用于内燃机的控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机每汽缸具有四个阀门，即，两者皆由基本凸轮轴控制的进气阀和排气阀，以及两者皆由控制凸轮轴控制的另一进气阀和另一排气阀。所述两个凸轮轴连接到曲轴，并且发动机速度通过电子控制单元管理。所述系统包括：控制发电机/发动机组，其连接到所述控制凸轮轴；差速器，其连接到所述曲轴以及所述控制凸轮轴；控制轴，其连接到所述差速器；致动器，其连接到所述控制轴；单向限流阀，其连接到断流阀以及所述致动器；油路，其借助于所述断流阀连接到所述致动器；以及控制电磁阀，其作用于所述断流阀。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内燃机的控制系统
本专利技术涉及一种用于内燃机的控制系统，所述控制系统优化由所述发动机执行的循环，从而改变执行循环的不同阀门操作的时刻。所述系统适用于汽车工业，具体来说汽车发动机工业。
技术介绍
在四冲程内燃机中，进气和排气两者通过相应进气阀和排气阀的开口控制，所述进气阀和排气阀借助于凸轮轴移动，所述凸轮轴借助于正时皮带或链条连接到曲轴。借助于包含蝶形阀的共同进气歧管执行通过进气阀进入不同汽缸，由此控制进入汽缸的空气流。类似地，不同汽缸的排气阀连接到排气管。汽油发动机遵循基本的四冲程奥托循环，其中针对曲轴的每两圈执行完整的四冲程循环：进气、压缩、膨胀和排气。在汽缸中的每一个汽缸的内部，活塞在上止点与下止点之间执行线性和交替运动。当活塞接近上至点时，进气阀打开以允许空气进入汽缸。在进气阶段期间，在活塞从其最接近阀门的位置向下移动时，在上止点处产生有助于填充汽缸的吸力。在间接喷射发动机的情况下，燃料喷射到包含在进气歧管中的空气中，因此进入汽缸的空气已经与燃料混合。当活塞接近下止点或略微超过下止点时，进气阀关闭。在直接喷射发动机中，此时燃料通常喷射到汽缸中。在具有直接或间接喷射发动机的两种情况中的任一种情况下，燃料消耗与进入汽缸的空气量成正比。此值与由发动机产生的扭矩值成正比。因此，在必须减少燃料消耗并因此减少发动机扭矩的那些情况下，即，在所追求目标不是获得最大功率，而是减少消耗的情况下，必须减少进气量。这通过部分地关闭进气歧管的蝶形阀来实现。此阀门移动有效地减少空气流，但显著增大泵送损失并降低发动机性能。为了克服此缺点，有必要作用于进气图式，以便减少造成此性能劣化的泵送损耗。出于此目的，可以使用艾金森循环的两个可能应用，以便减少汽缸中存在的空气量：-在进气阶段期间的早期进气阀关闭(EIVC)，减少图式打开时间，以便使较小空气量进入汽缸中，或-延迟进气阀关闭(LIVC)，延长图式打开时间。在这种情况下，目标是在活塞超过下止点之后关闭进气阀，以实现以下效果：使得当汽缸处于压缩阶段时排空进气的一部分(无论纯净还是与燃料混合)，由此减少存在于汽缸中的空气质量的一部分。这两种方法可以显著减小泵送损耗，由此在部分负载条件下提高发动机性能，以便减少燃料消耗。在现有技术水平中，已知各种装置，上述解决方案应用于所述装置以根据艾金森循环修改汽缸中的进气阀时序图，以便改进中低范围扭矩下的发动机性能。具体而言，可以根据需求选择能够将不同可能的时序图应用于进气阀的系统。这些系统包含具有不同升高和打开时间的至少两个凸轮。推力、指状杆或摇臂元件具有互锁系统，所述互锁系统允许阀门根据可用时序图中的一个移动。其中进气阀根据电机工作的扭矩执行不同时序图的系统通常是对其组成元件使用液压控制的系统。文献US52331048在现有技术水平中已知，其公开一种用于操作内燃机的方法，所述内燃机的燃烧室与活塞中的每一个相关联并具有包含发动机负载确定级的至少两个进气阀。当发动机处于部分负载下时，进气阀中的相移级升高以产生与用于执行艾金森循环的广泛进气定律等效的升力定律。以此方式，相移借助于装置获得，所述装置包含用于控制第一进气阀的第一凸轮，其安置于第一凸轮轴中；以及用于控制第二进气阀的第二凸轮轴，其连接到与第一凸轮轴同心且安置于第一凸轮轴的内部中的第二凸轮轴，所述第二凸轮轴与适用于通过凸轮轴相对于其它的旋转来改变凸轮的角位置的角移相器相关联。根据本专利技术，第二凸轮通过致动托架连接到第二凸轮轴，所述托架在第一凸轮轴上的凹口中移动，并且因为两个凸轮轴通过单个滑轮连接或致动，进而通过传送带致动，所以所述第二凸轮轴还通过此传送带致动。还已知主要汽车制造商用于实现此效果的系统，使得每个制造商使用的每个系统以其自己的名称为人所知。最为人所知的系统包含雪铁龙的VTC、宝马的Valvetronic、丰田的Valvematic、本田的Vtec、三菱的MIVEC、保时捷的VariocamPlus、梅赛德斯的Camtronic、奥迪的ValveliftValveTiming或菲亚特的MultiAir，所述系统全部全面地进行公开并且在行业相关文献中可容易地获得。然而，这些系统具有一系列问题，例如，需要使用影响最终功率的液压能量或缺乏扭矩连续性，使得不可能逐渐地调整一个分布图到另一分布图的通路以及谨慎地在低功率下以一种方式并且在高功率下以另一种方式表现，而不具有任何类型的连续性。此外，在使用可以在不同扭矩下准确地控制系统的电动发动机的情况下，这些系统是慢响应系统，因为这些系统需要良好的倍减。另外，这些系统可以提供的最大相移受限。在任何情况下，所有这些系统或多或少都是机械复杂的，因为这些系统具有经受损害其稳定性的振荡移动的小部件。本专利技术通过新颖系统消除这些问题，所述新颖系统避免使用多个移动零件并且根据发动机在任何给定时间工作的负载提供特定工作条件。
技术实现思路
本专利技术的目标是一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机每汽缸具有四个阀门，所述阀门使用两个凸轮轴：基本凸轮轴和控制凸轮轴。基本凸轮轴控制第一进气阀和第一排气阀的移动。控制凸轮轴控制每汽缸的第二进气阀和第二排气阀的移动。两个凸轮轴连接到曲轴并且发动机扭矩通过电子控制单元管理。借助于主要特征，系统包括：电动机/发电机单元，其连接到控制凸轮轴；差速器，其连接到曲轴和控制凸轮轴；控制轴，其连接到差速器并能够旋转；致动器，其连接到控制轴并能够相对于控制轴移动；单向限流阀，其一方面连接到断流阀并且另一方面连接到致动器；油路，其借助于断流阀以及能够作用于断流阀的控制电磁阀连接到致动器。当车辆扭矩发生变化时，电子车辆控制单元将信号发送到电动机/发电机单元和控制电磁阀两者。在接收此信号之后，一方面，启动电动机/发电机单元，从而引起控制凸轮轴的旋转变化，所述控制凸轮轴在连接到差速器时相对于基本凸轮轴变成异相。控制轴吸收此相移，并且在旋转之后，将力施加在致动器上。另一方面，控制电磁阀启动断流阀，从而使得油能够借助于单向限流阀在油路与致动器之间通过。随后，致动器将反用作力施加在控制轴上。在达到平衡之后，停用控制电磁阀并关闭断流阀，由此控制轴以特定角度逐步退出。致动器可以是借助于接合到位于第一腔室中的刚性轴的活塞分成第一腔室以及第二腔室的圆柱体，刚性轴的自由端从所述第一腔室伸出，由此接合到控制轴。此腔室容纳与活塞轴杆共轴的弹簧。第二腔室借助于限流阀以及由控制电磁阀控制的断流阀接合到油路。第一腔室可以借助于也由控制电磁阀控制的第二断流阀接合到油路。为了在极端条件下工作，致动器的第一腔室和第二腔室两者包括用于抵抗由活塞施加的力的附加弹簧。可以停用控制电磁阀，使得由电动机/发电机单元产生的能量可以用于根据需要为电池再充电、为车辆的另一装置供电或同时为电池再充电且为车辆的另一装置供电。附图说明为了完成进行的描述并且使本专利技术的特征可更容易地理解，根据本专利技术的优选实施例，附加一组附图作为其整体部分，其中以下图式已通过说明性和非限制性方式表示：图1和2分别示出由汽缸执行的四冲程循环操作图的对应视图，其示出进气阀和排气阀的不同打开和关闭时间，其中发动机以最大功率和最小功率工作。图3示出作为本专利技术的目标的用于内燃机的控制系统的示意图。图4到6分别示出在稳定发动机扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机每汽缸具有四个阀门，所述阀门每汽缸使用控制第一进气阀和第一排气阀的移动的基本凸轮轴(2)以及控制第二进气阀和第二排气阀的移动的控制凸轮轴(3)，其中所述两个凸轮轴(2、3)连接到曲轴，并且其中发动机扭矩通过电子控制单元管理，其特征在于，所述控制系统包括：电动机/发电机单元(5)，其连接到所述控制凸轮轴(3)，差速器(4)，其连接到所述曲轴(1)和所述控制凸轮轴(3)，控制轴(6)，其连接到所述差速器(4)且能够旋转，致动器(7)，其连接到所述控制轴(6)且能够相对于所述控制轴(6)移动，单向限流阀(13)，其在一侧上连接到断流阀(14)并且在另一侧上连接到所述致动器(7)。油路(16)，其借助于所述断流阀(14)连接到致动器(7)，控制电磁阀(15)，其能够作用于所述断流阀(14)，其中，当车辆扭矩出现变化时，电子车辆控制单元将信号发送到所述电动机/发电机单元(5)和所述控制电磁阀(15)两者。启动所述电动机/发电机单元(5)，从而引起所述控制凸轮轴(3)的旋转变化，由于所述差速器(4)，所述控制凸轮轴相对于所述基本凸轮轴(2)异相，其中所述相移通过所述控制轴(6)吸收，所述控制轴在旋转之后将力施加在所述致动器(7)上，并且所述控制电磁阀(15)启动所述断流阀(14)，从而使得油能够借助于所述单向限流阀(13)在所述油路(16)与所述致动器(7)之间通过，使得所述致动器(7)将反作用力施加在所述控制轴(6)上，并且在达到平衡之后，停用所述控制电磁阀(15)，从而关闭所述断流阀(14)并且使所述控制轴(6)以特定角度异相。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 ES P2016003041.一种用于内燃机的控制系统，所述内燃机每汽缸具有四个阀门，所述阀门每汽缸使用控制第一进气阀和第一排气阀的移动的基本凸轮轴(2)以及控制第二进气阀和第二排气阀的移动的控制凸轮轴(3)，其中所述两个凸轮轴(2、3)连接到曲轴，并且其中发动机扭矩通过电子控制单元管理，其特征在于，所述控制系统包括：电动机/发电机单元(5)，其连接到所述控制凸轮轴(3)，差速器(4)，其连接到所述曲轴(1)和所述控制凸轮轴(3)，控制轴(6)，其连接到所述差速器(4)且能够旋转，致动器(7)，其连接到所述控制轴(6)且能够相对于所述控制轴(6)移动，单向限流阀(13)，其在一侧上连接到断流阀(14)并且在另一侧上连接到所述致动器(7)。油路(16)，其借助于所述断流阀(14)连接到致动器(7)，控制电磁阀(15)，其能够作用于所述断流阀(14)，其中，当车辆扭矩出现变化时，电子车辆控制单元将信号发送到所述电动机/发电机单元(5)和所述控制电磁阀(15)两者。启动所述电动机/发电机单元(5)，从而引起所述控制凸轮轴(3)的旋转变化，由于所述差速器(4)，所述控制凸轮轴相对于所述基本凸轮轴(2)异相，其中所述相移通过所述控制轴(6)吸收，所述控制轴在旋转之后将力施加在所述致动器(7)上，并且所述控制电磁阀(15)启动所述断流阀(14)，从而使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩雷斯费尔南德斯·阿马德奥，
申请(专利权)人：佩雷斯费尔南德斯·阿马德奥，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES