用于調整發動機節氣門的方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及發動機系統和用于操作包括中心節氣門和端口節氣門的發動機的方法。在一個示例中，所述中心節氣門和端口節氣門被調整以改善進入發動機汽缸的空氣流量分布。所述系統和方法對于渦輪增壓發動機尤為有利。
【專利說明】用于調整發動機節氣門的方法和系統
【背景技術】
[0001]通過組合中心節氣門和端口節氣門可以改善發動機的性能和效率。中心節氣門調節進入多個汽缸的氣流，同時每個端口節氣門調節進入單個汽缸的氣流。在一個示例中，中心節氣門可被定位在發動機進氣歧管上游的發動機進氣系統中，所述進氣歧管將空氣從中心節氣門路輸送至發動機汽缸。進氣歧管流道將來自進氣歧管的空氣導向汽缸進氣道。被定位在每個汽缸進氣道內或可替換地定位在每個進氣歧管流道內的端口節氣門調節進入獨立的發動機汽缸的氣流。然而，當中心節氣門與端口節氣門組合時，在較低發動機負荷下會出現發動機汽缸之間的汽缸充氣分布不均。
[0002]中心節氣門和端口節氣門還可與渦輪增壓器組合，從而提高發動機輸出扭矩。然而，在具有中心節氣門和端口節氣門的系統中可以出現渦輪增壓器遲滯(例如，延遲響應時間)，這是由于增加的進氣歧管填充時間和/或節氣門定位，其可以增強穩態發動機操作，但其也可以降低瞬時發動機性能。
【發明內容】
[0003]本文的發明人已認識到上述限制并且已研發出發動機操作方法，其包含:操作具有中心節氣門和端口節氣門的發動機；以及響應于多個端口節氣門之間的流量分布差大于閾值流量分布差以及發動機氣流小于閾值氣流，增加端口節氣門打開量和減少中心節氣門打開量。此外，在一個示例中，本發明人調整中心節氣門和端口節氣門，以便響應于比閾值更少的渦輪速度而在端口節氣門兩端出現比中心節氣門兩端更大的壓降。
[0004]通過增加端口節氣門打開量和降低中心節氣門打開量，可以改善發動機汽缸之間的充氣分布。特別地，在端口節氣門角度的小變化能夠對汽缸充氣產生大影響的情況下，能夠減少用端口節氣門來調節汽缸氣流。作為替代，至汽缸的流量能夠通過中心節氣門調節。以這種方式，可以降低汽缸分布不均的可能性。另外，可以增加中心節氣門打開量，同時端口節氣門打開量減少，從而允許進氣歧管填充空氣，以便當響應于增加的加速器需求而打開端口節氣門時，耦接至發動機的渦輪增壓器更加快速地自旋。
[0005]在另一個實施例中，發動機操作方法包含:操作具有中心節氣門和端口節氣門的發動機；在具有第一發動機轉速和扭矩需求的第一模式中，調整中心節氣門和端口節氣門，以便在端口節氣門兩端出現比中心節氣門兩端更大的壓降，以響應于小于閾值的渦輪速度；以及在具有第一發動機轉速和扭矩需求的第二模式中，調整中心節氣門和端口節氣門，以便在中心節氣門兩端出現比端口節氣門兩端更大的壓降，以響應于大于閾值的渦輪速度。
[0006]在另一個實施例中，端口節氣門為多個端口節氣門中的一個，并且還包含增加端口節氣門打開量和減少中心節氣門打開量，以響應于多個端口節氣門之間的流量分布差大于閾值流量分布差以及發動機氣流小于閾值氣流。
[0007]在另一個實施例中，在通過端口節氣門供應空氣的汽缸的進氣沖程期間，中心節氣門兩端出現比端口節氣門兩端更大的壓降。[0008]在另一個實施例中，在通過端口節氣門供應空氣的汽缸的進氣沖程期間，端口節氣門兩端出現比中心節氣門兩端更大的壓降。
[0009]在另一個實施例中，中心節氣門位于端口節氣門上游的發動機進氣路徑內。
[0010]在另一個實施例中，一種用于控制發動機的系統包含:發動機，該發動機包括渦輪增壓器、中心節氣門以及多個端口節氣門；和控制器，該控制器包括可執行指令，該可執行指令被存儲在非臨時性存儲器中，以便響應于渦輪增壓器渦輪速度而操作中心節氣門和多個端口節氣門。
[0011 ] 在另一個實施例中，所述系統還包含調整中心節氣門和多個端口節氣門中的一個端口節氣門，以便在響應于渦輪增壓器渦輪速度小于閾值而通過一個端口節氣門接收空氣的汽缸的第一進氣沖程期間，一個端口節氣門兩端出現比中心節氣門兩端更大的壓降。
[0012]在另一個實施例中，所述系統還包含用于操作中心節氣門和一個端口節氣門的額外的指令，以便在響應于渦輪增壓器渦輪速度大于閾值而通過一個端口節氣門接收空氣的汽缸的第二進氣沖程期間，在中心節氣門兩端出現比一個端口節氣門兩端更大的壓降。
[0013]在另一個實施例中，所述系統還包含額外的指令，其用于響應于比閾值更大的多個端口節氣門之間的流量分布差而調整中心節氣門和多個端口節氣門的位置。
[0014]在另一個實施例中，所述額外的指令響應于大于閾值的流量分布差而增加多個端口節氣門中的每個的打開量。
[0015]在另一個實施例中，所述額外的指令響應于小于閾值的流量分布差而增加多個端口節氣門中的每個的關閉量。
[0016]本說明書可以提供若干優點。具體地，所述方法可提供改善的瞬時扭矩響應時間。此外，所述方法可提供較低發動機負荷下的改善的汽缸空氣燃料控制，從而改善發動機排放。另外，部分方法可被應用于自然進氣式發動機。
[0017]當單獨通過附圖或結合附圖時，將通過以下【具體實施方式】更清晰地明白本說明書的上述優點和其他優點以及特征。
[0018]應理解，提供上述
【發明內容】
是要以簡化的形式介紹所選概念，所述概念將在【具體實施方式】中得到進一步說明。這并不意味著確立要求保護的主題的關鍵或必要特征，其范圍由【具體實施方式】后的權利要求唯一限定。另外，要求保護的主題不被限制于解決上述或在本發明中任何部分中指出的任何缺點的實施方式。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1示出了發動機的示意圖；
[0020]圖2示出了示例性的發動機操作模式圖；
[0021]圖3示出了發動機操作順序的模擬示例；以及
[0022]圖4示出了關于操作發動機的示例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023]本說明書涉及控制如圖1的示例所示的發動機的端口節氣門。在一個示例中，中心節氣門和端口節氣門被一起調節以提供在低發動機負荷下的改善的發動機操作和改善的發動機扭矩響應。可以根據圖4的方法和圖2的發動機圖示控制中心和端口節氣門，從而提供圖3所示的操作順序。
[0024]參考圖1，通過電子發動機控制器12控制包含多個汽缸的內燃發動機10，所述多個汽缸中的一個汽缸在圖1中示出。發動機10包括燃燒室30和汽缸壁32，活塞36置于汽缸壁36內并且被連接至曲軸40。燃燒室30被顯示為分別經進氣門52和排氣門54與進氣歧管44和排氣歧管48連通。進氣門和排氣門中的每個均可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪53操作。可以通過進氣凸輪傳感器55確定進氣凸輪51的位置。可以通過排氣凸輪傳感器57確定排氣凸輪53的位置。
[0025]燃料噴射器66被顯示為定位為將燃料直接噴射至汽缸30中，其被本領域技術人員稱為直接噴射。可替代地，燃料可以被噴射至進氣道，這被本領域技術人員稱為進氣道噴射。燃料噴射器66輸送與控制器12提供的脈沖寬度成比例的液體燃料。通過燃料系統(未示出)將燃料輸送至燃料噴射器66，所述燃料系統包括燃料箱、燃料泵以及燃料軌道(未示出)。
[0026]進氣歧管44由壓縮機162供應空氣。排氣旋轉渦輪164被耦接至軸161，從而驅動壓縮機162。在一些示例中，包括旁通道，以便在所選工況期間，排氣可繞過渦輪164。此外，在一些示例中，壓縮機旁通道可以被提供用于限制由壓縮機162提供的壓力。
[0027]另外，示出的進氣歧管44與中心節氣門62連通，所述中心節氣門62調整節流板64的位置，從而控制來自發動機進氣42的氣流。可以電氣地操作中心節氣門62。端口節氣門83通過約束或打開進氣道81來控制進入汽缸30的氣流。在具有多個汽缸的發動機中，可以提供多個獨立受控的端口節氣門，以便第一汽缸的端口節氣門可以區別于其他汽缸的端口節氣門定位。
[0028]無分電器點火系統88響應于控制器12而通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花。通用或寬域排氣氧(UEGO)傳感器126被示為耦接至催化轉化器70上游的排氣歧管48。可替換地，雙態排氣氧傳感器可以代替UEGO傳感器126。
[0029]在一個示例中，轉化器70可以包括多個催化劑磚。在另一個示例中，能夠使用多個排放控制裝置，其中的每個均帶有多個催化劑磚。在一個示例中，轉化器70可以是三元催化劑。
[0030]控制器12在圖1中被示為傳統的微計算機，所述控制器12包括:微處理器單元102、輸入/輸出端口 104、只讀存儲器106、隨機存取存儲器108、保活存儲器110以及傳統的數據總線。控制器12被示為接收來自耦合至發動機10的傳感器的各種信號，除了上述那些信號之外，還包括:來自耦合至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發動機冷卻劑溫度(ECT);位置傳感器134，其被耦合至加速器踏板130以感測由腳132調節的加速器位置；來自耦合至進氣歧管44的壓力傳感器122的發動機歧管壓力(MAP)的測量；來自感測曲軸40位置的霍爾效應傳感器118的發動機位置傳感器；來自傳感器120 (例如，熱線式氣流計)的進入發動機的空氣質量的測量；以及來自傳感器58的節氣門位置的測量。還可感測大氣壓(傳感器未被示出)，以便由控制器12處理。在本說明書的優選方面中，發動機位置傳感器118在曲軸的每次旋轉中產生預定數量的相等間距的脈沖，由此能夠確定發動機轉速(RPM)0
[0031]在一些實施例中，發動機可被耦接至混合動力車輛中的電動馬達/電池系統。混合動力車輛可具有并聯配置、串聯配置、或其變體或組合。此外，在一些實施例中，可以采用其他發動機配置，例如柴油發動機。
[0032]在操作期間，發動機10中的每個汽缸通常經歷四個沖程循環:所述循環包括進氣沖程、壓縮沖程、膨脹沖程以及排氣沖程。通常，在進氣沖程期間，排氣門54關閉，而進氣門52打開。空氣經進氣歧管44引入到燃燒室30中，并且活塞36移至汽缸的底部，以便增加燃燒室30內的容積。活塞36接近汽缸底部并且在其沖程末端的位置(例如，當燃燒室30處于其最大容積時)通常被本領域技術人員稱為下止點(BDC)。在壓縮沖程期間，進氣門52和排氣門54關閉。活塞36移向汽缸蓋，以便在燃燒室30內壓縮空氣。活塞36在其沖程末端并且最接近汽缸蓋的點(例如，當燃燒室30處于其最小容積時)通常被本領域技術人員稱為上止點(TDC)。在以下被稱為噴射的過程中，燃料被引入燃燒室中。在以下被稱為點火的處理中，通過已知的點火裝置，例如火花塞92，點燃被噴射的燃料，從而引起燃燒。在膨脹沖程期間，膨脹的氣體推動活塞36返回至BDC。曲軸40將活塞運動轉換成旋轉軸的旋轉扭矩。最終，在排氣沖程期間，排氣門54打開，從而將燃燒的空氣燃料混合物釋放至排氣歧管48，并且活塞返回至TDC。應當注意，以上所述僅作為示例，并且進氣門和排氣門打開和/或關閉正時可以變化，例如以提供正或負氣門重疊、進氣門延遲關閉或各種其他的示例。
[0033]現在參考圖2,示出了示例性的發動機操作模式圖。本圖包括標有發動機轉速的X軸和標有制動平均有效壓力(BMEP)的Y軸。BMEP在Y軸箭頭方向上增大。發動機轉速在X軸箭頭方向上增大。
[0034]區域A被顯示為位于曲線206下方的陰影區域。區域A為低發動機負荷區域，其中在端口節氣門少量打開以限制汽缸充氣時，在發動機汽缸之間可以出現氣流分布不均。端口節氣門和進氣道之間的間隙差或其他公差(例如端口節氣門角度中的小差異)可以導致分布不均。因此，在區域A中，將端口節氣門打開至這樣的程度，其中在汽缸通過端口節氣門接收空氣的進氣沖程期間，在中心節氣門兩端出現比端口節氣門兩端更大的壓降。
[0035]區域B為位于曲線206上方并且位于曲線202和204之間的非陰影區域。區域B為在較低發動機轉速下延伸至較高發動機負荷的中等發動機轉速和負荷區域。在區域B中，將端口節氣門打開至這樣的程度，其中在汽缸通過端口節氣門接收空氣的進氣沖程期間，在中心節氣門兩端出現比端口節氣門兩端更小的壓降。因為進氣歧管壓力朝向大氣壓力增大或增大至高于大氣壓力，所以這種節氣門調整提供了較低發動機泵送做功和改善的瞬時發動機響應。通過響應于壓縮機渦輪速度而將曲線204調整為延伸到曲線204a或204b的位置，可增加或減少區域B的尺寸。特別地，在渦輪速度更高的工況期間，曲線204可延伸至曲線204b的位置，以便能夠降低進氣歧管壓力和/或以便在汽缸通過端口節氣門接收空氣的進氣沖程期間，相對于中心節氣門兩端的壓降而降低端口節氣門兩端的壓降。在當渦輪速度低于曲線204b所基于的渦輪速度時的工況期間，曲線204可延伸至曲線204a的位置。當渦輪速度低于曲線204a和204b的渦輪速度時，區域B向外延伸至204，其中與曲線204a和204b相比較，在204處，在汽缸通過端口節氣門接收空氣的進氣沖程期間，相對于中心節氣門兩端的壓降而減少端口節氣門兩端的壓降。以這種方式，通過增加端口節氣門兩端的壓降，可在區域B中以較高的進氣歧管壓力操作發動機，以便可在短時間段內增加被引入汽缸的空氣量。因為需要較少的進氣歧管填充來增加汽缸壓力，所以可以更快地增加汽缸空氣壓力。
[0036]區域C被示出為位于曲線202下方和曲線204上方的陰影區域。區域C為高發動機轉速和負荷區域，在該區域內，端口節氣門大量打開，從而允許增加的氣流進入汽缸。通過中心節氣門控制進入發動機汽缸的氣流。特別地，端口節氣門打開到這樣的程度，其中在中心節氣門兩端出現比端口節氣門兩端更大的壓降。
[0037]現在參考圖3，示出了模擬的示例性的發動機操作順序。通過圖1中的系統執行圖4的方法，可提供圖3的順序。
[0038]圖3頂部的第一幅圖代表與時間相對的發動機轉速。Y軸代表發動機轉速，并且發動機轉速在Y軸箭頭的方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。
[0039]圖3頂部的第二幅圖代表與時間相對的渦輪增壓器的渦輪速度。Y軸代表渦輪增壓器的渦輪速度，并且渦輪增壓器的渦輪速度在Y軸箭頭的方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。水平線302代表閾值渦輪速度，其中可以判定渦輪自旋加速至這樣的水平，即可在期望速率下將空氣提供至發動機，以便幾乎不存在渦輪增壓器遲滯時間。
[0040]圖3頂部的第三幅圖代表與時間相對的發動機汽缸制動平均有效壓力(BMEP)。Y軸代表BMEP，并且BMEP在Y軸箭頭的方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。水平線304代表閾值BMEP或汽缸負荷，其中可判定期望在中心節氣門兩端具有比端口節氣門兩端更大的壓降，從而降低汽缸分布不均。
[0041]圖3頂部的第四幅圖代表在兩個發動機汽缸之間發動機汽缸流量分布不均。Y軸代表發動機汽缸流量分布不均，并且發動機汽缸流量分布不均在Y軸箭頭方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。水平線306代表閾值汽缸流量分布不均限制。
[0042]圖3頂部的第五幅圖代表與時間相對的中心節氣門位置。Y軸代表中心節氣門位置，并且中心節氣門打開量在Y軸箭頭的方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。
[0043]圖3頂部的第六幅圖代表與時間相對的端口節氣門位置。Y軸代表端口節氣門位置，并且端口節氣門打開量在Y軸箭頭的方向上增加。X軸表示時間，并且時間從圖的左側向圖的右側增加。
[0044]在時間Ttl處，發動機轉速處于中等水平，并且渦輪速度大于響應于增加的發動機扭矩需求而提供期望的發動機扭矩的速度。汽缸BMEP也處于中等水平，并且汽缸流量分布不均處于低水平。中心節氣門打開相對大的量，并且端口節氣門打開至中等水平。
[0045]在時間T1處，發動機負荷開始增加，如通過汽缸BMEP中的增量所指示的。發動機轉速也隨著發動機負荷增加而增加。渦輪速度也隨著發動機排氣流率的增加而增加。中心節氣門位置開始關閉，并且端口節氣門開始打開。打開端口節氣門增加了汽缸空氣流量，并且關閉中心節氣門降低了進氣歧管壓力，以便汽缸可以通過中心節氣門被至少部分地節流。
[0046]在時間T1和T2之間，發動機負荷繼續增加，并且端口節氣門打開量隨著發動機負荷的增加而繼續打開。中心節氣門打開量減小至這樣的水平，其中當燃料與進入汽缸的空氣組合時，通過中心節氣門和端口節氣門的流量提供了期望的發動機扭矩水平。發動機轉速和渦輪速度同樣增加，同時汽缸流量分布不均保持在低水平。
[0047]在時間T2處，發動機負荷減少，如通過BMEP降低所指示的。發動機轉速也下降，并且汽缸分布不均處于低水平。渦輪速度保持在高水平，但是隨著排氣流由于較低的發動機轉速和負荷而下降，該渦輪速度也隨之開始下降。關閉端口節氣門，從而降低汽缸空氣流量，以響應于較低的發動機負荷，并且中心節氣門打開量被增大。
[0048]在時間!和!之間，增加發動機負荷，并且汽缸BMEP和發動機轉速增加以響應于發動機負荷增加。同樣增加渦輪速度，并且汽缸流量分布不均處于較低水平。部分關閉中心節氣門，并且增加端口節氣門打開量。
[0049]在時間T3處，在發動機負荷中存在更明顯的降低。汽缸BMEP以增大的速率下降，并且發動機轉速隨著BMEP的降低而降低。渦輪速度隨著BMEP的降低開始變慢。部分關閉端口節氣門，以便降低汽缸空氣流量，并且少量增加中心節氣門打開量。
[0050]在時間T4處，端口節氣門打開量降低至這樣的水平，其中汽缸之間的流量分布不均可增加至大于汽缸流量分布閾值306的水平，如通過汽缸流量分布不均曲線所指示的。此外，在汽缸通過端口節氣門接收空氣的進氣沖程期間，端口節氣門兩端的壓降大于中心節氣門兩端的壓降。基于進氣歧管壓力和端口節氣門位置，可以推斷出汽缸流量分布不均水平。在一個示例中，當端口節氣門打開得比閾值水平更少時進氣歧管壓力大于閾值壓力的時候，推斷出汽缸流量分布不均大于閾值水平。響應于汽缸分布不均超過閾值水平，打開端口節氣門，并且關閉中心節氣門，其中通過端口節氣門位置和進氣歧管壓力來估算分布不均水平。
[0051]在時間T5處，發動機達到怠速，并且少量增加汽缸BMEP。此外，汽缸流量分布不均隨著端口節氣門打開量的增加和中心節氣門打開量的減少而降低。增加端口節氣門打開量將端口節氣門兩端的壓降減少至低于中心節氣門兩端的壓降的水平。渦輪速度繼續下降，但是該速度保持在閾值渦輪速度302以上，其中可以預期發動機的期望的扭矩響應。
[0052]在時間T6處，發動機處于怠速，并且渦輪速度下降至低于閾值渦輪速度302。增加中心節氣門打開量，并且減少端口節氣門打開量。打開中心節氣門和部分關閉端口節氣門將端口節氣門兩端的壓降增加至大于中心節氣門兩端的壓降的水平。進氣歧管壓力同樣增加，使得如果要求增加發動機扭矩，則可獲得空氣。汽缸流量分布不均保持在較低水平，同時部分關閉端口節氣門，并且增加中心節氣門打開量。
[0053]在時間1~7處，增加發動機負荷，并且以期望的速率增加汽缸BMEP，這是因為在無需填充進氣歧管的情況下，可將空氣提供至發動機汽缸。發動機轉速和渦輪速度隨著增加的BMEP而增加。端口節氣門打開量增加，從而增加汽缸氣流，并且中心節氣門位置有所降低，以便提供期望的發動機負荷。
[0054]在時間T7和圖的末尾之間，渦輪速度增加至高于閾值渦輪速度302的水平，并且汽缸流量分布不均保持在較低水平。中心節氣門打開量同樣增加，從而提供期望水平的發動機扭矩。
[0055]以這種方式，可調整中心節氣門和端口節氣門，從而提供被改善的扭矩響應并且降低渦輪增壓器延遲。此外，可調整端口節氣門以響應于汽缸分布不均，從而改善發動機空氣燃料比控制，以及提供在較低發動機負荷下產生更均勻的扭矩。
[0056]現在參考圖4，示出了操作發動機的示例性方法的流程圖。圖4的方法可作為可執行指令存儲在圖1的系統中的控制器12的非臨時性存儲器中。在一些示例中，對于自發動機停止后的預定數量的燃燒事件或時間，可不執行圖4的方法，以便節氣門位置不響應于啟動條件。
[0057]在402處，方法400確定發動機工況。發動機工況可包括，但不限于:發動機轉速、發動機負荷、發動機扭矩需求、進氣歧管壓力、渦輪速度以及汽缸流量分布不均。在確定發動機工況之后，方法400前進至404。
[0058]在404處，方法400判定發動機轉速和負荷是否在第一速度和負荷范圍內。在一些示例中，發動機負荷可被確定為汽缸空氣容積與汽缸空氣量的比率。在其他示例中，BMEP可被用作發動機負荷的替代。在一個示例中，當在類似于圖2的區域A的范圍內操作發動機時，發動機轉速和負荷可在第一速度和負荷范圍內。如果方法400判定發動機轉速和負荷位于第一范圍內，則答案為是，并且方法400前進至420。否則，答案為否，并且方法400前進至406。
[0059]在420處，方法400判定端口節氣門(或發動機汽缸)之間的發動機氣流分布是否大于閾值水平。如果在汽缸之間存在比閾值水平更大的流量差，則答案為是，并且方法400前進至422。否則，答案為否，并且方法400前進至424。
[0060]應當注意的是，通過由憑經驗確定的存儲在存儲器中的表格內的汽缸流值獲得的進氣歧管壓力和端口節氣門位置可以估算發動機汽缸之間的流量分布。可通過進氣歧管壓力和端口節氣門位置索引所述表格。可替換地，通過氧氣傳感器感測從發動機汽缸排放的排氣氧濃度的差而得到的輸出可以估算汽缸分布不均。從發動機汽缸排放的排氣中的氧的差越大，流量分布的差異越大。在又一個示例中，可通過發動機轉速估算發動機汽缸之間的流量分布。特別地，比較在汽缸中的燃燒后汽缸間的發動機轉速的差。燃燒后發動機轉速的差指示汽缸流量分布不均的水平。在再一個示例中，可通過汽缸壓力傳感器確定汽缸流量分布不均。因流量分布差導致的具有過量空氣的汽缸可在汽缸中燃燒稀混合物以及降低汽缸扭矩。如果汽缸間的壓力差超過閾值水平，則可估算發動機汽缸之間的流量分布差已超過閾值。
[0061]在422處，方法400調整中心節氣門位置和端口節氣門位置，以便在汽缸通過端口節氣門引入空氣的進氣沖程期間端口節氣門兩端的壓降小于在所述進氣沖程期間中心節氣門兩端的壓降。然而，在一些示例中，可增加端口節氣門打開量并且增加中心節氣門關閉量，以響應于發動機汽缸間增加的流量分布不均。以這種方式，至發動機汽缸的流量變得較少受到端口節氣門影響，而較多受到中心節氣門影響。端口節氣門和中心節氣門調整的組合還提供了期望的汽缸空氣水平，其相應于提供期望的發動機扭矩的空氣量。在調整了中心節氣門和端口節氣門后，方法400前進至退出。
[0062]在424處，方法400調整中心節氣門位置和端口節氣門位置，以便在汽缸通過端口節氣門引入空氣的進氣沖程期間端口節氣門兩端的壓降大于在進氣沖程期間中心節氣門兩端的壓降。然而，在一些示例中，可增加端口節氣門關閉量并且可增加中心節氣門打開量，以響應于發動機汽缸間減少的流量分布不均。以這種方式，至發動機汽缸的流量變得較少受到中心節氣門影響，而較多受到端口節氣門影響。端口節氣門和中心節氣門調整的組合還提供期望的汽缸空氣水平，其相應于提供期望的發動機扭矩的空氣量。在調整了中心節氣門和端口節氣門后，方法400前進至退出。
[0063]在406處，方法400判定發動機轉速和負荷是否在第二范圍內。在一個示例中，第二發動機轉速和負荷范圍可以類似于由圖2中的區域B指示的轉度和負荷范圍。如果方法400判定發動機轉速和負荷位于第二范圍內，則答案為是，并且方法400前進至408。否則，答案為否，并且方法400前進至410。
[0064]在408處，方法400判定渦輪增壓器渦輪速度是否比閾值速度更小。閾值渦輪速度可基于應用和工況而改變。在一個示例中，閾值渦輪速度為這樣的渦輪速度，在該渦輪速度以上，可以預期可提供期望的發動機扭矩。如果判定渦輪速度小于閾值速度，則答案為是，并且方法400前進至412。否則，答案為否，并且方法400前進至410。
[0065]在410處，方法400調整中心節氣門位置和端口節氣門位置，以便在汽缸通過端口節氣門引入空氣的進氣沖程期間端口節氣門兩端的壓降小于在所述進氣沖程期間中心節氣門兩端的壓降。然而，在一些示例中，可增加端口節氣門打開量并且可增加中心節氣門關閉量，以響應于發動機汽缸間增加的流量分布不均。以這種方式，可減少進氣歧管壓力，并且因為渦輪速度處于允許快速扭矩響應的較高水平而提供了期望的發動機扭矩響應。此夕卜，打開端口節氣門可降低在較高發動機轉速和負荷下的發動機泵送做功。端口節氣門和中心節氣門調整還提供期望的汽缸空氣水平，其相應于提供期望的發動機扭矩的空氣量。在調整了中心節氣門和端口節氣門后，方法400前進至退出。
[0066]在412處，方法400調整中心節氣門位置和端口節氣門位置，以便在汽缸通過端口節氣門引入空氣的進氣沖程期間端口節氣門兩端的壓降大于在進氣沖程期間中心節氣門兩端的壓降。然而，在一些示例中，可增加端口節氣門關閉量并且可增加中心節氣門打開量，以響應于渦輪速度。以這種方式，可以提升進氣歧管壓力，以便空氣可以比較低水平的進氣歧管壓力下更快的速率被提供至發動機汽缸。端口節氣門和中心節氣門調整的組合還提供了期望的汽缸空氣水平，其相應于提供期望的發動機扭矩的空氣量。在調整了中心節氣門和端口節氣門后，方法400前進至退出。
[0067]以這種方式，提供圖4的方法以用于調整中心節氣門和端口節氣門，從而提供改善的瞬時扭矩響應以及降低的汽缸到汽缸分布不均(例如，在發動機循環期間，汽缸到汽缸的空氣量的差)的可能性。結果，可以至少部分地改善發動機性能和排放。
[0068]如本領域普通技術人員將意識到的，圖4所述方法可代表任何數量的處理策略中的一個或更多，例如事件驅動、中斷驅動、多任務、多線程、等等。類似地，所示的各種步驟或功能可按照所示順序執行、并列執行、或在一些情況下被省略。同樣地，未必需要按照所述處理的順序來實現本文所描述的目的、特征和優點，其被提供是為了便于說明和描述。盡管沒有詳盡地說明，但是本領域普通技術人員將認識到基于使用的特定策略，可以重復地執行所述步驟或功能中的一個或更多。
[0069]這是本說明書的結論。本領域技術人員通過閱讀本說明書，在不背離本說明書的精神和范圍的情況下，將會想到許多替換和修改。例如，使用天然氣、汽油、柴油或可替換的燃料配置操作的單個汽缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12以及V16發動機均能夠使用本說明書獲得優點。
【權利要求】
1.一種發動機操作方法，其包含: 操作具有中心節氣門和多個端口節氣門的發動機；以及 響應于所述多個端口節氣門之間的流量分布差大于閾值流量分布差以及發動機空氣流量小于閾值空氣流量，增加端口節氣門打開量和減少中心節氣門打開量。
2.根據權利要求1所述的發動機操作方法，其中通過發動機轉速估算所述流量分布差。
3.根據權利要求1所述的發動機操作方法，其中通過排氣氧傳感器估算所述流量分布差。
4.根據權利要求1所述的發動機操作方法，其中通過壓力傳感器估算所述流量分布差。
5.根據權利要求1所述的發動機操作方法，還包含響應于所述多個端口節氣門之間的所述流量分布差小于所述閾值流量分布差，以所述多個端口節氣門中的一個兩端的壓降大于所述中心節氣門兩端的壓降操作所述發動機。
6.根據權利要求1所述的發動機操作方法，還包含對于自發動機停止后的預定數量的燃燒事件，不增加所述端口節氣門打開量以及不減小所述中心節氣門打開量。
7.根據權利要求1所述的發動機操作方法，其中在增加所述端口節氣門打開量時，進一步打開所述多個端口節氣門。
8.根據權利要求1所述的發動機操作方法，其中通過進氣歧管壓力和端口節氣門位置估算所述流量分布差。
9.一種發動機操作方法，其包含: 操作具有中心節氣門和端口節氣門的發動機； 在具有第一發動機轉速和扭矩需求的第一模式中，調整所述中心節氣門和所述端口節氣門，以便響應于渦輪速度小于閾值，使所述端口節氣門兩端出現的壓降大于所述中心節氣門兩端出現的壓降；以及 在具有所述第一發動機轉速和扭矩需求的第二模式中，調整所述中心節氣門和所述端口節氣門，以便響應于渦輪速度大于所述閾值，使所述中心節氣門兩端出現的壓降大于所述端口節氣門兩端出現的壓降。
10.根據權利要求9所述的發動機操作方法，其中所述第一發動機轉速和扭矩需求小于閾值發動機轉速和閾值扭矩需求。
【文檔編號】F02D9/00GK103452675SQ201310180829
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月16日 優先權日:2012年5月30日
【發明者】T·G·利昂, J·N·阿勒瑞 申請人:福特環球技術公司