻断阀5208两者，而提供单独的致动器CDA电磁阀5282、5284和5286用于在每个气缸的基础上控制CDA，与第五实施方案一致。

因此，如图20所示，当CDA电磁阀5282、5284和5286通电而HPD制动电磁阀5270未通电时，提供CDA操作。在这种状态下，制动摇臂5206再次被控制成失去施加到其上的任何制动致动运动，并且每个阻断阀5208被控制成采取默认位置，在该默认位置中，保持每个对应的液压通道以允许液压流动。因此，通电的电磁阀5282、5284和5286允许液压流体流到停用机构5202、5204中的每一者，从而使它们解锁，使得所有的进气门和排气门都停用。再一次，如上所述，应当注意，在CDA操作期间，不是所有的CDA电磁阀都需要同时通电，以提供动态水平的CDA。

当期望提供HPD发动机制动时，如图21所示，仅HPD制动电磁阀5270通电，从而基本上同时对与制动摇臂5206和阻断阀5208相关联的液压通道进行充注。然后，如图22所示，CDA电磁阀5282、5284和5286通电，从而停用主排气门致动运动。然而，因为阻断活塞5208保持在阻断状态，CDA电磁阀5282、5284和5286的操作对进气停用机构5204无影响，从而允许主进气门事件仍按1.5冲程HPD发动机制动操作的要求传送到进气门。

在上述第一实施方案至第三实施方案、第五实施方案和第六实施方案的所有实施方案中，阻断阀(即，图2至图5中的208)示为在供给进气停用机构(即，图2至图5中的204)的液压通道中。如上所述，此类阻断阀可设置在沿向进气停用机构供应液压流体的液压通道的多个位置中的任何位置。图23和图24中示出了阻断阀构造的示例性具体实施，其中弹簧偏压滑阀形式的阻断阀布置在摇臂6218中，并被布置成选择性地阻断其中的液压通道6220。正如将从本公开认识到的，通道6220可被布置成从摇臂轴(图23和图24中未示出，但其将位于摇臂轴颈6222中)输送液压流体。通道6220通过摇臂前端6224和通过作用在气门横臂(未示出)上的e形支脚6226中的内部通道输送液压流体，气门横臂又可以具有通向其中的停用机构的液压通道，如上面参考图25所述。

如图所示，摇臂6218可包括两个液压通道—用于供应用于控制停用机构的液压流体的CDA通道6220和用于控制阻断阀6208的操作的阻断阀控制通道6230，这两个通道均与形成在摇臂中的孔6240连通，并且滑阀(活塞)6250布置在该孔中。如图所示，孔6240与CDA通道6220相交，而阻断阀控制通道6230与孔6240的一端(封闭端)连通。如图23所示，当阻断阀控制通道6230未充注加压液压流体时，滑阀6250通过滑阀弹簧6260在孔6240中向下(如图所示)偏压，使得滑阀中的环形通道6270与CDA通道6220对齐。在这种情况下，允许由CDA通道6270供应的任何液压流体流过滑阀6250，通过摇臂通道6220，并且在停用机构被实施为塌缩气门横臂的情况下，通过摇臂的前端或端部6224(经由未示出的另一液压通道)流到该塌缩气门横臂。

相反，如图24所示，当阻断阀控制通道6230被充注加压液压流体时，施加在滑阀6250的端部上的压力足以克服由滑阀弹簧6260施加的偏压，从而使滑阀阻断CDA通道6270并防止液压流体流过CDA通道6220。以此方式，滑阀6250的启动对CDA控制的操作提供了期望的阻断作用。

尽管已经参考具体示例性实施方案描述了本发明的具体实施，但将显而易见的是，可以在不脱离如权利要求书中所阐述的本发明的更广泛精神和范围的情况下对这些实施方案进行各种修改和改变。因此，说明书和图式应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (19)

1.一种用于控制气门运动以促进具有至少一个气缸的内燃发动机中的气缸停用和高功率密度发动机制动的系统，所述系统包括：

气门组，所述气门组与所述至少一个气缸中的每个气缸相关联，每个气门组包括至少一个进气门和至少一个排气门；

主事件运动系统，所述主事件运动系统被构造成在每个气门组中产生主事件运动；

发动机制动系统，所述发动机制动系统被构造成在发动机制动操作期间通过向所述至少一个排气门添加运动来产生发动机制动运动；

气缸停用系统，所述气缸停用系统被构造成选择性地停用所述至少一个进气门和所述至少一个排气门的主事件运动；以及

阻断系统，所述阻断系统被构造成在所述发动机制动操作期间选择性地防止所述气缸停用系统停用所述至少一个进气门的所述主事件运动。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机制动系统被构造成对所述内燃发动机的每个循环产生至少两个压缩释放事件。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述主事件运动系统包括至少一个气门横臂，并且其中所述气缸停用系统包括在所述至少一个气门横臂上的塌缩特征部。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述气缸停用系统被构造成响应于液压压力停用所述主事件运动，并且所述阻断系统被构造成防止所述气缸停用系统中的所述液压压力。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述气缸停用系统被构造成响应于液压压力启动所述主事件运动，并且所述阻断系统被构造成允许所述气缸停用系统中的所述液压压力。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机制动系统包括与所述至少一个排气门相关联的专用制动摇臂。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻断系统包括阻断电磁阀，所述阻断电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以选择性地防止所述气缸停用系统停用所述至少一个进气门的所述主事件运动。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述发动机制动系统包括制动电磁阀，所述制动电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以产生所述至少一个排气门的所述发动机制动运动。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述气缸停用系统包括气缸停用电磁阀，所述气缸停用电磁阀被布置成控制液压流体的流动，以停用所述至少一个进气门和所述至少一个排气门的所述主事件运动。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻断系统包括阀，所述阀设置在摇臂中并被布置成防止在所述摇臂中的液压通道中流动。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻断系统包括阀，所述阀被布置成阻断由所述气缸停用系统的一部分提供的液压流体的流动，否则所述液压流体的流动将用于停用所述至少一个进气门的主事件运动。

12.一种用于控制气门运动以促进具有至少一个气缸的内燃发动机中的气缸停用和高功率密度发动机制动的系统的方法，所述系统包括：气门组，所述气门组与所述至少一个气缸中的每个气缸相关联，每个气门组包括至少一个进气门和至少一个排气门；

主事件运动系统，所述主事件运动系统用于在每个气门组中产生主事件运动；

发动机制动系统，所述发动机制动系统用于在发动机制动操作期间通过向所述至少一个排气门添加运动来产生发动机制动气门运动；气缸停用系统，所述气缸停用系统用于选择性地停用所述至少一个进气门和所述至少一个排气门的主事件运动；以及阻断系统，所述阻断系统用于选择性地防止所述气缸停用系统在所述发动机制动操作期间停用所述至少一个进气门的所述主事件运动，所述方法包括：

在所述发动机制动系统中对所述气门组启动制动操作；

在所述气缸停用系统中启动气缸停用操作，所述气缸停用操作配置为停用所述至少一个进气门和所述至少一个排气门的所述主事件运动；以及

在所述阻断系统中启动阻断操作，其防止在发动机制动操作期间所述至少一个进气门的所述主事件运动的停用。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括为所述内燃发动机的每个循环提供至少两个压缩释放事件。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一个进气门的所述主事件运动增强在所述发动机制动操作中执行的压缩释放制动事件。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述阻断操作经由摇臂上的阻断阀执行。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述阻断操作经由摇臂轴上的阻断阀执行。

17.根据权利要求12所述的方法，其中，所述系统还包括配气机构部件，所述配气机构部件与气缸相关联并实现为电磁阀歧管，并且其中，所述阻断操作经由所述电磁阀歧管上的阻断阀执行。

18.根据权利要求1所述的系统，其中所述阻断系统包括设置在摇臂轴上的阀。

19.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括配气机构部件，所述配气机构部件与气缸相关联并实现为电磁阀歧管，并且其中，所述阻断系统包括设置在所述电磁阀歧管上的阀。