CN117355671A - 控制内燃发动机的进气阀和排气阀的方法、控制装置、内燃发动机和车辆 - Google Patents

控制内燃发动机的进气阀和排气阀的方法、控制装置、内燃发动机和车辆 Download PDF

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Abstract

公开了一种控制内燃发动机(1)的气缸(10)的进气阀(18)和排气阀(24)以获得发动机制动效果的方法(100)。所述方法(100)包括以下步骤:防止(110)所述气缸(10)的至少一个排气阀(24)在所述气缸(10)的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程(41‑44)期间完全关闭;对至少一个排气阀(24)的控制进行相移(120);以及通过对所述气缸(10)的至少一个进气阀(18)的控制进行相移来调节(130)被泵送通过所述气缸(10)的空气量。本公开还涉及一种计算机程序、一种计算机可读介质(200)、一种控制装置(21)、一种内燃发动机(1)和一种包括内燃发动机(1)的车辆(40)。

Description

控制内燃发动机的进气阀和排气阀的方法、控制装置、内燃发 动机和车辆
技术领域
本公开涉及一种控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果的方法。本公开还涉及一种计算机程序、一种计算机可读介质、一种被配置成控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果的控制装置、一种包括控制装置的内燃发动机以及一种包括内燃发动机的车辆。
背景技术
诸如四冲程内燃发动机的内燃发动机包括一个或多个气缸和布置在每个气缸中的活塞。活塞连接到发动机的曲轴,并且布置成在曲轴旋转时在气缸内往复运动。发动机通常还包括一个或多个进气阀和出口阀以及一个或多个燃料供应装置。一个或多个进气阀和出口阀由相应的阀控制装置控制,该气阀控制装置通常包括经由皮带、链、齿轮或类似物可旋转地连接到发动机的曲轴的一个或多个凸轮轴。四冲程内燃发动机在转动曲轴的同时完成四个单独的冲程。冲程是指活塞沿气缸在任一方向上的全行程。活塞在气缸中的最上部位置通常称为上止点TDC,而活塞在气缸中的最下部位置通常称为下止点BDC。
冲程按以下顺序完成:进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在传统四冲程内燃发动机的操作期间,进气阀控制装置在气缸内的活塞的进气冲程期间将气缸的进气阀控制到打开状态,以允许空气或空气和燃料的混合物进入气缸。在压缩冲程期间,应该关闭所有阀以允许压缩气缸中的空气或空气和燃料的混合物。如果发动机处于动力产生状态,则通常在压缩冲程即将结束时,例如通过火花塞或通过气缸中的压缩热来点燃气缸中的燃料。气缸内的燃料的燃烧显著地增加气缸内的压力和温度。燃料的燃烧通常持续到随后的膨胀冲程的大部分。通过燃烧获得的气缸中的增加的压力和温度部分地转换成在膨胀冲程期间供应到曲轴的机械功。显然,在膨胀冲程期间,所有阀应保持关闭,以允许将增加的压力和温度转换成机械功。膨胀冲程通常也称为燃烧冲程,因为通常大部分燃烧发生在膨胀冲程期间。在随后的排气冲程中,排气阀控制装置将气缸的排气阀控制到打开状态,以允许废气从气缸排出到燃烧发动机的排气系统中。
在例如当车辆的驾驶员松开加速踏板时发生的正常发动机制动期间,发动机将继续在上述冲程中操作,除了通常在发动机制动期间不向发动机供应燃料,并且因此在压缩冲程结束期间或在膨胀冲程期间不会发生燃烧。在这种情况下,发动机将在相应的进气冲程和排气冲程中由于内部摩擦和由于空气从进气阀泵送到排气阀而提供一些制动扭矩。当活塞在其压缩冲程期间向上行进时,捕获在气缸中的气体被压缩。压缩气体抵抗活塞的向上运动。然而,存储在压缩气体中的几乎所有能量在随后的膨胀冲程中返回到曲轴。因此,在正常发动机制动期间,压缩冲程和随后的膨胀冲程一起将不会有助于发动机的显著制动扭矩。
一些法规要求较重的车辆除了车轮制动器之外还设置有辅助制动系统。制动车辆的有效手段是利用发动机来提供额外的制动力,因为车辆的现有系统可用来生成所需的制动力并将在制动期间生成的热量传输到周围环境。此外,使用发动机来提供额外的制动力减少车轮制动器的磨损。存在用于增加发动机的制动扭矩的一些不同类型的方法和装置。压缩释放发动机制动器(有时称为Jake制动器或Jacobs制动器)是在一些发动机中使用的发动机制动机构。一些压缩释放制动装置包括阀致动器组件,该阀致动器组件被构造成在压缩冲程之后打开气缸中的排气阀,以将捕获在气缸中的压缩空气释放到排气系统。因此,在压缩冲程期间存储在压缩气体中的能量将不会在随后的膨胀冲程中返回到曲轴,这增加了发动机的制动扭矩。一些压缩释放发动机制动装置包括液压装置,该液压装置通过向阀致动器组件供应液压压力来致动阀致动器组件。
增加发动机的制动扭矩的另一种系统/方法是利用所谓的排气制动器,在该排气制动器中布置在排气系统中的阀限制通过其中的气流,从而生成背压。当活塞在排气冲程中朝向上止点移动时,背压抵抗活塞的向上运动,从而增加发动机的制动扭矩。
增加发动机的制动扭矩的又一种系统/方法是在发动机的所有冲程期间维持发动机的一个或多个排气阀的小升程。以这种方式,原本将以压缩气体的形式储存在气缸中的能量不会在膨胀冲程中返回到曲轴,因为压缩气体在发动机的压缩冲程中通过一个或多个排气阀排出。因此,发动机的制动扭矩增加。
尽管希望能够获得发动机的高的最大制动扭矩,但是在车辆的一些驾驶情况下,希望施加较低水平的制动扭矩。作为示例,在车辆沿着斜坡行进并且需要车辆的恒定速度的情况下,可能需要较低水平的制动扭矩。然而,利用发动机提供额外制动扭矩的许多类型的系统只能被激活或停用,并且其中获得的车辆制动力主要由发动机的旋转速度确定。因此,许多驾驶员在某些情况下利用车轮制动器来避免车辆过高的减速水平。车轮制动器的使用会磨损车轮制动器,并且在沿着斜坡行进时长时间使用车轮制动器有使车轮制动器过热的风险。
由于环境问题,目前几乎所有出售的车辆都包括某种排气后处理系统。示例是催化转换器、微粒过滤器和选择性催化还原(SCR)装置。选择性催化还原装置是借助于催化剂将氮氧化物(也称为NOx)转化为双原子氮N2和水H2O的手段。将气态还原剂(通常为无水氨、氨水或尿素)添加到废气流中并吸附到催化剂上。这些废气后处理系统的功能依赖于废气的高温。由于在发动机制动期间离开发动机的气体比在动力产生模式下产生的废气更冷,这些气体会将废气后处理系统冷却到其不能正常工作的温度,因此在长时间的发动机制动操作时会出现问题。
此外,利用发动机来提供额外制动扭矩的一些类型的系统和方法至少在一些操作条件下对发动机的进气阀和/或出口阀的阀控制装置及其相应传动系施加压力。因此,当使用这种系统或方法时,制动的激活和停用可能是具有挑战性的,因为它必须以确保阀控制装置不会被损坏或遭受过早磨损的方式来执行。
此外,一般来说,在当今的消费者市场上,如果诸如车辆和相关部件、系统和装置的产品包括不同的特征和功能,同时具有适用于以成本有效的方式制造和组装的条件和/或特性,则这将是有利的。
发明内容
本发明的目的是克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。
根据本发明的第一方面,该目的通过控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果的方法来实现。所述方法包括以下步骤:
-防止气缸的至少一个排气阀在气缸的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程中完全关闭,
-对气缸的至少一个排气阀的控制进行相移,使得与当气缸在发电模式下操作时相比,至少一个排气阀的打开事件和关闭事件提前,以及
-通过对气缸的至少一个进气阀的控制进行相移来调节被泵送通过气缸的空气量。
通过防止气缸的至少一个排气阀完全关闭,以有效的方式制动发动机,因为当活塞在压缩冲程中朝向上止点移动时,气缸中的压缩气体抵抗活塞的运动,同时被压缩的气体中的一些气体可通过部分打开的排气阀排出。因此,由于压缩气体通过部分打开的排气阀排出,原本将以压缩气体的形式储存在气缸中的能量不会在随后的膨胀冲程中返回到曲轴。
此外,由于该方法包括对至少一个排气阀的控制进行相移的步骤,使得至少一个排气阀的打开事件和关闭事件提前,因此提供一种能够显著增加发动机的最大可获得制动扭矩的方法。这是因为在发动机的排气冲程中,至少一个排气阀的控制可被相移到至少一个排气阀呈现部分打开位置而不是完全打开位置的位置。以这种方式,气缸中的压缩气体也可在发动机的排气冲程中抵抗活塞的运动,以增加发动机的制动扭矩。
另外,由于该方法包括通过对气缸的至少一个进气阀的控制进行相移来调节被泵送通过气缸的空气量的步骤,因此该方法提供用于所获得的制动扭矩的无级控制的条件。此外,由于该方法包括调节被泵送通过气缸的空气量的步骤,因此提供一种方法,该方法具有用于在制动过程期间调节供应到发动机的排气系统的气体温度的条件,以便控制发动机的排气后处理系统的温度。
此外,由于该方法包括防止气缸的至少一个排气阀完全关闭的步骤,该方法为车辆的发动机中的简单、可靠且成本有效的实施提供条件。这是因为简单可靠的部件和系统可用来防止气缸的至少一个排气阀在气缸的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程中完全关闭。
此外,由于该方法包括防止气缸的至少一个排气阀完全关闭的步骤,因此提供一种方法,该方法具有用于获得发动机的阀的阀控制装置及其相应传动系上的低负载的条件。另外,提供一种方法,在该方法中,能够以简单且有效的方式激活和停用制动,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
因此,总的来说,提供一种成本有效的方法,该方法能够提供高的最大可获得的制动功率和用于制动功率的大小的无级控制的条件,同时获得发动机的阀控制装置及其相应传动系上的低负载。此外,该方法为在制动过程期间以有效的方式控制排气后处理系统的温度提供条件。另外,提供一种方法,该方法允许简单且有效地激活和停用制动,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
因此,提供一种方法,该方法克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此,实现了上文提到的目标。
任选地,对至少一个排气阀的控制进行相移的步骤包括以下步骤:
-对至少一个排气阀的控制进行相移,使得在气缸的膨胀冲程中获得至少一个排气阀的打开事件,并且使得在气缸的排气冲程中获得至少一个排气阀的关闭事件。
因此,提供一种能够显著增加发动机的最大可获得制动扭矩的方法。这是因为在气缸的排气冲程中至少一个排气阀的关闭事件可确保在排气冲程期间气体在气缸中被压缩以抵抗活塞的运动。
任选地,对至少一个排气阀的控制进行相移的步骤包括以下步骤:
-将对至少一个排气阀的控制提前在10-110度曲柄角度范围内或在50-95度曲柄角度范围内的多个曲柄角度。
因此,确保该方法能够显著增加发动机的最大可获得制动扭矩。
任选地,调节被泵送通过气缸的空气量的步骤包括以下步骤:
-通过延迟对至少一个进气阀的控制来减少被泵送通过气缸的空气量,以及
-通过提前对至少一个进气阀的控制来增加被泵送通过气缸的空气量。
因此,提供一种用于以无级方式控制制动扭矩的大小的简单且有效的方法。此外,可在制动过程期间以简单且有效的方式控制排气后处理系统的温度。
任选地,调节被泵送通过气缸的空气量的步骤包括以下步骤:
-在大于40度曲柄角度的范围内或者在大于60度曲柄角度的范围内对至少一个进气阀的控制进行相移。
因此,提供一种方法,该方法具有用于在宽范围内以无级方式控制制动扭矩大小的条件。另外,提供一种方法,该方法具有用于在宽范围内控制排气后处理系统的温度的条件。
任选地,该方法包括以下步骤:
-与当气缸在发电模式下操作时相比,维持至少一个进气阀的阀升程高度和阀升程轮廓中的至少一个。
因此,该方法为车辆的发动机中的简单、可靠且成本有效的实施提供条件。这是因为该方法为使用简单且可靠的部件和系统来控制发动机的阀提供条件。此外,提供一种方法,该方法具有用于维持发动机的阀的阀控制装置及其相应传动系上的低负载的条件。另外,提供一种方法,在该方法中,能够以简单且有效的方式激活和停用制动,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
任选地,该方法包括以下步骤:
-与当气缸在发电模式下操作时相比,维持至少一个排气阀的阀升程高度和阀升程轮廓中的至少一个。
因此,该方法为车辆的发动机中的简单、可靠且成本有效的实施提供条件。这是因为该方法为使用简单且可靠的部件和系统来控制发动机的阀提供条件。此外,提供一种方法,该方法具有用于维持发动机的阀的阀控制装置及其相应传动系上的低负载的条件。另外,提供一种方法,在该方法中,能够以简单且有效的方式激活和停用制动,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
任选地,该方法包括以下步骤:
-通过改变至少一个排气阀的打开事件与至少一个进气阀的打开事件之间的间隔来控制气缸的排气出口中的气体温度。
因此,提供一种方法,该方法具有用于制动扭矩的无级控制的条件,同时能够控制发动机的排气后处理系统的温度。
任选地,控制气缸的排气出口中的气体温度的步骤包括以下步骤:
-通过增加至少一个排气阀的打开事件与至少一个进气阀的打开事件之间的间隔来增加排气出口中的气体温度,以及
-通过减小至少一个排气阀的打开事件与至少一个进气阀的打开事件之间的间隔来降低排气出口中的气体温度。
因此,提供一种方法,该方法具有用于制动扭矩的无级控制的条件,同时能够以简单且有效的方式控制发动机的排气后处理系统的温度。
任选地,控制气缸的排气出口中的气体温度的步骤包括以下步骤:
-通过同时对至少一个排气阀和至少一个进气阀的控制进行相移来改变至少一个排气阀的打开事件与至少一个进气阀的打开事件之间的间隔。
因此,提供一种方法,该方法具有用于同时控制制动扭矩和发动机的排气后处理系统的温度的条件。
根据本发明的第二方面,该目的通过包括指令的计算机程序来实现,该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法。由于计算机程序包括指令,该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法,因此提供一种用于克服或至少减轻至少一些上述缺点的条件的计算机程序。因此,实现了上文提到的目标。
根据本发明的第三方面,该目的通过包括指令的计算机可读介质来实现,该指令在由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法。由于计算机可读介质包括指令,该指令在程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法,因此提供一种计算机可读介质,该计算机可读介质提供用于克服或至少减轻至少一些上述缺点的条件。因此,实现了上文提到的目标。
根据本发明的第四方面,该目的通过控制装置来实现,该控制装置被配置成控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果。该控制装置被配置成:
-防止气缸的至少一个排气阀在气缸的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程中完全关闭,
-对气缸的至少一个排气阀的控制进行相移,使得与当气缸在发电模式下操作时相比,至少一个排气阀的打开事件和关闭事件提前,以及
-通过对气缸的至少一个进气阀的控制进行相移来调节被泵送通过气缸的空气量。
由于控制装置被配置成防止气缸的至少一个排气阀完全关闭,因此以有效的方式制动发动机,因为当活塞在压缩冲程中朝向上止点移动时,气缸中的压缩气体抵抗活塞的运动,同时被压缩的气体中的一些气体可通过部分打开的排气阀排出。因此,由于压缩气体通过部分打开的排气阀排出,原本将以压缩气体的形式储存在气缸中的能量不会在随后的膨胀冲程中返回到曲轴。
此外,由于控制装置被配置成对至少一个排气阀的控制进行相移,使得至少一个排气阀的打开事件和关闭事件提前,因此提供一种能够显著增加发动机的最大可获得制动扭矩的控制装置。这是因为在发动机的排气冲程中,至少一个排气阀的控制可被相移到至少一个排气阀呈现部分打开位置而不是完全打开位置的位置。以这种方式,气缸中的压缩气体也可在发动机的排气冲程中抵抗活塞的运动,以增加发动机的制动扭矩。
另外,由于控制装置被配置成通过对气缸的至少一个进气阀的控制进行相移来调节被泵送通过气缸的空气量,因此控制装置可执行所获得的制动扭矩的无级控制。此外,由于控制装置被配置成调节被泵送通过气缸的空气量,因此提供一种控制装置,该控制装置具有用于在制动过程期间调节供应到排气系统的气体温度的条件,以便控制发动机的排气后处理系统的温度。
此外,由于控制装置被配置成防止气缸的至少一个排气阀完全关闭,因此控制装置允许在车辆的发动机中简单、可靠且成本有效的实施。这是因为简单可靠的部件和系统可用来防止气缸的至少一个排气阀在气缸的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程中完全关闭。
此外,由于控制装置被配置成防止气缸的至少一个排气阀完全关闭,因此控制装置提供用于获得发动机的阀的阀控制装置及其相应传动系上的低负载的条件。另外,控制装置提供用于简单且有效地激活和停用制动的条件,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
因此,总的来说,提供一种控制装置,该控制装置具有用于成本有效实施的条件,同时具有用于提供高的最大可获得的制动功率的条件和用于以确保发动机的阀的阀控制装置及其相应传动系上的低负载的方式无级控制制动功率的大小的条件。此外,提供一种控制装置,该控制装置具有用于在制动过程期间以有效的方式控制排气后处理系统的温度的条件。另外,提供一种控制装置,该控制装置允许简单且有效地激活和停用制动,而没有损坏或过早磨损发动机的阀控制装置及其相应传动系的风险。
因此,提供一种控制装置,该控制装置克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此,实现了上文提到的目标。
应当了解,针对该方法描述的各种实施例都可与如本文中描述的控制装置组合。也就是说,根据本发明的第四方面的控制装置可被配置成执行根据本发明的第一方面的方法的方法步骤中的任一方法步骤。
根据本发明的第五方面,该目的通过包括根据本公开的一些实施例的控制装置的内燃发动机来实现。由于内燃发动机包括根据一些实施例的控制装置,因此提供一种内燃发动机,该内燃发动机克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此,实现了上文提到的目标。
根据本发明的第六方面,该目的通过包括根据本公开的一些实施例的内燃发动机的车辆来实现。由于车辆包括根据一些实施例的内燃发动机,因此提供一种车辆,该车辆克服或至少减轻上述问题和缺点中的至少一些问题和缺点。因此,实现了上文提到的目标。
当研究所附权利要求和以下详细描述时,本发明的进一步特征和优点将变得显而易见。
附图说明
本发明的各个方面(包括其特定特征和优点)将从以下详细描述和附图中所论述的示例性实施例中容易理解,在该附图中:
图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆,
图2示意性地示出了图1所示的车辆的内燃发动机,
图3示意性地示出了图2所示的内燃发动机的剖视图,
图4a示出了在图2和图3所示的发动机的动力产生操作模式期间至少一个进气阀的阀升程事件和至少一个排气阀的阀升程事件,
图4b示出了在图2和图3所示的发动机的第一发动机制动操作模式期间至少一个进气阀的阀升程事件和至少一个排气阀的阀升程事件,
图4c示出了在图2和图3所示的发动机的第二发动机制动操作模式期间至少一个进气阀的阀升程事件和至少一个排气阀的阀升程事件,
图5示出了控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果的方法,并且
图6示出了根据一些实施例的计算机可读介质。
具体实施方式
现在将更全面地描述本发明的方面。相似的附图标记始终指代相似的元件。为了简洁和/或清楚起见,不必详细描述众所周知的功能或构造。
图1示出了根据本公开的一些实施例的车辆40。根据所示实施例,车辆40是卡车,即一种重型车辆。根据另外的实施例,如本文中所提及的,车辆40可以是用于陆基推进的另一类型的重型或较轻类型的有人或无人驾驶车辆,例如货车、公交车、施工车辆、拖拉机、汽车等。车辆40包括内燃发动机1。根据所示实施例,内燃发动机1被配置成经由车辆40的车轮47向车辆40提供动力。车辆40除了内燃发动机1之外还可包括一个或多个电推进马达以用于向车辆40提供动力。因此,车辆40可包括所谓的混合电动动力系,该车辆除了内燃发动机1之外还包括一个或多个电动推进马达以用于向车辆40提供动力。
图2示意性地示出了图1所示的车辆40的内燃发动机1。在图2中,示意性地显示了内燃发动机1的气缸10。根据所示实施例,内燃发动机1包括布置成一排的六个气缸10。因此,根据所示实施例的内燃发动机1可称为直列六缸发动机。然而,根据另外的实施例,如本文中所提及的,内燃发动机1可包括其他数量的气缸10。此外,内燃发动机1的气缸10可布置成不同于一排(诸如两排或更多排)的另一种构型。
根据所示实施例,发动机包括每个气缸10一个燃料喷射器31,其中每个燃料喷射器31被配置成将燃料直接喷射到内燃发动机1的气缸10中。根据另外的实施例,内燃发动机1可包括每个气缸10另一数量的燃料喷射器31。此外,根据一些实施例,作为被配置成将燃料喷射到气缸10中的燃料喷射器31的替代,或者作为被配置成将燃料喷射到气缸10中的燃料喷射器31的补充,内燃发动机1可包括一个或多个燃料喷射器,该一个或多个燃料喷射器被配置成将燃料喷射到内燃发动机1的进气口中。
根据所示实施例,内燃发动机1是柴油发动机,即一种类型的压燃式发动机。因此,内燃发动机1可被配置成以柴油或类似柴油的燃料(诸如生物柴油、生物质转化为液体(BTL)柴油或气体转化为液体(GTL)柴油)操作。类似柴油的燃料(诸如生物柴油)可从可再生资源诸如主要包含脂肪酸甲酯(FAME)的植物油获得。类似柴油的燃料可由许多类型的油(诸如菜籽油(油菜籽甲酯,RME)和大豆油(大豆甲酯,SME))生产。
根据另外的实施例,如本文中所提及的,内燃发动机1可以是具有火花点火装置的奥托发动机(Otto engine),其中奥托发动机可被配置成以汽油、醇、类似的挥发性燃料或它们的组合运行。醇(诸如乙醇)可来自可再生的生物质。根据本文中的实施例,内燃发动机1是四冲程内燃发动机1。为了简洁和清楚起见,内燃发动机1在本文中的某些地方被称为“燃烧发动机1”或简称为“发动机1”。
图3示意性地示出了图2所示的内燃发动机1的剖视图。在图3中,该剖面是在包括发动机1的气缸10中的一个气缸的中心轴线的平面中截取的。发动机1包括至少一个气缸10和布置在每个气缸10中的活塞12。活塞12经由连杆13连接到曲轴16,该曲轴在旋转时使活塞12在气缸10中在上止点TDC与下止点BDC之间向前和向后移动。
发动机1包括进气系统14,该进气系统在所示示例发动机中被示出为进气导管。进气系统14还可包括空气过滤器,并且根据一些实施例,包括节流阀、燃料喷射器、空气流量传感器等。此外,发动机1可包括涡轮增压器,该涡轮增压器布置成将空气压缩到发动机1的进气系统14。因此,根据这种实施例,进气系统14可流体地连接到涡轮增压器的压缩机。压缩机可连接到轴,该轴连接到涡轮增压器的涡轮。涡轮可布置成由来自发动机1的排气出口26的气流驱动。发动机1可包括多于一个的涡轮增压器,其中涡轮增压器可并联或串联布置。
发动机1还包括布置在每个气缸10中的至少一个进气阀18,该至少一个进气阀18与进气系统14连接。发动机1还包括进气阀控制装置22,该进气阀控制装置被构造成基于曲轴16的旋转位置来控制每个进气阀18。发动机1还包括布置在每个气缸10中的至少一个排气阀24,该至少一个排气阀24与发动机1的排气出口26连接。发动机1还包括排气阀控制装置28,该排气阀控制装置被构造成基于曲轴16的旋转位置来控制每个排气阀24。在图3中,进气阀18被示出为处于完全关闭位置,并且排气阀24被示出为处于部分关闭位置。在完全关闭位置,每个阀18、24邻接抵靠相应的阀座以关闭气缸10与相应的进气系统14以及排气出口26之间的流体连接。
进气阀控制装置22被布置成通过使至少一个进气阀18在进入气缸10的方向上移位来在完全关闭位置与打开位置之间控制至少一个进气阀18。因此,打开进气系统14与气缸10之间的流体连接。同样地,排气阀控制装置28被布置成通过使至少一个排气阀24在进入气缸10的方向上移位来在部分关闭位置或完全关闭位置到打开位置之间控制至少一个排气阀24。因此,打开气缸10与排气出口26之间的流体连接。在阀18、24从关闭位置移位到打开位置时,阀18、24从其阀座提升。
发动机1还包括燃料喷射器31,该燃料喷射器被布置成将燃料直接喷射到气缸10中。如上所述,根据所示实施例,发动机1是柴油发动机,即一种类型的压燃式发动机。根据另外的实施例,发动机可以是具有火花点火装置的奥托发动机,其中奥托发动机可被设计成以气体、汽油、醇或类似的挥发性燃料或它们的组合运行。这种燃料可使用燃料喷射器直接喷射到气缸10中,或者可在进入气缸10之前例如通过布置在发动机的进气导管处的燃料喷射器供应到进入空气。根据所示实施例,发动机1包括排气后处理系统39。排气后处理系统39可包括催化转化器、微粒过滤器、选择性催化还原(SCR)装置、柴油氧化催化剂(DOC)、贫NOx捕集器(LNT)和三元催化剂(TWC)中的一个或多个。
排气阀控制装置28和进气阀控制装置22可各自包括可旋转地连接到发动机1的曲轴16的一个或多个凸轮轴71、72。此外,排气阀控制装置28和进气阀控制装置22可各自包括一个或多个装置(诸如摇臂73、74)以用于在相应的凸轮轴71、72旋转时将凸轮轴71、72的凸轮凸角的运动传递到阀18、24的阀杆至打开位置。根据另外的实施例,发动机1的凸轮轴71、72的凸轮凸角可被布置成通过在相应的凸轮轴71、72旋转时按压在阀18、24的阀杆上而将阀18、24移位到打开位置。根据另外的实施例,排气阀控制装置28和/或进气阀控制装置22可包括电动致动器、气动致动器或液压致动器,这些致动器被布置成基于曲轴16的旋转位置来控制阀。可使用曲柄角传感器29获得曲轴16的旋转位置。
排气阀控制装置28包括排气阀相移装置30,该排气阀相移装置被配置成相对于曲轴16对至少一个排气阀24的控制进行相移。此外,根据所示实施例,进气阀控制装置22包括进气阀相移装置32,该进气阀相移装置被配置成相对于曲轴16对至少一个进气阀18的控制进行相移。
排气阀相移装置30和进气阀相移装置32可各自包括液压装置,例如使用发动机油作为液压流体,以相对于曲轴16对阀18、24的控制进行相移。这种液压装置可形成被布置成将旋转从曲轴16传递到排气阀控制装置28和/或进气阀控制装置22的凸轮轴71、72的皮带轮、齿轮、链轮等(未示出)的一部分。液压装置可被布置成调节连接到曲轴16的皮带轮、齿轮、链轮等的第一部分与连接到凸轮轴71、72的皮带轮、齿轮、链轮等的第二部分之间的角度关系,以便对至少一个进气阀18和/或至少一个排气阀24的控制进行相移。在其中排气阀控制装置28和/或进气阀控制装置22包括电动致动器、气动致动器或液压致动器的实施例中,可以另一种方式(例如通过控制的电子相移)执行对至少一个进气阀18和/或至少一个排气阀24的控制的相移。
发动机1还包括阀保持装置75。阀保持装置75被配置成当阀保持装置75转换到激活状态时防止气缸10的至少一个排气阀24完全关闭。也就是说,阀保持装置75被配置成当阀保持装置75处于激活状态时将至少一个排气阀24维持在部分打开位置。如上所显示,在图3中,排气阀24被示出处于这种部分打开状态。在部分打开状态下,至少一个排气阀24的阀升程高度可以是若干毫米,诸如0.5-4.5mm、0.7-3mm或1.5-3mm。根据一些实施例,处于部分打开状态的至少一个排气阀24的阀升程高度可在至少一个排气阀24的最大升程高度(即当至少一个排气阀24处于完全打开状态时获得的升程高度)的3.5-30%或5-25%的范围内。根据所示实施例,至少一个排气阀24的最大升程高度为约14mm。根据另外的实施例,至少一个排气阀24的最大升程高度可在9-16mm的范围内,或者可在10-15mm的范围内。至少一个排气阀24的部分打开状态也可称为部分关闭状态,因为当处于部分打开状态时,至少一个排气阀24处于比完全打开状态更接近完全关闭状态的位置。
当阀保持装置75处于停用状态时,阀保持装置75允许至少一个排气阀24完全关闭。在这种位置,至少一个排气阀24将呈现对应于图3所示的进气阀18的位置的位置,即,至少一个排气阀24邻接抵靠阀座以便阻碍流体输送通过至少一个排气阀24的位置。
根据所示实施例,阀保持装置75包括液压室和活塞,其中通过向液压室施加液压压力来激活阀保持装置75,并且其中通过从液压室移除液压压力来停用阀保持装置75。因此,当液压压力施加到液压室时,阀保持装置75防止至少一个排气阀24完全关闭。因此,当至少一个排气阀24没有发生打开事件时,至少一个排气阀24将呈现如本文中进一步解释的部分打开状态。根据另外的实施例,发动机1可包括不同于液压阀保持装置75的另一种类型的阀保持装置,诸如机械、电气、机电或气动阀保持装置。
发动机1包括控制装置21。控制装置21可操作地连接到阀保持装置75、排气阀相移装置30和进气阀相移装置32,并且被配置成控制其操作。控制装置21可以可操作地连接到发动机1的一个或多个另外的部件和系统,诸如进气阀控制装置22和排气阀控制装置28,并且可被配置成控制其操作。此外,控制装置21可连接到多个不同的传感器以从该传感器获得信号。示例是被布置成感测排气压力、增压空气温度、质量空气流量、节流阀位置、发动机速度、发动机负载、进气歧管中的绝对压力、曲轴16的旋转位置等的传感器。
如本文中进一步解释的,控制装置21被配置成控制内燃发动机1的气缸10的进气阀18和排气阀24以获得发动机制动效果。
图4a至图4c示出了图3所示的发动机1的排气阀控制装置28、进气阀控制装置22和阀保持装置75的不同操作模式下的阀升程事件51、52。因此,在下文中,如果没有另外显示,则参考图4a至图4c以及图3。图4a至图4c所示的曲线示出了在曲轴16的两转期间(即在四冲程内燃发动机1的所有四个冲程期间)执行的阀升程事件。在这些图中,冲程按以下顺序示出:压缩冲程41、膨胀冲程42、排气冲程43和进气冲程44。
图4a示出了在发动机1的动力产生操作模式期间至少一个进气阀18的阀升程事件51和至少一个排气阀24的阀升程事件52。如图所显示,在压缩冲程41和膨胀冲程42期间,至少一个进气阀18和至少一个排气阀24关闭。当活塞在膨胀冲程42结束时到达下止点BDC时,排气阀控制装置28将至少一个排气阀24控制到打开位置,以允许废气在排气冲程43期间从气缸10排出到排气出口26。在排气冲程43与进气冲程44之间的过渡区域中,排气阀控制装置28将至少一个排气阀24控制到关闭位置。
此外,在排气冲程43与进气冲程44之间的过渡区域中,进气阀控制装置22将至少一个进气阀18控制到打开位置,以允许空气或空气/燃料混合物在进气冲程44期间进入气缸10。在进气冲程44即将结束时,进气阀控制装置22将至少一个进气阀18控制到关闭位置,以允许在随后的压缩冲程41中压缩空气或空气/燃料混合物。图4a所示的至少一个进气阀18的阀升程事件51和至少一个排气阀24的阀升程事件52在发动机1的正常发动机制动期间可以是相同的,例如当车辆驾驶员松开加速器踏板并且不需要额外的制动扭矩时发生。
图4b示出了在发动机1的第一发动机制动操作模式期间至少一个进气阀18的阀升程事件51和至少一个排气阀24的阀升程事件52。在这种模式下,控制装置21被配置成防止气缸10的至少一个排气阀24在气缸10的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程41-44期间完全关闭。根据所示实施例,控制装置21被配置成通过激活阀保持装置75来防止气缸10的至少一个排气阀24完全关闭。因此,在气缸10的一系列连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程41-44期间,至少一个排气阀将呈现部分打开位置,如图3所示,并且将获得小的升程高度h3,如图4b所示。至少一个排气阀24的部分打开位置确保气体在气缸10中被压缩,同时通过至少一个排气阀24排出一些压缩空气。以这种方式,当活塞12在发动机1的膨胀冲程42中朝向下止点移动时,原本将以压缩气体的形式储存在气缸10中的能量不会返回到曲轴16。
此外,控制装置21被配置成对气缸10的至少一个排气阀24的控制进行相移,使得与当气缸10在发电模式下操作时相比,至少一个排气阀24的打开事件62和关闭事件62’提前。也就是说,如当比较图4a和图4b时可看出,对至少一个排气阀24的控制已经相移,使得在气缸10的膨胀冲程42中获得至少一个排气阀24从部分打开位置的打开事件62,并且使得在气缸10的排气冲程43中获得至少一个排气阀24到部分打开位置的关闭事件62’。在图4b中,与当发动机1在动力产生模式下(即如图4a所示的模式下)操作时相比,至少一个排气阀24的控制已经提前大约83度曲柄角度。根据一些实施例,控制装置21可被配置成将对至少一个排气阀24的控制提前在10-110度曲柄角度范围内或在50-95度曲柄角度范围内的多个曲柄角度。
因此,可获得发动机1的更高制动扭矩,因为气体也可在气缸10的排气冲程43中被压缩并且从气缸10部分地排出。如从上文所理解的,在这种模式下,至少一个排气阀24的打开事件62是至少一个排气阀24从部分打开位置朝向完全打开位置提升的事件。同样地,在这种模式下,至少一个排气阀24的关闭事件62’是至少一个排气阀24从打开位置移动到部分打开位置的事件。此外,如从上文所理解的,除了对至少一个排气阀24的控制进行相移之外,排气阀控制装置28可在制动模式期间继续以至少一个排气阀的打开事件62和关闭事件62’操作,不同之处在于防止至少一个排气阀24完全关闭。
如当比较图4a和图4b时可看出,根据所示实施例,发动机1被布置成使得与当气缸10在发电模式下操作时相比,在制动模式下维持至少一个排气阀24的阀升程高度h2和阀升程轮廓。也就是说,如当比较图4a和图4b时可看出,当执行发动机制动时,即在图4b中,至少一个排气阀24的阀升程高度h2和阀升程轮廓与当发动机1在如图4a所示的发电模式下操作时相同。这是以下特征的效果:阀保持装置75仅被构造成防止至少一个排气阀24在被激活时完全关闭,而不会进一步影响至少一个排气阀24在其阀升程事件52期间的升程高度或阀升程轮廓。
类似地,如当比较图4a和图4b时可看出,根据所示实施例,发动机1被布置成使得与当气缸10在发电模式下操作时相比,在制动模式下维持至少一个进气阀18的阀升程高度h1和阀升程轮廓。也就是说,如当比较图4a和图4b时可看出,当执行发动机制动时,即在图4b中,至少一个进气阀18的阀升程高度h1和阀升程轮廓与当发动机1在如图4a所示的发电模式下操作时相同。
如本文中所提及的,阀升程轮廓是相应的至少一个进气阀18和至少一个排气阀24的阀升程的轮廓,其含义是阀18、24在阀18、24的运动和阀18、24的运动变化率方面如何朝向更打开和更关闭的状态运动。可通过在二维图中绘制阀18、24的位置来获得阀升程轮廓,其中一个轴线表示阀18、24的位置,而另一个轴线表示当前曲柄角。如本文中所提及的,阀升程轮廓是这种曲线的形式/形状,而不是曲线相对于表示曲柄角度的轴线的位置。
根据本文中的实施例,控制装置21被配置成通过对气缸10的至少一个进气阀18的控制进行相移来调节被泵送通过气缸10的空气量。在图4b中,与当发动机1在动力产生模式下(即在图4a所示的模式下)操作时相比,至少一个排气阀24的控制已经延迟大约88.5度曲柄角度。根据本文中描述的一些实施例,控制装置21可被配置成在大于40度曲柄角度的范围内或在大于60度曲柄角度的范围内对至少一个进气阀18的控制进行相移。以这种方式,可在宽的操作范围内执行发动机1的制动扭矩的无级控制。此外,可以有效的方式控制通过排气出口26离开发动机的气体温度以及由此废气后处理系统39的温度,如本文中进一步解释的。
更详细地,如图4b可看出,根据所示实施例,气缸10的至少一个进气阀18的控制被相移至在发动机1的进气冲程44中获得至少一个进气阀18的打开事件61并且在压缩冲程41中获得至少一个进气阀18的关闭事件61’的位置。从该位置,可通过将至少一个进气阀18的控制延迟若干曲柄角度来减少被泵送通过气缸10的空气量。同样地,从该位置,可通过将对至少一个进气阀18的控制提前若干曲柄角度来增加被泵送通过气缸10的空气量。因此,控制装置21可例如基于发动机1的希望制动扭矩、发动机1的旋转速度和/或经由排气出口26离开发动机1的气体的希望温度水平等来回地对至少一个进气阀18的控制进行相移,以获得发动机1的特定制动扭矩。
根据一些实施例,控制装置21被配置成通过改变至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来控制气缸10的排气出口26中的气体温度。如图4b所显示,如本文中所提及的,间距S可被定义为以若干曲柄角度测量的至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的距离。
图4c示出了在发动机1的第二发动机制动操作模式期间至少一个进气阀18的阀升程事件51和至少一个排气阀24的阀升程事件52。如当比较图4b和图4c时可看出,如与图4b相比,图4c中的至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间距S已经减小。控制装置21可通过同时对至少一个排气阀24和至少一个进气阀18的控制进行相移来改变至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S。
从图4c所示的位置,可通过增加至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来增加排气出口26中的气体温度。同样地,从图4c所示的位置,可通过减小至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来降低排气出口26中的气体温度。以这种方式,控制装置21可以有效的方式控制排气后处理系统39的温度,同时能够通过控制至少一个进气阀18的打开事件61和关闭事件61’的位置(即通过控制至少一个进气阀18的相移)来控制所获得的发动机1的制动扭矩的大小。
图5示出了控制内燃发动机的气缸的进气阀和排气阀以获得发动机制动效果的方法100。内燃发动机可以是根据参考图2至图4c解释的实施例的发动机1。因此,在下文中,如果没有另外显示,则同时参考图2至图4c。
方法100是控制内燃发动机1的气缸10的进气阀18和排气阀24以获得发动机制动效果的方法。方法100包括以下步骤:
-防止110气缸10的至少一个排气阀24在气缸10的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程41-44期间完全关闭,
-对气缸10的至少一个排气阀24的控制进行相移120,使得与当气缸10在发电模式下操作时相比,至少一个排气阀24的打开事件62和关闭事件62’提前,以及
-通过对气缸10的至少一个进气阀18的控制进行相移来调节130被泵送通过气缸10的空气量。
如图5所显示,对至少一个排气阀24的控制进行相移120的步骤可包括以下步骤:
-对至少一个排气阀24的控制进行相移122,使得在气缸10的膨胀冲程42中获得至少一个排气阀24的打开事件62,并且使得在气缸10的排气冲程43中获得至少一个排气阀24的关闭事件62’。
此外,如图5所显示,对至少一个排气阀24的控制进行相移120的步骤可包括以下步骤:
-将对至少一个排气阀24的控制提前124在10-110度曲柄角度范围内或在50-95度曲柄角度范围内的多个曲柄角度。
此外,如图5所显示,调节130被泵送通过气缸10的空气量的步骤可包括以下步骤:
-通过延迟对至少一个进气阀18的控制来减少132被泵送通过气缸10的空气量,以及
-通过提前对至少一个进气阀18的控制来增加134被泵送通过气缸10的空气量。
如图5所显示,调节130被泵送通过气缸10的空气量的步骤可包括以下步骤:
-在大于40度曲柄角度的范围内或者在大于60度曲柄角度的范围内对至少一个进气阀18的控制进行相移136。
此外,如图5所显示,方法100可包括以下步骤:
-与当气缸10在发电模式下操作时相比,维持140至少一个进气阀18的阀升程高度h1和阀升程轮廓中的至少一个。
此外,如图5所显示,方法100可包括以下步骤:
-与当气缸10在发电模式下操作时相比,维持142至少一个排气阀24的阀升程高度h2和阀升程轮廓中的至少一个。
如图5所显示,方法100可包括以下步骤:
-通过改变至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来控制150气缸10的排气出口26中的气体温度。
此外,如图5所显示,控制气缸10的排气出口26中的气体温度的步骤可包括以下步骤:
-通过增加至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来增加152排气出口26中的气体温度,以及
-通过减小至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S来降低154排气出口26中的气体温度。
此外,如图5所显示,控制气缸10的排气出口26中的气体温度的步骤可包括以下步骤:
-通过同时对至少一个排气阀24和至少一个进气阀18的控制进行相移来改变156至少一个排气阀24的打开事件62与至少一个进气阀18的打开事件61之间的间隔S。
应当了解,针对方法100描述的各种实施例都可与如本文中描述的控制装置21组合。也就是说,控制装置21可被配置成执行方法100的方法步骤110、120、122、124、130、132、134、136、140、142、150、152、154和156中的任一者。
图6示出了包括指令的计算机可读介质200,该指令在由计算机执行时使计算机执行根据本公开的一些实施例的方法100。根据一些实施例,计算机可读介质200包括计算机程序,该计算机程序包括指令,该指令在该程序由计算机执行时使计算机执行根据一些实施例的方法100。
本领域技术人员将了解,可通过编程指令来实施控制内燃发动机1的气缸10的进气阀18和排气阀24以获得发动机制动效果的方法100。这些编程指令通常由计算机程序构成,当该计算机程序在控制装置21中执行时,确保控制装置21执行期望的控制,诸如本文中描述的方法步骤110、120、122、124、130、132、134、136、140、142、150、152、154和156。计算机程序通常是计算机程序产品200的部分,该计算机程序产品包括其上存储有计算机程序的合适的数字存储介质。
控制装置21可包括计算单元,该计算单元可采取基本上任何合适类型的处理器电路或微计算机的形式,例如用于数字信号处理的电路(数字信号处理器DSP)、中央处理单元(CPU)、处理单元、处理电路、处理器、专用集成电路(ASIC)、微处理器,或者可解释并执行指令的其他处理逻辑。本文中使用的表述“计算单元”可表示包括多个处理电路的处理电路系统,该多个处理电路诸如例如上述处理电路中的任何一个、一些或全部处理电路。
控制装置21还可包括存储器单元,其中计算单元可连接到存储器单元,该存储器单元可向计算单元提供例如计算单元可能需要以使其能够进行计算的存储的程序代码和/或存储的数据。计算单元还可被调适成将计算的部分结果或最终结果存储在存储器单元中。存储器单元可包括用于临时或永久存储数据或程序(即指令序列)的物理装置。根据一些实施例,存储器单元可包括集成电路,所述集成电路包括基于硅的晶体管。在不同实施例中,存储器单元可包括例如存储卡、闪存、USB存储器、硬盘或者用于存储数据的另一类似的易失性或非易失性存储单元,诸如例如ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)等。
控制装置21连接到燃烧发动机1的部件以用于接收和/或发送输入和输出信号。这些输入和输出信号可包括输入信号接收装置可检测为信息并且可被转换成可由控制装置21处理的信号的波形、脉冲或其他属性。然后,可将这些信号供应给计算单元。一个或多个输出信号发送装置可被布置成将来自计算单元的计算结果转换成输出信号以用于传送到车辆控制系统的其他部分和/或信号所针对的一个或多个部件。用于接收和发送输入和输出信号的与内燃发动机1的相应部件的连接中的每个连接可采取来自电缆、数据总线(例如CAN(控制器区域网络)总线、MOST(媒体定向系统传输)总线或某种其他总线配置)或无线连接当中的一者或多者的形式。
在所示实施例中,燃烧发动机1包括控制装置21,但是可替代地,可全部或部分地在两个或更多个控制装置或两个或更多个控制单元中实现。
现代车辆中的控制系统通常包括通信总线系统,该通信总线系统包括用于将多个电子控制单元(ECU)或控制器连接到车辆上的各种部件的一条或多条通信总线。这种控制系统可包括大量的控制单元,并且可在该大量的控制单元中的两个或更多个之间分担特定功能的管理。因此,如本领域技术人员肯定会了解的那样,本文中所涉及的类型的车辆和发动机通常设置有比图3所描绘的明显更多的控制装置。
计算机程序产品200可例如以携载计算机程序代码的数据载体的形式提供,该计算机程序代码用于在被加载到控制装置21的一个或多个计算单元中时执行根据一些实施例的方法步骤110、120、122、124、130、132、134、136、140、142、150、152、154和156中的至少一些方法步骤。数据载体可以是例如CD ROM盘(如图6所示)或ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除PROM)、闪存、EEPROM(电可擦除PROM)、硬盘、记忆棒、光存储设备,磁存储设备,或者可以非瞬态方式保持机器可读数据的任何其他适当介质,诸如磁盘或磁带。计算机程序产品还可作为服务器上的计算机程序代码提供,并且可例如通过互联网或内联网连接或经由其他有线或无线通信系统远程地下载到控制装置21。
如本文中所用,特征“提前(advanced/advancing)”是指与如在控制或事件不提前的情况相比,在曲柄角度或时间方面更早地执行所提及的控制或事件。如本文中所用,特征“延迟(retarded/retarding)”是指如与在控制或事件不延迟的情况相比,在曲柄角度或时间方面稍后执行所提及的控制或事件。
应理解,上述内容是对各种示例实施例的例示,并且本发明仅由所附独立权利要求限定。本领域技术人员将认识到,在不脱离由所附独立权利要求限定的本发明的范围的情况下,可对示例性实施例进行修改,并且可组合示例性实施例的不同特征以产生除本文中描述的那些实施例之外的实施例。
如本文所用,术语“包括(comprising/comprises)”是开放式的,并且包括一个或多个所述特征、元件、步骤、部件或功能,但是不排除存在或附加一个或多个其他特征、元件、步骤、部件、功能或它们的组。

Claims (14)

1.一种控制内燃发动机(1)的气缸(10)的进气阀(18)和排气阀(24)以获得发动机制动效果的方法(100),
其中所述方法(100)包括以下步骤:
-防止(110)所述气缸(10)的至少一个排气阀(24)在所述气缸(10)的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程(41-44)期间完全关闭,
-对所述气缸(10)的至少一个排气阀(24)的控制进行相移(120),使得与当所述气缸(10)在发电模式下操作时相比,所述至少一个排气阀(24)的打开事件和关闭事件(62,62’)提前,以及
-通过对所述气缸(10)的至少一个进气阀(18)的控制进行相移来调节(130)被泵送通过所述气缸(10)的空气量。
2.根据权利要求1所述的方法(100),其中对至少一个排气阀(24)的控制进行相移(120)的步骤包括以下步骤:
-对所述至少一个排气阀(24)的控制进行相移(122),使得在所述气缸(10)的所述膨胀冲程(42)中获得所述至少一个排气阀(24)的打开事件(62),并且使得在所述气缸(10)的所述排气冲程(43)中获得所述至少一个排气阀(24)的关闭事件(62’)。
3.根据权利要求1或2所述的方法(100),其中对至少一个排气阀(24)的控制进行相移(120)的所述步骤包括以下步骤:
-将对所述至少一个排气阀(24)的所述控制提前(124)在10-110度曲柄角度范围内或在50-95度曲柄角度范围内的多个曲柄角度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100),其中调节(130)被泵送通过所述气缸(10)的所述空气量的所述步骤包括以下步骤:
-通过延迟对所述至少一个进气阀(18)的所述控制来减少(132)被泵送通过所述气缸(10)的所述空气量,以及
-通过提前对所述至少一个进气阀(18)的所述控制来增加(134)被泵送通过所述气缸(10)的所述空气量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100),其中调节(130)被泵送通过所述气缸(10)的所述空气量的所述步骤包括以下步骤:
-在大于40度曲柄角度的范围内或者在大于60度曲柄角度的范围内对所述至少一个进气阀(18)的控制进行相移(136)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100),其中所述方法(100)包括以下步骤:
-与当所述气缸(10)在发电模式下操作时相比,维持(140)所述至少一个进气阀(18)的阀升程高度(h1)和阀升程轮廓中的至少一个。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100),其中所述方法(100)包括以下步骤:
-与当所述气缸(10)在发电模式下操纵时相比,维持(142)所述至少一个排气阀(24)的阀升程高度(h2)和阀升程轮廓中的至少一个。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100),其中所述方法(100)包括以下步骤:
-通过改变所述至少一个排气阀(24)的打开事件(62)与所述至少一个进气阀(18)的打开事件(61)之间的间隔(S)来控制(150)所述气缸(10)的排气出口(26)中的气体温度。
9.根据权利要求8所述的方法(100),其中控制所述气缸(10)的所述排气出口(26)中的所述气体温度的所述步骤包括以下步骤:
-通过同时对所述至少一个排气阀(24)和所述至少一个进气阀(18)的控制进行相移来改变(156)所述至少一个排气阀(24)的打开事件(62)与所述至少一个进气阀(18)的打开事件(61)之间的间隔(S)。
10.一种包括指令的计算机程序,所述指令在所述程序由计算机执行时使所述计算机执行根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)。
11.一种包括指令的计算机可读介质(200),所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法(100)。
12.一种控制装置(21),所述控制装置被配置成控制内燃发动机(1)的气缸(10)的进气阀(18)和排气阀(24)以获得发动机制动效果,
其中所述控制装置(21)被配置成:
-防止所述气缸(10)的至少一个排气阀(24)在所述气缸(10)的多个连续的进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程(41-44)期间完全关闭,
-对所述气缸(10)的至少一个排气阀(24)的控制进行相移,使得与当所述气缸(10)在发电模式下操作时相比,所述至少一个排气阀(24)的打开事件和关闭事件(62,62’)提前,以及
-通过对所述气缸(10)的至少一个进气阀(18)的控制进行相移来调节被泵送通过所述气缸(10)的空气量。
13.一种内燃发动机(1),所述内燃发动机包括根据权利要求12所述的控制装置(21)。
14.一种车辆(40),所述车辆包括根据权利要求13所述的内燃发动机(1)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4793307A (en) * 1987-06-11 1988-12-27 The Jacobs Manufacturing Company Rocker arm decoupler for two-cycle engine retarder
EP1803913B1 (en) * 2002-12-23 2010-08-11 Jacobs Vehicle Systems, Inc. Engine braking methods and apparatus
US7568465B1 (en) * 2008-04-18 2009-08-04 Caterpillar Inc. Engine retarder having multiple modes
SE541865C2 (en) * 2017-03-22 2020-01-02 Scania Cv Ab Four-stroke internal combustion engine and thereto related vehicle and method
SE541888C2 (en) * 2017-03-22 2020-01-02 Scania Cv Ab Four-Stroke Internal Combustion Engine and thereto related Vehicle and Method
WO2020088798A1 (en) * 2018-11-01 2020-05-07 Eaton Intelligent Power Limited Bleeder type engine brake with hydraulic-mechanical actuation and lash adjustment

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