本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的控制進氣閥系統(tǒng)的操作的方法。

本發(fā)明還涉及一種根據(jù)裝置獨立權(quán)利要求的前序部分的進氣閥控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機的操作要求變得越來越嚴格。內(nèi)燃活塞發(fā)動機的廢氣排放要求變得越來越苛刻。為了應(yīng)對這些要求，存在各種可用的技術(shù)，在發(fā)動機運行時，可以通過這些技術(shù)控制氣體排放。進氣閥的正時在發(fā)動機性能方面起著重要的作用。特別地，它對氣缸中的溫度和壓力具有影響，并且因此對諸如nox的氣體污染物的形成具有影響。

美國專利第2,670,595號公開了所謂的米勒循環(huán)，其中在活塞到達進氣沖程的下止點之前，進氣閥被關(guān)閉。在關(guān)閉進氣閥之后，氣缸中的充氣或空氣膨脹，導致壓力和溫度或充氣降低。

美國專利第7,395,668b2號公開了一種渦輪增壓柴油活塞發(fā)動機和控制這種發(fā)動機的方法，其中，內(nèi)燃機的熱效率可以被提高，同時繼續(xù)保持與氮氧化物和煙塵顆粒排放有關(guān)的要求。

公布的國際專利申請wo2014/126737a1公開了一種具有用于改善發(fā)動機起動的凸輪相位器的氣體燃料發(fā)動機的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)可以具有可變進氣閥正時裝置，其被配置成調(diào)節(jié)進氣閥的循環(huán)關(guān)閉正時?？刂破骺梢员慌渲脼檫x擇性地啟動第一米勒循環(huán)正時和第二米勒循環(huán)正時。

公布的國際專利申請wo2011/135162a1公開了一種用于在活塞發(fā)動機中在發(fā)動機的凸輪軸和閥機構(gòu)之間適應(yīng)的氣體交換閥的控制布置?？刂撇贾冒ㄅc液壓介質(zhì)連接的腔室，并且其中活塞可移動地布置成至少為打開閥與凸輪軸和閥機構(gòu)進行機械傳力連接。

在進氣閥系統(tǒng)的操作中有故障的情況下，特別是控制進氣閥的關(guān)閉正時，氣缸中的壓力可能顯著增加，這具有不期望的后果。在一些情況下，甚至可能會損壞進氣閥系統(tǒng)和與氣缸有關(guān)的部件。

本發(fā)明的一個目的是提供一種控制進氣閥系統(tǒng)的操作的方法，以及一種與現(xiàn)有技術(shù)方案相比性能顯著提高的進氣閥控制系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的大體上通過一種控制與內(nèi)燃活塞發(fā)動機的每個氣缸相關(guān)聯(lián)地布置的進氣閥系統(tǒng)的操作的方法來實現(xiàn)，在發(fā)動機的操作期間，該方法包括以下步驟：

1)監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，

2)響應(yīng)于步驟1)中獲得的至少一個參數(shù)，使用一級控制程序來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的關(guān)閉正時，以及

3)當進氣閥系統(tǒng)的進氣閥打開時，經(jīng)由進氣閥將增壓空氣送入所述氣缸。

本發(fā)明的特征在于，響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，獨立于并且優(yōu)先于使用一級控制程序，使用二級控制程序來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的關(guān)閉正時。

例如，通過在進氣閥挺桿和推桿之間添加液壓室來實現(xiàn)進氣閥關(guān)閉正時的變化。通過控制流入和流出液壓室的油來實現(xiàn)進氣閥移動的可調(diào)節(jié)性。

這提供了一種性能得到顯著改善的用于控制進氣閥系統(tǒng)的操作的方法。這對于在發(fā)動機的氣缸中將壓力水平控制在足夠的水平是特別有用的。也就是說，如果在氣缸中壓力增加太多，則可能具有不期望的后果。在一級控制程序發(fā)生故障(即，一級控制程序被延遲或抑制關(guān)閉進氣閥)的情況下，可以進行二級控制程序。然后，二級控制程序通過獨立地關(guān)閉進氣閥并且因此防止壓力在氣缸中增加超過足夠的水平來超控一級控制程序。換句話說，二級控制程序防止進氣閥關(guān)閉得太晚。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在二級控制程序中，至少一個參數(shù)是增壓空氣的壓力。優(yōu)選地，增壓空氣通過至少兩個渦輪增壓器加壓，并且壓力或增壓空氣是渦輪增壓器之后的壓力。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在二級控制程序中，所述至少一個參數(shù)是增壓空氣的溫度。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，彼此獨立地獲取用于一級控制程序和用于二級控制程序的至少一個參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，用于一級控制程序的至少一個參數(shù)和用于二級控制程序的至少一個參數(shù)是不同的參數(shù)

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，用于一級控制程序和用于二級控制程序的至少一個參數(shù)是同一參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在兩個增壓級中加壓的增壓空氣被送至發(fā)動機，并且增壓空氣在高于5巴的壓力下被送入氣缸。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制程序最遲以下述曲柄角超控一級控制程序來關(guān)閉進氣閥，該曲柄角產(chǎn)生低于點火前的預(yù)定最大壓縮壓力的壓縮壓力。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制程序通過機械地影響閥致動系統(tǒng)來關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制程序通過液壓地影響閥致動系統(tǒng)來關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，增壓空氣在兩個增壓級中被加壓至高于5巴的壓力，并且一級控制程序被布置成，在發(fā)動機的操作期間，在具有相對于下止點而言的第一即上曲柄角值和相對于下止點而言的第二即下曲柄角值的第一范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥。附加地，二級控制程序并行于且獨立于一級控制程序被執(zhí)行，其中，二級控制程序以相對于下止點而言的第三曲柄角關(guān)閉進氣閥，其中，第三曲柄角等于或小于第二曲柄角值。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制程序在相對于下止點而言的第一曲柄角值和第二曲柄角值之間的第一范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥，并且二級程序在相對于下止點而言的第三曲柄角和第四曲柄角之間的第二范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥。第三曲柄角位于第一范圍之外并且更靠近下止點而不是更靠近上止點。作為實例，一級控制程序關(guān)閉進氣閥的第一范圍有利地為下止點之前70度至100度，并且第三曲柄角有利地在下止點之前55度至70度。

換言之，二級控制程序被布置成以位于一級控制程序在發(fā)動機的額定負載期間關(guān)閉進氣閥的范圍之外并且比該范圍更靠近下止點的角獨立地關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制程序和二級控制程序用于控制公共的機械致動器。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，一級控制程序和二級控制程序用于控制專用于一級控制程序和二級控制程序中的每一者的機械致動器。

本發(fā)明的目的還通過一種與內(nèi)燃活塞發(fā)動機的氣缸相關(guān)聯(lián)地使用的進氣閥控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，該進氣閥控制系統(tǒng)包括監(jiān)測單元和一級控制單元，監(jiān)測單元被布置成監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，一級控制單元被布置成響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的關(guān)閉正時。本發(fā)明的特征在于，進氣閥控制系統(tǒng)包括二級控制單元，該二極控制單元被布置成響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)獨立于并且優(yōu)先于一級控制單元來控制進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制單元被布置成響應(yīng)于增壓空氣的被測壓力來控制進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制單元被布置成響應(yīng)于增壓空氣的被測溫度來控制進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制單元被布置成通過致動機械的閥關(guān)閉系統(tǒng)來控制進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制單元被布置成通過致動機械的閥關(guān)閉系統(tǒng)來控制進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元設(shè)置有計算機可執(zhí)行指令，以響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的關(guān)閉正時，并且二級控制單元設(shè)置有計算機可執(zhí)行指令，以響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)獨立于且優(yōu)先于一級控制單元來關(guān)閉所述進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元被布置成在具有相對于下止點而言的第一即上曲柄角值和相對于下止點而言的第二即下曲柄角值的第一范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥，并且二級控制單元被布置成在相對于下止點而言的第三曲柄角和第四角之間的第二范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥，其中，第三曲柄角在第一范圍之外并且比第一范圍更靠近下止點。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元被布置成在下止點之前70度至100度的范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元被布置成在下止點之前70度至100度的范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥，并且二級控制單元布置成在下止點之前55度至70度的范圍內(nèi)關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，該方法包括使用二級控制程序的步驟，其中，與發(fā)動機負載條件有關(guān)的參數(shù)是被測的增壓空氣壓力，并且響應(yīng)于增壓空氣壓力獨立于并且優(yōu)先于一次控制程序來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，二級控制單元被布置成直接與每個氣缸的每個進氣閥相關(guān)聯(lián)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元和二級控制單元被集成到公共的物理系統(tǒng)中。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元和二級控制單元彼此完全獨立。實際上，這意味著在發(fā)動機中，所有或一些機械和/或電氣和/或軟件組件是至少重復(fù)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元設(shè)置有計算機可執(zhí)行指令，以響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)來控制進氣閥系統(tǒng)的進氣閥的打開和關(guān)閉正時，并且二級控制單元設(shè)置有計算機可執(zhí)行指令，以響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)獨立于且優(yōu)先于一級控制單元來關(guān)閉進氣閥。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元和二級控制單元被布置成控制專用于控制單元中的每一者的機械致動器。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元和二級控制單元被布置成控制公共的機械致動器。

附圖說明

以下，將參考所附示例性示意圖描述本發(fā)明，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的進氣閥控制系統(tǒng)，

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的進氣閥控制系統(tǒng)，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的致動系統(tǒng)，以及

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的致動系統(tǒng)。

具體實施方式

圖1示意性地描述與內(nèi)燃活塞發(fā)動機40相關(guān)聯(lián)地使用的進氣閥控制系統(tǒng)10。進氣閥控制系統(tǒng)10被布置成與內(nèi)燃活塞發(fā)動機40的每個氣缸14相關(guān)聯(lián)以控制其操作。發(fā)動機40設(shè)置有發(fā)動機40的進氣閥系統(tǒng)25和出氣閥系統(tǒng)。具有與進氣閥系統(tǒng)25相關(guān)聯(lián)的用于與發(fā)動機的動力部件特別是活塞同步地移動閥桿的閥致動系統(tǒng)20'。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的進氣閥控制系統(tǒng)10包括被布置成監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)的監(jiān)測單元15?？梢愿鶕?jù)具體應(yīng)用選擇與發(fā)動機負載有關(guān)的參數(shù)，并且同時使用用于確定與負載有關(guān)的一個參數(shù)的若干不同參數(shù)是可能的。例如，在渦輪增壓發(fā)動機中，增壓空氣壓力可以用作與負載有關(guān)的參數(shù)。此外，燃料流動速率、氣缸峰值壓力、壓縮壓力和/或計算的λ可以用作與負載有關(guān)的參數(shù)。在控制系統(tǒng)10中設(shè)置有通信系統(tǒng)152，通過該通信系統(tǒng)，監(jiān)測單元15可以接收參數(shù)的信息。至少有一個傳感器152'被布置成經(jīng)由通信系統(tǒng)152與發(fā)動機40相關(guān)聯(lián)并與監(jiān)測單元15相關(guān)聯(lián)，以檢測發(fā)動機負載條件并產(chǎn)生要被監(jiān)測單元15檢測和處理的信號。在發(fā)動機連接至電力發(fā)電機的情況下，至少一個傳感器152'可以被布置成與發(fā)電機相關(guān)聯(lián)，在這種情況下，電力需求可以用作與發(fā)動機負載條件有關(guān)的參數(shù)。閥控制系統(tǒng)10還包括一級控制單元16。監(jiān)測單元15和控制單元16可以是獨立的單元或者它們可以彼此成為一體或者是發(fā)動機或發(fā)電機組的通用控制系統(tǒng)的一部分。監(jiān)測單元15被布置成經(jīng)由通信系統(tǒng)165與一級控制單元16相關(guān)聯(lián)。因此，在發(fā)動機操作期間，監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)。一級控制單元16被布置成控制進氣閥20的關(guān)閉(？)正時。特別地，一級控制單元16被布置成響應(yīng)于與監(jiān)測到的發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)來控制進氣閥系統(tǒng)25的進氣閥20的關(guān)閉正時。在發(fā)動機的正常操作期間，一級控制單元16控制進氣閥20的操作。當發(fā)動機運行時，在進氣閥打開時，增壓空氣經(jīng)由進氣閥被送入氣缸14。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，增壓空氣在增壓器31中被加壓，施加兩個增壓級，其中充氣壓力高于5巴。

關(guān)閉正時，即，進氣閥關(guān)閉的曲柄角對由活塞實施的壓縮階段之后在燃燒室中占主導作用的氣壓具有很大的影響，特別地當施加兩個增壓級時。一級控制單元16設(shè)置有控制進氣閥20的關(guān)閉正時的可執(zhí)行指令。一級控制單元可以是適于運行可執(zhí)行指令以對進氣閥的操作提供期望效果的計算機。進氣閥的操作可以受到液壓介質(zhì)的部分影響，以使液壓介質(zhì)的有效容積影響凸輪軸的凸輪表面和閥桿(未示出)之間的閥提升耦合的有效長度。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，與發(fā)動機負載條件有關(guān)的參數(shù)是實際的發(fā)動機負載。

具體地，通信系統(tǒng)在系統(tǒng)中的實體之間，諸如監(jiān)測單元15至一級控制單元16，形成信息傳輸裝置。一級控制單元16被布置成響應(yīng)于從監(jiān)測單元15傳輸?shù)揭患壙刂茊卧?6的信號來控制或調(diào)節(jié)進氣閥20的關(guān)閉正時。在監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)期間，還進行監(jiān)測到的參數(shù)與設(shè)定的參數(shù)的比較以在操作和潛在不期望的環(huán)境或者甚至故障中檢測差異。經(jīng)由從一級控制單元16至進氣口20的通信系統(tǒng)164，一級控制單元16執(zhí)行對進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的控制。當相應(yīng)的進氣閥20打開時，燃燒空氣供給系統(tǒng)30布置成經(jīng)由導管32將壓縮的增壓空氣送入氣缸14中。在圖1中，左手邊的進氣閥20是打開的，右手邊的進氣閥20是關(guān)閉的。進氣閥20的關(guān)閉正時是可調(diào)節(jié)的，并且例如在發(fā)動機的不同負載條件中，比正常更晚或更早地停止從燃燒空氣供給系統(tǒng)30至氣缸14中的燃燒空氣流是可能的。這樣的操作是指所謂的米勒循環(huán)?；诎l(fā)動機的各種操作參數(shù)，推遲或提前進氣閥20的關(guān)閉時間或正時被有利地預(yù)定或預(yù)設(shè)并且存入或提供給一級控制單元16。

進氣閥控制系統(tǒng)10還包括二級控制單元18。二級控制單元18被布置成，響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，獨立于并且優(yōu)先于一級控制單元16來控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。因此，響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，獨立于并且優(yōu)先于一級控制單元16，使用二級控制程序18來控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。在實踐情況下，考慮到當閥在下止點bdc之前關(guān)閉時的膨脹以及在bdc之后的壓縮，這意味著獨立于一級控制單元16的操作，二級控制單元確保進氣閥最遲在最終壓縮壓力處于期望水平的這樣的曲柄角處關(guān)閉。特別是當發(fā)動機設(shè)置有兩級增壓器31時，通過本發(fā)明，確保一級控制單元16或者一般地一級控制系統(tǒng)中的任何故障不會對發(fā)動機造成損壞是可能的。如果進氣閥在過晚的階段關(guān)閉，當用兩級增壓器增壓時，壓縮壓力將上升至過高的水平。

通信系統(tǒng)185描述從監(jiān)測單元15至二級控制單元18的信息傳輸。響應(yīng)于從監(jiān)測單元15到二級控制單元18傳輸?shù)男盘?，二級控制單元調(diào)節(jié)進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。

應(yīng)當注意，基于測量，監(jiān)測還可以涉及到測量和/或確定并且因此上下文中的監(jiān)測單元還應(yīng)該被理解為測量和/或確定單元。

在第二控制單元中，獨立于第一控制單元的操作，在監(jiān)測與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)期間，還進行監(jiān)測到的參數(shù)與設(shè)定的參數(shù)的比較。如果監(jiān)測到的值與設(shè)定值之間有差異，并且該差異在預(yù)定的可接收范圍之外，則二級控制單元18優(yōu)先于一級控制單元16并且它接管進氣閥20的控制，在操作中忽略一級控制單元的控制。根據(jù)一個有利的實施方式，第二控制單元18調(diào)節(jié)進氣閥20的關(guān)閉位置，以便以期望的方式操作發(fā)動機。這樣，還在一級控制單元16的不期望的操作的情況下，由于任何原因，在二級控制單元18的控制下，實現(xiàn)壓縮級之后氣缸中足夠的壓力水平。特別地，關(guān)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)，在一級控制單元16發(fā)生故障的情況下或者當一級控制單元16的操作被禁止或延遲控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時時，二級控制單元18響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)調(diào)節(jié)進氣閥20的關(guān)閉正時，因此在壓縮級之后在氣缸14中提供足夠的壓力水平。換言之，在發(fā)生故障的情況下，二級控制單元18超控一級控制單元16并且控制進氣閥20的關(guān)閉正時。因此，在具有二級控制單元的情況下，可以獨立于且優(yōu)先于一級控制程序來控制進氣閥的關(guān)閉正時。因此，在故障或緊急情況下，二級控制單元18可以用作安全控制單元。

作為特定實施方式，參數(shù)是增壓空氣的壓力，并且二級控制單元18設(shè)置有增壓空氣壓力值和進氣閥的適當關(guān)閉正時之間的相關(guān)性信息增壓空氣壓力。相關(guān)性可以是不同對或值的函數(shù)或表?，F(xiàn)在，根據(jù)本發(fā)明，除了一級控制單元16的正常操作，二級控制單元18獨立于一級控制單元16被操作。而且，如果二級控制單元被激活，即，增壓空氣的壓力超過一定水平，二級控制單元18超控一級控制單元16并且關(guān)閉進氣閥20。獨立于一級控制單元16激活二級控制單元?？梢哉f，二級控制單元主動地限制進氣閥的操作窗口。

因此，通過二級控制單元18，確保在壓縮級之后燃燒室中的壓力不會在預(yù)定壓力水平以上升得過高是有可能的。可以預(yù)先確定預(yù)定的壓力水平并且因此防止在發(fā)動機中發(fā)生任何不期望的效果或損壞。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，可經(jīng)由通信系統(tǒng)164和184逐氣缸地控制進氣閥20。進氣閥20可以是設(shè)置有可調(diào)關(guān)閉正時操作的致動系統(tǒng)的已知進氣閥的任何類型。

應(yīng)當注意，一級控制單元和二級控制單元的目標控制值被設(shè)定，在發(fā)動機40運行時的正常操作中，二級控制單元18對進氣閥20的關(guān)閉正時沒有影響。因此，進氣閥的關(guān)閉僅由一級控制單元16控制。然而，當發(fā)動機以激活二級控制單元的方式運行時，二級控制單元18在后臺操作并準備超控一級控制單元16。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一級控制單元和二級控制單元彼此完全獨立。實際上，這意味著在發(fā)動機中，所有或一些機械和/或電氣和/或軟件組件是至少重復(fù)的。

圖2示出進氣閥控制系統(tǒng)10的實施方式。類似于圖1，監(jiān)測單元15被布置成經(jīng)由通信系統(tǒng)152監(jiān)測與諸如發(fā)動機負載的發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)。通信系統(tǒng)152可以設(shè)置有傳感器152'以檢測用于確定發(fā)動機負載條件的信息。監(jiān)測單元15還布置成經(jīng)由通信系統(tǒng)153與壓力傳感器153'連接，以監(jiān)測燃燒空氣供給系統(tǒng)30中的增壓空氣壓力。在圖2的實施方式中，除了與壓力傳感器連接之外，監(jiān)測單元15還可以經(jīng)由通信系統(tǒng)153與增壓空氣溫度傳感器連接。通信系統(tǒng)153可以設(shè)置有壓力傳感器153'和溫度傳感器153”。響應(yīng)于與發(fā)動機負載有關(guān)的至少一個參數(shù)，諸如增壓空氣壓力、增壓空氣溫度、發(fā)動機負載或發(fā)動機轉(zhuǎn)速，進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時通過一級控制單元16控制。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，控制系統(tǒng)包括從監(jiān)測系統(tǒng)15到氣缸14的通信系統(tǒng)154，使得監(jiān)測系統(tǒng)15被布置成還監(jiān)測氣缸中占主導作用的條件，諸如壓力或溫度。通信系統(tǒng)154可以設(shè)置有傳感器154'，以檢測氣缸中的條件，諸如壓力傳感器和/或溫度傳感器。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，控制系統(tǒng)設(shè)置有第二監(jiān)測單元17，其被布置成監(jiān)測與發(fā)動機的負載有關(guān)的參數(shù)。這樣的參數(shù)可以基于一個或若干個值來測量或確定，諸如增壓空氣壓力、氣缸峰值壓力、扭矩、壓縮壓力和/或計算的λ可以用于確定與負載有關(guān)的參數(shù)。第二監(jiān)測單元17經(jīng)由通信系統(tǒng)173連接至合適的探針。在圖3中，示出了第二監(jiān)測單元17被連接以監(jiān)測燃燒空氣供給系統(tǒng)30中的增壓空氣壓力。在這里，作為示例，通信系統(tǒng)173布置有壓力傳感器173'，以便檢測燃燒空氣供給系統(tǒng)30中的占主導作用的壓力。第二監(jiān)測系統(tǒng)被布置成用于二級控制單元18的專用監(jiān)測系統(tǒng)，其被布置成經(jīng)由導管187從第二監(jiān)測單元17接收信息。因此，響應(yīng)于該參數(shù)，獨立于一級控制單元16和監(jiān)測系統(tǒng)15，二級控制單元18控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。即使監(jiān)測單元15和第二監(jiān)測單元17被顯示為獨立的單元，它們可能被集成到一個監(jiān)測單元中。圖2特別地示出：獨立于且優(yōu)先于一級控制程序，二級單元18可以控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。

根據(jù)本發(fā)明的有利實施方式，第二監(jiān)測單元17被布置成監(jiān)測燃燒空氣供給系統(tǒng)30中的增壓空氣壓力。因此，與發(fā)動機負載條件有關(guān)的參數(shù)是被測量的增壓空氣壓力，并且獨立于和優(yōu)先于一級控制系統(tǒng)，響應(yīng)于增壓氣壓來控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉正時。

應(yīng)當注意，一級控制單元16、二級控制單元18和監(jiān)測單元15可以被布置成一個物理系統(tǒng)。

在圖3中，示出了致動系統(tǒng)20'的實施方式。致動系統(tǒng)20'被示出處于一種狀態(tài)，由此與其相關(guān)聯(lián)的閥20由凸輪輪廓5部分打開。致動系統(tǒng)20'包括通常附接到發(fā)動機主體的主體部件51。主體部件51設(shè)置有腔室52，其中活塞裝置53布置在第一側(cè)上以可沿其縱向軸線的方向移動。腔室52的中間部分設(shè)置有分隔壁54，其具有布置在腔室的中間軸線處的圓柱形開口55?；钊b置53包括：第一部分53.1，其直徑對應(yīng)于腔室52的直徑；以及第二部分53.2，其對應(yīng)于小于腔室52的直徑的分隔壁中的開口55的直徑?；钊b置的第二部分53.2在主體部件51中穿過開口55延伸至位于分隔壁另一側(cè)上的腔室52中。分隔壁在活塞裝置的縱向軸線方向上的厚度被度量以操作為用于活塞裝置的第二部分53.2的引導元件。

分割腔室52的分隔壁54與活塞裝置的第一部分53.1一起在腔室52的第一側(cè)上形成第一腔室空間59，第一腔室空間59的體積隨著活塞裝置53沿進氣閥20的打開方向移動，即，遠離凸輪軸4而增加。分隔壁54在腔室52的第二側(cè)上形成第二腔室空間60。在腔室52中的分隔壁54的另一側(cè)上設(shè)置有引導部件56以及彈簧57。此外，引導部件56設(shè)置有輥58，當凸輪軸4旋轉(zhuǎn)時，輥58沿著凸輪輪廓5移動。彈簧57適配于引導部件56和分隔壁54之間，以將引導部件56壓向凸輪軸4并使輥58與凸輪軸4的凸輪輪廓5保持接觸。在腔室52的第一側(cè)上，在分隔壁54附近設(shè)置有用于液壓介質(zhì)的連接件，該連接件包括通向腔室空間59的供給導管58.1和排放導管58.2。供給導管58.1與液壓介質(zhì)源7連接，其在發(fā)動機中也可以是普通強制潤滑系統(tǒng)。供給導管58.1設(shè)置有截止閥11和單向閥9。通過截止閥11，供給導管58.1可以連接至腔室空間59或與其斷開，這取決于目的是否是使用致動系統(tǒng)20'來延遲關(guān)閉進氣閥20。通過向空間59中添加液壓介質(zhì)并控制從該空間釋放介質(zhì)的正時，控制進氣閥20的推遲的關(guān)閉正時是可能的。由于單向閥9，控制布置不引起液壓介質(zhì)源中的任何脈動。當潤滑油用作液壓介質(zhì)時，這是特別重要的。排放導管58.2與用于液壓介質(zhì)的返回系統(tǒng)8相關(guān)聯(lián)，其最簡單地可以布置成向發(fā)動機的內(nèi)部空間打開，由此允許用作液壓介質(zhì)的潤滑油向下流至發(fā)動機的油槽。排放導管58.2設(shè)置有電子控制的主閥裝置61，用于可調(diào)節(jié)地確定腔室空間59中的壓力釋放的確切時間。電子控制的主閥裝置61響應(yīng)于來自被布置成每種情況下調(diào)節(jié)氣體交換閥20的關(guān)閉以符合發(fā)動機的操作條件的一級控制單元16的控制信號164。還設(shè)置有與主閥裝置61平行的第二閥裝置61'，其被布置成僅在二級控制單元18的控制下操作。第二閥裝置61'被布置成響應(yīng)于來自二級控制單元18的控制信號184。因此，一級控制單元和二級控制單元被布置成控制專用于每個控制單元的機械致動器，在該實施方式中，該控制單元是閥裝置。這樣，即使在正常條件下操作的電子控制的主閥61會失效，腔室空間59中的壓力也可能被釋放。主閥裝置61和第二閥裝置61'均是快動閥。這是因為必須以進氣閥被期望關(guān)閉的速率發(fā)生壓力的釋放。即使在圖3中未示出，一級控制單元16和二級控制單元18也可以被布置成控制公共的機械致動器，其在本實施方式中是指一個閥裝置。因此，在這樣的實施方式中，一級控制單元16和二級控制單元18均僅通過閥裝置61與通信系統(tǒng)164和通信系統(tǒng)184連接，并且在這種情況下可以省略第二閥裝置61'。

在圖4中，示出了包括機械的閥關(guān)閉系統(tǒng)的致動系統(tǒng)20'的另一實施方式。這里示出了致動系統(tǒng)處于通過液壓介質(zhì)部分地打開與致動系統(tǒng)的連接的進氣閥20的狀態(tài)。致動系統(tǒng)20'包括主體部件51，其設(shè)置有腔室52，其中活塞裝置53布置成可沿其縱向軸線的方向移動。腔室52的中間部分設(shè)置有分隔壁54，其具有布置在腔室的中間軸線處的圓柱形開口55?；钊b置53包括：第一部分53.1，其直徑對應(yīng)于腔室52的直徑；以及第二部分53.2，其直徑對應(yīng)于小于腔室52的直徑的分隔壁中的開口55的直徑?；钊b置的第二部分53.2在主體部件51中穿過開口55延伸至位于分隔壁另一側(cè)的腔室52中。分隔壁在活塞裝置的縱向軸線方向上的厚度被度量以操作為用于活塞裝置的第二部分53.2的引導元件。

分割腔室52的分隔壁54與活塞裝置的第一部分53.1一起在腔室52的第一側(cè)上形成第一腔室空間59，第一腔室空間59的體積隨著活塞裝置53沿進氣閥20的打開方向移動，即，遠離凸輪軸4而增加。分隔壁54在腔室52的第二側(cè)上形成第二室空間60。在腔室52中的分隔壁54的另一側(cè)上設(shè)置有引導部件56以及彈簧57。引導部件56設(shè)置有輥58，其在凸輪軸4旋轉(zhuǎn)的同時沿著凸輪輪廓5移動。彈簧57適配于引導部件56和分隔壁54之間，以將引導部件56壓向凸輪軸4并使輥58與凸輪軸4的凸輪輪廓5保持接觸。在腔室52的第一側(cè)上，在分隔壁54附近設(shè)置有用于液壓介質(zhì)的連接件，該連接件包括通向腔室空間59的供給導管58.1和排放導管58.2。供給導管58.1與液壓介質(zhì)源7連接，其在發(fā)動機中也可以是普通強制潤滑系統(tǒng)。供給導管58.1設(shè)置有截止閥11和單向閥9。通過截止閥11，供給導管58.1可以連接至腔室空間59或與其斷開，這取決于目的是否是使用致動系統(tǒng)20'來延遲關(guān)閉進氣閥20。通過向空間59中添加液壓介質(zhì)并控制從該空間釋放介質(zhì)的正時，控制進氣閥20的延遲的關(guān)閉正時是可能的。由于單向閥9，致動系統(tǒng)20'不會在液壓介質(zhì)源中引起任何脈動。當潤滑油用作液壓介質(zhì)時，這是特別重要的。排放導管58.2與用于液壓介質(zhì)的返回系統(tǒng)8相關(guān)聯(lián)，其最簡單地可以布置成向發(fā)動機的內(nèi)部空間打開，由此允許用作液壓介質(zhì)的潤滑油向下流至發(fā)動機的油槽。排放導管58.2設(shè)置有電子控制閥裝置61，用于可調(diào)節(jié)地確定腔室空間59中的壓力釋放的確切時間。電子控制閥裝置61響應(yīng)于來自布置成調(diào)節(jié)氣體交換閥20的關(guān)閉以在每種情況下符合發(fā)動機的操作條件的一級控制單元16的控制信號164。在圖4的實施方式中，致動系統(tǒng)20'包括機械裝置置62，用于獨立于電子控制閥裝置61的操作確保進氣閥的關(guān)閉。

致動系統(tǒng)20'設(shè)置有第一壓力釋放導管68。第一壓力釋放導管68從排放導管58.2延伸至第二腔室空間60。第一壓力釋放導管68設(shè)置有控制閥72，該控制閥72被布置成可在二級控制單元18的指令下操作。第一壓力釋放導管設(shè)置有端70，該端70布置成在引導部件56的操作區(qū)域處的空間60中打開。引導部件56具有在第二壓力釋放導管64的端66的位置處的控制邊緣，使得引導部件56的位置控制導管64至空間60中的關(guān)閉。

主體部件51設(shè)置有從排放導管58.2延伸到第二室空間60的第二壓力釋放導管64，即，其平行于第一壓力釋放導管68。照此，第二壓力釋放導管64一直是打開的，但它具有端66，該端66布置成在導向部56的操作區(qū)域的空間60中打開。引導部件56具有在第二壓力釋放導管64的端66的位置處的控制邊緣，使得引導部件56的位置控制導管64至空間60中打開和關(guān)閉。第一壓力釋放導管68的端70布置成比第二壓力釋放導管64的端66更靠近分隔壁54。這樣，當引導部件56向分隔壁54移動時，第一壓力釋放導管68的端70在第二壓力釋放導管64的端66之前打開。

第一壓力釋放導管68中的控制閥72由獨立于在正常操作期間控制進氣閥的一級控制程序的二級控制單元18控制。凸輪輪廓5包含在其圓形基線5'下面的次級部分，引導部件56通過次級部分以發(fā)動機的預(yù)定曲柄角范圍移動至超過壓力釋放導管的端70、端66的位置(圖中下方)。這樣，壓力釋放導管和引導部件56的構(gòu)造構(gòu)成機械的閥關(guān)閉系統(tǒng)。

第一壓力釋放導管68的操作是什么，凸輪輪廓包括第一次級部分5.1，當?shù)谝淮渭壊糠值挚枯?8時允許引導部件56移動超過第一壓力釋放導管68的端70?，F(xiàn)在，取決于控制閥72的狀態(tài)，第一腔室空間59中的介質(zhì)壓力被釋放或保持。在本實施方式中，當與負載有關(guān)的參數(shù)例如在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，通過二級控制單元18，控制閥72打開并保持恒定打開。當控制閥72打開時，引導部件56超過端70的移動導致第一腔室空間59和第二腔室空間60之間的流體連通的打開，從而從第一腔室空間59釋放壓力。因此，獨立于例如排放導管58.2中的主閥裝置61的操作，發(fā)生以特定的曲柄角度的進氣閥的強制關(guān)閉。

這樣，操作包括由二級控制單元18控制的二級控制程序，獨立于并且優(yōu)先于由一級控制單元16控制的一級控制程序，通過該二級控制單元18，響應(yīng)于與發(fā)動機負載條件有關(guān)的至少一個參數(shù)來控制進氣閥系統(tǒng)10的進氣閥20的關(guān)閉。

作為一個實例，當具有兩級渦輪增壓器的發(fā)動機以額定的特定負荷操作時，在該期間，充氣壓力大于5巴，進氣閥被控制為在相應(yīng)活塞的下止點之前提前關(guān)閉，例如，在下止點角之前75度，即，上止點之后105度。與一級控制程序有關(guān)的第一范圍的合適范圍在下止點之前70至100。現(xiàn)在一級控制程序處理適當?shù)倪M氣閥關(guān)閉正時。為了保護發(fā)動機，并行于一級控制程序應(yīng)用二級控制程序。根據(jù)二級控制程序，二級控制單元18控制閥72在發(fā)動機以額定負載操作時恒定打開。這意味著在活塞的每個循環(huán)期間，第一腔室空間59和第二腔室空間60之間的流動連通的打開確保即使一級控制單元或程序以某種方式發(fā)生故障，超過端70的引導部件56的移動導致在任何情況下以曲柄角使進氣閥關(guān)閉，該曲柄角仍然不允許壓縮壓力上升到太高水平。曲柄角度可以為下止點之前例如55度。

凸輪輪廓5包括第二次級部分5.2，當?shù)诙渭壊糠值挚枯?8時，允許引導部件56移動超過第二壓力釋放導管64的端66。現(xiàn)在，第一腔室空間59中的介質(zhì)壓力釋放到第二腔室空間60，介質(zhì)可以從第二腔室空間60基本上自由地排放。第二次級部分5.2與第二壓力釋放導管64一起機械地最終關(guān)閉進氣閥，而不管一級控制程序中的任何干擾。

第一壓力釋放導管68在這里布置在主體部件51中，但也可以至少部分地在主體部件的外部。例如，閥72可以布置在主體部件的外部。

雖然本文通過與現(xiàn)在被認為是最優(yōu)選實施例的實例相關(guān)聯(lián)的示例來描述本發(fā)明，但是應(yīng)當理解，本發(fā)明不限于所公開的實施方式，而是旨在覆蓋各種其特征的組合或修改以及包括在如所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的若干其他應(yīng)用。當這種組合在技術(shù)上可行時，結(jié)合上述任何實施方式提及的細節(jié)可以結(jié)合另一個實施方式使用。