一种控制进气阀系统的操作的方法和一种进气阀控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种控制与内燃活塞发动机(40)的每个气缸(14)相关联地布置的进气阀系统(10)的操作的方法，在所述发动机的操作期间，所述方法包括以下步骤：1)监测(15)与发动机负载条件有关的至少一个参数，2)响应于步骤1)中获得的至少一个参数，使用一级控制程序(16)来控制进气阀系统(10)的进气阀(20)的打开和关闭正时，以及3)当进气阀系统(10)的进气阀(20)打开时，经由进气阀(20)将增压空气送入所述气缸(14)，其中，所述方法包括使用二级控制程序(18)的步骤，其中，独立于且优先于一级控制程序(16)，测量(15、17)与发动机负载条件有关的至少一个参数并且响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数来控制进气阀系统(10)的进气阀(20)的关闭正时。本发明专利技术还涉及一种与内燃活塞发动机(40)的每个气缸(14)相关联地布置的进气阀控制系统(10)。

A method of controlling the operation of an intake valve system and an intake valve control system

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u63a7\u5236\u4e0e\u5185\u71c3\u6d3b\u585e\u53d1\u52a8\u673a(40)\u7684\u6bcf\u4e2a\u6c14\u7f38(14)\u76f8\u5173\u8054\u5730\u5e03\u7f6e\u7684\u8fdb\u6c14\u9600\u7cfb\u7edf(10)\u7684\u64cd\u4f5c\u7684\u65b9\u6cd5\uff0c\u5728\u6240\u8ff0\u53d1\u52a8\u673a\u7684\u64cd\u4f5c\u671f\u95f4\uff0c\u6240\u8ff0\u65b9\u6cd5\u5305\u62ec\u4ee5\u4e0b\u6b65\u9aa4\uff1a1)\u76d1\u6d4b(15)\u4e0e\u53d1\u52a8\u673a\u8d1f\u8f7d\u6761\u4ef6\u6709\u5173\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u53c2\u6570\uff0c2)\u54cd\u5e94\u4e8e\u6b65\u9aa41)\u4e2d\u83b7\u5f97\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u53c2\u6570\uff0c\u4f7f\u7528\u4e00\u7ea7\u63a7\u5236\u7a0b\u5e8f(16)\u6765\u63a7\u5236\u8fdb\u6c14\u9600\u7cfb\u7edf(10)\u7684\u8fdb\u6c14\u9600(20)\u7684\u6253\u5f00\u548c\u5173\u95ed\u6b63\u65f6\uff0c\u4ee5\u53ca3)\u5f53\u8fdb\u6c14\u9600\u7cfb\u7edf(10)\u7684\u8fdb\u6c14\u9600(20)\u6253\u5f00\u65f6\uff0c\u7ecf\u7531\u8fdb\u6c14\u9600(20)\u5c06\u589e\u538b\u7a7a\u6c14\u9001\u5165\u6240\u8ff0\u6c14\u7f38(14)\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u6240\u8ff0\u65b9\u6cd5\u5305\u62ec\u4f7f\u7528\u4e8c\u7ea7\u63a7\u5236\u7a0b\u5e8f(18)\u7684\u6b65\u9aa4\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u72ec\u7acb\u4e8e\u4e14\u4f18\u5148\u4e8e\u4e00\u7ea7\u63a7\u5236\u7a0b\u5e8f(16)\uff0c\u6d4b\u91cf(15\u300117)\u4e0e\u53d1\u52a8\u673a\u8d1f\u8f7d\u6761\u4ef6\u6709\u5173\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u53c2\u6570\u5e76\u4e14\u54cd\u5e94\u4e8e\u4e0e\u53d1 At least one parameter related to the motive load condition controls the closing timing of the intake valve (20) of the intake valve system (10). The present invention also relates to an intake valve control system (10) associated with each cylinder (14) of an internal combustion piston engine (40).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种控制进气阀系统的操作的方法和一种进气阀控制系统
本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的控制进气阀系统的操作的方法。本专利技术还涉及一种根据装置独立权利要求的前序部分的进气阀控制系统。
技术介绍
内燃机的操作要求变得越来越严格。内燃活塞发动机的废气排放要求变得越来越苛刻。为了应对这些要求，存在各种可用的技术，在发动机运行时，可以通过这些技术控制气体排放。进气阀的正时在发动机性能方面起着重要的作用。特别地，它对气缸中的温度和压力具有影响，并且因此对诸如NOx的气体污染物的形成具有影响。美国专利第2,670,595号公开了所谓的米勒循环，其中在活塞到达进气冲程的下止点之前，进气阀被关闭。在关闭进气阀之后，气缸中的充气或空气膨胀，导致压力和温度或充气降低。美国专利第7,395,668B2号公开了一种涡轮增压柴油活塞发动机和控制这种发动机的方法，其中，内燃机的热效率可以被提高，同时继续保持与氮氧化物和烟尘颗粒排放有关的要求。公布的国际专利申请WO2014/126737A1公开了一种具有用于改善发动机起动的凸轮相位器的气体燃料发动机的控制系统。控制系统可以具有可变进气阀正时装置，其被配置成调节进气阀的循环关闭正时。控制器可以被配置为选择性地启动第一米勒循环正时和第二米勒循环正时。公布的国际专利申请WO2011/135162A1公开了一种用于在活塞发动机中在发动机的凸轮轴和阀机构之间适应的气体交换阀的控制布置。控制布置包括与液压介质连接的腔室，并且其中活塞可移动地布置成至少为打开阀与凸轮轴和阀机构进行机械传力连接。在进气阀系统的操作中有故障的情况下，特别是控制进气阀的关闭正时，气缸中的压力可能显着增加，这具有不期望的后果。在一些情况下，甚至可能会损坏进气阀系统和与气缸有关的部件。本专利技术的一个目的是提供一种控制进气阀系统的操作的方法，以及一种与现有技术方案相比性能显著提高的进气阀控制系统。
技术实现思路
本专利技术的目的大体上通过一种控制与内燃活塞发动机的每个气缸相关联地布置的进气阀系统的操作的方法来实现，在发动机的操作期间，该方法包括以下步骤：1)监测与发动机负载条件有关的至少一个参数，2)响应于步骤1)中获得的至少一个参数，使用一级控制程序来控制进气阀系统的进气阀的关闭正时，以及3)当进气阀系统的进气阀打开时，经由进气阀将增压空气送入所述气缸。本专利技术的特征在于，响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数，独立于并且优先于使用一级控制程序，使用二级控制程序来控制进气阀系统的进气阀的关闭正时。例如，通过在进气阀挺杆和推杆之间添加液压室来实现进气阀关闭正时的变化。通过控制流入和流出液压室的油来实现进气阀移动的可调节性。这提供了一种性能得到显著改善的用于控制进气阀系统的操作的方法。这对于在发动机的气缸中将压力水平控制在足够的水平是特别有用的。也就是说，如果在气缸中压力增加太多，则可能具有不期望的后果。在一级控制程序发生故障(即，一级控制程序被延迟或抑制关闭进气阀)的情况下，可以进行二级控制程序。然后，二级控制程序通过独立地关闭进气阀并且因此防止压力在气缸中增加超过足够的水平来超控一级控制程序。换句话说，二级控制程序防止进气阀关闭得太晚。根据本专利技术的实施方式，在二级控制程序中，至少一个参数是增压空气的压力。优选地，增压空气通过至少两个涡轮增压器加压，并且压力或增压空气是涡轮增压器之后的压力。根据本专利技术的一个实施方式，在二级控制程序中，所述至少一个参数是增压空气的温度。根据本专利技术的一个实施方式，彼此独立地获取用于一级控制程序和用于二级控制程序的至少一个参数。根据本专利技术的一个实施方式，用于一级控制程序的至少一个参数和用于二级控制程序的至少一个参数是不同的参数根据本专利技术的一个实施方式，用于一级控制程序和用于二级控制程序的至少一个参数是同一参数。根据本专利技术的一个实施方式，在两个增压级中加压的增压空气被送至发动机，并且增压空气在高于5巴的压力下被送入气缸。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制程序最迟以下述曲柄角超控一级控制程序来关闭进气阀，该曲柄角产生低于点火前的预定最大压缩压力的压缩压力。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制程序通过机械地影响阀致动系统来关闭进气阀。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制程序通过液压地影响阀致动系统来关闭进气阀。根据本专利技术的一个实施方式，增压空气在两个增压级中被加压至高于5巴的压力，并且一级控制程序被布置成，在发动机的操作期间，在具有相对于下止点而言的第一即上曲柄角值和相对于下止点而言的第二即下曲柄角值的第一范围内关闭进气阀。附加地，二级控制程序并行于且独立于一级控制程序被执行，其中，二级控制程序以相对于下止点而言的第三曲柄角关闭进气阀，其中，第三曲柄角等于或小于第二曲柄角值。根据本专利技术的一个实施方式，一级控制程序在相对于下止点而言的第一曲柄角值和第二曲柄角值之间的第一范围内关闭进气阀，并且二级程序在相对于下止点而言的第三曲柄角和第四曲柄角之间的第二范围内关闭进气阀。第三曲柄角位于第一范围之外并且更靠近下止点而不是更靠近上止点。作为实例，一级控制程序关闭进气阀的第一范围有利地为下止点之前70度至100度，并且第三曲柄角有利地在下止点之前55度至70度。换言之，二级控制程序被布置成以位于一级控制程序在发动机的额定负载期间关闭进气阀的范围之外并且比该范围更靠近下止点的角独立地关闭进气阀。根据本专利技术的一个实施方式，一级控制程序和二级控制程序用于控制公共的机械致动器。根据本专利技术的另一实施方式，一级控制程序和二级控制程序用于控制专用于一级控制程序和二级控制程序中的每一者的机械致动器。本专利技术的目的还通过一种与内燃活塞发动机的气缸相关联地使用的进气阀控制系统来实现，该进气阀控制系统包括监测单元和一级控制单元，监测单元被布置成监测与发动机负载条件有关的至少一个参数，一级控制单元被布置成响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数来控制进气阀系统的进气阀的关闭正时。本专利技术的特征在于，进气阀控制系统包括二级控制单元，该二极控制单元被布置成响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数独立于并且优先于一级控制单元来控制进气阀的关闭正时。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制单元被布置成响应于增压空气的被测压力来控制进气阀的关闭正时。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制单元被布置成响应于增压空气的被测温度来控制进气阀的关闭正时。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制单元被布置成通过致动机械的阀关闭系统来控制进气阀的关闭正时。根据本专利技术的一个实施方式，二级控制单元被布置成通过致动机械的阀关闭系统来控制进气阀的关闭正时。根据本专利技术的一个实施方式，一级控制单元设置有计算机可执行指令，以响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数来控制进气阀系统的进气阀的关闭正时，并且二级控制单元设置有计算机可执行指令，以响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数独立于且优先于一级控制单元来关闭所述进气阀。根据本专利技术的一个实施方式，一级控制单元被布置成在具有相对于下止点而言的第一即上曲柄角值和相对于下止点而言的第二即下曲柄角值的第一范围内关闭进气阀，并且二级控制单元被布置成在相对于下止点而言的第三曲柄角和第四角之间的第二范围内关闭进气阀，其中，第三曲柄角在第一范围之外并且比本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制进气阀系统(25)的操作的方法，所述进气阀系统被布置成与内燃活塞发动机(40)的每个气缸(14)相关联，在所述发动机的操作期间，所述方法包括以下步骤：1)监测(15)与发动机负载条件有关的至少一个参数，2)响应于步骤1)中获得的所述至少一个参数，使用一级控制程序(16)来控制所述进气阀系统(25)的进气阀(20)的关闭正时，以及3)当所述进气阀系统(10)的所述进气阀(20)打开时，经由所述进气阀(20)将增压空气送入(30)所述气缸(14)，其特征在于，响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数，独立于且优先于使用所述一级控制程序(16)，使用二级控制程序(18)来控制所述进气阀系统(10)的所述进气阀(20)的关闭正时。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制进气阀系统(25)的操作的方法，所述进气阀系统被布置成与内燃活塞发动机(40)的每个气缸(14)相关联，在所述发动机的操作期间，所述方法包括以下步骤：1)监测(15)与发动机负载条件有关的至少一个参数，2)响应于步骤1)中获得的所述至少一个参数，使用一级控制程序(16)来控制所述进气阀系统(25)的进气阀(20)的关闭正时，以及3)当所述进气阀系统(10)的所述进气阀(20)打开时，经由所述进气阀(20)将增压空气送入(30)所述气缸(14)，其特征在于，响应于与发动机负载条件有关的至少一个参数，独立于且优先于使用所述一级控制程序(16)，使用二级控制程序(18)来控制所述进气阀系统(10)的所述进气阀(20)的关闭正时。2.根据权利要求1所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，在所述二级控制程序中，所述至少一个参数是所述增压空气的压力。3.根据权利要求1或2所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述一级控制程序在相对于下止点而言的第一曲柄角值和相对于所述下止点而言的第二曲柄角值之间的第一范围内关闭所述进气阀，并且二级程序在相对于所述下止点而言的第三曲柄角和第四曲柄角之间的第二范围内关闭所述进气阀，所述第三曲柄角位于所述第一范围之外并且比所述第一范围更靠近所述下止点。4.根据权利要求3所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述第一范围有利地在所述下止点之前70度至100度。5.根据权利要求3所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述第一范围有利地在所述下止点之前70度至100度，并且所述第二范围有利地在所述下止点之前55度至70度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，用于所述一级控制程序(16)的所述至少一个参数和用于所述二级控制程序(18)的所述至少一个参数被彼此独立地获取。7.根据权利要求1至5中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，用于所述一级控制程序(16)的所述至少一个参数和用于所述二级控制程序(18)的所述至少一个参数是不同的参数。8.根据权利要求1至5中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，用于所述一级控制程序(16)和用于所述二级控制程序(18)的所述至少一个参数是同一参数。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，在两个增压级中加压的增压空气被送至所述发动机。10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述增压空气在高于5巴的压力下被送至所述气缸。11.根据权利要求1至7中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述二级控制程序(18)最迟以下述曲柄角关闭所述进气阀(20)，该曲柄角产生低于点火前的预定最大压缩压力的压缩压力。12.根据权利要求1至7中任一项所述的控制进气阀系统(10)的操作的方法，其特征在于，所述一级控制程序(16)和所述二级控制程序(18)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·赫德维克，马格努斯·松德斯滕，
申请(专利权)人：瓦锡兰芬兰有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI