专利名称：通过阀致动的高温流内燃机的制动的制作方法
技术领域：
本公开涉及车辆，尤其是大型牵引拖车式卡车，包括但不局限于内燃机制动的内 燃机控制和操作。背景要求对车辆适当和可靠的制动，尤其是对大型牵引拖车式卡车的制动。当鼓形制 动器或盘轮制动器能在短时间内吸收大量能量时，所吸收的能量被转换成制动机构中的热量。已知一类制动系统，这类制动系统包括抑制尾气流过尾气系统的尾气制动件； 以及压力释放系统，其中在内燃机压缩冲程中压缩进气空气所需的能量通过使压缩空气通 过尾气系统排出而耗散掉。为了获得高的内燃机制动动作，尾气管线中的制动阀可在制动过程中关闭，且过 量压力建立在制动阀的上游尾气管线。对于涡轮增压内燃机而言，建立的尾气高速流入在 涡轮增压器的涡轮中并作用于涡轮转子，籍此驱动的压缩机使空气进气管中的压力升高。 气缸受到升高的增压压力作用。在尾气系统中，过量压力形成在气缸出口和制动阀之间并 阻碍在气缸中压缩的空气经由尾气阀排放至尾气管道。在制动过程中，活塞克服尾气管道 中的高过量压力作压缩功，其结果是获得强烈的制动作用。如美国专利No. 4，395，884中披露的另一内燃机制动方法包括采用配有双入口涡 轮机的涡轮增压内燃机以及与换向阀结合的压力释放内燃机减速器。在内燃机制动过程 中，换向阀引导气体流过涡轮的分度涡旋的一个涡形线(scroll)。当采用内燃机制动时，涡 轮转速增加，且进口集管压也增加，由此增大由内燃机形成的制动马力。其它方法采用可变几何形状涡轮增压器(VGT)。当命令内燃机制动时，可变几何形 状涡轮增压器被“施压”，这意味着涡轮叶片闭合并用来产生高尾气集管压、高涡轮转速和 高涡轮增压器压缩机速度这三者。增加涡轮增压器压缩机速度进而增加内燃机空气流和可 用的内燃机制动功率。美国专利No. 6，594，996中披露的方法包括控制用于内燃机制动的 涡轮增压器涡轮的几何形状，使其随内燃机转速和压力(尾气或进气，优选为尾气)的变化 而变化。美国专利6，148，793记载了一种具有可控制以改变进气集管压的可变几何形状涡 轮增压器的内燃机的制动控制器。内燃机可使用用于改变涡轮增压器几何形状的涡轮增压 器几何致动器工作在制动模式，并使用尾气阀致动器来开启内燃机的尾气阀。使用用于内燃机制动的涡轮增压器的其它方法披露于美国专利No. 6，223，534和 4，474，006 中。在释压内燃机制动中，存在内燃机制动操作用的尾气阀动作。例如，在美国专利 No. 4，423，712,4, 485，780,4, 706，625 和 4，572，114 中披露的例如“Jake”制动中，在制动过 程中，制动尾气阀在压缩冲程内关闭以在内燃机气缸中聚集空气质量，然后在上死点(TDC) 之前的某处在选定阀时间打开以突然释放缸内压力以产生负的轴功率或减速功率。图Ia 中示出尾气阀升程。在“泄放式”制动系统中，在内燃机制动期间，制动尾气阀在整个内燃机循环期间保持常开以产生释压效果。图Ib中示出尾气阀升程。根据Man Nutzfahrzeuge AG的“EVBec”内燃机制动系统，存在一种尾气辅助阀升 程动作，这是由进气冲程或压缩冲程过程中的高尾气集管压力波动导致的。在每个内燃机 循环中产生附属升程曲线，并且该附属升程曲线能被设计成持续足够久以经过TDC并足够 高地接近TDC以产生释压制动效果。EVBec内燃机制动的特点是它不需要机械制动凸轮或可调阀致动(VVA)设备以产 生尾气阀制动升程动作。辅助阀升程是通过关闭位于涡轮增压器涡轮出口处的尾气背压 (EBP)阀来产生的。当需要解除内燃机制动时，EBP阀向后移动至全开位置以减小每个内燃 机循环期间的尾气集管压力波动，以使尾气阀悬浮和辅助升程以及在TDC处的制动升程动 作不发生。假设这种EVBec内燃机制动的辅助阀升程动作不存在阀座问题。这种系统例如 在美国专利No. 4，981，119有记载。当开始EVBec内燃机制动时，此时涡轮出口 EBP阀完全关闭，涡轮压力比变得非常 低，因此内燃机空气流量变低。另外，内燃机ΔΡ(即尾气集管压减去进气集管压)和尾气 集管压变得不合需地高。结果，可能削弱释压效果、降低减速功率并且气缸内部件(例如燃 料喷射头)温度可能变得不合需地高。本发明人已意识到提供更高效的内燃机制动系统的愿望。
发明内容
本发明的一个示例性实施例包括由内燃机供能的车辆的内燃机制动用控制系统， 该内燃机具有多个气缸以及联系于至少一个气缸的进气阀和尾气阀，进气阀使气缸打开向 进气集管而尾气阀使气缸打开向尾气集管。控制系统包括内燃机制动控制器；响应来自 制动控制器的命令以致尾气阀开启的至少一个尾气阀致动器；以及有选择地约束尾气从尾 气集管流至环境的至少一个尾气背压(EBP)阀。EBP阀与制动控制器信号通信。制动控制 器配置成当尾气集管中的压力大于气缸中的压力时，在每个内燃机循环期间命令尾气阀 致动器基本开启和基本关闭尾气阀至少两次，即第一动作和第二动作。根据另一实施例，制动控制器还配置成命令尾气阀致动器在第一动作和第二动作 之间的第三动作期间基本开启和基本关闭。更具体地，内燃机可以是四冲程内燃机，其中曲柄轴在每个完整循环内旋转720 度，0度是上死点(TDC)。根据一个实施例，制动控制器配置成命令尾气阀致动器在500和 630度曲柄角之间的一部分循环过程中使尾气阀作为第一动作基本开启和基本关闭，并在 630和90度的曲柄角之间的一部分循环过程中使尾气阀作为第二动作基本开启和基本关 闭。根据一种改进，制动控制器也可配置成命令尾气阀致动器以使尾气阀在360和500度 曲柄角之间的一部分循环过程中基本开启和基本关闭，将其作为第三动作。根据另一实施例，内燃机是四冲程内燃机，其中曲柄轴在每个完整循环旋转720 度，0度是TDC。制动控制器配置成命令尾气阀致动器在360和500度曲柄角之间的一部分 循环过程中使尾气阀作为第一动作基本开启和基本关闭，并在630和90度的曲柄角之间的 一部分循环过程中使尾气阀作为第二动作基本开启和基本关闭。至少一个尾气阀可包括阀簧以通过预加负载的弹力使阀保持关闭，且尾气阀致动 器包括抗预加负载装置，用以有选择地将反力施加于弹簧预加负载以帮助开启阀。
尾气阀致动器可包括机械凸轮、电子控制的气动装置、电子控制的液压装置或电 磁致动器。尾气阀致动器可配置成双向致动器，将可选的两股反向力施加于阀以促使阀的开 启或关闭。本发明的一个示例性方法，用于由内燃机供能的车辆的内燃机制动，该内燃机具 有多个气缸以及联系于至少一个气缸的进气阀和尾气阀，进气阀使气缸打开向进气集管而 尾气阀使气缸打开向尾气集管，该方法包括如下步骤有选择地约束尾气从尾气集管流至环境的流动以增大尾气集管中的尾气背压；在每个内燃机循环中，当尾气集管中的压力大于气缸中的压力时，使尾气阀基本 开启和基本关闭两次，即第一动作和第二动作。该方法可包括在第一动作和第二动作之间的第三动作期间基本开启和基本关闭 尾气阀的进一步步骤。对于其中曲柄轴在每个完整循环内旋转720度且0度是TDC的四冲程内燃机来 说，基本开启和基本关闭尾气阀的步骤可进一步定义为第一动作发生在500度和630度的 曲柄角之间的循环的一部分上，而第二动作发生在630度和90度的曲柄角之间的循环的一 部分上。或者，第一动作可发生在360度和500度的曲柄角之间。再或者，第一动作可发生 在500度和630度的曲柄角之间，第二动作可发生在630度和90度的曲柄角之间的循环的 至少一部分内而第三动作可发生第一动作和第二动作之间，在360度和500度之间。本发明的示例性方法和装置提供内燃机制动改进，例如(1)使用内燃机尾气阀动作的方法以同时增加内燃机空气流量和尾气集管气温以 增进内燃机制动中的释压效果；(2)装置用以获得内燃机制动操作中使用的超低净弹簧预加负载以调整尾气波动 致辅助制动阀动作；以及(3)使用内燃机尾气阀动作以在内燃机制动过程中改变容积效率、内燃机ΔΡ和 内燃机涡轮增压器匹配的方法，用以增加减速功率并允许不同的内燃机制动设计策略。本发明的示例性方法和装置增加内燃机减速功率而不会引入关联于内燃机制动 设计约束的其它困难。根据本发明示例性方法，仿真预告内燃机减速功率可超出一倍。本发明的示例性方法和装置也可用于“EVBec”式内燃机制动以使用超低净弹簧预 加负载装置，从而增大或调整辅助尾气制动阀升程动作以增大或调节减速功率。本发明的示例性方法增大自然吸气式内燃机和涡轮增压内燃机的内燃机空气流 量，或增大涡轮增压内燃机的内燃机空气流量和尾气集管温度两者以增大内燃机减速功率。本发明的示例性装置可包括电子控制器、一个或多个可控尾气阀以及尾气背压 (EBP)阀。可控的尾气阀可受例如机电装置的克服弹簧预加负载致动器控制。EBP阀可以 是瓣阀或尾气节流阀，并可位于涡轮机出口处。本发明的众多其它优势和特征可从权利要求书和附图中、从下面对本发明及其实 施例的详细说明中清楚得知。
图Ia是现有技术的Jake制动器的尾气阀升程相对于曲柄角的图表；6
图Ib是现有技术的泄放式制动器的尾气阀升程相对于曲柄角的图表；图加是根据本发明第一示例性方法的尾气阀升程相对于曲柄角的图表；图2b是根据本发明第二示例性方法的尾气阀升程相对于曲柄角的图表；图2c是根据本发明第三示例性方法的尾气阀升程相对于曲柄角的图表；图3是本发明的制动系统的第二示例性方法的模型结果；图4是不同内燃机制动方法的阀流量相对于曲柄角的比较图；图5是根据本发明示例性方法的又一尾气阀升程相对于曲柄角的图表；图6是不同内燃机制动方法的内燃机减速功率相对于尾气集管压和进气集管压 之间的压差的比较图；图7是根据本发明示例性装置的尾气阀系统的侧面示意图；以及图8是根据本发明示例性装置的内燃机制动系统的示意图。
具体实施例方式尽管本发明可以有许多不同形式的实施例，然而在附图中示出并在本文中详细描 述的用于理解本公开的特定实施例被认为是本发明原理的例示并且不旨在将本发明限制 在所示特定实施例中。在释压内燃机制动中，减速功率包括两个部分释压作用和来自泵损失的影响。泵 损失包括来自内燃机ΔΡ的影响，它主要关联于涡轮有效面积以及内燃机容积效率，内燃 机容积效率主要受阀时间/阀动作影响。释压作用关联于尾气制动阀接近TDC的动作/时 间/升程以及在TDC附近陷入的内燃机空气流量或空气质量。对于TDC附近的适当设计的 尾气制动阀动作/时间/升程，当内燃机空气流量越高，则释压效果越强，因此内燃机减速 功率越高。因此，通过增大设计约束条件中的内燃机空气流量而提高减速功率。对于涡轮增压内燃机，空气流量关联于容积效率、进气集管压和涡轮机功率，所述 涡轮机功率受涡轮有效面积、尾气集管压、涡轮出口压和尾气集管气体温度影响。内燃机空 气流量也关联于贯穿气缸内循环过程的尾气集管温度。总地来说，空气流量越低，则尾气集 管温度越高。升高涡轮机出口压力造成涡轮机功率和空气流量的降低。增大内燃机空气流量的传统方法是使用较小的涡轮机喷嘴或在涡轮机周围使用 各种背压阀控制器以使涡轮机更快地旋转，例如关闭在涡轮机入口处的背压阀或开启涡轮 机出口处的背压阀。根据本发明的示例性方法，通过使用升高的尾气集管温度——即将热能传递至涡 轮机入口——来增大涡轮机功率或空气流量。通过使用热尾气集管气体、聚集气体、通过气 缸内气体压缩过程增强气体并随后将气体释放以驱动涡轮机，涡轮机更快地旋转并传递更 高的空气流量以增强释压效果和减速功率。因此，同时提供高尾气集管温度和空气流量是 对本发明示例性方法的一种改进。根据本发明的示例性方法，在后进气冲程和前压缩冲程中，存在当尾气端口压高 于气缸内压力时除使用TDC附近的传统制动阀动作外还能通过使用附加尾气阀动作从尾 气集管引入内燃机气缸的热尾气源。附加空气质量不仅是在该过程中引入的，且该附加空 气质量是热的，并且它受活塞压缩以在释放到涡轮机入口前达到更热的温度和更高的气缸 压力。因此，阀动作不仅在内燃机制动的释压过程中引起更强的卸压(blow-down)，还将更高的热能传递至涡轮机入口。该能量最终来自受抵抗的车辆功率。所产生的高空气流量和温度的组合效果改善了内燃机减速功率。尽管在本发明的 示例性装置中，由于空气流量很高而导致气缸内温度和尾气集管温度是热的，然而气缸内 温度和尾气集管温度一般不会过高而违背设计约束条件。图加示出根据本发明示例性方法使用的尾气阀动作。该曲线图针对一种四冲程 内燃机，其中每个内燃机循环对应于曲柄轴720度的旋转。释压动作由曲线部分190表示。 该部分190就在TDC和卸压尾气阀动作、尾气阀基本开启和关闭前将阀打开，该部分190发 生在630度和90度曲柄角之间。温度-流量-改善(T-流量-改善)尾气阀动作、尾气阀 基本开启和关闭由曲线图部分200表示。动作190、200可通过下面任何一种方式产生机 械凸轮、可调阀致动装置或尾气集管压力波动致尾气阀自由运动。尾气集管压力波动致尾 气阀自由运动可例如通过下面方法中的一种或多种方法来达成关闭设置在涡轮机出口处 的EBP阀；关闭设置在涡轮机入口处的EBP阀；关闭可变几何形状涡轮机中的涡轮叶片；和 /或关闭小涡轮机的涡轮排废门。各阀动作可以是单个动作或多个动作。根据本发明的示例性方法，动作200的新增使空气流量和尾气集管气体温度均得 以提高。对于不同的内燃机(14、16，具有分开或未分开的涡轮机入口或尾气集管等)并在 不同速度下，尾气端口压力脉动可以是不同的，并且T流量增强尾气阀动作200的有效位置 因此也是不同的。对于四冲程内燃机，有效阀时间是在后进气冲程和前压缩冲程内的曲柄 角期间，此时进气阀近乎关闭且尾气端口压力比气缸内压力更高。图2b示出根据本发明一示例性方法提供的又一种改进，即进气冲程期间的“空气 流量调节”尾气阀动作或“第三阀动作”。该第三阀动作由曲线部分220表示。涡轮增压器 功率和进气空气升压受涡轮增压器效率和内燃机工作点在压气特性图上的位置影响。该位 置可因内燃机容积效率和尾气阀动作而改变。在内燃机制动期间的进气冲程中新增第三尾 气阀升程动作可能因为尾气端口和进气端口之间的压差而影响进气空气流动和容积效率。 因此，可减小内燃机ΔΡ并同时维持高的减速功率。低的内燃机ΔΡ对于内燃机设计约束 条件来说有时是合需的。该第三阀动作在内燃机制动过程中显著改变内燃机容积效率，并因此能够调整内 燃机ΔΡ。仿真表示低容积效率(例如52% )加上低内燃机ΔΡ(例如2. 5巴)给予比高容 积效率(80% )加上高内燃机ΔΡ0. 7巴)更低的总泵送损失。阀动作也可改变内燃机制 动工作点在涡轮增压内燃机的压气特性图上的位置以使内燃机可运行在要求的压缩效率。图2c示出又一实施例，其中省去图2b的T-流量-改善尾气阀动作200并仅使用 动作190和220。图2b和2c所示的“空气流量调节”尾气阀动作改善了内燃机制动性能并使设计 功能关联于制动期间内燃机△ P和涡轮机匹配的不同设计策略。改变内燃机△ P和容积效 率的尾气阀动作时间发生在进气冲程中尾气端口压力高于进气端口压力的曲柄角期间，且 尾气流的一部分可逆流入进气端口，即如图3-4所示在点火TDC之后在360-510度左右的 曲柄角。本发明的示例性方法增大了内燃机减速功率，这由图6中图表化的仿真数据表 示。对12.4L内燃机在2100rpm下，来自传统Jake制动的减速功率显著增大由图6中的曲 线的两个端点表示。本发明的示例性方法和装置增大了内燃机减速功率而不会引入与内燃机制动设计约束条件关联的其它困难。仿真预告根据本发明示例性方法的内燃机减速功率 可超出一倍以上。对于T-流量-改善阀动作和/或空气流量调节尾气阀动作，可利用机械凸轮或 VVA阀动作或通过辅助尾气阀升程动作调节的尾气集管压力波动致制动阀运动。内燃机减速功率受制动尾气阀的辅助阀升程动作的大小和位置影响。对于尾气 集管压力波动致尾气制动阀的悬浮来说，辅助升程高度受阀重、阀杆直径、净阀簧预加负载 以及尾气端口压力和气缸内压力之间的压差影响。使用轻制动阀(例如中空阀或低密度 材料)，小的阀杆直径，低净弹簧预加负载或通过集管调整得到增大的压差波动可以是增大 辅助升程大小的有效设计方法，用来恢复流入涡轮机入口的尾气能量以使涡轮机更快地旋 转，从而提高空气流量和减速功率。图7示出用于具有尾气集管压力波动致阀运动的内燃机制动的超低净阀簧预加 负载(开/闭可调式)的装置。由于通过非常低(甚至为零)的净预加负载，尾气制动阀 容易悬浮以产生高的辅助阀升程以将来自尾气集管的更多尾气质量恢复到气缸以通过更 快旋转的涡轮机实现内燃机制动的高温流动操作，因此该装置可减小净弹簧预加负载以实 现低速内燃机转速下的高减速功率。可调的净阀簧预加负载装置也可通过调节尾气辅助阀 升程动作的大小而连续调整减速功率。此外，可调净阀簧预加负载装置如果设计成具有电 磁装置的话，则可通过在制动阀顶部施加磁性吸力而完全或部分地禁用内燃机制动以增加 净弹簧预加负载来停止辅助升程动作。图7示出用于内燃机制动操作的超低净弹簧预加负载装置，该装置或者是开/闭 式或者是可调式的。图7示出用于超低净阀簧预加负载的示例性预加负载系统600。相似 装置可用于内燃机的全部气缸或一些气缸，尽管仅示出在气缸502上的系统600。系统600 包括摇臂602、阀桥606、抗预加负载装置610、正常工作的尾气阀614和尾气制动阀618。阀 614和618使气缸502通过设置在气缸盖630中的尾气通道624、626向尾气集管开启。每个阀包括阀杆634、阀头635、弹力保持装置636和阀端部637。阀簧638围住阀 杆634并配合在保持装置636和气缸盖630之间，为了在正常内燃机工作期间使阀头635 移离阀座640、642，在选定的曲柄轴角度，摇臂602通过当弹簧在弹力保持件636和气缸头 630之间受压时克服弹簧638的伸长力施加在阀端部637上的力将阀桥606下压以使阀杆 634向下移动。在内燃机制动操作中，跨阀618的阀头635的压差使阀头635向下移动并离开阀 座642，进而尾气能进入气缸502。在这方面，阀是“悬浮尾气阀”，即跨阀的压差足以背离其 阀座向下地“举起”阀。压差是通道626中的尾气背压和气缸502中的压力之间的差。压 差还必须足以克服当阀618的开启挤压弹簧638时弹簧638的伸长力。抗预加负载装置或致动器610图示为安装在阀桥606的顶部上。净阀簧预加载指 正常弹簧预加负载和由抗预加负载装置施加的反力的总合力。抗预加负载装置610可提供 内燃机制动启用和禁用控制，并且获得可变的“净”弹簧预加负载的能力以在内燃机制动操 作中获得可变或更高的减速功率。装置160可以是可调的或严格开/闭的。装置610包括 致动器部分611，该致动器部分611通过压向阀618端部637的施力杆612传递向下的作用 力。替代地，施力杆612可操作地连接于阀杆634以使致动器部分能施加可选的双向作用 力(向上或向下)至阀618。如此该装置除了充当使阀开启的抗预加负载外还能协助弹簧9638关闭阀。配置成双向作用力作用装置的该装置可省去对弹簧的需要。抗预加负载装置610可表现为装置的如下非穷举列表中的一种装置位移装置，例如由某一转矩驱动以使阀抬高使之正好离开阀座的机械凸轮，用以 补偿正常弹簧预加负载；或施加相反机械力的另一弹簧；或使用来自内燃机的空气源的受电子控制的气动力作用装置；或使用内燃机机油或其它工作液的受电子控制的液压力作用装置；或单向(相斥)或双向(相斥或相吸)电磁力作用装置，用来提供相反或附加的力 以减小或增大净弹簧预加负载以使净预加负载完全可变。该装置可减小净弹簧预加负载以允许制动工作在非常低的内燃机转速下，由于通 过非常低的净预加负载，尾气制动阀容易悬浮离开其阀座以形成用于制动的辅助阀。此外， 该装置可使辅助升程非常高以从尾气集管回收更多尾气质量至气缸，从而通过更快旋转的 涡轮机实现内燃机制动的高流体温度操作。可调的净阀簧预加负载装置也可通过调节尾气辅助阀升程动作的大小而连续调 整减速功率。图8示出内燃机制动控制器系统680的简化示意图。内燃机制动控制器700信号 连接于下游EBP阀706，该阀706关闭的话会提高通过涡轮增压涡轮机708并返回经过尾气 集管710的背压。控制也信号连接于抗预加负载装置610以使阀618通过尾气集管710和 气缸502中的压差而开启。控制器700可通过命令EBP阀706关闭至规定程度而发起尾气 集管压力波动致阀运动，并还通过命令由装置610施加的抗预加负载作用力的增加而增加 阀618上的抗预加负载作用力。尽管EBP阀706图示为位于涡轮机708的下游，然而EBP阀也可位于涡轮机708 的上游。也可使可变几何形状涡轮机中的涡轮叶片至少部分地关闭或受约束，或者小型涡 轮机的涡轮排废门可至少部分地关闭以提高尾气背压。从前面的内容可以看出，可实现多种变化和修改而不脱离本发明的精神和范围。 要理解对本文所述的特定装置不打算或理解为有任何限制。
权利要求
1.一种用于由内燃机供能的车辆的内燃机制动的控制系统，所述内燃机具有多个气缸 以及与至少一个气缸相关联的进气阀和尾气阀，所述进气阀使气缸向进气集管开启而所述 尾气阀使气缸向尾气集管开启，所述控制系统包括内燃机制动控制；响应来自所述制动控制的命令使所述尾气阀开启的至少一个尾气阀致动器；并且所述制动控制配置成当所述尾气集管中的压力大于所述气缸中的压力时，在每个内 燃机循环期间命令所述尾气阀致动器基本开启和基本关闭所述尾气阀至少两次，即第一动 作和第二动作。
2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述内燃机是四冲程内燃机，其中曲柄 轴对于每个完整的循环旋转720度，并且0度为TDC，所述制动控制配置成命令所述尾气阀 致动器在所述循环中在500度和630度曲柄角之间的一部分期间使所述尾气阀基本开启和 基本关闭作为所述第一动作，并在所述循环中在630度和90度的曲柄角之间的一部分期间 使所述尾气阀基本开启和基本关闭作为所述第二动作。
3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述制动控制还配置成命令所述尾气 阀致动器使所述尾气阀在所述循环中在360度和500度曲柄角之间的一部分期间基本开启 和基本关闭以作为第三动作。
4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述制动控制还配置成命令所述尾气 阀致动器在所述第一动作和所述第二动作之间的第三动作期间基本开启和基本关闭。
5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述内燃机是四冲程内燃机，其中曲柄 轴对于每个完整的循环旋转720度，并且0度为TDC，所述制动控制配置成命令所述尾气阀 致动器在所述循环中在360度和500度曲柄角之间的一部分期间使所述尾气阀基本开启和 基本关闭作为所述第一动作，并在所述循环中在630度和90度的曲柄角之间的一部分期间 使所述尾气阀基本开启和基本关闭作为所述第二动作。
6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个尾气阀包括阀簧以用预 加载的弹力使所述阀保持关闭，且所述尾气阀致动器包括抗预加载装置，用以有选择地将 反力施加于所述弹簧预加载的力以帮助开启所述阀。
7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述尾气阀致动器包括从下组中选择 的一种装置机械凸轮、电子控制的气动装置、电子控制的液压装置、以及电磁致动器。
8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述尾气阀致动器包括电磁致动器。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述电磁致动器能将可选择的反作用 力施加于所述阀以促使所述阀开启或关闭。
10.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个尾气阀致动器包括可调 阀致动器，所述可调阀致动器受电子控制并在制动期间通过气动或液压流体作用于所述至 少一个尾气阀。
11.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述至少一个尾气阀致动器受电子控 制并在制动期间通过磁力作用于所述至少一个尾气阀。
12.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，包括位于所述尾气集管下游的尾气管 道中的尾气背压(EBP)阀，所述制动控制在制动期间命令所述EBP阀更紧地关闭以增大尾气背压。
13.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于，包括位于所述尾气集管下游的涡轮 且所述EBP阀位于所述涡轮的下游。
14.如权利要求12所述的控制系统，其特征在于，包括位于所述尾气集管下游的涡轮 且所述EBP阀位于所述涡轮的上游。
15.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，包括位于所述尾气集管下游的涡轮且 所述涡轮是可变几何形状的涡轮，其中所述制动控制在制动期间命令所述可变几何形状的 涡轮的叶片更紧地闭合以增大尾气背压。
16.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，包括位于所述尾气集管下游的涡轮以 及旁路废气绕过所述涡轮的可控排废门，其中所述制动控制在制动期间命令所述排废门更 紧地关闭以增大尾气背压。
17.—种控制由内燃机供能的车辆的内燃机制动的方法，所述内燃机具有多个气缸以 及与至少一个气缸相关联的进气阀和尾气阀，所述进气阀使所述气缸向进气集管开启而所 述尾气阀使气缸向尾气集管开启，所述方法包括如下步骤在制动期间增大尾气背压；在每个内燃机循环中，当所述尾气集管内的压力大于所述气缸中的压力时，使所述尾 气阀基本开启和基本关闭两次，即第一动作和第二动作。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，包括在所述第一动作和所述第二动作之 间的第三动作期间基本开启和基本关闭所述尾气阀的又一步骤。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述内燃机是四冲程内燃机，其中曲柄轴 在每个完整循环内旋转720度，且0度是TDC，并且所述基本开启和基本关闭所述尾气阀的 步骤进一步定义为所述第一动作发生在所述循环中在360度和500度的曲柄角之间的一 部分期间，而所述第二动作发生在所述循环中在630度和90度的曲柄角之间的一部分期 间。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述内燃机是四冲程内燃机，其中曲柄轴 在每个完整循环内旋转720度，且0度是TDC，并且所述基本开启和基本关闭所述尾气阀的 步骤进一步定义为所述第一动作发生在所述循环中在500度和630度的曲柄角之间的一 部分期间，而所述第二动作发生在所述循环中在630度和90度的曲柄角之间的一部分期 间。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，包括又一步骤在所述循环中在360度和 500度的曲柄角之间的至少一部分期间基本开启和基本关闭所述尾气阀。
22.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述增大尾气背压的步骤进一步由在所 述尾气集管下游的尾气流路中设置尾气背压(EBP)阀、并通过至少部分地关闭在所述尾气 流路中的所述EBP阀来约束尾气流的步骤来定义。
23.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述增大尾气背压的步骤进一步由在来 自所述尾气集管的尾气流路中设置涡轮并通过所述涡轮约束所述流的步骤来定义。
24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述增大尾气背压的步骤进一步由在来 自所述尾气集管的尾气流路中设置涡轮和经所述涡轮来旁路尾气流的可控排废门、并通过 所述排废门约束所述尾气流的步骤来定义。
全文摘要
一种内燃机制动的控制系统和方法，包括内燃机制动控制器和响应来自制动控制器的命令使尾气阀开启的至少一个尾气阀致动器。制动控制器配置成当尾气集管中的压力大于气缸中的压力时，在每个内燃机循环期间命令尾气阀致动器基本开启和基本关闭尾气阀至少两次，即第一动作和第二动作。制动控制器还可配置成命令尾气阀致动器在第一事件和第二事件之间的第三事件期间基本开启和基本关闭。
文档编号F02D13/04GK102052164SQ20101054251
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月1日 优先权日2009年11月2日
发明者Q·辛 申请人:万国引擎知识产权有限责任公司