阅读说明：本技术 用于组合的发动机制动和空动排气门开启的系统和方法 (System and method for combined engine braking and lost motion exhaust valve opening ) 是由 J·D·巴尔特鲁基 D·M·费雷拉 于 2019-07-16 设计创作，主要内容包括：用于内燃发动机的组合的专用制动和EEVO空动气门致动系统为一个或多个气缸上的制动事件和EEVO事件提供子系统。各种控制策略可以利用制动和EEVO能力来组合一个或多个发动机参数,包括后处理温度和发动机负载。(A combined dedicated braking and EEVO lost motion valve actuation system for an internal combustion engine provides a subsystem for braking events and EEVO events on one or more cylinders. Various control strategies may utilize braking and EEVO capabilities to combine one or more engine parameters, including aftertreatment temperature and engine load.)

用于组合的发动机制动和空动排气门开启的系统和方法

相关申请和优先权要求

本申请要求于2018年7月16日提交的和标题为SYSTEMS AND METHODS FORCOMBINED ENGINE BRAKING AND LOST MOTION EXHAUST VALVE OPENING的美国临时专利申请序列号62/698,727的优先权，将其主题全部并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于致动内燃发动机中的一个或多个发动机气门的系统和方法。特别地，本公开的实施例涉及用于组合的发动机制动和空动排气门开启的系统和方法。

背景技术

诸如重型柴油(HDD)发动机之类的内燃发动机在本领域中是众所周知的，并且在包括运输和卡车运输在内的许多应用和工业中被普遍使用。这些发动机利用发动机气门致动系统，该系统促进正动力操作模式，在该模式下发动机气缸从燃烧过程产生动力。与标准燃烧循环相关联的进气门和排气门致动运动通常被称为“主事件”运动。除了主事件运动之外，已知的发动机气门致动系统还可促进辅助气门致动运动或事件，这些辅助气门致动运动或事件允许内燃发动机以其他模式或以正发电模式(例如，废气再循环(EGR)、排气门提早开启(EEVO)等)的变型或发动机制动运行，其中内燃发动机在无燃料状态下运行，基本上作为空气压缩机，以产生减速动力以帮助减慢车辆。更进一步，用于提供发动机制动的气门致动运动的变型是已知的(例如，制动气体再循环(BGR)、泄放制动等)。

气门致动系统可包括空动部件，以促进内燃发动机在正动力和发动机制动模式下的操作。空动部件在本领域中是众所周知的。这些装置通常包括可以以受控的方式塌缩或改变其长度或接合/脱离气门机构内的相邻部件以改变气门运动的元件。空动装置可以促进发动机循环期间的某些气门致动运动，其不同于由固定轮廓的气门致动运动源例如旋转凸轮所决定的运动。空动装置可导致这种运动被选择性地“损失”，即，不经由气门机构传送至一个或多个发动机气门，以实现除主事件气门运动或其变型之外的事件。已知的空动装置包括横臂(valve bridge)塌缩或空动，其可以选择性地将气门机构运动传递到由该横臂跨过的两个发动机气门。

通常，HDD发动机可能需要具有发动机制动器，以在发动机上提供制动作用，以帮助例如在陡坡上长时间下降期间使车辆减速。此外，HDD发动机可以利用排放控制以满足要求的排放标准。此类排放控制可利用气门运动控制，包括修改主要排气门事件(即，应用于排气门以实现正动力产生的那些气门致动运动)的控制，以调节排气温度，以实现催化剂的高效运行和后处理颗粒过滤器的再生。为此目的使用EEVO事件是众所周知的。提前打开排气门将燃烧气体释放到排气系统中，然后将其在气缸中完全膨胀。由此增加了排气系统中的能量，该增加的能量有利于提供上述排放控制。

为了实现EEVO事件或其他潜在有益的气门事件，在本领域中已知所谓的可变气门致动(VVA)系统。例如，某些VVA系统只是简单地提前固定了排气的排气凸轮轴正时，以更早地打开排气门并提高排放温度。然而，该方法还改变了排气门关闭正时，这对气缸中的残留排气具有不利影响。此外，凸轮轴正时的这种提前必然会影响同一凸轮轴上的所有气缸，而这并非在所有情况下都是理想的。

另外，某些发动机配置不容易适应已知的VVA正时提前方法。例如，通常在单个凸轮轴上包括进气门和排气门凸轮的单顶置凸轮(SOHC)发动机(或“成组凸轮”发动机)根据固定的正时提前进气门和排气门。由于在进气门打开时潜在的活塞间隙问题，因此不希望将已知的VVA方法应用于这种配置。尽管存在一些发动机配置(例如，所谓的“凸轮中凸轮(CAM in CAM)”系统)，这些配置在理论上可以允许独立执行气门正时提前，但是这些系统复杂、昂贵且角度调整有限。更进一步，其他已知的VVA系统可以采用液压气门机构系统和高速螺线管，其可以用于在发动机循环中的几乎任何地方打开排气。尽管这样的系统显示出极大的灵活性并可以用于实现EEVO事件，但它们又相对复杂且昂贵。

虽然空动装置(如塌缩或锁定的横臂(或其他气门机构部件))可以很好地运转达到其预期目的，但对其进行各种改进，包括空动和气门机构配置(其更容易支持发动机制动和排放控制功能)，例如HDD和其他发动机中要求的EEVO，将是本领域中受欢迎的补充。更具体地，提供易于组装、降低制造成本以及空动气门机构部件(例如，横臂塌缩)的更可靠和耐用的操作的改进将有助于现有技术。而且，改善对实现发动机制动、排放和其他操作参数的发动机参数的控制的发动机控制策略将是本领域的受欢迎的补充。因此，提供解决上述缺点和其他缺点的系统和方法将是有利的。

发明内容

响应于前述挑战，本公开提供了用于组合的发动机制动和EEVO空动气门致动的系统的各种实施例，以及利用发动机制动和EEVO空动能力的发动机控制系统和方法。

根据本公开的一方面，在具有至少一个气缸和与所述至少一个气缸相关联的至少一个相应的排气门的内燃发动机中，提供了一种用于控制所述至少一个排气门的运动的系统，其包括：主事件运动源，其与所述至少一个气缸中的每个相关联，用于向所述相应的至少一个排气门提供主事件运动；与至少一个气缸中的每个相关联的排气门提早开启(EEVO)运动源，用于向相关联的至少一个排气门提供EEVO运动；与所述至少一个气缸中的每个相关联的主事件气门机构，用于将主事件运动和EEVO运动传送到相关的至少一个排气门；EEVO空动部件，其在至少一个主事件气门机构中并且适于在第一操作模式下吸收来自EEVO运动源的EEVO运动和适于在第二操作模式下传递来自EEVO运动源的EEVO运动；与主事件运动源分开的与所述至少一个气缸中的每个相关联的制动运动源，用于向相关联的至少一个排气门提供制动事件运动；和与主事件气门机构分开的与至少一个气缸中的每一个相关联的制动事件气门机构，用于将制动运动从制动运动源传递到相关联的至少一个排气门。

根据本公开的另一方面，提供了一种控制内燃发动机中的一个或多个排气门的操作的方法，该内燃发动机包括主事件运动源；排气门提早开启(EEVO)运动源；主事件气门机构，用于将主事件运动和EEVO运动传递到一个或多个排气门；主事件气门机构的横臂中的EEVO空动部件；与主事件运动源分开的制动运动源，和与主事件气门机构分开的制动事件气门机构，用于将制动运动从制动运动源传递到相关联的至少一个排气门，该方法包括：在第一操作模式下激活EEVO空动部件以吸收来自EEVO运动源的运动；和在第二操作模式下停用EEVO空动部件以将EEVO运动从EEVO运动源传递到一个或多个排气门。

根据一个示例实施方式，组合的制动和EEVO空动系统通常可包括分配给内燃发动机中一个或多个气缸中的每个的制动子系统和EEVO空动子系统。每个EEVO空动子系统可包括跨过一对排气门的横臂以及设置在横臂与主事件排气摇臂的界面处的液压致动的空动元件。用于驱动主事件摇臂的凸轮可以包括主事件凸轮凸角和EEVO事件凸轮凸角。空动元件可包括可滑动地设置在横臂的孔中的活塞。活塞可以从孔中偏置出来，并且包括向中央横臂孔敞开的内部腔室和允许从旋转脚组件接收的加压液压控制流体流动的开口。横臂可包括止回阀，以防止控制流体流动(并促进其释放)。横臂中的活塞和孔可被构造成使得活塞可滑动短距离，该距离基本上等于要在主事件气门机构中提供的间隙空间，之后其与孔的底部牢固接触。在第一操作模式中，活塞自由滑动至活塞在孔中触底的位置，因此能够在传输主事件运动的同时“失去”或吸收EEVO事件运动。在第二操作模式中，活塞的内部腔室填充有液压流体，该液压流体被锁定在内部腔室和止回阀的孔内。在此模式下，凸轮提供的所有事件(包括EEVO运动源提供的EEVO事件)都通过横臂传输到排气门。可以提供EEVO空动子系统上的复位特征，以在发动机循环中的有利时间复位空动元件。延伸到横臂中的复位销适于从横臂内释放液压控制流体，从而使空动元件坍缩，以防止排气门过晚关闭。制动子系统可包括专用的制动凸轮和制动摇臂以及用于一个或多个气缸中的每个气缸的其他部件。制动子系统的部件可以严格专用于与EEVO空动子系统分开地提供制动或其他辅助气门驱动运动。组合的制动和EEVO空动系统为发动机制动和EEVO事件提供了能力，该能力在成本、易于制造和易于安装以及对内燃发动机(尤其是HDD发动机)的适应性方面具有优势。

根据另一示例实施方式，示例系统的组合的制动和EEVO空动能力可以用于实施有利的控制策略，以控制影响多缸内燃发动机中的排放和其他运行特性的发动机参数。这些控制策略可以控制或调节发动机参数，例如排气温度、后处理温度、发动机负载、发动机扭矩或发动机速度。发动机控制器可以与用于多缸发动机中的至少一个气缸中的每个气缸的组合的制动和EEVO系统通信地关联，并且可以从与待控制的发动机参数关联的传感器接收输入。发动机控制器可以操作和控制一个或多个控制阀，例如高速电磁阀，每个控制阀可以控制与一个或多个气缸相关联的一个或多个EEVO运动和制动子系统。控制阀到气缸的映射可以是对称的或不对称的，以实现各种水平的发动机加热或其他发动机参数的控制。控制策略可以包括控制阀和相关联的EEVO装置中的一个或多个的工作循环(duty cycling)，以实现对发动机加热或其他发动机参数的更精细控制。控制策略还可包括在选定的气缸上制动激活，对选定的气缸进行燃料供给控制，基于与选定的气缸相关联的EGR功能限制或激活EEVO，以及涡轮增压器的瞬态运行。

根据另一示例实施方式，可以在组合的制动和EEVO空动系统中利用单个横臂制动器。主活塞配置有足够的间隙空间，以在主活塞/从动活塞回路未注满液压油时失去EEVO运动。当该回路中充满液压流体时，主活塞伸出中心孔会占据间隙空间，从而使主活塞能够在主事件摇臂中拾取EEVO运动。主活塞/从动活塞回路用于将EEVO运动仅传递给从动活塞，以仅传递给非制动排气门。可提供反作用柱组件以将横臂保持水平对准。可以通过使用与从动活塞孔连通的复位孔来实现复位。在EEVO事件期间，复位孔保持被反作用柱关闭/覆盖，从而保持主活塞和从活塞之间的液压锁定。在主事件期间，当主活塞在中心孔内触底时，横臂移开与反作用柱不接触，从而允许主活塞/从动活塞液压回路快速排空，从而防止EEVO排气门过度伸展和延迟关闭。

通过下面的详细描述，本公开的其他方面和优点对于普通技术人员将是显而易见的，并且以上方面不应被视为穷举或限制。前面的一般描述和下面的详细描述旨在提供本公开的发明方面的示例，并且绝不应解释为限制或限定所附权利要求书中限定的范围。

附图说明

通过下面的详细描述以及附图，本发明的上述以及其他伴随的优点和特征将变得显而易见，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解，说明书和实施例旨在作为根据本公开的方面的说明性示例，而并非旨在限制本发明的范围，本发明的范围在所附权利要求中阐明。在附图的以下描述中，除非另有说明，否则所有图示涉及作为根据本公开的方面的实例的特征。

图1是组合的发动机制动和EEVO空动系统的示意图。

图2是EEVO空动子系统的示例部件的横截面。

图3是可与图2的EEVO空动子系统部件一起使用的示例替代性空动横臂的横截面。

图4是EEVO空动子系统的操作模式的图形表示。

图5是可以与诸如图2所示的EEVO空动子系统结合使用的发动机制动子系统的图示。

图6是图5的发动机制动子系统的横截面。

图7是用于在与发动机气缸相关联的一个或多个排气门上操作的组合的发动机制动和空动系统的控制部件的示意图。

图8是用于组合的发动机制动和空动系统的液压控制部件和液压回路的示意性框图。

图9是用于使用组合的发动机制动和EEVO空动系统来实现对发动机参数的控制的发动机环境的示意图。

图10.1、10.2和10.3是在EEVO空动子系统中使用选择性激活EEVO部件的发动机温度/热量水平控制系统的示意图。

图11.1和11.2是在EEVO空动子系统中使用控制阀的非对称分配来选择性激活EEVO部件的发动机温度/热量水平控制系统的示意图。

图12.1和12.2是在EEVO空动子系统中使用控制阀的非对称分配来选择性激活EEVO部件的另一发动机温度/热量水平控制系统的示意图。

图13.1和13.2是在EEVO空动子系统中使用控制阀的工作循环来激活EEVO部件的发动机温度/热量水平控制系统的示意图。

图14是用于使用组合的制动和EEVO空动系统的发动机参数控制的处理步骤的流程图。

图15是组合的制动和EEVO空动系统中的单横臂制动器的图示。

图16是图15的单横臂制动器的横截面。

图17是单横臂制动器的横截面，其各个方面可用于图15和16的系统中。

具体实施方式

通过本公开的各方面解决了上述和其他现有技术中的缺点，本公开提供了一种系统，该系统组合并集成了用于向内燃发动机中的排气门提供发动机制动的发动机制动子系统和用于提供对主事件排气门致动的空动修改以添加EEVO事件的EEVO空动子系统。特别地，如图1所示，本发明的系统可以利用在美国专利号7,905,208(“‘208专利”)中描述的类型的空动横臂组件的各方面以及在美国专利号8,851,048(“‘048专利”)中描述的类型的专用制动摇臂的方面。这些专利文献中的每一个的主题和公开内容通过引用整体并入本文。

图1-6示出了根据本公开的方面的示例性组合的制动和EEVO空动系统的方面。如图1所示，示例组合的制动和EEVO空动子系统100通常可以包括制动子系统300和EEVO空动子系统200。从本公开中将理解，在单个发动机气缸的背景下描述的在图1-6的实例中示出的部件可以全部或部分地在多气缸内燃发动机中的一个或多个其他气缸上复制。在这种情况下，术语“制动子系统”可以指代在多个气缸上的所有制动控制部件。类似地，在这种情况下，术语“EEVO空动子系统”可以指代在多个气缸上的所有EEVO控制部件。

图2和图3示出了适于完成本公开的各方面的摇臂和凸轮的示例细节。本领域普通技术人员将理解，提供这些附图中所示的横臂构造以示出根据本公开的方面可以利用的示例相关联的空动元件。如将进一步理解的，这些附图中示出的横臂可以被修改为包括横臂销(380；图1)，以提供本文中进一步描述的制动功能。EEVO空动子系统200可以包括跨过一对排气门的横臂210，并且还包括布置在横臂210和主事件排气摇臂230的界面处的液压致动的空动元件220。可以提供弹簧杆260或类似装置，该弹簧杆可以接合并保持弹簧262，该弹簧与摇臂230的与横臂210相对的一端接合，以使主事件排气摇臂230偏置成与运动源250即旋转凸轮接触。另外参考图2，其示出了具有可以使用的替代的摇杆偏置配置的示例环境，用于驱动主事件摇臂230的凸轮250可以包括主事件运动源诸如主事件凸轮凸角252和EEVO事件运动源诸如EEVO凸轮凸角254。这些运动源可以与摇臂230上的凸轮辊啮合，该凸轮辊可枢转地安装到摇臂轴235，该摇臂轴中具有一个或多个液压流体通道或通路237，用于通过在摇臂230中的摇臂通道238向空动元件220提供控制流体，所述摇臂通道构成控制流体路径。

另外参考图3，其示出了空动组件的横截面，该空动组件可以代替图2所示的组件使用，空动元件220可以包括活塞221，该活塞可滑动地设置在孔212中，该孔位于横臂210的中心。可以通过诸如弹簧的合适的弹性元件将活塞偏置到孔212之外。活塞包括向中心孔敞开的内部腔室222和开口223，以允许从具有通道242并从摇臂230延伸的旋转脚组件240接收的加压液压控制流体的流动。横臂210可包括止回阀214，该止回阀适于防止控制流体从横臂210和内部腔室222流出(并促进释放)。横臂中的活塞221和孔212被构造成使得活塞221可滑动短距离，该距离基本上等于要在主事件气门机构中提供的间隙空间229，之后其与孔212的底部牢固接触。供应到活塞内部腔室222的液压使活塞221延伸并向旋转脚组件240施加向上的力。止回阀(球)214可以由复位销(未示出)作用，该复位销用于使止回阀在横臂的期望位置上松动，类似于上面关于图2描述的由接触柱290和复位销219提供的功能。

因此，在第一操作模式中，当活塞221的内部腔室222和孔212中未填充液压流体时，活塞可自由滑入孔中，直至活塞在孔212中触底的点。通过选择由活塞/孔提供的间隙空间以基本上等于否则将由凸轮250上的EEVO事件提供的最大运动，活塞221能够在此操作模式中“丢失”或吸收EEVO事件运动。然而，因为凸轮250上的主事件凸角252提供的运动大于间隙空间229，所以在孔212内的活塞221的触底允许排气主事件通过横臂210传送到排气门。另一方面，在第二操作模式中，活塞221的内部腔室222充有液压流体，该液压流体被止回阀214锁定在内部腔室和孔内(除了正常泄漏)。结果，在这种模式下，活塞221从孔212完全伸出，使得由凸轮提供的所有事件，包括EEVO事件，经由横臂210传递到排气门。如将认识到的，根据本公开的方面，提供了附加运动系统，其中EEVO空动子系统的液压充填可以将运动添加到主事件运动中以实现EEVO操作。

图4是根据上述两种操作模式的排气门升程的图形表示。特别地，在第一模式中，由下部曲线430表示的气门升程曲线被应用到排气门，其中初始EEVO升程曲线432在主事件升程曲线434之前。将认识到的，在EEVO升程曲线在水平轴以下的情况下，由于空动元件220提供的间隙空间229的存在，EEVO事件丢失(图1和3)。在第二模式中，由上部曲线440表示的气门升程曲线被应用到排气门，其中初始EEVO升程曲线442在主事件升程曲线444之前。在该第二模式中，由于通过空动元件220的激活(即，液压充填)消除了间隙空间229，因此增加了EEVO事件(图1和3)，导致由上部曲线440表示的排气门升程(包括EEVO事件442)被应用到排气门。

可以提供EEVO空动子系统上的复位特征，以在发动机循环中的有利时间复位空动元件。如图4所示，如果空动元件220在EEVO和主要事件的持续时间内保持在其伸展状态，则主要事件将具有延迟的排气门关闭，这可能是不希望的。为了解决这个问题，参见图1和2，EEVO空动子系统200可以设置有从气缸盖或发动机缸体延伸的复位接触柱290，以及延伸到横臂210中并适于从横臂210内释放液压控制流体，从而使空动元件220塌缩的复位销219。该操作可以类似于‘208专利中描述的操作。在第二模式下，由于主事件气门致动运动导致横臂210向下移动，复位销219将与复位接触柱290接触。当横臂210继续向下移动时，复位接触柱290可以使复位销219脱离，从而允许内部腔室/中央孔212中的液压锁定流体逸出，并且进一步允许活塞221再次在孔212中行进，直到触底。以这种方式，并参考图4，主事件升程曲线444可以过渡到复位曲线446，然后到下部曲线430，其中主事件的阶段有效地从图4所示的上部曲线440移动到下部曲线430，从而允许提早开启排气门，但防止其延迟关闭。

再次参考图1以及还参考图5和图6，根据本公开的方面，组合的制动和EEVO空动系统100可以包括制动子系统300，该制动子系统可以包括专用的制动事件运动源(即，制动凸轮)350和气门机构(包括制动摇臂330和其他部件)用于一个或多个气缸的每一个。制动摇臂330，也称为专用制动摇臂，可以从分离的气门致动运动源例如制动凸轮350接收气门致动运动，该单独的气门致动运动源与EEVO空动凸轮250分开(图1和2)，并且严格专用于向一个或多个排气门提供制动或其他辅助气门致动运动，例如压缩-释放发动机制动气门致动运动。如同主事件摇臂230(图1和2)，制动摇臂330可以通过弹簧杆260和专用的偏置弹簧362或类似装置偏置成与其气门致动运动源接触。

如‘048专利中所述，制动摇臂330可以包括在摇臂330的前端(即，摇臂330的运动赋予端)中的液压控制致动器活塞组件370。在一个实施例中，致动器可包括在制动摇臂330中的孔332和设置在该孔内并被偏置到该孔中的活塞372。孔构造成经由形成在摇臂330中的通道338接收液压流体。另外，可在摇臂330中设置控制阀340以向通道和孔供应和锁定液压流体，或者释放通道/孔中的液压流体并防止向其进一步供应。当不需要辅助气门致动时，没有液压流体被提供给致动器，从而允许活塞372缩回到孔内。另一方面，当需要辅助或制动气门致动时，液压流体被提供给致动器370，从而使活塞372伸出孔。

如图1、5和6进一步所示，制动摇臂330被定位成接触设置在横臂210中并与排气门之一对准的制动致动或横臂销380。因此，当致动器370不伸出时，由于设置在活塞和横臂销380之间的间隙空间，施加到制动摇臂的任何运动都会丢失。另一方面，当致动器370伸出(并且液压地锁定在伸出位置)时，活塞372与横臂销290接触，使得由制动摇臂330接收的运动传递到横臂销290和排气门。

以这种方式配置，图1中所示的系统对同时提供发动机制动和EEVO事件(特别是在HDD发动机中)提供了相对简单且廉价的解决方案。

注意，尽管图1中的系统可能依赖于固定的EEVO气门升程曲线(其否则限制控制这种系统的灵活性)，但根据本公开的方面提供的发动机控制过程可用于提供控制一个或多个发动机参数的灵活性。例如，在低的发动机负载下，与较高的发动机负载相比，可能希望具有较早的EEVO正时以获得所需的温度输出。另一方面，在相对较高的发动机负载期间实施提早定时的EEVO事件可导致温度和燃油消耗过高。为了拓宽有效的操作范围，图1中所示的系统被设置为具有提早定时和用于温度管理的模块化控制策略。如下所述，模块化控制策略可根据需要对气缸进行EEVO操作，以实现最佳燃料消耗，即，可以激活少于全部气缸数量以提供EEVO。

根据本公开的各方面，由诸如上述系统提供的组合的制动和EEVO空动能力可用于在内燃发动机中实施有利的控制策略。图7是包括发动机气缸的截面图的示意性框图，并且示出了适于使用本文公开的组合的制动和EEVO空动系统来实施控制策略的控制部件。

图8是用于使用上述发动机制动机构和EEVO空动机构来致动制动和EEVO空动气门事件的示例液压系统的示意性框图。控制流体供应800可以给发动机制动机构致动液压回路810和EEVO空动致动液压回路820供给。可以使用摇臂轴通道、摇臂通道和上述其他流体导管、通道和路径来实现这些回路。可以包括高速电磁阀的发动机制动启动阀812可以控制到排气门制动机构814的流动以对其进行启动。在流经排气门发动机制动机构814之后，流体返回到流体供应800。EEVO空动启动阀822可以控制到排气门EEVO空动机构824的流动。在流经排气门EEVO空动机构824之后，流体返回到流体供应800。从本公开中可以理解，在多缸发动机环境中，可以为每个气缸或气缸的子集复制液压系统。可以理解，阀812和822的功能是分开控制的，例如用分开控制的电磁阀。此外，发动机制动启动阀812和EEVO空动启动阀可被设置为每个气缸的相应阀，或者可被设置为控制两个或多个气缸上的事件的单个阀，如将要描述的。

另外参考图9，根据本公开的方面，示出了内燃发动机600可操作地连接到可用于利用以上描述的制动和EEVO能力来控制或调节发动机参数的许多其他发动机支撑子系统和部件。内燃发动机900可包括多个气缸902、进气歧管904和排气歧管906。排气歧管906可以分为前气缸1-3，其拥有不具有EGR能力的排气歧管部分951，和后气缸4-6，其具有提供EGR能力的排气歧管部分952。具有EGR功能的发动机气缸可以为本文讨论的控制过程中的发动机参数控制提供基础。图9还示意性地示出了发动机制动子系统1200和EEVO空动子系统1300，它们中的每一个可以包括上述部件，用于根据由控制器700提供的信号致动一个或多个气门以实现发动机制动和EEVO空动，该信号提供例如至电磁阀或致动阀部件812、822(图8)，用于控制发动机制动气门致动和EEVO事件。排气系统930可包括排气节气门或排气制动子系统932和涡轮增压器934。如本领域中已知的，涡轮增压器934可包括可操作地连接到压缩机938的涡轮936，在其中由排气歧管906输出的排气(由黑色箭头示出)使涡轮936旋转，其继而驱动压缩机938。涡轮增压器934可以是可变几何形状的涡轮增压器(VGT)，其允许在控制器700的控制下改变涡轮增压器的几何形状。几何变化可包括用于引导气流的可变叶片(即，滑动或旋转叶片)和/或具有用于引导气流的固定叶片的可变喷嘴和用于改变气流的滑动壳体。此外，涡轮增压器934可包括废气门(内部或外部)，该废气门可用于将排气从涡轮936转移开并直接进入排气系统930。排气制动子系统932可包括许多可商购的排气制动器中的任何一个。排气系统930还可包括用于将排气再循环至发动机进气口的排气再循环(EGR)系统909。根据本公开的方面，EGR阀907可以可操作地连接至控制器700，并且可以响应于控制器700而被调节以实现对EGR的控制。排气歧管906、涡轮增压器涡轮936、排气系统930和EGR系统909共同可以构成排气流动路径。排气温度传感器954可以设置在排气流动路径中。废气门950可以提供涡轮增压器936从排气歧管906到排气流动路径的旁路。

如图9进一步所示，可以提供控制器700，并且该控制器可以经由在图9中被标记为“A”的连接点和其他连接点可操作地连接到制动子系统1200、EEVO空动子系统1300以及其他发动机子系统和部件，例如包括进气节气门901、EGR阀907、进气歧管放气阀903、涡轮增压器934和发动机排气温度传感器954。带圆圈的“A”标记表示有效的通信连接。在一个实施例中，控制器700和所提到的部件之间的连接可以被配置成传送来自诸如排气歧管中的传感器之类的感测元件的信号，该传感器向控制器700产生信号以使用上述系统的制动和EEVO能力来提供对发动机参数的控制和调制。实际上，尽管未在图6中示出，到各种部件的连接可以是到各种控制元件(例如但不限于集成或外部线性或旋转致动器、液压控制阀等)，其用于响应于来自控制器700的信号控制各个部件。以这种方式，控制器700控制这些部件和子系统的操作。

在所示的实施例中，控制器700可以包括耦合到存储组件或存储器704的处理器或处理设备702。存储器704又包括存储的可执行指令和数据，其可以包括发动机参数管理模块706和/或气门致动排序模块708。在一个实施例中，处理器702可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、协处理器等或其组合中的一个或多个，它们能够执行所存储的指令并且对所存储的数据进行操作。同样，存储器702可以包括一个或多个设备，例如易失性或非易失性存储器，包括但不限于随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。图9中示出的类型的处理器和存储装置是本领域普通技术人员众所周知的。在一个实施例中，本文描述的处理技术被实现为由处理器702执行/操作的存储器704内的可执行指令和数据的组合。作为实例，如本领域中已知的，可以使用发动机控制单元(ECU)等来实现控制器700。

尽管已经将控制器700描述为用于实现本文描述的技术的一种形式，但是本领域普通技术人员将理解，可以采用其他功能上等效的技术。例如，如本领域中已知的，还可以使用固件和/或硬件设备诸如专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、状态机等实现经由可执行指令实现的一些或全部功能。另外，控制器700的其他实施方式可以包括比所图示的更多或更少数量的部件。再次，本领域普通技术人员将理解，以这种方式可以使用多种变化。更进一步，尽管在图9中示出了单个控制器700，但是，应当理解，这种处理设备的组合可以被配置为彼此结合或独立地操作以实现本公开的教导。

参照图10.1、10.2和10.3示出了利用上述系统的EEVO能力的这种模块化控制策略的实例。在这些实例中，假定提供了两个单独的高速螺线管，以控制液压流体向6缸发动机中的主事件摇臂的流动。特别地，第一螺线管812.1控制施加到与三个(一半)气缸(例如，图10.2中标记为1-3的气缸)中的每一个相关联的EEVO空动部件的液压流体，而第二螺线管812.1控制施加到与气缸的另一半例如图10.2中标记为4-6的气缸相关联的EEVO空动部件的液压流体。如图10.2所示，第一螺线管可用于仅激活气缸1-3的EEVO事件(如“X”标记所示)，以便为排气系统提供第一水平热量。可替代地，第一和第二螺线管都可以激活所有六个气缸的EEVO，从而为排气系统提供第二水平更高的热量。通过基于工作循环在第一和第二热量水平之间进行交替，根据图10.2所示的策略，可以提供甚至更好的控制水平。例如，通过在仅第一螺旋管的致动50％的时间与第一和第二螺线管两者的致动另外50％的时间之间连续切换，可以实现第一和第二加热水平之间的平均加热水平。

在参考图10.3所示的控制策略中，假定第一和第二螺线管如图10.1所示部署。但是，在该实施例中，气缸之间的EEVO事件是不对称的，例如，与气缸1-3的EEVO事件相比，气缸4-6的EEVO事件提供更早的开启，并因此更长的EEVO事件。因此，为了提供第一加热水平，仅激活第一螺线管，从而在气缸1-3上引起EEVO事件。可以通过仅激活第二螺线管来提供第二较高的加热水平，从而采用气缸4-6的较早EEVO事件。最后，可以通过同时激活第一和第二螺旋管提供第三甚至更高的加热水平，以便所有六个气缸都经历各自的EEVO事件。

图10.3中示出的策略可用于适应各种发动机负载条件。例如，可以将排气门提早开启应用于仅在低负载条件下运行的一些气缸(例如，图10.3中的气缸4-6)。这些气缸可能需要接近上止点(TDC)的时间以实现快速预热策略，或者可能需要非常高的热量输出的柴油机微粒过滤器(DPF)再生策略。另一方面，在较高的负载和速度下以非常早的排气打开的运行会导致排气门温度过高以及气门机构硬件可能过负荷的问题。因此，当负载增加到阈值以上时，可以停用提早正时气缸的EEVO事件，并且如果需要，可以使用具有较低EEVO提前程度的其他气缸(例如，图10.3中的气缸1-3)来调制较高的负载范围。

在参考图11.1和11.2所示的控制策略中，假定再次提供第一和第二螺线管812.1和812.2。然而，在该实施例中，由各个螺线管控制的气缸的分布是不对称的。在所示实例中，第一螺线管仅控制两个气缸(气缸1和2)，而第二螺线管则控制四个气缸(气缸3-6)。因此，为了提供相对较低的加热水平，仅激活第一螺线管，从而仅在气缸1和2上引起EEVO事件。在中间加热水平下，仅第二螺线管被激活，从而在与第一加热水平相比多两倍的气缸即气缸3-6上引起EEVO事件。再一次，可以通过激活第一和第二螺线管来提供第三甚至更高的加热水平，以使所有六个气缸都经历各自的EEVO事件。应该注意，如上所述的这类“非对称”策略也可以组合，例如使得气缸在螺线管之间不对称分布，并且气缸之间的EEVO事件不相等。另外，如上所述使用加热水平之间的工作循环可用于实现中间加热水平。

在图12.1和12.2中示出了另一种控制策略，其中三个螺线管在螺线管之间设置有不对称的气缸分布，即，第一螺线管仅控制气缸1，第二螺线管控制气缸2和3，第三螺线管控制气缸4-6。以这种方式，可以通过单独地或彼此组合地选择性地激活三个不同的螺线管来提供多达六种不同的加热水平，从而在1、2、3、4、5或6个气缸上选择性地提供EEVO事件。再一次，可以采用使用在所示的六种加热水平之间的工作循环来实现对提供给排气系统的加热的甚至更细粒度的控制。

上面参考图10.1-3、11.1-2、12.1-2描述控制策略，并且其可以扩展到为发动机中的每个气缸提供单独的分别EEVO控制的点，如图13.1所示，其中为每个气缸提供了相应的控制阀812.1-6。在这种情况下，可以将提供期望的加热水平的工作循环的概念扩展到各个气缸的水平，以防止任何一个或多个气缸比其他气缸更热地工作。这样的一个例子在图13.2中示出，其中在每个发动机循环的基础上，气缸以连续的交替模式被激活，以模块化方式提供EEVO热量输出。在该实施例中，提供了50％的气缸占空比(例如，在偶数发动机循环中为气缸2、4和6，而在奇数发动机循环中为气缸1、3和5)，使得没有一个气缸连续工作。以这种方式连续地循环打开和关闭气缸可以防止气缸比其他气缸更热运行，并且可以在根据需要提供热量的同时平衡发动机的热量输出。

在图13.3中提供了另一个占空比示例，其中提供了25％的气缸占空比。在该示例中，为发动机循环n的EEVO事件启动气缸2和6；为发动机循环n+1的EEVO启动气缸3；为发动机循环n+2的EEVO事件启动气缸4；为发动机循环n+3的EEVO事件启动气缸1和5。以这种方式，没有一个气缸执行EEVO事件的时间超过25％。

使用上述的任何控制策略实施例，可以在控制器或ECU 700(图9)中提供发动机的各种速度/负载状况到特定加热水平的预定映射。从本公开将认识到，排除或附加于速度或负荷(例如，排气温度)的发动机参数也可以用于该目的。然后可以监视到ECU的传感器输入，以确定发动机的特定操作条件，以确定要应用于排气系统的最佳加热水平(如果有)。

在给定气缸的EEVO操作期间，提早开启的排气装置使能量逸出至排气系统。否则，该能量将在气缸中提供扭矩。当根据上述任何一种控制策略，一个或多个气缸过渡到EEVO操作时，可能需要该系统向EEVO气缸提供额外的燃料，以保持等效的扭矩输出。例如，控制器可以基于燃料喷射相对于扭矩请求和发动机转速的附加映射，以逐循环和逐气缸的方式向EEVO气缸提供燃料。这样的EEVO图因此可以补偿任何扭矩损失，同时在少于全部气缸数的情况下在EEVO模式操作期间提供平稳的功率输出。为了进一步补充这种扭矩过渡策略，可以以渐进方式应用EEVO，以一次启动少于全部气缸数的气缸，从而在多个发动机循环中从无EEVO过渡到完整EEVO，以进一步平滑扭矩过渡。

在某些带有外部EGR系统的发动机上，仅从一半的发动机或仅从某些气缸收集EGR气流。对于冷却的EGR系统，可能不希望在那些对EGR运行有贡献的气缸上提供EEVO运行，因为这种增加的热量可能以过多的热量使EGR冷却器过载。在某些情况下，仅操作那些未在EEVO模式下连接至EGR回路的气缸仍会是有益的。另一方面，其他情况可能受益于EGR回路中包含的那些气缸上的EEVO操作。例如，对于发动机冷却剂的快速预热，在某些情况下可能期望增加输出到EGR回路中的热量；因此，仅对于那些连接到EGR回路的气缸，可能需要使用EEVO进行操作。对于未冷却的EGR系统，预热在EEVO模式下运行这些气缸可能是有利的。

在某些情况下，可能需要向排气系统提供比单独的EEVO事件所提供的更多的能量。为了在可能的最极端排气温度下运行，发动机的操作可以使用一些提供发动机制动操作以产生负扭矩的气缸，以及其他提供正动力的气缸，以及至少一个在正动力气缸上提供EEVO气门运动的气缸。这为发动机预热或静止或低负荷下的排气后处理再生提供了最大的热量输出。

还可以预期，EEVO操作可用于改善正动力的瞬态响应。也就是说，额外的排气能量可以为发动机的涡轮增压器提供动力，以提供更大的增压压力，并在较低的发动机转速下提供该增压压力。在这种情况下，至少一个气缸可以被激活，以在从低增压到高增压的过渡过程中提供EEVO气门运动。在达到所需的增压压力后，可以停用为EEVO激活的那些气缸(即，中断EEVO事件)以实现最佳的燃油经济性。

图14示出了根据本公开的方面的可由ECU 700(图9)提供的用于使用组合的发动机制动和EEVO空动系统来控制或调制发动机参数的示例处理1400。在1402处，检查寻求控制的一个或多个发动机参数的方差，该参数可以包括后处理(即，排气/催化剂)温度、发动机负载、发动机转速或可以被合适的传感器监测的任何其他运行参数。如果发动机参数在可接受或期望的范围内，则在1404处，处理可以分支回到1402处的检查功能。如果该参数不在可接受的范围内，则该过程可以继续进行许多控制功能，这些控制功能以虚线示出以指示它们可以替代地或以任何组合方式被用作处理的一部分。例如，在1406，处理可以如上所述使用选择性气缸EEVO激活来调制发动机参数，以使发动机参数回到可接受的范围内。在1408，处理可以如上所述使用EEVO工作循环来调制发动机参数。在1410，该处理可以通过控制与一个或多个气缸相关联的制动事件子系统来实施选择性气缸制动，从而调制发动机参数。在1412处，如上所述，该处理可以向选定气缸提供额外的燃料以维持扭矩。在1414，该处理可以将EEVO事件限制为不涉及EGR功能的气缸。在1416，该处理可以仅在涉及EGR功能的气缸上激活EEVO事件。在1418，该处理可以在从低到高涡轮增压器增压压力的过渡期间激活EEVO。

作为图16中所示的发动机制动子系统的部件的替代方案，可以采用所谓的单横臂制动器构造，在图15-17中示出了其实例。除了以下描述的差异之外，图1-6的系统和图15-17的系统可以以基本上相同的方式操作。在利用单个横臂制动器的方面的实施例中，仍可以如上文相对于图1-6所描述的提供制动摇臂330和横臂销380。然而，在单横臂制动器的实施例中，横臂的与主事件摇臂和另一个(非制动)排气门相配合的部分可以由具有美国专利申请公开号20100319657(“‘657公开”)中所述的横臂的特征的横臂代替，该申请的公开内容和主题通过引用整体并入本文。如在‘657公开中所描述的，并且如图17所示，这样的气门致动系统可包括横臂1710和支架或固定构件1760，其有助于致动发动机气门。摇臂1700可以在其端部包括象脚件1740。摇臂通道1702可从摇臂轴延伸到与象脚件1740相关联的调节螺钉组件中的通道。摇臂弹簧1704可以向下偏压摇臂1700和象脚件1740以通过主活塞1720与横臂1710接触。摇臂弹簧1704施加在摇臂1700上的偏压力可以大到足以防止气门机构部件发生任何“不跟随”，但小于摇臂轴中的低压液压流体源施加在主活塞1720上的力。当EEVO停用时，该布置中的偏置弹簧可迫使摇臂脱离凸轮轴。偏置弹簧也可以放置在摇臂的相反侧，以将其朝凸轮轴偏置。在发动机制动气门机构需要朝向凸轮偏置的偏置布置的构造中，可能优选的是在EEVO空动气门机构上提供具有相似偏置方向(朝向凸轮)的类似偏置布置。这也可以提供系统响应性方面的优势，因为流入液压部件(即，空动部件、横臂致动器活塞)的油不会被偏置弹簧的力抵消。结果，象脚件1740可被偏置成通过主活塞1720与横臂1710接触。主活塞1720可以可滑动地设置在位于横臂1710的中心的主活塞孔中。从活塞1730可以可滑动地设置在位于第一发动机气门上方的从动活塞孔中。横臂通道1712可延伸穿过横臂1710的内部，并在主活塞孔和从活塞孔之间提供液压连通。第一止回阀1722可设置在液压回路中，该回路在主活塞1720和从活塞1730之间延伸。排放孔1718可以从从活塞孔的上端延伸到横臂1710的外表面。从活塞1730可包括中空内部，以允许液压流体逆着从活塞工作。弹簧可以被布置在从活塞1730的中空内部中，以将从活塞朝着排气摇臂e-脚偏置并且从从活塞孔中移出。将会认识到，该空动配置可以与任何摇臂偏置配置一起应用，包括上述配置。制动负载螺钉可以通过否则连接到发动机或发动机舱的托架或固定构件1760保持在适当的位置。横臂1710的在排放孔1718的区域中的上表面可以适于抵靠制动负载螺钉安置，使得当这样安置时，液压流体被阻止通过排放孔1718排放。应当理解，制动负载螺钉和横臂1710的配接表面可以被特别地精加工或成形以在它们之间提供足够的不透流体的密封。

现在参考图15和16，在利用上述专利公开的方面的根据本公开的方面的单横臂制动器实施例中，布置在横臂1510中的中心孔中的活塞1520用作主/从活塞布置中的主活塞。容纳主活塞1520的孔通过横臂中的液压通道1512连接到与EEVO排气门1550(即，与制动摇臂和横臂销无关的排气门)对准形成的从活塞孔1514。从活塞1530设置在从活塞孔1514中，并且可操作地连接至EEVO排气门1550。

如在图1-6中描述的实施例中，在图15-16的实施例中的主活塞1520配置有足够的间隙空间1529，以便在主活塞/从活塞回路未注满液压流体时失去EEVO运动。然而，当该回路中充满液压流体时，主活塞1520伸出中心孔会占据间隙空间229，从而使主活塞1520能够在主事件摇臂1500中拾取EEVO运动。然而，在这种情况下，主活塞/从活塞回路用于将EEVO运动仅传递给从活塞，并因此仅传递给非制动排气门。如图15-16所示，可以提供固定到发动机缸体或气缸盖的反作用柱组件1560，以将横臂1510保持水平对准(即，防止横臂1510旋转)。另外，在该实施例中，不通过使用复位销来实现复位，如图1-6的实施例中那样，但是通过使用与从活塞孔1514连通的复位孔1518来实现。在EEVO事件期间，复位孔1518通过反作用柱1562并借助于横臂1510和反作用柱1562之间的相互作用保持关闭/覆盖，从而维持主活塞1520和从活塞1530之间的液压锁定。在主事件期间，当主活塞1520在中心孔内触底时，横臂1510移出与反作用柱1562接触，从而露出复位孔1518，并允许快速排空主活塞/从动活塞液压回路。继而，这使得从活塞缩回到其孔1514中，从而防止了EEVO排气门1550的过度伸展和过晚关闭。

根据本公开的另一方面，EEVO操作可以与气缸停用结合使用，以在未被停用的气缸上提供更高的排气温度。如本领域中已知的，发动机可以被分成在停用状态下操作的一些气缸(没有向气缸提供燃料并且没有气门致动)和在正动力状态下操作的一些气缸。这种停用策略改善燃油消耗并提高排气温度。但是，在某些操作条件下，此策略可能无法提供足够的热量输出。在这些情况下，EEVO操作可通过提供正动力产生的气缸进一步补充热量的产生。在这样的情况下，例如，发动机气缸的子集可以设置有不提供EEVO气门致动的排气主事件摇臂、塌缩的横臂和专用的摇臂制动器(如上所述)。可以在发动机进气门上设置类似的塌缩横臂。对于这些气缸，塌缩横臂的激活(或解锁)会阻止所有气门致动运动都作用于气门，即，即使在最高气门升程水平并且气缸停用下，横臂中心孔中的活塞也不允许触底。然而，其他发动机气缸可以设置有诸如上述那些的EEVO系统，使得可以将EEVO操作应用于这些气缸。本公开的方面允许在所有发动机气缸上存在专用的摇臂制动器，并且因此仍然允许通过这些气缸施加发动机制动。另外，尽管本文描述了一种用于实现气缸停用的方案，但是应当理解，实际上可以采用任何用于提供气缸停用的技术。通过在其他气缸停用时对正动力气缸增加EEVO操作，可以进一步提高排气温度。此外，当少于全部数量的气缸可能无法为与所有点火气缸都匹配的涡轮增压器流动足够的空气时，这种EEVO操作可用于改善活动气缸上的涡轮增压器响应。此外，减少数量的气缸上的EEVO操作可有助于瞬态响应，并允许在低质量流量和较高增压水平下运行发动机，否则在运行部分停用时，空气流量会降低。

尽管已经参考特定示例实施例描述了本发明的实施方式，但是显而易见的是，可以对这些实施例进行各种修改和改变，而不背离权利要求中所阐述的本发明的更广泛的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。