用于内燃发动机的气动系统

用于内燃发动机的气动系统

　　技术领域

　　本发明涉及一种用于操作内燃发动机的阀的系统。特别地，本发明涉及一种用于气动地操作内燃发动机的阀的气动系统。另外，本发明涉及一种包括这种系统的内燃发动机系统。本发明还涉及一种用于操作车辆的内燃发动机的阀的对应方法。

　　本发明适用于各种类型的车辆，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆，但也适用于公共汽车、建筑设备、工程机械(例如轮式装载机、铰接式翻斗车、自卸卡车、挖掘机和反铲装载机)等。尽管将主要针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是还可用于其它车辆(例如轿车)等。

　　背景技术

　　在车辆领域中，特别是通常被称为卡车的轻型、中型和重型车辆中，在燃料消耗和内燃发动机系统的控制和构造方面一直在不断发展。特别地，对内燃发动机系统的需求已经不断增加，并且发动机不断发展以满足在燃料消耗等方面的来自市场的各种需求。减少废气、提高发动机效率(即，减少燃料消耗)和降低来自发动机的噪声水平是选择车辆发动机系统时成为相关方面的一些标准。与减少燃料消耗特别相关的一个领域是在如下领域内：控制燃料和其它流体(例如压缩空气和排气)到燃烧气缸的供应以及从燃烧气缸的移除。

　　通过使用可自由控制的阀系统(例如无凸轮阀系统)可以实现向燃烧气缸供应压缩空气和从燃烧气缸移除排气的、增加的可控性。在US2016/237866 A1中描述了使用所谓的无凸轮发动机系统的内燃发动机系统的一个示例，其公开了一种具有由封闭的气动压力流体回路驱动的发动机阀的发动机。此外，提供了一种压缩机，该压缩机以可操作方式由内燃发动机的曲轴驱动，并且用于对所述封闭的气动压力流体回路中的流体加压。WO 2011/162714 A1公开了内燃发动机的另一个示例，该内燃发动机包括至少两个气缸，所述至少两个气缸包括工作气缸和连接到压缩空气罐的压缩机气缸。

　　尽管在该领域开展了活动，但仍将希望进一步改善车辆中的燃料消耗。特别地，将希望进一步改善包括利用由封闭流体回路操作的发动机阀的内燃发动机的车辆中的燃料消耗。

　　发明内容

　　本发明的目的是提供一种用于操作内燃发动机的阀的系统，其中该系统通过减少内燃发动机系统中的寄生损失(parasitic losses)而至少部分地有助于改善燃料消耗。这通过根据权利要求1所述的系统来实现。

　　根据本发明的第一方面，提供了一种用于操作内燃发动机的阀的系统。该系统包括初级流体回路，该初级流体回路被构造成限定用于使可压缩流体介质循环通过的流体通路，并且该初级流体回路能够以可操作方式连接到内燃发动机的致动式流动控制阀的致动器，从而能够传递阀打开力。

　　此外，该系统包括次级流体回路，该次级流体回路被构造成限定用于输送压缩流体介质的次级流体通路，并且该次级流体回路具有能够连接到气缸的入口通道，以接收压缩流体介质。

　　此外，该系统包括辅助加压系统，该辅助加压系统被布置成将所述次级流体回路与所述初级流体回路分离。该辅助加压系统被构造成将能量从所述次级流体回路传递到所述初级流体回路。此外，所述辅助加压系统包括腔室和能够在该腔室中运行的至少一个往复构件。所述辅助加压系统被布置成与所述次级流体回路流体连通并与所述初级流体回路流体连通，使得：当所述次级流体回路的压缩流体介质作用在所述至少一个往复构件上时，所述至少一个往复构件对所述初级流体回路加压。

　　以此方式，所述辅助加压系统被构造成将能量从所述次级流体回路传递到所述初级流体回路。换言之，在气缸内压缩的流体介质通过所述入口通道被传送到辅助加压系统以作用在往复构件上，该往复构件又作用在所述初级流体回路中的可压缩流体介质上，因此提高了所述初级流体回路中的压力。这样，该辅助加压系统限定了所述初级流体回路和次级流体回路之间的接口。当所述次级流体回路连接到内燃发动机的气缸时，本发明的示例实施例特别有用，在该气缸内，来自发动机气缸的、受到污染而且脏的压缩空气经由所述次级流体回路被供应到辅助加压系统，并且随后用于作用在辅助加压系统的所述往复构件上，以便对所述初级流体回路中的可压缩流体加压。为此，所述辅助加压系统被布置成将所述次级流体回路与所述初级流体回路分离，从而在这两个流体回路之间仅传递压力形式的能量。以此方式，变得能够将能量从次级流体回路中的脏的压缩空气传递到所述初级流体回路，从而在确保没有污垢被传送到初级流体回路的同时操作内燃发动机的一个或多个阀。因此，在所述初级流体回路中仅利用了由辅助加压系统产生的压力。在这种情况下，能量从所述次级流体回路到初级流体回路的传递是以所述初级流体回路中的可压缩流体介质的压力增加的形式提供的，其随后被用于传递所期望的阀打开力。

　　尽管本发明的示例实施例能够用于气动加压的初级流体回路和液压加压的初级流体回路二者中，但是以下通道主要参考当系统是用于操作内燃发动机的阀的气动系统时的系统。在这种类型的气动系统中，所述初级流体回路中的可压缩流体介质是气态流体介质，例如空气，特别是压缩空气。然而，当该系统是液压系统时，示例性的优点同样适用。这样，本文中使用的术语“可压缩流体介质”通常指气态介质，例如空气，同时还包括油、水或任何其它液体流体介质。

　　此外，当压缩流体介质是压缩空气、燃烧气体或其混合物中的任一种时，本发明的示例实施例是特别有用的。因此，本文中使用的术语“压缩流体介质”通常指压缩空气、压缩燃烧气体或其混合物。

　　通过本发明的示例实施例，变得能够通过利用另外的加压系统(即，辅助加压系统)而至少部分地基于在车辆减速或制动的情况下由气缸的制动力产生的能量(例如，压缩空气)对该系统的初级流体回路中的“流体”进一步加压，以减少在操作内燃发动机的致动式流动控制阀的致动器时发生的寄生损失。术语“寄生损失”通常适用于从发动机获取能量以增强发动机的能力从而产生更多能量的装置。在传统的内燃发动机系统中，机械驱动式压缩机例如可能会引起寄生损失。换言之，变得能够通过通过在车辆减速或制动事件时在辅助加压系统(子系统)中产生的能量的交换而使来自机械驱动式压缩机的、打开所述控制阀所需的能量输入最小化，从而减少当操作例如内燃发动机的气动致动式流动控制阀的气动致动器时发生的寄生损失。因此，该系统还有助于减少机械驱动式压缩机的接合需求。这样，该系统的示例实施例提供了一种用于减小内燃发动机系统的寄生负载(parasiticload)的系统。

　　因此，如下面将进一步描述的，本发明基于能量回收(即，利用能量的再生)。该系统在包括所谓的无凸轮系统或无凸轮发动机构造的内燃发动机系统中是特别有用的，该无凸轮系统或无凸轮发动机构造可以使用结合流动控制阀布置的例如电动-液压-气动致动器、电动-气动致动器、电动-液压致动器、气动致动器或液压致动器来取代传统的凸轮轴。无凸轮系统允许优化发动机中的气体(通常是进气和排气这二者)的循环。特别地，无凸轮系统允许优化发动机中的气体交换过程。

　　无凸轮系统通常被构造成使用闭合的初级流体回路，以通过压力控制来传递阀打开力和反作用弹簧力，例如以克服用于每个阀的气缸压力和复位弹簧来打开阀。这种类型的操作或“工作”由通过燃烧发动机提供动力的机械驱动式压缩机(闭环泵)执行。因此，驱动压缩机所需的功将为发动机增加另外的寄生负载。

　　已经认识到，如上文所提到的，另外的寄生负载应当被尽可能地最小化，以便进一步改善发动机(例如无凸轮发动机构造)的燃料消耗。在一些现有技术系统中，能够在控制阀的致动期间减小寄生损失的大小，但迄今为止，还没有系统被构造成通过利用能量的再生来减小寄生损失。此外，已经观察到，在由于制动力而导致的车辆减速或制动的情况下产生的压力可能非常适合被传递到加压子系统(辅助加压系统)以供其随后使用。

　　特别地，示例实施例允许通过将辅助加压系统布置成与内燃发动机的气缸具有流体关系并且进一步将辅助加压系统与初级流体回路以连通方式连接来减少寄生损失。以此方式，子气动气体系统(即，辅助加压系统)适于对与闭环气体系统相对应的初级流体回路中的流体加压。

　　由于辅助加压系统通常通过接收由制动恢复再生生成的压缩空气来操作，因此变得能够以有效的方式减少寄生损失。即，在车辆减速和车辆制动事件期间，通过在压缩机模式下使用气缸的一个或多个气缸进气阀，或更具体地，通过在压缩模式下使用一个或多个发动机气缸来产生制动力的一部分。通常，气缸进气阀在正常情况下对进气冲程而言是打开的，然后在压缩冲程后期，在发动机的进气侧上，打开一个单独的或外部的阀，该阀旨在以可操作方式连接到辅助加压系统，以将压缩空气传递到辅助加压系统，以实现压力的升高。当在辅助加压系统中执行这种操作时，通过往复构件的移动而获得的升高的压力经由所述次级流体回路被提供到初级流体回路，以便通过减少所述压缩机的接合需求来减少初级流体回路的所需能量。

　　为此，在气缸内压缩的空气通过入口通道被转送到辅助加压系统，并作用在所述往复构件上，所述往复构件又作用在初级流体回路中的空气上，因此提高了初级系统中的压力。

　　因此，本发明的示例实施例的优点在于，能够以较少的所需的压缩空气功来操作内燃发动机系统，即，变得能够提高系统中的总压力水平，使得压缩机能够以更高效的方式运行。因此，该系统能够减少无凸轮系统的寄生损失。由于更有效的系统，车辆的燃料消耗因此也将减少。

　　此外，如上文所提到的，通过用辅助加压系统将初级流体回路与次级流体回路分开，变得能够以更有效的方式对初级流体回路加压，同时确保没有污垢或颗粒被供应到封闭而洁净的初级流体回路，如果来自发动机气缸的相对更脏的压缩流体介质被直接从发动机气缸供应到初级流体回路，则将存在危险。

　　应当注意，当所述次级流体回路连接到气缸时，所述次级流体回路被布置成经由所述次级流体回路的入口通道与所述气缸流体连通。

　　虽然能够将辅助加压系统布置成以几种不同的方式将所述次级流体回路与初级流体回路分开，但所述可移动的往复构件通常被设计成使得没有流体介质能够在所述往复构件和被布置成与该往复构件协作的腔室的内表面之间被传送。因此，所述往复构件以可移动方式布置在所述腔室中，以在次级流体回路和初级流体回路之间提供能量的传递，同时确保在所述次级流体回路和初级流体回路之间不可能存在流体介质的交换。

　　举例来说，该次级流体回路通过所述往复构件和腔室而与所述初级流体回路分开，所述往复构件和腔室在初级流体回路和次级流体回路之间形成不透流体的构造。换言之，如本文结合该辅助加压系统所使用的，术语“分开”通常指适于防止流体介质从所述次级流体回路传送到所述初级流体回路的布置。

　　根据一个示例实施例，所述初级流体回路包括第一可控阀组件，该第一可控阀组件用于调节初级流体回路中的可压缩流体介质的流动。举例来说，第一可控阀组件被布置成调节可压缩流体介质在初级流体回路和辅助加压系统之间的流动。即，第一可控阀组件通常被构造成允许可压缩流体介质从所述初级流体回路到辅助加压系统的流动，或者允许压缩流体介质从所述辅助加压系统到初级流体回路的流动。取决于所述初级流体回路的设计，第一可控阀组件能够布置在初级流体回路中的几个不同的位置处。举例来说，第一可控阀组件被布置在初级流体回路的低压侧。以此方式，进一步改善了所述辅助加压系统和初级流体回路的低压侧之间的流体连通。因此，根据一个示例实施例，第一可控阀组件被布置成调节可压缩流体介质在初级流体回路的低压侧与辅助加压系统之间的流动。

　　通常，尽管不是严格要求，但初级流体回路包括通向辅助加压系统的返回通道，用于将可压缩流体介质输送到所述腔室的被布置成与初级流体回路流体连通的第一部分，并且其中，该返回通道连接到第一可控阀组件。举例来说，第一可控阀组件被布置成调节可压缩流体介质从该返回通道到辅助加压系统的所述腔室的第一部分的传送。以此方式，所述初级流体回路被布置成引导可压缩流体介质到辅助加压系统的流动，从而使辅助加压系统能够如上所述地对来自初级流体回路的可压缩流体介质加压。被压缩的流体介质(从初级流体回路传送并在辅助加压系统中被压缩)随后被从辅助加压系统传送到所述初级流体回路。

　　第一可控阀组件可以是以下项中的任一个：如本文进一步描述的流动控制阀，或者多个止回阀、止逆阀等的组合。如果可控阀组件包括多个止回阀，则每个阀都被布置成调节可压缩流体介质在初级流体回路中沿给定方向的流动。这些类型的阀可以例如被提供为传统的提升型阀。也可以考虑阀的其它组合，例如流动控制阀和止逆阀的组合。如这里进一步描述的，该流动控制阀通常能够由控制单元操作。因此，所述可控阀组件可以是被动式阀组件或主动式阀组件。

　　根据示例实施例，所述次级流体回路包括第一进气阀，该第一进气阀布置在入口通道中并且在辅助加压系统的上游。第一进气阀被构造成当所述气缸不作为压缩机运行时防止压缩流体介质从次级流体回路排出。因此，仅允许压缩流体介质从所述气缸流动到辅助加压系统。

　　根据示例实施例，所述辅助加压系统包括另外的腔室和能够在所述另外的腔室中运行的、另外的往复构件。当次级流体回路的压缩流体介质作用在所述另外的往复构件上时，所述另外的往复构件能够对初级流体回路加压，其中，所述腔室和另外的腔室彼此平行布置。举例来说，所述腔室和另外的腔室彼此平行布置，以便以交替的方式对初级流体回路加压。

　　以此方式，由于能够在中断更少的情况下向初级流体回路提供压力，因此变得能够提高次级流体回路的效率。

　　根据示例实施例，该系统包括第二阀，该第二阀被布置在辅助加压系统的下游，并且被构造成控制来自辅助加压系统的压力。另外，如果辅助加压系统包括两个往复构件，则该第二阀能够被构造成控制来自辅助加压系统的在所述腔室之间的压力。

　　通常，尽管不是严格要求，所述往复构件是隔膜膜片或往复式活塞构件中的任一个。换言之，所述往复构件和所述另外的往复构件中的任一个可以是隔膜膜片或往复式活塞构件。当所述往复构件是往复式活塞构件时，辅助加压系统是由经由所述入口通道供应到辅助加压系统的压缩流体介质操作并驱动的往复系统。

　　当所述往复构件是隔膜膜片时，辅助加压系统是隔膜膜片系统。在隔膜膜片系统中，气体(例如空气)的压缩是通过柔性膜片而不是通过进气元件进行的。前后移动的膜片能够由杆和曲轴机构驱动。而且，当所述往复构件是隔膜膜片时，辅助加压系统是由经由所述入口通道供应到辅助加压系统的压缩流体介质操作并驱动的隔膜膜片系统。

　　根据一个示例实施例，所述次级流体回路包括第二可控阀组件，该第二可控阀组件用于调节压缩流体介质从所述次级流体回路到辅助加压系统的传送。通常，第二可控阀组件被布置成调节压缩流体介质从次级流体回路的入口通道到辅助加压系统的传送。另外或替代地，第二可控阀组件被布置成调节压缩流体介质从辅助加压系统到次级流体回路的出口通道的传送。换言之，第二可控阀组件被构造成调节压缩流体介质在次级流体回路和辅助加压系统之间的流动方向。以此方式，第二可控阀组件能够操作以将压缩流体介质从次级流体回路导引到辅助加压系统，从而使辅助加压系统能够对初级流体回路中的可压缩流体介质加压，或者能够操作以允许压缩流体介质经由次级流体回路从辅助加压系统排出(这通常将在新的可压缩流体介质被从初级流体回路传送到辅助加压系统时发生)。即，第二可控阀组件通常被构造成允许压缩流体介质从次级流体回路流动到辅助加压系统，或者允许压缩流体介质从辅助加压系统经由次级流体回路排出。

　　根据一个示例实施例，所述次级流体回路包括排出流体介质通道，该排出流体介质通道与辅助加压系统的所述腔室的第二部分流体连通。在本示例中，第二可控阀组件被布置成调节该排出流体介质通道中的压缩流体介质的流动。以此方式，第二可控阀组件被布置成允许压缩流体介质从辅助加压系统经由该排出流体介质通道排出。通常，尽管不是严格要求，该排出流体介质通道可以包括第二可控阀组件，该第二可控阀组件被布置成允许压缩流体介质从辅助加压系统排出。在此上下文中，“压缩流体介质”是指次级流体回路中包含的压缩流体介质。如上文关于第一可控阀组件所提到的，第二可控阀组件也可以是以下项中的任一个：流动控制阀，或者多个止回阀、止逆阀等的组合。这些类型的阀可以例如被提供为传统的提升式阀。也可以考虑阀的其它组合，例如流动控制阀和止逆阀的组合。如本文进一步描述的，该流动控制阀通常能够由控制单元操作。因此，第二可控阀组件可以是被动式阀组件或主动式阀组件。

　　根据一个示例实施例，所述次级流体回路还包括流体介质存储装置，该流体介质存储装置布置在所述入口通道和辅助加压系统之间。通常，该流体介质存储装置被布置成容纳所述压缩流体介质的一部分。通过具有该流体介质存储装置，在车辆制动事件期间在气缸内产生的压缩空气能够被传送到次级流体回路并存储在流体介质存储装置中，以用于在稍后的阶段对初级流体回路中的可压缩流体介质进行加压。

　　根据一个示例实施例，当所述次级流体回路包括第二可控阀组件时，该第二可控阀组件可以进一步被布置成调节压缩流体介质从该流体介质存储装置到辅助加压系统的传送。举例来说，第二可控阀组件被布置在该流体介质存储装置和辅助加压系统之间。

　　此外，应当注意，第二可控阀组件可以包括多个阀(即，多个子阀)，所述多个阀被布置在次级流体回路中的不同位置处。根据一个示例实施例，第二可控阀组件被布置成既调节压缩流体介质从辅助加压系统的排出，又调节压缩流体介质从该流体介质存储装置到辅助加压系统的传送。

　　在示例实施例中，当该系统包括初级流体回路中的第一可控阀组件和次级流体回路中的第二可控阀组件时，该系统能够以更加受控的方式操作，以将打开力传递到所述阀。

　　根据示例实施例，该系统包括控制单元，该控制单元被配置成在车辆制动事件或车辆减速事件时操作所述辅助加压系统。另外或替代地，该控制单元被配置成在车辆制动事件或车辆减速事件期间操作所述辅助加压系统。

　　所述控制单元还可以在车辆制动事件或车辆减速事件时通过所述辅助加压系统来控制内燃发动机运行。

　　所述控制单元还可以被布置成控制所述初级流体回路中的第一可控阀组件和所述次级流体回路中的第二可控阀组件。

　　通常，该控制单元被配置成接收指示用于车辆的制动操作的信号；并且在车辆制动事件或车辆减速事件时通过所述辅助加压系统来控制内燃发动机系统运行。

　　如上所述，制动操作通常涉及车辆的发动机制动。因此，来自该操作的剩余能量能够用于通过使用剩余能量来传递阀打开力并将压缩空气从发动机气缸之一传送到辅助加压系统，以便实现所述往复构件的移动而升高所述次级流体回路的另一侧(即，所述往复构件的下游)的压力，这又作用所述初级流体回路中的空气上，从而如上文所提到的那样提高初级流体回路中的压力。因此，一个优点是提供了改进的能量利用。

　　根据一个示例实施例，当该系统包括如上所述的控制单元、流体介质存储装置和第二流动可控阀组件时，所述控制单元可以被布置成操作该系统，以便以间歇的方式对所述初级流体回路加压。即，所述控制单元被布置成控制第二可控阀，以将压缩流体介质从流体介质存储装置供应到辅助加压系统。举例来说，所述控制单元被布置成如上所述地在接收到表明需要致动器传递阀打开力的信号时控制第二可控阀，以将压缩流体介质从该流体介质存储装置供应到辅助加压系统。

　　所述控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一个可编程设备。所述控制单元还可以包括或者替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备或数字信号处理器。在所述控制单元包括可编程设备(例如上文所提到的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器)的情况下，该处理器可以还包括计算机可执行代码，该计算机可执行代码控制可编程设备的运行。根据一个示例实施例，所述控制单元是电子控制单元。

　　根据一个示例实施例，所述初级流体回路具有低压侧和高压侧。在本示例中，该高压侧能够以可操作方式连接到内燃发动机的致动式流动控制阀的致动器。此外，在本示例中，当所述次级流体回路的压缩流体介质作用在所述至少一个往复构件上时，所述往复构件能够对初级流体回路的低压侧和高压侧中的至少一个进行加压。通常，尽管不是严格要求，但通过在初级流体回路中布置压缩机，初级流体回路的低压侧和高压侧被分开。

　　根据一个示例实施例，该系统还包括压缩机，该压缩机布置在初级流体回路的低压侧和高压侧之间。该压缩机被构造成将流体介质压力传递到初级流体回路的高压侧。举例来说，该压缩机是机械驱动式压缩机。替代地，该压缩机是电驱动式压缩机。另外或替代地，能够通过排气涡轮机或任何其它类型的压缩机构造来传递到初级流体回路压缩机的高压侧的流体介质压力。

　　机械驱动式压缩机通常可以以两冲程的方式操作，但也能够以几种不同的方式操作，例如包括两冲程方式、四冲程方式、六冲程方式等。该压缩机虽然不是严格必须的，但通常由发动机系统的曲轴驱动。通常，尽管不是严格要求，但该机械驱动式压缩机可以包括往复构件。该往复构件能够是隔膜膜片或往复式活塞构件中的任一种。在压缩机中，当机械驱动式压缩机包括往复式活塞构件时，该压缩机等同于往复式压缩机。往复式压缩机的细节和构造是公知类型的压缩机。

　　在另一个示例实施例中，能够通过所谓的气缸停用(cylinder deactivation)来致动该系统的示例实施例。即，在发动机的以可操作方式连接到所述次级流体回路的一个气缸内的燃烧被停用，并且替代地，该对应的气缸作为压缩机运行。在一个示例中，当几个气缸以可操作方式连接到次级流体回路时，对应的这几个气缸内的燃烧能够被停用并且这些气缸替代地作为压缩机运行。所述几个气缸可以同时作为压缩机运行，或者以交替的方式作为压缩机运行。

　　通常，所述致动式流动控制阀可以是以下项中的任一种：气动流动控制阀、电动-气动流动控制阀、液压流动控制阀、电动-液压流动控制阀、气动-液压流动控制阀、电动-液压气动流动控制阀，等等。

　　能够以各种方式控制该致动式流动控制阀。通常，尽管不是严格必需的，该致动式流动控制阀具有对应的致动器，该致动器以可操作方式连接到阀构件，其中，该致动器被构造成通过气动压力来操作所述阀构件。因此，在一些示例实施例中，该致动式流动控制阀是气动致动式流动控制阀。这样，每个阀构件具有其自己的致动器以控制阀位置和正时。然而，在其它示例实施例中，多个阀构件可以由共同的致动器控制。该致动器通常被构造成在给定的时间点控制所述阀的打开和关闭。举例来说，该致动器通常被构造成通过从所述控制单元等接收信号而在给定的时间点控制所述阀的打开和关闭。

　　应当注意，如这里所使用的，术语“气动流动控制阀”或“气动致动式流动控制阀”通常指由气动致动器操作的气动控制式流动控制阀。气动流动控制阀也能够以电动-气动流动控制阀、电动-气动液压流动控制阀等的形式被提供。通常，气动流动控制阀被构造成调节经过该阀的流体介质的流动，例如调节经过该阀的压缩空气的流动。气动流动控制阀通常包括气动致动器，该气动致动器被构造成通过气动压力来操作该阀。气动流动控制阀的操作和构造能够取决于阀的类型而变化，并且存在几种不同类型的、可用于提供上文结合该系统的示例实施例描述的操作的阀。

　　在另一个示例实施例中，所述致动式流动控制阀是带有液压致动器的液压致动式流动控制阀。

　　根据一个示例实施例，该系统是包括如上文提到的示例实施例中的任一个实施例的气动系统。因此，提供了一种用于操作内燃发动机的气动阀的气动系统。该系统包括初级流体回路，该初级流体回路被构造成限定用于使可压缩流体介质循环通过的流体通路，并且能够以可操作方式连接到内燃发动机的气动致动式流动控制阀的气动致动器，从而能够传递阀打开力。

　　此外，该系统包括次级流体回路，该次级流体回路被构造成限定次级流体通路，该次级流体通路用于输送压缩流体介质并且经由入口通道与至少一个气缸流体连通，以从所述至少一个气缸接收压缩流体介质。此外，该气动系统包括辅助加压系统，该辅助加压系统包括腔室和能够在该腔室中运行的至少一个往复构件。该辅助加压系统被布置成与所述次级流体回路流体连通并且以可操作方式连接到所述初级流体回路，使得：当所述次级流体回路的压缩流体介质作用在所述至少一个往复构件上时，所述至少一个往复构件能够对所述初级流体回路加压。

　　根据第二方面，提供了一种内燃发动机系统，该内燃发动机系统包括根据本发明的第一方面的系统的前述示例实施例中的任一个实施例的系统。通常，该系统的初级流体回路连接到内燃发动机的致动式流动控制阀的致动器。此外，该内燃发动机系统包括至少一个气缸，所述至少一个气缸以可操作方式连接到该系统的次级流体回路的所述入口通道。

　　第二方面的进一步的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的那些效果和特征。详细地，上文关于第一方面描述的特征能够同样好地与第二方面的特征组合。

　　因此，应容易理解，该内燃发动机通常包括至少一个流动控制阀和用于该流动控制阀的对应的致动器。然而，内燃发动机通常可以包括具有对应的致动器的多个流动控制阀。

　　在一个示例实施例中，当该系统是包括根据本发明的第一方面的系统的前述示例实施例中的任一个实施例的气动系统时，提供了一种内燃发动机系统，该内燃发动机系统包括该气动系统和至少一个气缸，所述至少一个气缸以可操作方式连接到该系统的次级流体回路的所述入口通道。

　　通常，提供了一种内燃发动机系统，其中，所述至少一个气缸是内燃发动机的气缸。另外，该气缸在车辆制动事件或车辆减速事件期间用作空气压缩机。换言之，在该示例实施例中，如上文所提到的，从包括所述一个或多个流动控制阀的内燃发动机的一个或多个气缸传送压缩流体介质。

　　替代地，提供了一种内燃发动机系统，其中，所述至少一个气缸是以可操作方式连接到所述入口空气通道的、单独的制动压缩机气缸。

　　根据第三方面，提供了一种车辆，该车辆包括根据示例实施例中的任一个实施例的系统和/或与本发明的第一方面有关的特征和/或根据示例实施例中的任一个实施例的内燃发动机系统和/或与本发明的第二方面有关的特征。

　　第三方面的进一步的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面和/或第二方面描述的那些效果和特征。上文关于第一方面和/或第二方面描述的特征也能够同样好地与第三方面的特征组合。

　　在一个示例实施例中，当该系统是包括根据本发明的第一方面的系统的前述示例实施例中的任一个实施例的气动系统时，提供了一种包括该气动系统的车辆。

　　根据第四方面，提供了一种用于通过根据上述示例实施例中的任一个实施例的系统来操作内燃发动机的阀的方法。另外，该方法包括以下步骤：

　　在车辆制动或车辆减速期间使所述至少一个气缸作为流体介质压缩机运行；

　　经由所述入口通道将压缩流体介质从所述至少一个气缸供应到辅助加压系统；

　　通过供应到辅助加压系统的压缩流体介质来操作该辅助加压系统；以及

　　经由所述辅助加压系统和所述初级流体回路之间的流体连通而对所述初级流体回路加压。

　　因此，如上所述，优点是该系统能够被操作以将压缩空气供应到内燃发动机，以便如上文关于本发明的第一方面描述的那样减少寄生损失。而且，该方法适合与无凸轮发动机系统中的气动阀、电动-气动阀或电动-气动液压阀的操作结合。即，该方法对于在无凸轮发动机系统中将压力提供到发动机入口阀或发动机出口阀(作为气动阀、电动气动阀或电动气动液压阀)的致动器是特别有用的。该方法还可以用于将压力提供到液压阀或电动-液压阀的致动器。

　　根据一个示例实施例，所述辅助加压系统和初级流体回路之间的流体连通至少部分地通过所述出口通道来提供。

　　第四方面的进一步的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面、第二方面和第三方面中的任一个所描述的那些效果和特征。关于其它方面，上文关于其它方面描述的特征能够同样好地与第四方面的特征组合。

　　举例来说，经由出口通道对所述初级流体回路加压的步骤包括如下步骤：经由所述出口通道对初级流体回路的低压侧和高压侧二者中的至少一个进行加压。

　　根据第五方面，提供了一种包括程序代码组件的计算机程序，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行第四方面的步骤。

　　根据第六方面，提供了一种携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序组件，当该程序组件在计算机上运行时，该程序组件用于执行第四方面的步骤。

　　第五和第六方面的效果和特征在很大程度上类似于上文关于第一方面描述的那些效果和特征。

　　应当注意，尽管本发明的示例实施例有时涉及用于操作内燃发动机的阀的方法，但该方法通常旨在用于操作内燃发动机的多个阀。因此，在本发明的示例实施例的上下文中，应当注意，诸如“一”和“一个”的单数词通常表示“一个或多个”。

　　当研究所附权利要求书和以下描述时，本发明的进一步的特征和优点将变得明显。本领域技术人员会认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以组合，以产生除了下文中描述的那些实施例之外的实施例。

　　附图说明

　　通过以下对本发明的示例性实施例的、说明性而非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：

　　图1是示出了卡车形式的车辆的示例实施例的侧视图，其中，该车辆包括根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的系统；

　　图2a是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的系统的一个示例实施例的示意图；

　　图2b是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的系统的另一个示例实施例的示意图；

　　图2c是根据本发明的图2a中的系统的示例实施例的附加部分的示意图；

　　图2d是根据本发明的图2b中的系统的示例实施例的附加部分的示意图；

　　图3是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的系统的又一个示例实施例的示意图；

　　图4是示出了根据本发明的用于控制内燃发动机系统的方法的示例实施例的流程图；并且

　　图5是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的系统的又一个示例实施例的示意图。

　　具体实施方式

　　现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，且不应解释为限于本文中阐述的实施例；而是，提供这些实施例是为了充分性和完整性。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

　　特别参考图1，提供了卡车形式的车辆1。如下面将关于例如图2a至图2d、图3、图4和图5的描述而进一步描述的，车辆1包括内燃发动机系统10形式的发动机。另外，内燃发动机系统10包括根据下文关于图2a至图2d、图3、图4和图5描述的示例实施例中的任一个实施例的气动系统100。内燃发动机系统10通常例如由传统燃料(例如柴油)推进。应该注意，该车辆可以具有多种可替代的类型，例如，它可以是轿车、公共汽车或诸如轮式装载机等的机械工程。

　　如参考图4更详细描述的，适于根据本发明的示例实施例的方法来操作气动系统100。另外，在本示例中，气动系统100包括控制单元96，以执行根据本文中描述的示例实施例的方法的操作步骤。

　　参考图2a，描绘了用于操作车辆的内燃发动机10的阀的气动系统100的示例实施例的示意图。特别地，系统100旨在用于将可压缩流体介质(例如压缩空气)供应到车辆1的内燃发动机10。根据图2a中描绘的示例实施例，内燃发动机系统10包括多个燃烧气缸94。这些燃烧气缸94中的每一个燃烧气缸包括往复式燃烧活塞13，即，该往复式燃烧活塞被容纳在燃烧气缸94内，以在上端和下端之间以往复运动运行，该上端通常也被称为上止点(TDC)，该下端通常也被称为下止点(BDC)。这些燃烧气缸94中的每一个燃烧气缸还包括气动致动式流动控制阀形式的入口阀90，在该入口阀90处，通过操作所述气动致动式流动控制阀90的气动致动器92，加压气体(通常为加压空气的形式)被以可控方式提供到燃烧气缸94内。燃烧气缸94还包括出口阀95，通过该出口阀95，压缩的燃烧气体被从燃烧气缸94以可控方式排出。举例来说，出口阀95是气动致动式流动控制阀，它适于调节经过该阀的所述压缩的燃烧气体的流动。如图2a中所示，也通过操作气动致动式流动控制阀95的气动致动器92来致动出口阀95。

　　燃烧气缸94通常以四冲程的方式运行。然而，燃烧气缸94可以以几种不同的方式运行，例如，二冲程方式、四冲程方式、六冲程方式等。

　　应当理解，尽管图2a中描绘的示例实施例包括六个燃烧气缸94，但在其它变型例中，该内燃发动机可以包括其它数目的燃烧气缸，例如四个、八个，或者甚至在某些其它类型的车辆中为一个。

　　而且，燃烧气缸94中的每一个燃烧气缸通常包括燃料喷射系统(未示出)，该燃料喷射系统用于将燃料提供到燃烧气缸94中，以在其内部燃烧。

　　与燃烧气缸相结合，布置有初级流体回路60，该初级流体回路60被构造成限定用于使压缩空气循环通过的流体通路。可以注意到，该初级流体回路中的可压缩流体介质在本文中总体上用附图标记60d表示，例如如图2c中所示，图2c示出了图2a中的系统的附加的可选部分。因此，系统100还包括所述初级流体回路，所述初级流体回路被构造成限定用于使压缩空气循环通过的流体通路。所述初级流体回路能够以可操作方式连接到内燃发动机的对应的一个或多个致动式流动控制阀90、95的一个或多个致动器92，从而能够传递阀打开力。特别地，初级流体回路60具有低压侧60b和高压侧60a，该高压侧60a能够以可操作方式连接到所述内燃发动机的对应的一个或多个致动式流动控制阀90、95的一个或多个致动器92，从而能够传递阀打开力。应容易理解的是，尽管说明书有时仅涉及一个致动式流动控制阀和一个致动器，但本文中描述的系统和方法通常可以被构造成操作多个对应的气动致动式流动控制阀90、95的多个气动致动器92。

　　在本示例中，所述初级流体回路以可操作方式连接到内燃发动机的对应的一个或多个入口致动式流动控制阀90的一个或多个致动器92，从而能够将阀打开力传递到所述一个或多个入口阀90。在该示例中，所述初级流体回路也以可操作方式连接到内燃发动机的对应的一个或多个出口致动式流动控制阀95的一个或多个致动器92，从而能够向所述一个或多个出口阀95传递阀打开力。

　　如果所述初级流体回路以可操作方式连接到对应的一个或多个入口致动式流动控制阀90的一个或多个致动器92和对应的一个或多个出口致动式流动控制阀95的一个或多个致动器92，则所述压缩流体介质通常被一个或多个阀导引到各个入口阀90和出口阀95。

　　如图2a中所示，压缩机70通常被布置在初级流体回路60的低压侧和高压侧之间。因此，该系统还包括压缩机70，该压缩机70被构造成将流体介质压力传递到所述初级流体回路的高压侧60a。举例来说，压缩机70是机械驱动式压缩机。例如图2a中所描绘的，所述初级流体回路以可操作方式连接到机械驱动式压缩机70，该压缩机70被构造成将气动压力传递到初级流体回路60。另外，初级流体回路60以可操作方式连接到气动致动式流动控制阀90、95的气动致动器92，这将在下面进一步描述。机械驱动式压缩机的一个示例是往复式式压缩机，这是公知类型的压缩机。

　　在该示例实施例中，所述可压缩流体介质是压缩空气。取决于系统、发动机和车辆的类型，压缩空气可以具有不同类型的特性，即温度和压力。而且，压缩空气的温度通常相对于车辆的主要行驶状况而变化。举例来说，压缩空气具有周围温度。要注意的是，所述初级流体回路通常包括压缩空气本身。因此，在该示例中，压缩空气被包含在初级流体回路60中，即，所述流体通路包含压缩空气。因此，在初级流体回路60中，一部分压缩空气是可输送的，通常借助于压缩机70来输送。

　　应当容易理解，如例如图2a中的箭头所指示的，压缩空气的流动是在从压缩机70到流动控制阀90、95的方向上，然后在从流动控制阀90、95到压缩机70的方向上。

　　能够取决于发动机的类型和车辆的类型等、以几种不同的方式来设计初级流体回路60。在关于图2a描述的示例中，限定流体通路61的初级流体回路60还包括流体入口通道65、流体隔室62、多条流体中间通道63、互连流体通道64和返回流体通道66。初级流体回路60因此具有流体通路61，该流体通路61穿过流体入口通道65、流体隔室62、所述多条流体中间通道63、互连流体通道64和返回流体通道66。流体入口通道65在压缩机70和流体隔室62之间延伸。流体隔室62被构造成容纳压缩空气，并因此具有用于容纳压缩空气的内部容积。以此方式，流体隔室62被布置成将压缩空气储存一段特定时间。然而，应当注意，所述流体通路的内部容积通常足以容纳压缩空气。因此，额外的流体隔室62仅是可选的，而不是严格需要的。流体隔室62以可操作方式连接到一条或多条流体中间通道63并与所述一条或多条流体中间通道63流体连通。所述流体中间通道63中的每一条流体中间通道均经由对应的气动致动器92与对应的气动致动式流动控制阀90、95以可操作方式连接并与所述对应的气动致动式流动控制阀90、95流体连通。另外，所述气动致动器92中的每一个气动致动器均与返回流体通道66以可操作方式连接并且与所述返回流体通道66流体连通。通常，例如图2a中所示，所述气动致动器92中的每一个气动致动器均经由互连流体通道64与返回流体通道66流体连通。因此，通过以上布置，能够通过分别对对应的气动致动器92加压来操作所述气动致动式流动控制阀90、95中的每一个，从而通过在所述初级流体回路中提供压缩空气而将阀打开力提供给对应的流动控制阀90、95。通常，所述初级流体回路的高压侧60a包括流体入口通道65、流体隔室62、所述多条流体中间通道63、互连流体通道64，而低压侧60b包括返回流体通道66，这是因为所述高压侧用于经由对应的气动致动器92对所述阀90、95中的任一个阀加压。所述高压侧和低压侧形成闭环回路。

　　另外，返回流体通道66将流体中间通道63与压缩机70连接。如下面关于图2c更详细描述的，返回流体通道66可以经由第一可控阀组件连接到该压缩机。因此，所述初级流体回路是闭环回路。应当注意，上述部件(即，流体入口通道65、流体隔室62、所述多条流体中间通道63、互连流体通道64和返回流体通道66)提供了初级流体回路的一个示例，该初级流体回路具有用于使压缩空气循环通过的流体通路并能够以可操作方式连接到所述气动致动式流动控制阀的气动致动器。

　　如上文所提到的，初级流体回路60以可操作方式连接到内燃发动机的气动致动式流动控制阀90、95的气动致动器92。在图2a中所示的示例实施例中，初级流体回路60以可操作方式连接到多个气动致动器92，每个气动致动器均被构造成用于控制内燃发动机的对应的气动致动式流动控制阀90、95。在该示例中，气动致动器92的数目为十二个。因此，气动致动式流动控制阀90、95的数目也为十二个。然而，该系统的上述部件中的每一个部件的数目可以根据发动机的类型和车辆的类型等而变化。

　　如图2a中所示，气动系统100还包括机械驱动式压缩机70，该机械驱动式压缩机70被构造成将气动压力传递到初级流体回路60。换言之，机械驱动式压缩机70与所述初级流体回路流体连通。此外，如图2a中描绘的，并且如当加压空气的流动方向是从压缩机70开始时所看到的，机械驱动式压缩机70布置在所述初级流体回路的上游。然而，应当注意，压缩空气的至少一部分通常在初级流体回路60中进行再循环。通常，所有的压缩空气都在初级流体回路60中进行再循环。

　　在参照图2a并且还参照其它图2b到图2d与图3到图5描述的示例实施例中，压缩机70包括压缩机气缸72。压缩机气缸72包括往复式压缩机活塞73，即，该往复式压缩机活塞被容纳在压缩机气缸72内，以在上端和下端之间以往复运动运行，该上端通常也被称为上止点(TDC)，该下端通常也被称为下止点(BDC)。气缸72还包括入口阀74，在该入口阀74处，气体被以可控方式提供到压缩气缸72内，该气体通常为处于周围气压下的空气的形式。压缩气缸72还包括出口阀75，压缩空气通过该出口阀75被从压缩气缸72以可控方式排出。如下面将进一步描述的，该压缩空气被输送到初级流体回路60。

　　此外，气动系统100包括次级流体回路80，该次级流体回路80被构造成限定用于输送压缩流体介质的次级流体通路。如图2c中所指示的，所述次级流体回路中的压缩流体介质通常由附图标记80d表示。举例来说，该压缩流体介质是压缩空气。所述次级流体回路在图2a中由虚线表示。次级流体回路80经由入口通道87与至少一个气缸94流体连通，以从所述至少一个气缸接收压缩流体介质。可选地，尽管不是严格要求，但在入口通道87中布置有一个或多个阀。由此，该系统能够根据需要来调节入口通道87中的压缩流体介质的流动。这些类型的阀可以是主动式可控阀或被动式可控阀。此外，次级流体回路80与辅助加压系统81流体连通。因此，系统100包括辅助加压系统81。辅助加压系统81被布置成与次级流体回路80流体连通。此外，辅助加压系统81被布置成与初级流体回路60流体连通。为此，辅助加压系统81限定了所述初级流体回路和次级流体回路之间的接口，并且如下文进一步描述的，辅助加压系统81被构造成将能量从所述次级流体回路传递到所述初级流体回路。

　　如上文所提到的，辅助加压系统81通常经由出口通道89以可操作方式连接到所述初级流体回路。在图2a中所描绘的系统中，辅助加压系统81以可操作方式连接到初级流体回路的低压侧60b。特别地，辅助加压系统81以可操作方式连接到压缩机70。辅助加压系统81经由出口通道89以可操作方式连接到压缩机70。出口通道89是初级流体回路的一部分，并且被构造成将所述辅助加压系统与所述初级流体回路的低压侧60b连接。在参照图2a描述的示例实施例中，辅助加压系统81经由出口通道89实质上以可操作方式直接连接到压缩机70。因此，出口通道89与压缩机70流体连通。以此方式，辅助加压系统81被构造成支持压缩机70，以对旨在被供应到初级流体回路60中的空气加压。替代地，辅助加压系统81能够以可操作方式连接到低压侧60b的返回流体通道66。

　　辅助加压系统81包括腔室83和至少一个往复构件82，所述至少一个往复构件82能够在该腔室83中运行。此外，该辅助加压系统被布置成与次级流体回路80流体连通并以可操作方式连接到所述初级流体回路，使得：当所述次级流体回路的压缩流体介质作用在所述至少一个往复构件82上时，所述至少一个往复构件82能够对所述初级流体回路加压。举例来说，如下面进一步描述的，往复构件82能够对所述初级流体回路的低压侧60b和高压侧60a中的至少一个加压。

　　例如图2a中所描绘的，次级流体回路80通过往复构件82和腔室83而与初级流体回路60分离。更具体地，该腔室和往复构件的相对布置在所述初级流体回路和次级流体回路之间形成了所谓的流体密封构造。因此，所述次级流体回路中的脏的压缩流体介质不可能逃逸到所述初级流体回路。

　　这样，通过该往复构件在所述腔室中的移动而获得的增加的压力经由所述次级流体回路被提供到所述初级流体回路。以此方式，变得能够通过减少所述压缩机的接合需求来减少所述初级流体回路的所需能量。

　　辅助加压系统81从次级流体回路80接收压缩空气，该次级流体回路80经由入口通道87与至少一个气缸94流体连通，以从所述至少一个气缸接收压缩空气。在该示例实施例中，并且如图2a中概略地示出的，所述至少一个气缸是内燃发动机10的气缸。此外，气缸94在车辆制动事件或车辆减速事件期间用作空气压缩机。由此，来自车辆制动事件或车辆减速事件的剩余能量能够用于通过使用该剩余能量来传递阀打开力并将压缩空气从发动机气缸94之一输送到辅助加压系统81。

　　因此，入口通道87与气缸94流体连通。另外，入口87限定用于将压缩空气从气缸94输送到辅助加压系统81的通道。即，入口通道87限定了用于当对应的出口阀95打开时将压缩空气从气缸94输送到辅助加压系统81的通道。以此方式，在制动事件或减速事件期间由制动力产生的压缩空气被允许输送到次级流体回路80。还应当注意，入口通道87能够以可操作方式连接到气缸94的单独的阀(未示出)。因此，入口通道87可以同样地限定用于当以可操作方式连接到该入口通道的气缸阀打开时将压缩空气从气缸94输送到辅助加压系统81的通道。

　　如根据所述次级流体回路的上述构造将容易理解的，次级流体回路80还限定用于在入口通道87和辅助加压系统81之间输送压缩介质(即，压缩空气或压缩气体)的流体通道。因此，入口通道87应该是被构造成输送高压流体介质的流体通道。

　　再次参考辅助加压系统81和图2a，辅助加压系统81被构造成通过使往复构件82在腔室83中的第一端位置和第二端位置之间移动而对所述初级流体回路加压。随后，在系统81中产生的增加的压力经由出口通道89作用在初级流体回路60和压缩机70二者中的一个上，因此提高了所述初级流体回路中的压力。换言之，在气缸94中压缩的空气通过入口通道87被导引到辅助加压系统81并作用在往复构件82上，往复构件82又作用在所述初级流体回路中的压缩空气上，从而提高了所述初级流体回路中的压力。

　　这样，在发动机制动期间在气缸94中产生的压缩空气能够被传送到辅助加压系统81，从而该压缩空气使往复构件82在腔室83中移动，直到压力被充分升高以支持所述初级流体回路将阀打开力传递到气动致动式流动控制阀90、95的气动致动器。由此，在发动机制动期间，高压空气经由辅助加压系统81和次级流体回路80被提供到初级流体回路60。

　　换言之，通过将压缩空气从发动机气缸94之一传送到辅助加压系统81，变得能够实现所述往复构件的移动，以便对所述初级流体回路中的空气加压，因此提高了所述初级流体回路中的压力。为此，通过该辅助加压系统获得的能量从所述次级流体回路传递到所述初级流体回路。因此，一个优点是提供了改进的能量利用。

　　能够以几种不同的设计和构造来提供该辅助加压系统81的往复构件82。在参照图2a描述的示例中，该往复构件是往复式活塞构件。由于包括往复式活塞构件的往复式压缩机的细节是公知类型的压缩机，因此这里将不再进一步描述。

　　可选地，次级流体回路80包括空气冷却器50，该空气冷却器50被构造成在从气缸94接收的压缩空气进入辅助加压系统81之前降低该压缩空气的温度。下面参照图3描述了包括该空气冷却器的系统。应该注意，空气冷却器在该气动系统中只是一个选项，因此在该系统中并不是严格要求的。所述空气冷却器布置在气缸94和系统81之间的所述次级流体回路中。

　　此外，所述次级流体回路通常连接到空气入口78，以接收外部新鲜空气。空气入口78通常在气缸94和辅助加压系统81之间的位置处以可操作方式连接到次级流体回路80。如果系统100包括空气冷却器50，则空气入口78通常在气缸94和空气冷却器50之间的位置处以可操作方式连接到次级流体回路80。

　　如上文所提到的，以可操作方式连接到次级流体回路的气缸可以不必是内燃发动机的气缸之一。而是，在另一构造的示例(未示出)中，所述至少一个气缸是以可操作方式连接到空气入口78的单独的制动压缩机气缸。例如，该气缸可以是用于制动系统的车辆压缩机。

　　通常，尽管不是严格要求，但该系统包括图1中所示的控制单元96，该控制单元96被配置成在车辆制动事件或车辆减速事件时操作辅助加压系统81。

　　关于所述发动机或发动机系统的气动致动器92和气动致动式流动控制阀90、95，应当注意，能够根据发动机或发动机系统的安装和类型而以几种不同的构造提供这些部件。通常，流动控制阀90、95适于调节经过该流动控制阀的流体介质的流动。取决于所述流动控制阀是入口流动控制阀还是出口流动控制阀，该流体介质可以是空气、压缩空气、燃烧过的气体、排气等。如上文所提到的，流动控制阀90、95包括致动器92，该致动器92通常以可操作方式连接到流动控制阀的阀构件。该阀构件能够是提升式阀构件。举例来说，该提升式构件能够是传统的提升阀等，如图2a中所示。然而，该阀构件可以类似地被设置为旋转式阀构件、滑阀构件、座阀构件等。该阀的致动器被构造成通过气动压力来操作该阀(阀构件)。这样，本示例中的阀90、95是压力致动式阀构件。在本示例中，所述致动式流动控制阀90、95中的每一个都包括以可操作方式连接到对应的阀构件的、对应的气动致动器92。致动器92经由通道63与初级流体回路60中的加压空气进行流体连通。以此方式，气动阀致动利用压缩空气来控制该阀(或阀构件)的阀开口，即，在打开的流体介质状态和闭合的流体介质状态之间操作该阀。阀90、95通常适于根据来自致动器92的信号来关闭阀开口，该信号通常由控制单元96或车辆中的任何其它控制单元生成。此外，致动式流动控制阀90、95(经由致动器)被构造成控制与流动面积、流动时间、阀升程或其组合有关的阀参数。举例来说，该致动器通常被构造成在给定的时间点控制所述阀构件的打开和关闭。因此，该致动器通常被构造成通过从所述控制单元或类似装置接收信号而在给定的时间点控制所述阀构件的打开和关闭。

　　因此，图2a示出了用于将压缩空气供应到内燃发动机10的气动系统100。该系统包括初级流体回路60和机械驱动式压缩机70，该初级流体回路60被构造成限定用于使压缩空气循环通过的流体通路，该机械驱动式压缩机70被构造成将气动压力传递到所述初级流体回路。所述初级流体回路进一步能够以可操作方式连接到气动致动式流动控制阀90、95的气动致动器92，从而能够传递阀打开力。此外，系统100包括次级流体回路80，该次级流体回路80经由出口89以可操作方式至少连接到压缩机70，并且进一步经由入口87而与至少一个气缸94流体连通以从该气缸接收压缩空气。而且，该系统包括辅助加压系统81，该辅助加压系统81被构造成对所述初级流体回路加压。该辅助加压系统包括腔室83和能够在该腔室83内运行的往复构件82，使得：当所述次级流体回路的压缩流体介质作用在所述至少一个往复构件上时，所述至少一个往复构件能够对所述初级流体回路的低压侧加压。

　　如上文所提到的，所述初级流体回路可以具有一个或多个阀、或阀组件，以便调节所述初级流体回路中的可压缩流体介质的传送。举例来说，所述初级流体回路可以包括第一可控阀组件，该第一可控阀组件被布置在所述初级流体回路的低压侧60b，并且被构造成调节在低压侧60b和辅助加压系统81之间的可压缩流体介质的流动。通过该第一可控阀组件的布置，可压缩流体介质在初级流体回路中的流动方向能够在第一状态和第二状态之间受到控制，在该第一状态下，可压缩流体介质被从所述初级流体回路传送到辅助加压系统，并且在该第二状态下，压缩流体介质被从辅助加压系统传送到所述初级流体回路。应当注意，可压缩流体介质从所述初级流体回路到辅助加压系统的传送以及压缩流体介质从辅助加压系统到所述是初级流体回路的传送能够在所述初级流体回路的同一条通道中或在两条单独的通道中间歇地发生。下面参照图2c进一步描述在所述初级流体回路和辅助加压系统之间的两条单独的通道中传送流体介质的一个示例。

　　类似地，所述次级流体回路可以具有对应的阀或阀组件，用于调节压缩流体介质在所述次级流体回路中的传送。现在参照图2c中所示的示例实施例来进一步描述这些阀或阀组件在初级流体回路和次级流体回路中的布置。图2c是根据本发明的、图2a中的系统的示例实施例的附加部分的示意图。因此，应当注意，图2c中的系统100包括了参照图2a描述的示例实施例而描述的特征和示例。

　　在图2c中的示例实施例中，初级流体回路60还包括另一条返回通道60c，该另一条返回通道60c延伸到辅助加压系统81，用于将可压缩流体介质60d输送到辅助加压系统81。如上文所提到的，初级流体回路60在这里还包括第一可控阀组件34，该第一可控阀组件34用于控制初级流体回路60中的可压缩流体介质的流动方向和传送。第一可控阀组件34布置在初级流体回路的低压侧60b。因此，辅助加压系统81经由出口通道89和阀组件34连接到压缩机70。

　　而且，如图2c中所示，返回通道60c连接到第一可控阀组件34。换言之，返回通道60c提供了第一可控阀组件34和辅助加压系统81之间的连接。第一可控阀组件34被布置成调节可压缩流体介质从低压侧60b到辅助加压系统81的传送。第一可控阀组件34在这里还被布置成调节可压缩流体介质从低压侧60b到压缩机70的传送。如上文关于图2a所提到的，初级流体回路60中的可压缩流体介质60d是压缩空气，该压缩空气将在所述辅助加压系统中被进一步压缩。因此，在操作中，第一可控阀组件34起初被控制为允许可压缩流体介质60d从初级流体回路的低压侧60b的通道66到返回通道60c的传送。可压缩流体介质经由返回通道60c被导引到辅助加压系统81。此后，如上文所提到的，通过操作所述阀组件34，返回通道60c被关闭，并且可压缩流体介质被辅助加压系统加压。最后，如图2a和图2c中的箭头所指示的，压缩流体介质经由出口通道89并通过阀组件34被传送到压缩机70。在本示例中，阀组件34是流动控制阀，该流动控制阀被构造成调节压缩流体介质的流动。关于通道66，还应当注意，返回流体通道66在这里经由第一可控阀组件34连接到压缩机70。例如图2c中所指示的，压缩流体介质60d也在出口通道89中从辅助加压系统81传送到第一可控阀组件34。因此，例如图2c中所示，第一可控阀组件34提供了压缩流体介质60d在返回通道66、返回通道60d、出口通道89和压缩机70中的任一个之间的流动方向的调节。

　　现在转到辅助加压系统81，同时仍参考图2c，该辅助加压系统被布置成与次级流体回路80流体连通并与所述初级流体回路流体连通。如图2c中所描绘的，系统81的腔室83通常也由第一部分84a和第二部分84b限定。该第一部分和第二部分布置在往复构件82的相反两侧。第一部分84a限定有用于接收并且部分地容纳可压缩流体介质60d的内部容积。第二部分84b限定有用于接收并且部分地容纳压缩流体介质80d的内部容积。

　　此外，例如图2c中所示，初级流体回路60的返回通道60c连接到腔室83的第一部分84a。换言之，第一部分84a被布置成经由出口通道89和返回通道60c这二者与所述初级流体回路流体连通。当返回通道60c连接到第一可控阀组件34时，该第一可控阀组件被布置成调节可压缩流体介质从返回通道60c到辅助加压系统的所述腔室的第一部分84a的传送。

　　现在转到次级流体回路81，还能够布置有阀组件以节压缩流体介质80d的流动。如图2c中所示，次级流体回路80在这里包括第二可控阀组件44，该第二可控阀组件44被布置成调节压缩流体介质80d在辅助加压系统81和次级流体回路80之间的传送。如图2c中所描绘的，第二可控阀组件44被布置成调节压缩流体介质80d从入口通道87到辅助加压系统81的流动，并且还被布置成调节压缩流体介质80d从辅助加压系统到空气出口78的排出。取决于该系统和车辆的操作，空气出口78还可以用作空气入口。换言之，次级流体回路80通常包括能够在两个方向上传送压缩流体介质80d的流体通道。因此，在操作中，第二可控阀组件44起初地被控制成允许压缩流体介质80d从入口通道87到辅助加压系统81的传送。之后，阀组件44被关闭并且压缩流体介质80d用于借助于辅助加压系统对所述初级流体回路中的可压缩流体介质60d加压。最后，阀组件44被打开，并且压缩流体介质80d能够经由出口78从所述次级流体回路排出，使得所述次级流体回路的流体通路如图2c中所示地提供排出流体介质通道80c。举例来说，如上文所公开的，第二可控阀组件44在这里是流动控制阀。

　　图2b是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的气动系统的另一个示例实施例的示意图。图2b中描绘的实施例与图2a中描绘的实施例之间的区别在于：图2b中的系统包括以可操作方式连接到初级流体回路的高压侧60a的辅助加压系统81。因此，辅助加压系统81经由出口通道89以可操作方式连接到初级流体回路60。因此，该辅助加压系统被构造成经由出口通道89对所述初级流体回路(高压侧)加压，而不是对所述压缩机(低压侧)加压。

　　除了这种区别之外，参照图2a和图2c描述的系统100的示例实施例的其它特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个可以同样地被结合到参照图2描述的系统100中，至少只要在这两个系统之间没有功能上的矛盾即可。

　　因此，在另一个示例实施例中，尽管未示出，但提供了气动系统100，在该气动系统100中，辅助加压系统81经由出口通道89以可操作方式连接到初级流体回路60和压缩机70。在该系统的这种构造中，所述辅助加压系统被构造成经由出口通道89对所述初级流体回路和压缩机加压。而且，本示例可以包括参照图2a和2b描述的系统100的示例实施例的其它特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个。

　　图2d是根据本发明的图2b中的系统的示例实施例的附加部分的示意图。除了参照图2b描述的特征之外，图2d中的示例实施例还包括参照图2c描述的返回通道60c和第一可控阀组件34。另外，如参照图2c所描述的，图2d中的示例实施例包括所述次级流体回路和第二可控阀组件44。如图2d中所描绘的，出口通道89在这里包括止回阀88形式的第二阀88。在该示例中，第二阀88布置在辅助加压系统81和高压侧60a之间。以此方式，第二阀88被布置成促进可压缩流体介质60d从返回通道60c到辅助加压系统81的传送。即，第二阀88被布置成防止高压侧60a中的较高压力的压缩流体介质60d回到辅助加压系统81。

　　图3是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的气动系统的又一个示例实施例的示意图。图3中描绘的实施例与图2a中描绘的实施例之间的区别在于：图3中的实施例的辅助加压系统81包括另外的腔室83b和能够在所述另外的腔室83b中运行的另外的往复构件82b。所述另外的往复构件82b能够在所述另外的腔室83b中操作，以进一步对经由所述入口供应的压缩空气加压。因此，辅助加压系统81被构造成经由出口通道89对初级流体回路60和压缩机70二者中的至少一个进行加压。

　　当压缩空气作用在所述另外的往复构件82b上时，所述另外的往复构件82b能够对初级流体回路加压。因此，当压缩空气作用在所述另外的往复构件82b上时，所述另外的往复构件82b应该能够对所述初级流体回路的低压侧60b和高压侧60a二者中的至少一个加压。

　　如图3中所描绘的，腔室83和另外的腔室83b被彼此平行地布置，以便以交替的方式对出口通道89加压。

　　此外，系统100包括第二阀88，该第二阀88布置在辅助加压系统81的下游，并且被构造成控制来自辅助加压系统81的压力，可选地，控制腔室83、83b之间的压力。在本示例中，第二阀88布置在出口通道89中。

　　要注意的是，参照图2a描述的示例实施例还可以包括第二阀(尽管未示出)。以此方式，变得能够关闭所述辅助加压系统和所述初级流体回路之间的连通。因此，在该示例实施例中，所述第二阀被构造成仅控制从辅助加压系统81提供的压力。

　　通过向辅助加压系统提供能够在所述另外的腔室83b中运行的所述另外的往复构件82b，变得能够提高该辅助加压系统的效率，这是因为能够在较少中断的情况下提供压力。

　　另外，在图3中的示例实施例中，如上文所提到的，所述次级流体回路还包括空气冷却器50。空气冷却器50被构造成在从气缸94接收的压缩空气进入辅助加压系统81之前降低该压缩空气的温度。该空气冷却器布置在气缸94和系统81之间的所述次级流体回路中。此外，所述次级流体回路通常连接到空气入口78，用于接收外部新鲜空气。空气入口78通常在气缸94和辅助加压系统81之间的位置处以可操作方式连接到次级流体回路60。如果系统100包括空气冷却器50，则空气入口78通常在气缸94和空气冷却器50之间的位置处以可操作方式连接到次级流体回路60。

　　可选地，尽管不是严格要求，但在图3的示例实施例中，次级流体回路80包括第一进气阀86，该第一进气阀86布置在入口通道87中并且在辅助加压系统81的上游。第一进气阀86被构造成当所述气缸不作为压缩机运行时防止压缩空气从所述次级流体回路排出。因此，仅允许压缩空气从气缸94流动到辅助加压系统81。

　　在该示例中，当次级流体回路连接到空气入口78以接收外部新鲜空气时，所述入口通道可以包括空气入口阀79，该空气入口阀79被构造成防止压缩空气通过图3中所示的空气入口78排出。空气入口78通常在气缸94和辅助加压系统81之间的位置处以可操作方式连接到次级流体回路60。

　　除了该区别之外，参照图2a到图2d描述的系统100的示例实施例的其它特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个可以同样地被结合到参照图3描述的系统100中，至少只要在这两个系统之间没有功能上的矛盾即可。

　　图5是根据本发明的用于操作车辆的内燃发动机的阀的气动系统的又一个示例实施例的示意图。除了以下特征之外，图5通常包括参照图3描述的示例实施例的特征。

　　图5中描绘的实施例和图3中描绘的实施例之间的区别在于：图5中的实施例具有包括流体介质存储装置52的次级流体回路80。因此，如图5中所示，次级流体回路80在这里包括被布置在入口通道87和辅助加压系统81之间的流体介质存储装置52。该流体介质存储装置被布置成容纳压缩流体介质80d的一部分。

　　此外，图5中的示例实施例包括参照图2c描述的返回通道60c和第一可控阀组件34。

　　另外，如参照图2c所描述的，图5中的示例实施例包括所述次级流体回路和第二可控阀组件44。因此，第二可控阀组件44在这里可以代替图3中的第一进气阀86和图3中的空气入口阀79。如图5中所描绘的，第二可控阀组件44连接到流体介质存储装置52。因此，第二可控阀组件44在这里包括阀44a，该阀44a用于调节压缩流体介质从流体介质存储装置52到辅助加压系统81的流动。

　　此外，如图5中所描绘的，次级流体回路80具有排出流体介质通道80c，该排出流体介质通道80c与所述辅助加压系统的腔室的第二部分84b流体连通。该排出流体介质通道被布置成允许压缩流体介质80d在所述次级流体回路中的单独通道中从所述辅助加压系统排出。通常，第二可控阀组件44在这里被构造成调节所述排出流体介质通道中的压缩流体介质的流动。因此，排出流体介质通道80c与第二可控阀组件44流体连通。因此，阀组件44被进一步布置成允许压缩流体介质80d从所述辅助加压系统排出。

　　如图5中所示，该排出流体介质通道在这里包括另外的阀44c。阀44c布置在辅助加压系统81的上游。阀44c通常是第二可控阀组件44的一部分。然而，在该示例中，阀44c被分开地布置在次级流体回路中，并且也与阀组件44的阀44a分开地布置。阀44c布置在阀44a和流体介质存储装置52的下游。以此方式，阀44c被构造成控制压缩流体介质从腔室83、83b的排出。

　　类似地，如图5中所描绘的，类似的阀44b被布置在次级流体回路80中，以控制压缩流体介质80d到腔室83、83b的传送以及在腔室83、83b之间的传送。阀44b布置在辅助加压系统81的上游。阀44b在这里也是第二可控阀组件44的一部分。阀44b被分开地布置在次级流体回路中，并且还与阀组件44的阀44a和阀44c分开地布置。此外，阀44b布置在阀44a和流体介质存储装置52的下游。

　　以类似的方式，例如参照图2d和图3所描述的，布置在辅助加压系统81下游(即，初级流体回路中)的第二阀88可以包括多个子阀88a、88b、88c和88d。这些子阀被分布并构造成控制来自辅助加压系统81的在腔室83、83b之间的压力。这里，阀88a、88b布置在出口通道89中，而阀88c和88d布置在返回通道60c中。

　　可选地，初级流体回路的高压侧60a包括布置在流体隔室62上游的子阀34b。子阀34b在这里是第一可控阀组件34的一部分。因此，第一可控阀组件34在这里包括具有子阀34a和子阀34b的阀组件。子阀34b被布置成允许调节压缩流体介质60d在流体隔室62和压缩机70之间的传送。以此方式，变得能够用压缩流体介质60d预填充流体隔室62和压缩机70。子阀34a具有与上文参照图2c和图2d描述的阀组件34相同的功能。

　　还可以注意，图5中描绘的实施例被设置成不具有可选的空气冷却器50。然而，该空气冷却器可以同样地也布置在参照图5描述的实施例中。

　　除了图5和图3中的实施例之间的以上区别之外，参照图2a至图2d和图3描述的系统100的示例实施例的其它特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个可以同样地被结合到参照图5描述的系统100中，至少只要在这两个系统之间没有功能上的矛盾即可。

　　而且，应当注意，关于图5中的示例实施例描述的特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个可以同样地被结合到参照图2a至图2d和图3中的任一幅描述的系统100中。实际上，关于示例实施例中的任一个描述的特征、构造、部件、效果、功能和/或优点中的任一个可以同样地被结合到参照其它实施例中的任一个描述的系统中，只要这些实施例之间没有功能上的矛盾即可。

　　现在参考图4，图4是示出了根据本发明的用于控制内燃发动机系统的方法的示例实施例的流程图。特别地，该方法被配置成用于控制参照图2a、图2b和图3中描绘的示例实施例中的任一个实施例描述的气动系统100。为便于参考，结合图2a参考图4来描述该方法。换言之，提供了一种方法200，该方法用于通过根据上述示例实施例中的任一个实施例的气动系统100来操作内燃发动机10的阀。该方法包括以下步骤：

　　在车辆制动或车辆减速期间使至少一个气缸作为流体介质压缩机运行210；

　　经由入口通道87将压缩流体介质从所述至少一个气缸供应220到辅助加压系统81；

　　通过供应到辅助加压系统81的压缩流体介质来操作230所述辅助加压系统81；以及

　　经由所述辅助加压系统和初级流体回路之间的流体连通而对所述初级流体回路加压240。

　　上述方法的步骤通常由包括程序代码组件的计算机程序执行，该程序代码组件用于当所述程序在计算机上运行时执行该方法。另外，提供了一种携载计算机程序的计算机可读介质，该计算机程序包括程序组件，当该程序组件在计算机上运行时，该程序组件用于执行上文参照图4描述的方法的步骤。

　　上文参照图4描述的方法可以包括上文参照图1、图2a至图2d、图3和图5的示例实施例描述的任何其它特征、效果或功能。

　　因此，如上文所提到的，还提供了一种包括根据上述示例实施例中的任一个实施例的气动系统100并且参照图2a、图2b和图3被描述的内燃发动机系统10。内燃发动机系统10包括至少一个气缸，该至少一个气缸以可操作方式连接到系统100的次级流体回路80的入口通道87。所述至少一个气缸能够是以下项中的任一个：发动机的气缸、以可操作方式连接到入口空气通道87的单独的制动压缩机气缸、或者以可操作方式连接到入口空气通道87的车辆制动压缩机。

　　而且，本发明的示例实施例包括车辆1，该车辆具有根据上述示例实施例中的任一个并且参照图2a到图2d和图3、图4和图5被描述的气动系统100，或者具有根据上述示例实施例中的任一个并且参照图2a到图2d和图3、图4和图5被描述的内燃发动机系统10。

　　应当理解，本发明不限于以上描述的并且在附图中示出的实施例；而是，技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内作出很多修改和变型。作为示例，尽管已经关于一种类型的内燃发动机系统描述了本发明的上述示例实施例，但应容易理解，其它的压缩-燃烧布置也是可想到的。例如，还可以同样好地使用两个压缩气缸和另一数量的燃烧气缸。此外，尽管已经关于用于对初级流体回路中的压缩空气加压的气动系统描述了本发明的上述示例实施例，但应容易理解，所述初级流体回路也可以是包含液态流体(例如石油)的液压初级流体回路。因此，本发明还涉及用于在初级流体回路中对诸如液体的流体介质加压的系统。