[发明专利]用于降低电子控制单元的功率消耗的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及降低内燃发动机中的电子控制单元(ECU)的功率消耗的装置和方法，所述内燃发动机包括至少一个气缸和与气缸关联并通过电动液压系统致动的至少一个进气阀或排气阀。所述电动液压系统由螺线管阀控制，用于可变地致动进气阀或排气阀。总体而言，本发明适用于利用螺线管阀控制进气阀或排气阀的任何种类的系统。

背景技术

存在可用于在发动机操作的整个范围降低功率消耗的不同种类的方法。专利US 5611303公开了用于内燃发动机的这样一种方法。

发明内容

螺线管阀在用于控制内燃发动机中空气或燃料的确定的系统中使用。这些螺线管阀须在每个发动机循环中操作。其作用的持续时间取决于所需的空气质量或燃料量。导致的功率损耗占据电子控制单元的功率损耗的很大一部分，并可能在某些操作区域中导致热问题，需要额外努力来冷却温度。根据独立技术方案的电子控制单元和方法的优势在于，通过控制提供给螺线管阀的电流模式，可降低功率消耗，由此减少热问题。

消除在螺线管线圈中不必要的功率消耗将节约功率，改善阀性能和延长阀的操作寿命。

功率消耗直接地与电流的平方成比例。通过降低螺线管阀中的电流水平，可显著降低功率消耗。

另外通过控制进气阀或排气阀的升程曲线，可降低功率损耗。进气阀曲线可通过调节电动液压驱动机构改变。通过以修改的升程曲线维持内燃发动机的气缸中的相似燃烧室条件，可实现功率损耗的明显降低。

节约的功率损耗可用于控制器的解读，以便降低以下参数中的一个或多个：

可使用更小的壳体尺寸，

可省去温度传感器，

可使控制器的冷却概念更简单。

附图说明

图1显示了包括电子控制单元的框图。

图2显示了在螺线管阀中的电流流动模式。

图3和图4显示了如何能够在不改变进气阀或排气阀的阀升程的情况下降低功率消耗的实施例。

图5到图8显示了如何能够通过修改进气阀或排气阀的阀升程但维持气缸中相同的空气填充而降低功率消耗的实施例。

具体实施方式

图1显示了包括电子控制单元(ECU)100的框图。ECU100通过电信号线101与螺线管阀200连接。ECU100通过电信号线102与螺线管阀201连接。螺线管阀200通过电动液压系统202与内燃发动机300的进气阀301连接。电动液压系统202用于控制内燃发动机300的进气阀301。螺线管阀201通过内燃发动机300的电动液压系统203与排气阀302连接。电动液压系统302用于控制内燃发动机300的排气阀。ECU100具有各种输入和各种输出。多个传感器连接到ECU100以读取ECU100的温度和发动机特性，例如油温，发动机速度，曲轴角度等。ECU100具有软件功能，例如接收单元106，热管理单元107，螺线管阀控制单元108，热模型单元等。在图1所示举例中，仅显示用于内燃发动机的一个气缸的连接。在多气缸发动机中，必定具有对应多个气缸的多个螺线管阀。

内燃发动机300具有用于通过电动液压系统202、203控制进气阀301或排气阀302的升程的凸轮。高压流体室位于由凸轮操作的活塞和进气阀之间。通过用凸轮移动活塞，高压流体室中压力增加，且进气阀开始逆着弹簧移动，由此打开进气阀，允许空气流入内燃发动机300的气缸。螺线管阀200用于通过打开或关闭螺线管阀200控制高压流体室中的压力。如果螺线管阀打开，那么液压流体将被允许流出高压流体室，由此高压流体室中的压力将不会随着活塞的移动而增加。如果螺线管阀未打开，那么因活塞移动而导致的任何压力增加将直接地增加进气阀的开度，所以在这种情况下，进气阀的移动将直接地跟随活塞的移动或凸轮的移动。因此当螺线管阀200关闭时，进气阀将跟随凸轮的移动，且当螺线管阀200打开时，进气阀将不跟随凸轮的移动。因此通过控制螺线管阀，进气阀的移动可以是通过凸轮的移动给出的可能的最大移动范围内的任意移动。相似地，排气阀302也能够通过螺线管阀201控制。