22将防止发动机中的推杆或阀由于进气阀尝试通向一个高压气缸而损坏。
[0049]图2A中所示的系统可以用许多方式来机械地配置。图2B中示出了一种构型240。一个安全电路242物理地坐落在排气螺线管258上或其附近，以便形成一个排气螺线管组件259。该安全电路可以具有至少三个电输入端、一根供电电压线、来自该EQJ的一根信号线和来自排气阀接近度传感器220的一根信号线、通向进气螺线管254的至少一个电输出端253，以及一根接地线。这些线可以使用一个连接器257来连接到安全电路242上。该安全电路可以被机械地整合到进气螺线管258抑或连接器257中。安全电路242仅在从排气阀接近度传感器220接收该排气阀已经开启的一个信号之后允许进气螺线管258的停用(并因此开启该进气阀)。
[0050]图2C中示出了一种替代构型290，其中排气螺线管298和进气螺线管294可以与安全电路292机械地安装在一起，从而形成包括安全地启动和停用一个气缸所必须的这些部件的一个整合式封装件291。整合式封装件291可以被称为一个单气缸螺线管组件。这些部件可以一起安装在一个引线框架、电路板或某种类型的机械构件299上。该引线框架可以具有彼此电绝缘的多个导电性构件，并且具有足够的机械刚度以便为所有螺线管提供一个安装表面。与连接器297配对的一个插座295也被安装在机械构件299上。连接器297可以包括电源与地线连接以及来自这些阀接近度传感器、发动机和ECU的信号。
[0051]对于多缸发动机，多个进气阀螺线管、排气阀螺线管以及安全电路可以远离一个公共机械结构被安装，以便形成如图2D中所示的一个螺线管组件281。图2D示出了安装在一个公共框架279上的四个进气阀螺线管274a、274b、274c、274d和四个排气阀螺线管278a、278b、278c、278d。每对螺线管可以控制一个气缸的操作，从而允许其如由该ECU所指令地被启动和停用，即，螺线管274a和278a控制气缸“a”，螺线管274b和278b控制气缸“b”等等。一个安全电路282可以被安装在框架279上以便防止开启任何进气阀，除非该相应气缸上的排气阀已经被开启以排放燃烧气体。用于所有气缸的安全电路功能性可以被约束到单个模块，或该安全电路功能性可以沿着框架279被分布在不同地点。这些对应排气阀已经开启的验证可以经由信号线280a、280b、280c和280d来获得，这些信号线传输来自与每个气缸相关联的排气阀接近度传感器(图2C中未示出)的信号。单个连接器277可以被用来向螺线管组件281提供所要求的这些控制信号和电功率。连接器277可以包括信号线280a、280b、280c和280d以及来自该E⑶的一根或多个根信号线、一根电力线以及一根接地线。连接器277中还可以包括其他线。该连接器可以插入安装在框架279上的插头275中。在一些实施例中，螺线管组件281可以在不具有来自排气阀接近度传感器的信号线280a、280b、280c和280d的情况下操作。在这种情况下，该排气阀被假设为在开启该相关联气缸上的该进气阀之前已经响应于来自该ECU的指令而开启。在一些实施例中，安全电路282可以被安装在位于该发动机内的这种接口或互连结构上而不结合到螺线管组件281中。虽然螺线管组件281被示出为具有对应于四个气缸的八个螺线管，但是螺线管组件281可以被配置成与任何数量的气缸一起工作。
[0052]所有以上机械构型都可以将另外的功能性结合到该安全电路中或该组件上的别的地方。例如，气缸控制的不同方面、诸如点火/跳过决定可以由该安全电路中的一个微处理器来执行。这种体系结构将减少对该ECU的处理需求以及ECU 140与发动机150(参见图1C)之间的信号线连接的数量。
[0053]图3中示出了一个阀控制系统300的另一个实施例。此实施例也使用主动式控制，这意味着该进气阀在每个进气事件之后被停用并且为了起始一个随后的进气事件而必须被重新启动。此实施例将一个阀动作感测和阀停用系统整合到ECU 140中，以便在跳过点火操作过程中控制气缸停用。此实施例对每个发动机气缸的排气阀使用一个接近度传感器220，但是该进气阀上不要求有接近度传感器。
[0054]该排气阀接近度传感器由排气阀监控线310连接到ECU 140上。E⑶140由一根进气阀控制线232连接到一个进气阀螺线管234上。E⑶140由一根排气阀控制线236连接到一个排气阀螺线管238上。进气阀螺线管232控制将来自该高压流体储罐的工作流体施加到一个进气阀可折叠挺杆。排气阀螺线管236控制将来自该高压流体储罐的工作流体施加到一个排气阀可折叠挺杆。ECU 140在帮助提供进气阀和排气阀的控制的非易失性固件上操作。
[0055]该系统使用这些进气阀控制螺线管和排气阀控制螺线管的软件控制来实现。接近度传感器220被安装以便检测该排气阀的运动。该发动机中的每个气缸可以具有一个排气阀接近度传感器220。在有效使用一个进气阀之后，进气阀控制螺线管232被启动以便在该可折叠挺杆返回到凸轮凸角的基圆时停用该进气阀。该进气阀保持被停用，直到该ECU从那个气缸的相关联排气阀接近度传感器检测到该排气阀的运动为止。如果未检测到排气阀运动，那么进气阀动作将由该ECU阻断，从而保证该进气阀保持被停用并且不尝试抵抗燃烧室中的高压气体开启，直到所停用气缸上发生一个排气事件为止。
[0056]通过接近度传感器220检测到一个排气阀运动信号在ECU 140中触发一个响应以便允许重新启动该进气阀。该进气阀可以针对一个点火事件被启动，或留下该螺线管是被启动的，以防一个有意的跳过事件。该序列是自身安全的，因为ECU 140不允许重新启动该进气阀，除非在该排气阀上检测到前一个运动。螺线管的切断总体上比它们的接通更快。这种控制方法权衡了螺线管的这种特征，因为螺线管切断快得足以允许在相当高的发动机速度下重新启动。如果重新启动未针对下一个阀事件及时发生，那么在不同的实施例中，它可以简单地在接下来的事件时被启动。总的来说，偶然错过一个进气事件不是问题，因为它并不对该发动机造成损坏。即使燃料被喷射到该气缸中并且由于缺少空气而未被燃烧，在任何工作循环中被喷射的燃料也不足以造成发动机损坏。
[0057]另外，阀停用系统300可以具有该ECU在其计算定时事件以及跳过点火模式下的操作是否适当时可以考虑的一个最大安全运转发动机速度、一个最小工作电压以及一个最小运转发动机油压。
[0058]基本上，不同于在请求一次跳过时主动地命令气缸的停用，气缸将在使用后一直被停用并且仅根据点火命令被启动。这是主动式控制的一个实例，这意味着该进气阀在每个进气事件之后被停用并且为了起始一个随后的进气事件而必须被重新启动。
[0059]此实施例的一个优点在于:针对每个气缸仅要求使用单个接近度传感器来监控该排气阀。并不要求一个接近度传感器验证进气阀运动。当与每气缸要求有两个接近度传感器的系统相比时，这可以降低系统成本。
[0060]图4A中示出了一个阀控制系统400的另一个实施例。此实施例使用反应式控制，这意味着进气阀状态在一个进气事件前可能是活动的抑或被停用的。为了避免损坏该进气阀，该控制系统验证:一个排气事件在下一个进气事件之前发生。如果一个排气事件还未发生并且该进气阀未被停用，那么该进气阀立即被停用以便防止对该进气阀、推杆、挺杆的损坏或运动机构的其他损失。一个排气阀接近度传感器可以被用来验证该排气阀的指示一个排气事件的操作。错过排气事件的确定可以通过测量凸轮包角以及其中应当已经检测到接近度传感器信号的一个适当凸轮包角保护带来实现。
[0061]如在先前的实施例中，该排气阀接近度传感器由排气阀监控线310连接到E⑶140上。E⑶140由一根进气阀控制线232连接到一个进气阀螺线管234上。E⑶140由一根排气阀控制线236连接到一个排气阀螺线管238上。进气阀螺线管232控制将来自该高压流体储罐的工作流体施加到一个进气阀可折叠挺杆。排气阀螺线管236控制将来自该高压流体储罐的工作流体施加到一个排气阀可折叠挺杆。此实施例与先前实施例之间的差别在于:一个曲轴位置信号410被输入到ECU 140中。此信号是使用ECU 140中存在的硬件、固件抑或软件进行进气阀的故障安全操作所要求的。
[0062]此系统可以在高压弹簧模式抑或低压弹簧模式下操作。下文通过参考图4B中示出的示例性时序图来描述低压弹簧模式下的操作。此图示出了进气阀开启461和排气阀开启462在比一个工作循环稍长的一个时间段内的相对时序。该发动机速度被假设为3000rpm，从而允许以时间为单位来表达横轴，而不是以如图1B中所使用的曲轴转角为单位来表达。排气阀462开启持续在时间T1处开始的停留时间T1。如先前所讨论的，在3000rpm的发动机速度下，一个代表性排气阀开启停留时间T1可以是13ms。如先前所讨论的，停用该进气阀所要求的时间可以是近似1ms，在图4B中被标不为停用时间Tact。如果该进气阀在图4B中所不的第二循环时开启，该进气阀将在时间T2处开启。开启该进气阀的决定必须在T3之前做出，其中T3比该进气阀开启时间领先了停用时间Tart。在T3处的开启该进气阀的决定之前，该系统必须验证该排气阀已经开启。在常规条件下，将检测!^处的排气阀开启。ECU 140在其所预期的Tl处的开启周围监控排气接近度传感器持续一段时间。如果该开启被验证，那么该进气阀被允许在T2处开启(假设该气缸有待被点火)ο如果该排气阀运动未被验证，那么该ECU立即命令进气阀螺线管234启动，从而停用该进气阀并且防止可能的机械损坏。在此实例中，做出停用该进气阀的决定的决定时间段^是近似3ms。应当注意，此时间必须包括补偿任何所测量系统参数和系统响应中的不确定性的任何时间保护带。
[0063]该系统还可以在一种高压弹簧模式下操作。在这种情况下，该排气阀在一个燃烧事件之后保持关闭，并且这些燃烧气体保持被截留在该气缸中。高压弹簧模式下的操作可以借助于图4C来解释，该图示出了这种情况的一个示例性时序图。在此实例中，一个点火事件在进气阀461关闭之后的时间Tfl处发生，该时间近似地对应于压缩冲程的结束。不同于图4B中所示的情况，排气阀462在随后的排气时机时保持关闭(S卩，被停用)，从而将高压气体截留在该气缸中。为了避免对该进气阀的损坏，要开启的下一个阀是排气阀462并且因此进气阀461在接下来的进气时机时保持关闭。这对应于其中进气阀和排气阀两者已经保持关闭的一个所跳过工作循环。在这种情况下，该决定时间^长得多，大约为在此实例中对应于一个工作循环的长度或40ms的在此实例中，第二点火在时间Tf2处发生。
[0064]在高压弹簧模式下操作的一个优点在于:截留在该气缸中的这些气体相对于曲轴箱确保该气缸中的正压，以便最小化油耗。
[0065]反应式实施例、即在高压弹簧模式抑或低压弹簧模式下操作的另一个优点在于:它们减少螺线管和可折叠挺杆锁定机构的循环数量。该可折叠挺杆保持处于其原来所处于的无论什么状态，启动或停用，直到由该ECU指令该可折叠挺杆改变。这减少对这些可折叠挺杆以及进气螺线管和排气螺线管的磨损，并且可以增加系统工作寿命和可靠性。
[0066]图5中示出了一个阀控制系统500的另一个实施