專利名稱：啟動期間的機(jī)電氣門正時的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)啟動的方法，更特別地，涉及控制機(jī)電進(jìn)氣和排氣門來改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)啟動的方法背景技術(shù)現(xiàn)有的機(jī)械驅(qū)動的氣門機(jī)構(gòu)基于凸輪軸上凸輪的位置和輪廓來操作進(jìn)氣和排氣門。發(fā)動機(jī)曲軸通過連桿連接到活塞并通過皮帶或鏈條連接到凸輪軸。因此，進(jìn)氣和排氣門開啟和關(guān)閉事件是基于曲軸位置的。曲軸位置、活塞位置與氣門開啟和關(guān)閉事件之間的這種關(guān)系確定了給定汽缸的行程，例如，對四行程發(fā)動機(jī)來說，這包括進(jìn)氣、壓縮、動力和排氣行程。因此，發(fā)動機(jī)啟動和點火的第一個汽缸是部分地通過凸輪軸/曲軸正時關(guān)系和發(fā)動機(jī)停止位置來確定的。
另一方面，機(jī)電驅(qū)動的氣門機(jī)構(gòu)沒有要將凸輪軸和曲軸連接在一起的物理限制，即，至少對某些氣門來說，可以沒有連接凸輪軸和曲軸的皮帶或鏈條。進(jìn)一步來說，完全或部分地由機(jī)電驅(qū)動的氣門機(jī)構(gòu)可以不需要凸輪軸。因此，打破了連接凸輪軸和曲軸的物理限制。結(jié)果，在內(nèi)燃機(jī)中使用機(jī)電氣門時可能更靈活地控制氣門正時。
在編號為5,765,514的美國專利中描述了一種在發(fā)動機(jī)工作期間控制機(jī)電氣門操作的方法。此方法規(guī)定了汽缸的噴射序列，該噴射序列在產(chǎn)生表示曲軸旋轉(zhuǎn)720度的第一個信號脈沖之后產(chǎn)生第一個曲軸脈沖時初始化。噴射序列和曲軸位置序列對應(yīng)于每個汽缸的位置，從而可以控制每個進(jìn)氣門和排氣門的開啟/關(guān)閉正時。將各汽缸相應(yīng)地設(shè)置為排氣行程、吸入行程、壓縮行程，及爆發(fā)行程。
一旦上述方法已設(shè)置了每個汽缸的行程，氣門開啟和關(guān)閉正時則通過基于加速器踏板位置和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的檢索映射表(map)來確定。最后，做出進(jìn)一步的氣門正時調(diào)整來糾正空燃比誤差。通常，在啟動期間，加速器踏板位置保持恒定，并且處于低要求位置，此時由于傳感器溫度較低氧氣傳感器不能用。結(jié)果，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速是在啟動中確定氣門正時的主要輸入。
上述方法有幾個缺點。即，主要基于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的氣門正時會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)位置進(jìn)一步發(fā)生變化，原因是氣門正時的改變會影響發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。而且，它會產(chǎn)生汽缸空燃比誤差，這會導(dǎo)致由于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速計算不精確造成的排放增加。例如，在發(fā)動機(jī)啟動期間計算瞬間的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速會在所確定的轉(zhuǎn)速中產(chǎn)生誤差，產(chǎn)生誤差的原因包括取樣頻率、計算方法，和發(fā)動機(jī)加速造成的傳感器信噪比。因此，所確定的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與實際發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速之間的任何偏離或變化都會無意中可能的導(dǎo)致并不需要的氣門正時調(diào)整。這樣的調(diào)整會導(dǎo)致正時和性能不能達(dá)到最優(yōu)。

發(fā)明內(nèi)容
一個實施形態(tài)包括啟動具有電力驅(qū)動氣門的內(nèi)燃機(jī)的方法，該方法包括在發(fā)動機(jī)啟動期間，調(diào)整至少一個汽缸的氣門正時，以便在所述汽缸中提供所需空氣量。
例如，在啟動期間，可以通過調(diào)整發(fā)動機(jī)氣門正時來減少發(fā)動機(jī)排放和轉(zhuǎn)速變化，使得可以在更寬范圍的發(fā)動機(jī)操作條件下吸入更穩(wěn)定的汽缸空氣供送。以此方式，可以減少燃燒變化的來源，特別是在啟動期間，并因此減少發(fā)動機(jī)排放和客戶的擔(dān)心。
換句話說，以調(diào)整進(jìn)氣門來控制第一個點火汽缸的空氣量，上述方法可減少燃燒變化。通過控制吸入的空氣量和汽缸中的空燃比，可以明顯減少變化的來源。例如，可以調(diào)整進(jìn)氣門正時，使得在啟動中將預(yù)定量的空氣吸入汽缸中。進(jìn)一步來說，可以基于大氣壓調(diào)整進(jìn)氣門正時，使得在海平面和高海拔處，吸入到每個汽缸中的空氣量基本相等，即，和高海拔處較長的氣門事件相比，在海平面處的氣門事件較短。因此，在海平面和高海拔處噴射基本相等的燃料量來產(chǎn)生相似的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加(run-up)速度和空燃比。進(jìn)一步來說，在給定的相鄰操作限制下，可以通過一些發(fā)動機(jī)限制修改啟動期間所需的汽缸空氣供送，這些發(fā)動機(jī)限制可以包括摩擦或排放。一旦確定下來，所需的空氣供送可以保持相對恒定。因此，在給定的相鄰操作條件下，如果需要，噴射的燃料和汽缸點火提前也保持相對恒定。
因此，本發(fā)明可以提供幾個優(yōu)點。一個優(yōu)點是改進(jìn)海平面和高海拔之間的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制。在高海拔處，空氣密度降低，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加速度通常低于海平面處。由于空氣密度降低，使用較少的燃料就能在汽缸中產(chǎn)生相同的空燃比。這可以使可燃燒的空燃混合氣中的勢能減少。上述例子方法可以用于調(diào)整氣門正時，使得啟動期間的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在海平面和高海拔之間更加統(tǒng)一。
另一個優(yōu)點是減少排放。由于上述方法控制吸入汽缸的空氣，可以使用較少的燃料和點火補(bǔ)償使得在海平面和高海拔之間實現(xiàn)相似的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速軌跡。因此，在海平面和高海拔可以使用更多的延遲火花來減少碳?xì)浠衔铩?br> 上述優(yōu)點及其他優(yōu)點、目標(biāo)及特性將通過下述實施形態(tài)的詳細(xì)說明單獨(dú)地或結(jié)合附圖來闡明。


通過單獨(dú)地或參考附圖來閱讀實施形態(tài)的實例(在此稱為詳細(xì)說明)，將能夠更完整地理解在此所述的優(yōu)點，其中所述附圖包括圖1為發(fā)動機(jī)的示意圖；圖2為確定具有機(jī)電驅(qū)動氣門的發(fā)動機(jī)中活躍汽缸和氣門的數(shù)量的流程圖；圖3為已初始化的汽缸和氣門模式矩陣的一個舉例；圖4為已進(jìn)行汽缸和氣門模式選擇方法處理的模式矩陣的一個舉例；圖5和6為根據(jù)操作限制確定汽缸和氣門模式的例程的流程圖；圖7和7a為機(jī)械/機(jī)電氣門和汽缸的分組配置；圖8為另一個機(jī)械/機(jī)電氣門和汽缸的分組配置；圖9為已選擇了氣門的分組汽缸和氣門控制配置；圖10為另一個已選擇了氣門的分組汽缸和氣門控制配置；圖11為另一個已選擇了氣門的分組汽缸和氣門控制配置；圖12為另一個已選擇了氣門的分組汽缸和氣門控制配置；圖13為另一個已選擇了氣門的分組汽缸和氣門控制配置；圖14為在發(fā)動機(jī)啟動期間控制機(jī)電氣門的方法例程的流程圖；圖15a為所需扭矩相對恒定時典型的進(jìn)氣門正時的圖表；圖15b為所需扭矩相對恒定時典型的排氣門正時的圖表；圖16a為兩次不同的發(fā)動機(jī)啟動中的第一次的典型的進(jìn)氣門正時的圖表；圖16b為兩次不同的發(fā)動機(jī)啟動中的第二次的典型的進(jìn)氣門正時的圖表；圖17a為根據(jù)圖14所示方法在海平面啟動期間的典型的進(jìn)氣門正時的圖表；圖17b為根據(jù)圖14所示方法在高海拔處啟動期間的典型的進(jìn)氣門正時的圖表；圖18為在根據(jù)圖14所示方法在發(fā)動機(jī)啟動期間的典型進(jìn)氣門正時、所需發(fā)動機(jī)扭矩和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的圖表；圖19為在請求停止發(fā)動機(jī)或請求停用汽缸之后控制氣門正時的方法的流程圖；圖20為四汽缸發(fā)動機(jī)停止期間的典型進(jìn)氣門正時序列的實例的圖表；
圖21為重啟動內(nèi)燃機(jī)中的機(jī)電氣門的方法的流程圖；圖22為氣門開啟和關(guān)閉事件期間的氣門軌跡區(qū)域的實例的圖表；圖23為在幾次嘗試重啟動氣門期間的電流的實例的圖表；圖24a為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的進(jìn)氣門事件的實例的圖表；圖24b為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的排氣門事件的實例的圖表；圖25a為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的進(jìn)氣門事件的實例的圖表；圖25b為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的排氣門事件的實例的圖表；圖26a為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的進(jìn)氣門事件的實例的圖表；圖26b為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的排氣門事件的實例的圖表；圖27a為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的進(jìn)氣門事件的實例的圖表；圖27b為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的排氣門事件的實例的圖表；圖28a為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的進(jìn)氣門事件的實例的圖表；圖28b為啟動期間在曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的排氣門事件的實例的圖表；圖29為活塞軌跡和為確定發(fā)動機(jī)在啟動期間的行程而判定邊界的實例的圖表。
具體實施例方式
參考圖1，由電子發(fā)動機(jī)控制器12控制的內(nèi)燃機(jī)10包括多個汽缸，在圖1中顯示了其中的一個汽缸。內(nèi)燃機(jī)10包括燃燒室30、汽缸壁32和位于其中并連接到曲軸40的活塞。燃燒室30如所示通過進(jìn)氣門52和排氣門54相應(yīng)地與進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48連通。每個進(jìn)氣和排氣門均通過機(jī)電控制的閥線圈(valve coil)和電樞部件(armature assembly)53進(jìn)行控制。通過溫度傳感器51來確定電樞溫度。通過位置傳感器50來確定氣門位置。在另外的實例中，氣門52和54的每個氣門驅(qū)動器都具有位置傳感器和溫度傳感器。
如圖顯示進(jìn)氣歧管44也與燃料噴射器66連接，燃料噴射器66供應(yīng)其量與來自控制器12的FPW信號脈沖寬度成比例的液體燃料。通過燃料系統(tǒng)(未顯示)向燃料噴射器66供應(yīng)燃料，燃料系統(tǒng)包括燃料箱、燃料泵和燃料管線(未顯示)。另外，可以配置內(nèi)將燃料直接噴射到發(fā)動機(jī)的汽缸中的發(fā)動機(jī)，這為熟悉技術(shù)的人所知，稱為直接噴射。此外，進(jìn)氣歧管44如所示與可選的電子節(jié)流閥125連通。
無分電器點火系統(tǒng)88通過火花塞92向燃燒室30提供點火火花來響應(yīng)控制器12。寬域排氣氧(UEGO)傳感器76如所示連接到催化轉(zhuǎn)化器70上游的排氣歧管48。另外，可以用雙態(tài)(two-state)排氣氧傳感器替換UEGO傳感器76。雙態(tài)排氣氧傳感器98如所示連接到排氣歧管48下游的催化轉(zhuǎn)化器70。另外，傳感器98也可以是UEGO傳感器。催化轉(zhuǎn)化器溫度可通過溫度傳感器77來測量，并/或基于如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)載、空氣溫度、發(fā)動機(jī)溫度和/或氣流，或它們的組合這樣的操作條件對它進(jìn)行估計。
在一個實例中，轉(zhuǎn)化器70可以包括多個催化劑磚(catalyst bricks)。在另一個實例中，可以使用多個排放控制設(shè)備，每個包括多個催化劑磚。在一個實例中，轉(zhuǎn)化器70可以是三效催化轉(zhuǎn)化器。
如圖1所示的控制器12是常規(guī)的微型計算機(jī)，它包括微處理器單元102、輸入/輸出端口104、只讀存儲器106、隨機(jī)訪問存儲器108、?；畲鎯ζ?10，及常規(guī)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?2如所示接收來自連接到內(nèi)燃機(jī)10的傳感器的各種信號，除了上述的那些信號，這些信號還包括來自連接到冷卻套筒(cooling sleeve)114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、連接到加速器踏板的位置傳感器119、來自連接到進(jìn)氣歧管44的壓力傳感器122的發(fā)動機(jī)歧管壓力(MAP)測量值、來自溫度傳感器117的發(fā)動機(jī)空氣溫度或歧管溫度(ACT)測量值，及通過霍爾效應(yīng)傳感器118傳感曲軸40的位置的發(fā)動機(jī)位置傳感器。在本發(fā)明的較佳方面，發(fā)動機(jī)位置傳感器118在曲軸每旋轉(zhuǎn)一周時產(chǎn)生預(yù)定數(shù)量的等距脈沖，通過它們可以確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(RPM)。
在另外的實施形態(tài)中，可以使用直噴式發(fā)動機(jī)，其中噴射器66位于燃燒室30中，或類似于火花塞92那樣在汽缸頭內(nèi)，或在燃燒室的側(cè)面。
參考圖2，顯示了具有機(jī)電驅(qū)動的氣門的發(fā)動機(jī)的汽缸和氣門模式選擇的高級流程圖。取決于機(jī)械復(fù)雜度、成本和性能目標(biāo)，可以將發(fā)動機(jī)配置為具有一批機(jī)電氣門配置。例如，假如一種性能較好且能降低成本并視為可行的氣門配置包括機(jī)電進(jìn)氣門和機(jī)械驅(qū)動的排氣門。此配置提供靈活的汽缸空氣量控制，且與采用能夠克服排氣壓具有較高電壓的氣門驅(qū)動器相比成本降低。另一種希望獲得的機(jī)械/電子氣門配置是包括機(jī)電進(jìn)氣門和可變的機(jī)械驅(qū)動排氣門(機(jī)械驅(qū)動排氣門能被控制以調(diào)整與曲軸位置相對應(yīng)的氣門開啟和關(guān)閉事件)。與全機(jī)電控制的氣門機(jī)構(gòu)相比，此配置能夠以降低的復(fù)雜度改進(jìn)低速扭矩并增加燃料節(jié)約。另一方面，機(jī)電進(jìn)氣和排氣門可以提供更高的靈活性，但是可能需要更高的系統(tǒng)成本。
然而，對每個想得到的氣門系統(tǒng)配置都使用獨(dú)特的控制策略是昂貴的，并且會浪費(fèi)有價值的人力資源。因此，具有能夠以靈活的方式控制各種氣門系統(tǒng)配置的策略是有利的。圖2是可以降低復(fù)雜度并仍然能夠用很少的修改靈活地控制各種不同的氣門配置的汽缸和氣門模式選擇方法的實例。
此例所描述的方法在每次執(zhí)行該例程時使得一組汽缸和氣門模式可用。執(zhí)行該方法的步驟，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)、氣門和車輛操作條件從一組可用模式中移除不同的汽缸和氣門模式。而，該方法可以被重置使不可用狀態(tài)汽缸和氣門模式初始化，然后在執(zhí)行例程的不同步驟時使所需的汽缸和氣門模式可用。因此，對初始化狀態(tài)的選擇、執(zhí)行順序，及可用模式的啟用和停用，有各種選擇余地。
在步驟1010，通過插入數(shù)值1到所有的矩陣行列單元中來初始化表示氣門和汽缸模式的矩陣(模式矩陣)行列單元。圖3所示模式矩陣實例是八汽缸發(fā)動機(jī)的模式矩陣，該八汽缸發(fā)動機(jī)為每組4汽缸的2個V型配置的缸組。在此例中，模式矩陣是保存二進(jìn)制1或0的結(jié)構(gòu)，也可以使用其他結(jié)構(gòu)。該矩陣可以表示汽缸和氣門模式的可用性。在此例中，1表示可用模式，而0表示不可用模式。
在每次調(diào)用該例程時初始化模式矩陣，使得所有的模式初始設(shè)置為可用。圖7-13顯示某些可能的氣門和汽缸模式，下面將對它們進(jìn)行更詳細(xì)的說明。顯示的是矩陣，但也可以使用其他構(gòu)成，如字、字節(jié)或數(shù)組，來代替矩陣。一旦初始化了模式矩陣，該例程就進(jìn)入步驟1012。
在步驟1012，停用模式矩陣中的一些受發(fā)動機(jī)預(yù)熱條件影響的氣門和/或汽缸模式?？梢杂貌紶栠壿嬚Z句來檢驗操作條件，并基于這些結(jié)果停用汽缸和/或氣門模式。在一個實例中，基于由發(fā)動機(jī)操作狀態(tài)決定的發(fā)動機(jī)操作條件來確定預(yù)熱氣門和汽缸模式選擇。然而，基于發(fā)動機(jī)操作條件確定的預(yù)熱汽缸和氣門模式選擇不受限于發(fā)動機(jī)溫度和催化劑溫度。
盡管發(fā)動機(jī)和催化劑溫度提供了發(fā)動機(jī)操作條件的指示，機(jī)電氣門的情形可以提供額外的信息，并在某些案例中為提供改變汽缸和氣門模式的基礎(chǔ)。例如，上述觸發(fā)模式選擇改變的代表性情形，包括由傳感器50確定(或估計)的電樞溫度。進(jìn)一步來說，氣門工作的數(shù)量、啟動以來的時間、氣門工作時間、氣門電流(valve current)、氣門電壓(valve voltage)、由氣門消耗的功率、氣門阻抗傳感設(shè)備(valve impedance sensing devices)、及其組合和/或其子組合都可以提供附加的氣門操作條件來增強(qiáng)(或代替)電樞溫度傳感器。因此，機(jī)電氣門的操作條件能夠被用于確定活躍汽缸的數(shù)量和/或活躍汽缸中行程的數(shù)量，另外還可以可選地將它們用于確定工作氣門的數(shù)量和配置或模式。這些氣門操作條件可以被包括在模式選擇邏輯內(nèi)的發(fā)動機(jī)和催化劑條件中，或它們可以包括沒有發(fā)動機(jī)和催化劑操作條件的模式選擇邏輯。
也可以基于預(yù)熱條件、汽缸行程模式及活躍汽缸的數(shù)量通過選擇邏輯選擇氣門模式，如，對置的進(jìn)氣和/或排氣門或?qū)堑倪M(jìn)氣和排氣門。這通過給定的選擇邏輯啟用所需的氣門模式、汽缸行程模式和汽缸模式來實現(xiàn)。然后圖2余下的選擇準(zhǔn)則可以通過應(yīng)用圖2的步驟1014-1022的條件限制來確定汽缸模式、活躍氣門的數(shù)量、活躍氣門的模式，及汽缸行程模式。
在發(fā)動機(jī)預(yù)熱期間以此方式選擇機(jī)電氣門操作可以在多方面改進(jìn)發(fā)動機(jī)的操作，例如，用數(shù)量更少的氣門來操作發(fā)動機(jī)的所有汽缸。這樣的選項的一個實例是用八個汽缸且每個汽缸兩個氣門來操作每個汽缸都具有四個電磁閥(electromagnetic valve)的V8。這樣的操作不僅增加燃料經(jīng)濟(jì)性(通過降低氣門電流(valve current)而節(jié)約電能來進(jìn)行)，還能夠降低發(fā)動機(jī)噪音、振動和嘯叫(NVH)，這是因為發(fā)動機(jī)扭矩峰值之間更加接近了。進(jìn)一步來說低溫時的氣門功率消耗增加而供電能力會下降。因此，在低溫條件下(如，在發(fā)動機(jī)啟動期間)選擇使用更少數(shù)量的氣門可以使更多的電流對發(fā)動機(jī)啟動器可用，以使得較長的發(fā)動機(jī)發(fā)動(cranking)(旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)直到發(fā)動機(jī)開始在其自身的功率下旋轉(zhuǎn))和較高的啟動扭矩成為可能而不消耗蓄電池容量。然后例程進(jìn)入步驟1014。
在步驟1014，停用那些影響發(fā)動機(jī)排放或受排放影響的氣門和/或汽缸模式。然后例程進(jìn)入步驟1016。
在步驟1016，停用那些受發(fā)動機(jī)操作區(qū)域和氣門性能降級影響的氣門和/或汽缸模式。在此步驟，催化劑和發(fā)動機(jī)溫度與氣門性能降級的指示一起用在一個示例中來確定汽缸和/或氣門模式的停用。圖5的說明提供選擇處理進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。然后例程進(jìn)入步驟1018。
在步驟1018，停用那些影響發(fā)動機(jī)和車輛噪音、振動和嘯叫(NVH)的氣門和/或汽缸模式。例如，可以選擇性地啟用和停用機(jī)電氣門來改變活躍汽缸的數(shù)量，從而改變汽缸燃燒頻率。理想的是，根據(jù)選擇的環(huán)境，避免(或減少)能使汽車振動頻率或模式增強(qiáng)的氣門和汽缸模式，即，在機(jī)械結(jié)構(gòu)只有很少或沒有阻尼特性時。在步驟1018中停用影響這些頻率的氣門和/或汽缸模式。然后例程進(jìn)入步驟1020。
在步驟1020，停用那些不能提供足夠的扭矩來產(chǎn)生所需的發(fā)動機(jī)制動扭矩(brake torque)的汽缸和/或氣門模式。在此步驟，比較所需的發(fā)動機(jī)制動扭矩和包含在模式矩陣內(nèi)的汽缸和氣門模式的最大扭矩。在一個實例中，如果所需的制動扭矩大于給定汽缸和氣門模式的最大扭矩(如果需要，可以包括最大容許誤差)，則停用該汽缸和/或氣門模式。然后例程進(jìn)入步驟1022。
在步驟1022，評估模式矩陣并確定汽缸和氣門模式。在此，基于步驟1010-1020的準(zhǔn)則，通過把0寫到適當(dāng)?shù)哪Ｊ骄仃噯卧?列配對中來停用已變得不可用的汽缸和氣門操作模式。從矩陣原點(0，0)單元開始，一行接一行地搜索模式矩陣來確定包含1的行列配對。最后一個包含值1的矩陣行/列確定氣門和汽缸模式。以此方式，模式矩陣和選擇處理的設(shè)計使得能用最少數(shù)量的汽缸和氣門滿足控制目標(biāo)。
如果請求改變汽缸和/或氣門模式，即，如果圖2的方法確定自從最后一次執(zhí)行圖2的方法以來，更加適合使用不同的汽缸和/或氣門模式，則通過將請求的模式變量設(shè)置為指示新的汽缸和/或氣門模式的值來指示待決的模式改變。在預(yù)定的時間間隔之后，將目標(biāo)模式變量設(shè)置為和請求的模式變量相同的值。使用請求的模式變量來向周邊系統(tǒng)提供待決模式改變的早期指示，以使得那些系統(tǒng)可以在實際的模式改變之前采取行動。傳送(transmission)是實現(xiàn)上述動作的一個實例?？梢酝ㄟ^改變目標(biāo)模式變量來發(fā)起實際的汽缸和/或氣門模式改變。而且，該方法可以通過設(shè)置MODE_DLY變量來延遲請求的改變和目標(biāo)扭矩，同時調(diào)整燃料來適合新的汽缸和/或氣門模式。當(dāng)設(shè)置了MODE_DLY變量時，抑制汽缸和/或氣門模式改變。
然后將所選的氣門和汽缸模式輸出到氣門控制器。然后退出汽缸和氣門模式選擇例程。
另外，汽缸和氣門模式矩陣結(jié)構(gòu)可以采取其他形式并具有其他目標(biāo)。在一個實例中，其他的實施形態(tài)可以將通過最大扭矩、排放、和/或燃料節(jié)約加權(quán)的數(shù)值寫入矩陣，而不是將1和0寫入矩陣的單元。在此例中，可以根據(jù)寫入矩陣單元的數(shù)值的確切涵義來選擇所需的模式。此外，定義矩陣軸的模式不必基于扭矩量進(jìn)行增減。燃料節(jié)約、功率消耗、可聽噪音和排放可以作為用于定義模式控制矩陣組織的結(jié)構(gòu)的附加的準(zhǔn)則。以此方式，可以將矩陣結(jié)構(gòu)設(shè)計為基于汽缸和氣門數(shù)量最少之外的其他目標(biāo)來確定汽缸和氣門模式。
同樣，可以將圖2的方法可被設(shè)定成為確定氣門、氣門驅(qū)動器、發(fā)動機(jī)、底盤、電氣系統(tǒng)、催化劑系統(tǒng)，或其他車輛系統(tǒng)的操作條件的方法。上述操作條件可以用來確定活躍汽缸的數(shù)量、活躍氣門的數(shù)量、氣門模式、汽缸循環(huán)內(nèi)的汽缸行程、汽缸分組、其他氣門模式，及所需的氣門相位。確定各種操作條件并選擇適當(dāng)?shù)钠缀蜌忾T配置可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)性能、節(jié)約燃料并提高客戶滿意度。
在一個實例中，至少下面兩項可用于調(diào)整發(fā)動機(jī)的最大扭矩(1)執(zhí)行燃燒的汽缸數(shù)量；及(2)在每個汽缸中操作的氣門數(shù)量因此，可能提高最大扭矩的分辨率(resolution)，使之超出通過簡單地使用汽缸數(shù)而獲取的。
而且，圖2的方法可以根據(jù)發(fā)動機(jī)操作條件在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間在汽缸和氣門模式之間切換。
在另一個實例中，八汽缸發(fā)動機(jī)以四行程模式操作四個汽缸、并以十二行程模式操作另外四個汽缸，所有汽缸都在每個汽缸中使用四個氣門。此模式可以通過降低活躍汽缸的數(shù)量和通過以較高的熱效率操作活躍汽缸，來產(chǎn)生所需的扭矩并提高燃料效率水平。為了響應(yīng)操作條件的改變，控制器可能將發(fā)動機(jī)操作模式切換為四個汽缸以四行程模式操作并在每個汽缸中使用兩個氣門。余下的四個汽缸以十二行程模式操作，并具有輪換的排氣門。
在另一個實例中，在其他操作條件下，停止一些汽缸的燃料噴射，而其他汽缸在每個汽缸中有4個活躍的氣門。此模式可以產(chǎn)生所需的扭矩同時進(jìn)一步提高燃料效率。同樣，由于使用輪換模式，汽缸中以十二行程模式操作的排氣門可以得到冷卻。以此方式，圖2的方法允許發(fā)動機(jī)基于操作條件和模式矩陣校準(zhǔn)和設(shè)計來改變活躍汽缸的數(shù)量、汽缸循環(huán)中的行程數(shù)、氣門工作的數(shù)量，及氣門模式。
因為具有機(jī)電氣門的發(fā)動機(jī)能夠根據(jù)不同的方式運(yùn)行不同的汽缸，如一半可用的汽缸以四行程操作，而余下的汽缸以六行程操作，發(fā)動機(jī)的循環(huán)在此定義為在最長的汽缸循環(huán)上重復(fù)的角度數(shù)量。另外，也可以對每個汽缸獨(dú)立確定汽缸的循環(huán)。例如，又，發(fā)動機(jī)用四行程和六行程模式的汽缸進(jìn)行操作，則發(fā)動機(jī)的循環(huán)由六行程汽缸模式定義，即，1080度。圖2所述的汽缸和氣門模式選擇方法也可以連接燃料控制方法來使用，以進(jìn)一步改進(jìn)發(fā)動機(jī)的排放。
參考圖3，顯示了具有機(jī)電進(jìn)氣和排氣門的V8發(fā)動機(jī)的已初始化了的汽缸和氣門模式矩陣的實例。x-軸上的列表示具有四個氣門的汽缸的可能的很多的氣門模式中的一些。從左到右顯示了雙進(jìn)氣/雙排氣(DIDE)、雙進(jìn)氣/輪換排氣(DIAE)、輪換進(jìn)氣/雙排氣(AIDE)和輪換進(jìn)氣/輪換排氣(AIAE)，它們的最大扭矩從高到低排列。y-軸的行表示V8發(fā)動機(jī)的可能很多的汽缸模式中的一些。這些汽缸模式開始于底部具有較多汽缸的模式，而終止于頂部具有較少汽缸的模式，它們的最大扭矩從高到低排列。
在此例中，這樣構(gòu)建模式矩陣有利于減少搜索時間和模式判讀。行和列的交點，即單元，表示獨(dú)特的汽缸和氣門模式。例如，圖4中的模式矩陣的單元(1，1)表示V4汽缸模式和雙進(jìn)氣/輪換排氣(DIAE)氣門模式。模式矩陣的組織使得汽缸/氣門模式中的發(fā)動機(jī)最大扭矩隨著與原點之間的距離增加而減小。最大扭矩按行減小的量比按列減小的量大，因為每個發(fā)動機(jī)循環(huán)中活躍汽缸的數(shù)量隨著行數(shù)增加而減少，而不同的氣門模式的發(fā)動機(jī)扭矩減小依照汽缸最大扭矩小部分減少。
由于模式矩陣基于氣門和汽缸構(gòu)建，它自然地允許定義確定活躍汽缸和氣門數(shù)量以及汽缸和氣門配置的汽缸和氣門模式。另外，模式矩陣可以標(biāo)識具有分組汽缸并具有獨(dú)特的操作氣門數(shù)量和氣門模式的汽缸和氣門配置。例如，可以將模式矩陣配置為讓一半活躍汽缸具有兩個活躍氣門，而另外一半活躍汽缸具有三個活躍氣門。同樣，模式矩陣支持多行程模式選擇。多行程工作通常包括具有大于四行程燃燒循環(huán)的燃燒循環(huán)。在此所述的多行程操作包括大于四行程的燃燒和燃燒循環(huán)中行程數(shù)量的變更情形，如四行程、六行程和/或十二行程之間的變化。
進(jìn)一步來說，對一種汽缸模式來說，可以讓不同的汽缸活躍，如在四汽缸發(fā)動機(jī)中，通過定義并從兩個獨(dú)特的矩陣單元中選擇，I2汽缸模式可以通過汽缸1-4或2-3來產(chǎn)生。
除了位于(0，0)單元的汽缸和氣門模式，可以停用在模式矩陣中表示的任何汽缸和氣門模式。不停用單元(0，0)，以使得至少有一種模式可用。
參考圖4，顯示了已進(jìn)行汽缸和氣門模式選擇處理的矩陣的實例。該圖顯示了在步驟1010模式矩陣初始化時初始設(shè)置為1而目前為0的模式單元。同樣，在圖2的方法的步驟中，當(dāng)停用汽缸和氣門模式時，也停用那些具有較小最大扭矩的汽缸和氣門模式。例如，單元(1，2)在包含0的單元中具有較高的最大扭矩?；谶x擇的汽缸和上述氣門模式選擇準(zhǔn)則，將單元(1，1)選擇作為當(dāng)前的汽缸和氣門模式，即，V4雙進(jìn)氣/輪換排氣(DIAE)。如果搜索在矩陣中碰到0之后停止，則這可以減少矩陣的搜索時間。
參考圖5，顯示了根據(jù)發(fā)動機(jī)和氣門操作來限制停用汽缸模式(例如，從可用模式進(jìn)行停用)的方法的流程圖。該方法評估發(fā)動機(jī)和催化劑溫度來確定應(yīng)停用哪個可用的汽缸和氣門模式。進(jìn)一步來說，如果指示了氣門性能降級，則該方法在需要時停用受性能降級影響的汽缸和氣門模式，除了模式矩陣中單元(0，0)的汽缸和氣門模式。
在步驟1510，確定發(fā)動機(jī)操作條件。測量發(fā)動機(jī)溫度傳感器112和催化劑磚溫度77。另外，也可以對溫度進(jìn)行推斷。另外，可以根據(jù)發(fā)動機(jī)溫度、排氣殘留、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)空氣量及點火提前的經(jīng)驗數(shù)據(jù)推斷排氣門溫度。然后例程進(jìn)入步驟1512。
在步驟1512，比較催化劑溫度CAT_TEMP和預(yù)定的變量CAT_tlim。如果催化劑溫度高于CAT_tlim，則例程進(jìn)入步驟1514。如果催化劑溫度小于CAT_tlim，則例程進(jìn)入步驟1516。
在步驟1514，基于預(yù)定的矩陣CAT_LIM_MTX停用汽缸和氣門模式。該矩陣具有和模式矩陣相同的維度，即，兩個矩陣具有相同數(shù)量的元素。在CAT_LIM_MTX內(nèi)，停用產(chǎn)生較高溫度的汽缸和氣門模式。然后將停用的模式從CAT_LIM_MTX復(fù)制到模式矩陣。例如，如果測量或推斷出的催化劑溫度比V8發(fā)動機(jī)所需的溫度高，則停用部分汽缸模式，包括V4、六行程和V2。通過降低每個汽缸在相同所需扭矩上的負(fù)載，停用部分汽缸模式來降低排氣溫度。然后例程進(jìn)入步驟1516。
在步驟1516，比較發(fā)動機(jī)溫度ENG_TEMP和預(yù)定的變量ENG_tlim。如果發(fā)動機(jī)溫度高于ENG_tlim，則例程進(jìn)入步驟1518。如果發(fā)動機(jī)溫度低于ENG_tlim，則例程進(jìn)入步驟1520。
在步驟1518，基于預(yù)定的矩陣ENG_LIM_MTX停用汽缸和氣門模式，其中該矩陣具有和模式矩陣相同的維度，即，兩個矩陣具有相同數(shù)量的元素。在ENG_LIM_MTX內(nèi)，停用產(chǎn)生較高溫度的汽缸和氣門模式。然后將停用的模式從ENG_LIM_MTX復(fù)制到模式矩陣。例如，如果測量或推斷出的催化劑溫度比V8發(fā)動機(jī)所需的溫度高，則停用部分汽缸模式，包括V4、六行程和V2。通過降低每個汽缸在相同所需扭矩上的負(fù)載，停用部分汽缸模式能降低排氣溫度。然后例程進(jìn)入步驟1520。
在步驟1520，推斷出的排氣門溫度，EXH_vlv_tmp，可用來預(yù)定變量EXH_tlim。如果推斷出的排氣門溫度高于EXH_tlim，則例程進(jìn)入步驟1522。如果推斷出的排氣門溫度低于EXH_tlim，則例程進(jìn)入步驟1524。
在步驟1522，基于預(yù)定的矩陣EXH_LIM_MTX停用汽缸和氣門模式，其中該矩陣具有和模式矩陣相同的維度，即，兩個矩陣具有相同數(shù)量的元素。在EXH_LIM_MTX內(nèi)，停用產(chǎn)生較高溫度的汽缸和氣門模式。然后將停用的模式從EXH_LIM_MTX復(fù)制到模式矩陣。例如，如果測量或推斷出的催化劑溫度比V8發(fā)動機(jī)所需的溫度高，則停用部分汽缸模式，包括V4、六行程和V2，并以輪換模式操作排氣門。停用部分汽缸模式將通過降低每個汽缸的負(fù)載來降低排氣溫度，而輪換氣門有助于非活躍的排氣門和汽缸頭之間的熱傳導(dǎo)。然后例程進(jìn)入步驟1524。
在步驟1524，評估氣門性能降級。可以通過多種方式來指示氣門性能降級，這些方式可以包括但不限于通過氧傳感器推斷或通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器得到的氣門位置測量、溫度測量、電流測量、電壓測量。如果檢測到氣門性能降級，則將具有性能降級的氣門的汽缸數(shù)量賦予變量VLV_DEG，并將最新在步驟1528中確定的性能降級的氣門的汽缸數(shù)量賦予汽缸標(biāo)識符CYL_DEG。如果出現(xiàn)了氣門性能降級，則例程進(jìn)入步驟1526。如果沒有出現(xiàn)氣門性能降級，則例程退出。
在步驟1526，停用受氣門性能降級影響的汽缸和氣門模式，這可以包括停用具有性能降級的氣門的汽缸。具體來說，其中具有性能降級的氣門的汽缸CYL_DEG是進(jìn)入汽缸模式的矩陣FN_DEGMODES_MTX的一個索引，該矩陣包含受具有性能降級的氣門的汽缸影響的汽缸模式。然后例程停用被FN_DEGMODES_MTX識別的所述汽缸模式。然而，在一個實例中，不停用行0的汽缸模式，以使得發(fā)動機(jī)能夠在受到請求時通過至少部分(或全部)沒有性能降級的氣門的汽缸提供扭矩。另外，如果不止一個汽缸的性能由于氣門的性能降級而降級，即，VLV_DEG大于1，則對應(yīng)于行0的汽缸模式是單個活躍汽缸模式。以此方式，標(biāo)識為性能降級的汽缸使得受影響的汽缸模式停用，這可以包括在具有性能降級的氣門的汽缸中禁用燃燒、燃料噴射和/或啟用火花塞。因此，可以在氣門性能降級的汽缸中停用燃料和/或火花。
在步驟1526中也可以對氣門性能降級進(jìn)行補(bǔ)償。氣門溫度通過溫度傳感器傳感，而且其他的氣門操作條件也可以確定。例如，氣門電壓、阻抗和功率消耗可以傳感或推斷?？梢员容^這些參數(shù)和預(yù)定的目標(biāo)量來構(gòu)成誤差量，然后將誤差量用于調(diào)整車輛電氣系統(tǒng)的操作參數(shù)。例如，如果周圍空氣溫度增加且在測量或推斷出的氣門電壓量比所需的要低，則可以發(fā)送信號到車輛電氣系統(tǒng)以增加供電電壓。以此方式，可以使用氣門的操作條件來調(diào)整車輛電氣系統(tǒng)的操作條件，以改進(jìn)氣門操作。然后例程進(jìn)入步驟1530。
在步驟1530，評估車輛電氣系統(tǒng)的操作條件。如果電氣系統(tǒng)可用的功率、可用電流和/或可用電壓低于預(yù)定量或性能降級，則例程進(jìn)入步驟1532。此外，如果外部電力負(fù)載(如，由車輛電氣系統(tǒng)供電的計算機(jī)或視頻游戲)或輔助的、較低優(yōu)先權(quán)的電力負(fù)載(如，裝載于車輛電力系統(tǒng)的車輛部件，如氣泵或風(fēng)扇)超過了預(yù)定量或超過了總的可用電氣系統(tǒng)容量的一小部分、給車輛電氣系統(tǒng)帶來更多負(fù)載，則例程進(jìn)入步驟1532。然后例程退出。
在步驟1532，基于電氣系統(tǒng)操作條件停用汽缸和氣門模式。通過從選擇的矩陣復(fù)制0到模式矩陣中來停用汽缸和氣門模式。如果電氣系統(tǒng)可用的功率、可用的電流和/或可用的電壓低于第一組預(yù)定的量，則將矩陣FNVLVRED中的0復(fù)制到模式矩陣中。在此例中，這些0值將氣門操作限制于每個汽缸具有兩個操作氣門的發(fā)動機(jī)汽缸的數(shù)量。如果上述電氣參數(shù)低于第二組預(yù)定的量，則將矩陣FNCYLRED中的0復(fù)制到模式矩陣中。在此例中，這些0將減少活躍汽缸數(shù)量和活躍汽缸中的氣門數(shù)量來限制氣門操作。
進(jìn)一步來說，如果外部或輔助負(fù)載的功率超出了預(yù)定的量，則控制電力開關(guān)，如繼電器或晶體管，來停用加到這些設(shè)備的電力。停用汽缸和氣門模式與減少外部和輔助電力負(fù)載效應(yīng)兩者的組合可以在電氣系統(tǒng)能力降低的條件下提高啟動的可能性。例如，在周圍溫度較冷時，發(fā)動機(jī)摩擦力增加且蓄電池功率可能降低。通過停用較低優(yōu)先級的電力負(fù)載并減少活躍汽缸和氣門的數(shù)量，則在啟動期間對發(fā)動機(jī)啟動器和活躍氣門有額外的電力可用。另外，如果在發(fā)動機(jī)操作期間電氣系統(tǒng)性能會性能降級，則通過停用較低優(yōu)先級的電力負(fù)載并減少活躍的汽缸和氣門可以增加車輛的范圍。
參考圖6，描述從可用的汽缸和氣門模式矩陣中選擇汽缸和氣門模式的方法。在一個實例中，該方法搜索整個模式矩陣來查找具有最少活躍汽缸和氣門的數(shù)量的模式。由于上述步驟已基于發(fā)動機(jī)和車輛的操作條件停用了汽缸和氣門模式，此步驟提供第二個選擇汽缸和氣門模式的實例準(zhǔn)則，即，燃料節(jié)約。通過選擇最少數(shù)量的活躍汽缸和氣門，改進(jìn)汽缸效率并降低電力消耗，從而增加了燃料節(jié)約。然而，可以通過以不同的方式構(gòu)建矩陣的行和列來使用其他搜索方案，以強(qiáng)調(diào)其他目標(biāo)，或不同目標(biāo)的組合。
在步驟1810，在每次執(zhí)行該例程時初始化行列下標(biāo)，且如果下標(biāo)所指向的模式矩陣單元值為1，則例程存儲當(dāng)前行列下標(biāo)。在此例中，一次只存儲一個行列下標(biāo)。在評估當(dāng)前模式矩陣單元之后，例程進(jìn)入步驟1812。
在步驟1812，比較當(dāng)前列數(shù)cols和模式矩陣的列數(shù)col_lim。如果當(dāng)前列數(shù)小于模式矩陣的總列數(shù)，則例程進(jìn)入步驟1814。如果列數(shù)不小于模式矩陣的總列數(shù)，則例程進(jìn)入步驟1816。
在步驟1814，遞增列的下標(biāo)值。這允許例程搜索每行的第0列到第col_lim列。然后例程進(jìn)入步驟1810。
在步驟1816，將列的下標(biāo)重置為0。此動作允許例程在需要時評估模式矩陣的每個行的每個列。然后例程進(jìn)入步驟1818。
在步驟1818，比較當(dāng)前行數(shù)rows和模式矩陣的行數(shù)row_lim。如果當(dāng)前行數(shù)小于模式矩陣的總行數(shù)，則例程進(jìn)入步驟1820。如果行數(shù)不小于模式矩陣的總行數(shù)，則例程進(jìn)入步驟1822。
在步驟1820，遞增行下標(biāo)值。這允許例程從第0行搜索到每一行的第row_lim列。然后，例程進(jìn)入步驟1810。
在步驟1822，例程確定所需的汽缸和氣門模式。將最后的行列下標(biāo)輸出到圖2的步驟212中的扭矩確定例程。行數(shù)對應(yīng)于所需的汽缸模式，而列數(shù)對應(yīng)于所需的氣門模式。然后例程退出。
參考圖7，顯示提供降低成本的靈活控制選項的汽缸和氣門配置。標(biāo)簽M表示通過凸輪軸操作的機(jī)械氣門(可選地包括液壓驅(qū)動的可變凸輪正時)，而E表示機(jī)電氣門。該圖顯示了兩個汽缸組，一個組具有機(jī)電驅(qū)動的進(jìn)氣門，而另一個組具有機(jī)械驅(qū)動的進(jìn)氣門。也可以將第二個組配置為同時具有機(jī)械進(jìn)氣門和機(jī)電排氣門。另一種配置可以是其中一個汽缸組具有一個或多個機(jī)電驅(qū)動的氣門，而發(fā)動機(jī)中余下的氣門皆為機(jī)械驅(qū)動。這允許汽缸組對不同的目標(biāo)使用不同的氣門配置。例如，一個汽缸組可以用四個氣門操作，而另一個組用兩個氣門操作。這允許四氣門汽缸在某些條件下，如轉(zhuǎn)速和負(fù)載條件，具有更高的最大扭矩，并通過選擇性地啟用機(jī)電驅(qū)動氣門來允許發(fā)動機(jī)具有多個最大扭矩量。
通過操作兩個具有不同氣門配置的汽缸組，也可以提高發(fā)動機(jī)的燃料節(jié)約。例如，可以將具有兩個汽缸組的V10發(fā)動機(jī)配置為具有機(jī)械驅(qū)動的氣門組和機(jī)電驅(qū)動或機(jī)械/機(jī)電組合驅(qū)動的氣門組。可以按需要停用機(jī)電組中的汽缸，而無需花成本在所有的汽缸中安裝機(jī)電氣門。
而且，催化劑磚到汽缸頭設(shè)置為不同距離的排氣配置可以使發(fā)動機(jī)排放得到改善。具有機(jī)電驅(qū)動的氣門的汽缸組可以延遲排氣門正時，從而提高其催化劑磚位置離汽缸頭的較遠(yuǎn)的汽缸組的熱量。因此，可以基于發(fā)動機(jī)設(shè)計配置不同的汽缸組來改進(jìn)排放。
現(xiàn)參考圖7a，顯示了另外的配置，該配置具有電力驅(qū)動的進(jìn)氣門和機(jī)械凸輪驅(qū)動的排氣門(可選地包括液壓驅(qū)動的可變凸輪正時)。注意，雖然顯示了兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門，在另外的實施形態(tài)中，可以使用一個電力驅(qū)動的進(jìn)氣門和一個凸輪驅(qū)動的排氣門。此外，也可以使用兩個電力驅(qū)動的進(jìn)氣門和一個凸輪驅(qū)動的排氣門。
參考圖8，顯示以其他方式分組的汽缸和氣門配置。圖8的配置提供一些與參考圖7所述相同的優(yōu)點，但所有汽缸如所示都包括機(jī)械和機(jī)電驅(qū)動的氣門。此配置通過允許所有汽缸為機(jī)械控制或通過操作機(jī)械組和機(jī)械/機(jī)電組，來提供進(jìn)一步的控制靈活性。將機(jī)電氣門和機(jī)械氣門在不同汽缸組中設(shè)置在不同位置，可以進(jìn)一步改變此實施形態(tài)。例如，可以將第一個組配置為具有機(jī)電進(jìn)氣門和機(jī)械排氣門，而將第二個組配置為具有機(jī)械進(jìn)氣門和機(jī)電排氣門。
可以通過更換機(jī)電氣門的位置為機(jī)械氣門的位置、或通過重排氣門模式來進(jìn)一步更改圖7、7A和8的汽缸和氣門配置。例如，一種汽缸組的安排可以配置機(jī)電進(jìn)氣門和排氣門為對角配置以促進(jìn)汽缸供送旋渦(cylinder chargeswirl)，而不是所示的對置的氣門配置。
參考圖9和10，顯示汽缸和氣門配置分組的其他實施形態(tài)。在發(fā)動機(jī)循環(huán)中操作由S表示的氣門位置，即選擇的氣門。注意，在某些實例中，可以通過凸輪以機(jī)械方式操作另外的氣門。所示的汽缸和氣門配置將汽缸劃分為兩個區(qū)域(圖9中在進(jìn)氣和排氣門之間進(jìn)行劃分，圖10中在進(jìn)氣和排氣門組的組之間進(jìn)行劃分)。此外，可以使用另外的配置，其中選擇的氣門位于相同的區(qū)域，但未在圖中選擇它。這些配置至少具有部分與那些如參考圖7-8所述的配置相同的優(yōu)點。
參考圖11、12和13，顯示了分組的汽缸和氣門配置的其他實施形態(tài)。在發(fā)動機(jī)循環(huán)期間操作由S表示的氣門位置，即選擇的氣門。所示的汽缸和氣門配置汽缸劃分為四個區(qū)域，每個區(qū)域包括一個機(jī)電驅(qū)動的氣門，區(qū)域1和2包含進(jìn)氣門，區(qū)域3和4包含排氣門。此外，當(dāng)選擇的氣門位于輪換區(qū)域時，可以使用另外的配置，但未在圖中選擇它。這些配置具有與圖7-10所述的配置相同的優(yōu)點，但是這些配置也可以提供更多的控制靈活性。例如，可以更改選擇的氣門模式來提供2、3和4氣門的操作。
雖然機(jī)電驅(qū)動的氣門提供增加燃料節(jié)約和發(fā)動機(jī)性能的各種機(jī)會，它們還能夠以其他方式改進(jìn)發(fā)動機(jī)的啟動、停止和排放。圖14顯示了通過控制進(jìn)氣和排氣門改進(jìn)發(fā)動機(jī)啟動的方法。
作為一個舉例，機(jī)電驅(qū)動的氣門支持在啟動期間選擇第一個汽缸執(zhí)行燃燒的能力。在一個實例中，至少在某些操作條件下，選擇同一個汽缸來執(zhí)行第一次燃燒，這可以減少排放。換句話說，當(dāng)發(fā)動機(jī)在相同的汽缸上啟動時，至少在選擇的條件下的兩次接連啟動期間，可以減少啟動期間向每個汽缸提供的燃料量的變動。通過在相同的汽缸中開始燃料噴射，可以重復(fù)地向每次的汽缸提供唯一的燃料量。這是可能的，因為可以通過相同的參考點來調(diào)度燃料，即被選擇用于燃燒空氣-燃料混合氣的第一個汽缸?？偟膩碚f，由于裝配的限制，在多汽缸發(fā)動機(jī)中沒有兩個汽缸具有相同的進(jìn)氣口。因此，每個汽缸都有獨(dú)特的燃料需求在汽缸中產(chǎn)生所需空燃混合氣。幸運(yùn)的是，在此所述的一個方法舉例中允許根據(jù)每個獨(dú)特的端口幾何形狀、端口表面拋光，及噴射器的噴射影響區(qū)域來定制噴射到每個單獨(dú)的汽缸中的燃料，從而減少空氣-燃料的變動和發(fā)動機(jī)排放。
在另一個實例中，為了減少因重復(fù)執(zhí)行第一次燃燒而造成的磨損，改變選擇用于重復(fù)執(zhí)行第一次燃燒的汽缸。可以根據(jù)各種操作條件的集合，如固定的啟動次數(shù)、發(fā)動機(jī)溫度，它們的組合等等進(jìn)行改變。因此，對第一批啟動，重復(fù)使用汽缸1來啟動發(fā)動機(jī)。然后，對第二批啟動，重復(fù)使用另一個汽缸(如，第一個可用的汽缸，或相同的汽缸，如汽缸2)來啟動發(fā)動機(jī)。另外，可以基于發(fā)動機(jī)或空氣溫度選擇不同的汽缸。在又一個實例中，可以基于大氣壓(測量或估計出，或與其他測量或估計出的參數(shù)相關(guān))選擇用于啟動的不同汽缸。
參考圖14，在步驟3210中，例程確定是否已做出啟動發(fā)動機(jī)的請求。可以由點火開關(guān)、遠(yuǎn)程發(fā)送的信號，或另一個子系統(tǒng)，如混合電源系統(tǒng)的電壓控制器來做出請求。如果否，則例程退出。如果是，則例程進(jìn)入步驟3212。
在步驟3212，關(guān)閉所有的排氣門?？梢酝瑫r關(guān)閉所有氣門，或為了降低供電電流而以其他順序關(guān)閉這些氣門。在另外的實施形態(tài)中，也描述了可以關(guān)閉全部排氣門中的一部分的情形。關(guān)閉的氣門保持關(guān)閉，直到在這些氣門相應(yīng)的汽缸中發(fā)生了燃燒事件。即，汽缸的排氣門保持關(guān)閉，直到在汽缸中發(fā)生了第一個燃燒事件。通過關(guān)閉排氣門，可以防止殘留的碳?xì)浠衔镌诎l(fā)動機(jī)發(fā)動和轉(zhuǎn)數(shù)增加(run-up)(發(fā)動和在達(dá)到相當(dāng)穩(wěn)定的空轉(zhuǎn)速度之間的時期)期間逸出汽缸。這可以減少排放出的碳?xì)浠衔?，從而可以減少車輛排放。然后例程進(jìn)入步驟3214。
另外，可以將進(jìn)氣門設(shè)置為預(yù)定的狀態(tài)-開啟或關(guān)閉。在發(fā)動期間關(guān)閉進(jìn)氣門會增強(qiáng)泵送所做的功(pumping work)和啟動器電機(jī)電流，但可以將碳?xì)浠衔锵拗圃谄字?。在發(fā)動期間開啟進(jìn)氣門會降低泵送所做的功和啟動器電機(jī)電流，但可以將碳?xì)浠衔锿频竭M(jìn)氣歧管中。同樣，開啟和關(guān)閉的進(jìn)氣門的各種組合都可以用作實例。在另一個實例中，使用關(guān)閉的進(jìn)氣門。而在又一個實例中，使用開啟的進(jìn)氣門。圖24-28的實施形態(tài)提供了可以用于圖14顯示的方法來啟動發(fā)動機(jī)的其他氣門序列的詳細(xì)解釋。
另外，也可以將所有的排氣門設(shè)置在開啟位置，進(jìn)氣門設(shè)置在關(guān)閉位置，直到確定發(fā)動機(jī)位置。然后在活塞行程的下止點關(guān)閉相應(yīng)汽缸中的排氣門，并基于所需的燃燒順序操作進(jìn)氣門。在第一次燃燒事件之后基于所需的發(fā)動機(jī)循環(huán)操作相應(yīng)汽缸中的排氣門。碳?xì)浠衔锉粡钠字谐榭?，然后被吸入汽缸，又在接下來的汽缸循環(huán)中通過此方法進(jìn)行燃燒。與機(jī)械的四行程氣門正時相比，這可以減少排放出的碳?xì)浠衔铩?br> 在步驟3214，轉(zhuǎn)動發(fā)動機(jī)并通過評估發(fā)動機(jī)位置傳感器118來確定發(fā)動機(jī)位置。能夠快速識別發(fā)動機(jī)位置的傳感器可以用于減少發(fā)動機(jī)發(fā)動時間，因此首選這樣的傳感器。然后例程進(jìn)入步驟3216。
在步驟3216，發(fā)動機(jī)指示扭矩、點火提前和燃料通過以下方式來確定，即通過計算所需的指示扭矩、根據(jù)所需的指示扭矩計算所需的燃料供送、根據(jù)所需的燃料供送計算所需的汽缸空氣供送、根據(jù)所需的空氣供送確定氣門正時，并根據(jù)所需的汽缸空氣供送確定最終的火花。使用預(yù)定的所需發(fā)動機(jī)制動扭矩(brake torque)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、點火提前及Lambda(λ)來啟動發(fā)動機(jī)。Lambda(λ)的定義如下 這是與現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)來形成對比，現(xiàn)有發(fā)動機(jī)是通過使燃料與基于固定氣門正時的發(fā)動機(jī)空氣量估計相匹配來啟動的。調(diào)整氣門正時和點火角度來產(chǎn)生所需的扭矩和發(fā)動機(jī)空氣量。通過調(diào)整氣門正時和/或氣門升程來滿足發(fā)動(cranking)和/或啟動(starting)期間的扭矩和空氣量需求，可以使發(fā)動機(jī)的每次啟動都統(tǒng)一地加速到空轉(zhuǎn)速度，無論是在海平面還是高海拔。圖17和18顯示了產(chǎn)生統(tǒng)一的海平面和高海拔發(fā)動機(jī)啟動的氣門正時實例。
此外，圖14的方法可以減少啟動發(fā)動機(jī)所需的空氣和燃料量的變動?？梢酝ㄟ^調(diào)整氣門正時、噴射相等量的燃料和近似的點火正時來使在高海拔和海平面產(chǎn)生近似相同的扭矩(如果需要的話)。由于海拔的影響，只需做出小的調(diào)整來補(bǔ)償燃料揮發(fā)性和發(fā)動機(jī)反壓差。然后該方法進(jìn)入步驟3218。
提供統(tǒng)一的發(fā)動機(jī)啟動轉(zhuǎn)速也可以擴(kuò)展為不基于發(fā)動機(jī)扭矩的發(fā)動機(jī)策略。例如，可以根據(jù)一些已加燃料的汽缸的事件和/或發(fā)動機(jī)操作條件(如，發(fā)動機(jī)溫度、周圍空氣溫度、所需扭矩量和大氣壓)來調(diào)度預(yù)定的目標(biāo)發(fā)動機(jī)空氣量。使用理想氣體定律和在進(jìn)氣門關(guān)閉正時的汽缸容積來確定氣門正時和持續(xù)時間。接下來，根據(jù)目標(biāo)發(fā)動機(jī)空氣量噴射燃料，然后燃料隨吸入的空氣量一起燃燒。由于目標(biāo)發(fā)動機(jī)空氣量在海平面和高海拔之間統(tǒng)一或近似統(tǒng)一，在燃料量保持近似相同(如，在10％內(nèi))時，做出氣門正時調(diào)整。在另一個實例中，根據(jù)已加燃料的汽缸事件的數(shù)量和/或發(fā)動機(jī)操作條件(如，發(fā)動機(jī)溫度，周圍空氣溫度、催化劑溫度，或進(jìn)氣門溫度)而確定的目標(biāo)燃料量也可以用于啟動發(fā)動機(jī)。在此例中，通過調(diào)整氣門正時實現(xiàn)所需空燃比，根據(jù)目標(biāo)汽缸燃料量吸入汽缸空氣量。然后按所需的空燃比(如，濃燃料、稀燃料，或化學(xué)計量的)燃燒來啟動發(fā)動機(jī)。另外，可以基于汽缸空氣量調(diào)整點火提前，可以基于周圍空氣溫度和壓力進(jìn)一步調(diào)整氣門正時，且可以使用此啟動方法直接噴射或通過端口噴射燃料。
注意，可能需要在各種條件下提供統(tǒng)一的發(fā)動機(jī)啟動轉(zhuǎn)速，也可能存在一些需要使用其他方法的情況。此外，也可能需要根據(jù)發(fā)動機(jī)的操作條件來提供啟動期間所需的空氣量，這通過基于發(fā)動機(jī)位置和所需的汽缸空氣量或所需扭矩等等調(diào)整氣門正時來進(jìn)行，即使不使用一致的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速軌跡。
在步驟3218，例程確定在預(yù)定的汽缸還是在可以完成第一個進(jìn)氣行程的汽缸(如，第一個可用于燃燒的汽缸)中開始燃燒。如果選擇了在預(yù)定的汽缸中開始燃燒，則從可以通過發(fā)動機(jī)操作條件或發(fā)動機(jī)特征索引的表或函數(shù)中選擇汽缸編號。
通過選擇汽缸來開始燃燒，并基于發(fā)動機(jī)操作條件選擇第一個燃燒的汽缸，(如果需要，每次啟動都可以這樣操作)，發(fā)動機(jī)排放可以得到改進(jìn)。在一個實例中，如果在20攝氏度啟動四汽缸發(fā)動機(jī)，則每次發(fā)動機(jī)在20攝氏度啟動時都選擇1號發(fā)動機(jī)來產(chǎn)生第一個燃燒事件。然而，如果同一個發(fā)動機(jī)在40攝氏度啟動，則可以選擇不同的汽缸來產(chǎn)生第一個燃燒事件，每次發(fā)動機(jī)在40攝氏度啟動時都選擇此汽缸，或另外可以取決于發(fā)動機(jī)控制目標(biāo)來選擇不同的汽缸?；诖瞬呗赃x擇啟動汽缸可以減少發(fā)動機(jī)排放。具體來說，聚集的燃料液滴(fuel puddles)通常發(fā)生在進(jìn)氣口燃料噴射發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣口。噴射的燃料可能在噴射之后附著到進(jìn)氣歧管壁上，而所吸入的燃料量可能受進(jìn)氣歧管幾何形狀、溫度和燃料噴射器位置的影響。由于每個汽缸都可能有獨(dú)特的端口幾何形狀和噴射器位置，在同一個發(fā)動機(jī)的不同汽缸中可能形成不同的聚集的燃料液滴(fuel puddle masses)。此外，基于發(fā)動機(jī)操作條件，在各個汽缸之間可能存在聚集的燃料液滴和發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣特性的變化。例如，四汽缸發(fā)動機(jī)的1號汽缸可以包括穩(wěn)定在20攝氏度的聚集的燃料液滴，而4號汽缸的聚集的燃料液滴可以在40攝氏度更穩(wěn)定。這可能發(fā)生，因為聚集的燃料液滴可能受發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的位置(發(fā)動機(jī)溫度)、周圍空氣溫度、大氣壓，和/或發(fā)動機(jī)特性(如，歧管幾何形狀和噴射器位置)的影響。
同樣，催化劑的位置和溫度也可以用于確定第一個燃燒的汽缸。通過考慮啟動期間的催化劑位置和溫度，可以減少發(fā)動機(jī)排放。例如，在八汽缸雙組發(fā)動機(jī)中，鑒于上面所述及的原因之一，在4號汽缸(第一組)中產(chǎn)生第一個燃燒事件可能是有利的。另一方面，在發(fā)動機(jī)變熱之后，如果第二組中的催化劑位置對比于第一組中的催化劑、相對于4號汽缸更接近5號汽缸，則在5號汽缸(第二組)上啟動相同的發(fā)動機(jī)可能是有利的。和第一組中的催化劑相比，第二組中位置更接近且可能更熱的催化劑能夠更有效地轉(zhuǎn)換在較高溫度啟動期間產(chǎn)生的碳?xì)浠衔铩?br> 另外，發(fā)動機(jī)硬件特性也會影響對第一個燃燒的汽缸的選擇。例如，汽缸相對于動力裝配的位置和/或氧傳感器位置可以是在一組發(fā)動機(jī)操作條件下的因素，并不能作為不同的一組發(fā)動機(jī)操作條件下的因素使用。如果選擇用于第一次燃燒事件的汽缸在較低溫度下減少發(fā)動機(jī)噪音和振動，而另一個汽缸在不同的溫度下具有改進(jìn)的特性，則可以使用此策略。
同樣，損失的燃料量，即由于聚集的燃料液滴和移動到曲軸箱的原因被噴射進(jìn)入冷的發(fā)動機(jī)但沒有在廢氣中觀察到的燃料，能改變每次汽缸膨脹而引起的汽缸燃燒。此外，在特定汽缸中損失的燃料量會取決于發(fā)動機(jī)操作條件而改變。因此，基于一組發(fā)動機(jī)操作條件選擇一個汽缸用于第一個燃燒事件，并基于第二組操作條件選擇不同的汽缸用于第一個燃燒事件可能是有利的。然后，向單獨(dú)的汽缸提供單獨(dú)的燃料量，以相同的順序隨著第一個汽缸開始燃燒，這樣可以減少燃料量的變動。因此，可以在每次啟動時將相同的燃料量噴射到相同的汽缸，該汽缸具有接近相同(如在1％內(nèi)、在5％內(nèi)，或在10％內(nèi))的聚集的燃料液滴。
因此，在啟動期間基于發(fā)動機(jī)操作條件和/或發(fā)動機(jī)特性選擇和/或改變第一個燃燒的汽缸是有利的。
注意，如果需要的話，也可以在多個汽缸中開始燃燒。
同樣，在發(fā)動機(jī)“I”配置，即I4或I6中，選擇位置最接近飛輪或接近發(fā)動機(jī)本體中心的預(yù)定汽缸可以降低在啟動期間由于曲軸扭曲產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)振動，至少在某些條件下是這樣。曲軸扭曲是由于發(fā)動機(jī)加速可能在啟動期間發(fā)生的曲軸末端之間的瞬間角偏移。總的來說，第一個點火的汽缸在將發(fā)動機(jī)從發(fā)動加速到運(yùn)行速度的工作中吸入較高的空氣供送，從而產(chǎn)生較大的加速度。如果發(fā)動機(jī)在離發(fā)動機(jī)載荷，即飛輪，的位置最遠(yuǎn)的汽缸上啟動，曲軸可能受活塞施加于曲軸上的力和從燃燒的汽缸到載荷的距離的原因而產(chǎn)生扭曲。因此，選擇位置最接近發(fā)動機(jī)載荷或具有更多支持，即，在發(fā)動機(jī)汽缸體中心位置的預(yù)定汽缸，可以降低啟動期間的發(fā)動機(jī)振動。而且，通過選擇在降低振動的汽缸上啟動發(fā)動機(jī)，還可以提高客戶滿意度。
然而，選擇最接近飛輪的預(yù)定汽缸并在其中執(zhí)行第一個燃燒事件可以增加現(xiàn)有的受機(jī)械限制的氣門機(jī)構(gòu)的發(fā)動機(jī)發(fā)動(cranking)時間。然而，具有機(jī)電氣門的發(fā)動機(jī)沒有機(jī)械上的限制。相反，可以調(diào)整發(fā)動機(jī)氣門正時在最接近發(fā)動機(jī)飛輪的第一個汽缸中產(chǎn)生進(jìn)氣行程，其中活塞能夠使汽缸產(chǎn)生真空。例如，最接近飛輪的汽缸，其產(chǎn)生了足夠的真空，隨著活塞向下移動將噴射的燃料吸入汽缸，使得能夠產(chǎn)生發(fā)動機(jī)輸出。然后基于現(xiàn)有的四行程氣門正時繼續(xù)后面的燃燒。
因此，在一個實例中，在處理指示發(fā)動機(jī)啟動(或發(fā)動機(jī)位置)的信號之后，例程在具有足夠活塞向下移動的第一個汽缸上設(shè)置進(jìn)氣行程以產(chǎn)生發(fā)動機(jī)輸出(如，發(fā)動機(jī)扭矩，或所需的汽缸指示)。一經(jīng)這樣設(shè)置，余下的汽缸就可以對比于已設(shè)置好了的所述汽缸的進(jìn)氣行程設(shè)置它們各自的氣門正時位置。然后，在第一個汽缸中，伴隨足夠活塞向下移動執(zhí)行第一次燃燒，而基于活塞氣門正時以選擇的點火順序在余下的汽缸中執(zhí)行接下來的燃燒。
參考圖14，如果需要在預(yù)定的汽缸中進(jìn)行燃燒，則例程進(jìn)入步驟3222。如果不需要在預(yù)定汽缸中進(jìn)行燃燒，則例程進(jìn)入步驟3220。
在步驟3220，例程確定哪個汽缸能夠第一次獲取或截留所需的汽缸空氣量?；钊奈恢门c其移動方向，向上(向著汽缸頭)或向下(遠(yuǎn)離汽缸頭)，也可以作為作此確定的因素，如下在圖29的說明中所示。通過選擇能夠第一次獲取所需汽缸空氣量的汽缸，可以減少啟動時間。另外，選擇能夠產(chǎn)生第一次燃燒事件的汽缸也可以降低發(fā)動機(jī)的啟動時間。然而，發(fā)動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)速和排放變動也會受到影響。燃料噴射的類型也會影響汽缸選擇處理。進(jìn)氣口噴燃料的發(fā)動機(jī)依賴于進(jìn)氣行程來吸入汽缸的燃料和空氣。然而，也可以晚些關(guān)閉進(jìn)氣門，但這會使吸入所需汽缸燃料量更加困難。因此，對進(jìn)氣口噴燃料的發(fā)動機(jī)來說，可以通過汽缸吸入空氣和燃料兩者的能力來決定選擇用于第一次燃燒事件的汽缸。
另一方面，直噴式發(fā)動機(jī)將燃料直接噴入汽缸，可通過關(guān)閉進(jìn)氣和排氣門來提供使燃料在截留的空氣中燃燒的機(jī)會。假設(shè)截留了足夠容量的空氣，則氣門的進(jìn)氣循環(huán)可以不需要促進(jìn)汽缸中的燃燒，因為在汽缸中被截留的空氣能與直接噴入汽缸中的燃料進(jìn)行混合。因此，可以基于發(fā)動機(jī)位置調(diào)整發(fā)動機(jī)氣門正時，以促進(jìn)最接近飛輪并能夠獲取和壓縮所需空氣量的第一個汽缸進(jìn)行燃燒。
另外，在發(fā)動機(jī)相同的汽缸位置通常配有兩個彼此對置的活塞?？梢酝ㄟ^對各個汽缸選擇適當(dāng)?shù)臍忾T正時來確定汽缸中的燃燒。由于機(jī)電氣門的操作可以不考慮曲軸位置，發(fā)動機(jī)控制策略可以通過應(yīng)用適當(dāng)?shù)臍忾T正時來選擇兩個汽缸中的哪一個首先進(jìn)行燃燒。因此，在步驟3220，根據(jù)獲取所需汽缸空氣量的能力來選擇汽缸，然后在競爭的汽缸之間設(shè)置適當(dāng)?shù)臍忾T正時。例如，四汽缸發(fā)動機(jī)在1號和4號汽缸中備有活塞，處于將完成第一個吸入行程的位置，選擇汽缸1來產(chǎn)生第一個燃燒事件。另外，從競爭第一個燃燒事件的兩個汽缸中選擇一個的實例準(zhǔn)則包括汽缸位置、啟動噪音和振動及汽缸空燃分布不均。例如，在四汽缸發(fā)動機(jī)中，4號汽缸的位置最接近發(fā)動機(jī)飛輪。如果4號汽缸在1號汽缸之前點火，則曲軸在啟動期間就只會有較少的扭曲。這可以降低啟動期間的發(fā)動機(jī)噪音和振動。在另一個實例中，特定的汽缸的位置可以接近發(fā)動機(jī)機(jī)架。汽缸接近發(fā)動機(jī)機(jī)架也可會影響選擇哪個汽缸用于第一個燃燒事件。在又一個實例中，制造處理和/或設(shè)計限制會影響發(fā)動機(jī)的汽缸中的空燃分布?；诎l(fā)動機(jī)特性選擇汽缸可以改進(jìn)啟動期間的空燃比控制。然后例程進(jìn)入步驟3222。
在步驟3222，基于通過上面的步驟3216得到的發(fā)動機(jī)位置和所需扭矩、火花及Lambda來噴射燃料。在圖14的方法中，可以將燃料噴射在開啟或關(guān)閉的氣門上，在同一時間向所有汽缸提供燃料，或以各個的量向各個汽缸提供燃料。然而，在一個實例中，在某個汽缸燃料被優(yōu)先噴射，這樣可以對汽缸事件定制燃料量。汽缸事件信號的時間段是曲軸轉(zhuǎn)角持續(xù)時間，汽缸的循環(huán)在其中進(jìn)行重復(fù)，在四行程汽缸循環(huán)的情況，汽缸事件的角度為720/發(fā)動機(jī)汽缸數(shù)。
在一個實例中，基于已加燃料的汽缸事件的數(shù)量噴射燃料，使用已受控的各個汽缸的空氣量可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)空燃比控制。通過控制各個汽缸事件空氣量、對已加燃料的汽缸事件數(shù)量進(jìn)行計數(shù)，然后基于計數(shù)得到的已加燃料的汽缸事件的數(shù)量和汽缸空氣量提供燃料量，可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)的啟動。換句話說，由于可以在啟動期間控制發(fā)動機(jī)空氣量，而且由于獲得一個所需空燃比的燃料量能根據(jù)已加燃料的汽缸事件的數(shù)量來改變，基于汽缸事件的數(shù)量和各個汽缸的空氣量供給燃料可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)空燃比控制。因此，基于已加燃料的汽缸事件供給燃料和控制各個汽缸的空氣量可以用于減少發(fā)動機(jī)排放，并在啟動期間提供統(tǒng)一的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加(run-up)速度。
進(jìn)一步來說，發(fā)動機(jī)燃料需求可以是已加燃料的汽缸事件的數(shù)量的函數(shù)，而不是僅僅基于時間。汽缸事件可以和機(jī)械維度關(guān)聯(lián)，而時間是連續(xù)統(tǒng)一體，它缺乏空間維度及與物理發(fā)動機(jī)之間的連接。因此，基于已加燃料的汽缸事件的數(shù)量提供發(fā)動機(jī)的燃料可以減少與基于時間提供燃料相關(guān)的燃料變動。
通常，在步驟3222噴射的燃料量在冷啟動期間產(chǎn)生稀混合氣。這可以減少碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗罨钑r間。然而，噴射的燃料量也可以產(chǎn)生化學(xué)計量或濃混合氣。然后例程進(jìn)入步驟3224。
在步驟3224，隨著被選擇產(chǎn)生第一次燃燒事件的汽缸行程(進(jìn)氣)的設(shè)置開始操作氣門。另外，也可以在選擇用于燃燒的第一個汽缸中設(shè)置另一種行程(排氣、動力、壓縮)。取決于氣門機(jī)構(gòu)配置(如，完全機(jī)電或機(jī)械/機(jī)電混合)及控制目標(biāo)(如，減少排放或減少泵送所做的功，等等)，基于預(yù)定的燃燒順序來排列氣門，參見圖15-16和24-28的實例。通常，為了減少發(fā)動機(jī)排放和催化劑活化所需時間，在啟動期間以四行程模式操作所有的汽缸。然而，也可以在啟動期間使用多行程或全部汽缸中的一部分。然后例程退出。
圖15a和15b為圖表，顯示通過圖14的方法以四行程模式操作的四汽缸發(fā)動機(jī)的所需扭矩、火花和Lambda相對恒定時典型的進(jìn)氣和排氣門正時。氣門開啟和關(guān)閉位置由氣門序列左邊的圖例標(biāo)識，O表示開啟，C表示關(guān)閉。
在接通或操作者產(chǎn)生了請求啟動發(fā)動機(jī)的信號指示時，將機(jī)電控制的進(jìn)氣和排氣門從停用的中央位置設(shè)置為關(guān)閉位置。另外，也可以在各個汽缸中將進(jìn)氣門設(shè)置為開啟位置，直到第一個進(jìn)氣事件開始，這樣可以減少發(fā)動扭矩和啟動器電流。在此圖中，汽缸1是選擇用于第一個燃燒事件的汽缸，但如果需要更快的啟動，也可以選中汽缸3或2。一旦選擇了第一個燃燒的汽缸，且發(fā)生了第一個吸入事件，余下的汽缸就遵循四汽缸四行程發(fā)動機(jī)氣門正時，即，1-3-4-2。
在此序列中，將排氣門設(shè)置為關(guān)閉位置，并保持關(guān)閉位置直到在相應(yīng)的汽缸中發(fā)生了燃燒事件。排氣門在所示的排氣門正時之后開始操作。通過關(guān)閉排氣門直到在汽缸中發(fā)生了燃燒，使來自機(jī)油和殘留燃料的碳?xì)浠衔镌谄字斜唤亓簦⒃诘谝粋€燃燒事件中被燃燒。以此方式，可以減少排到排氣系統(tǒng)中的原始碳?xì)浠衔锏牧?。進(jìn)一步來說，燃燒碳?xì)浠衔锟梢詾閱影l(fā)動機(jī)和加熱催化劑提供附加的能量。
另外，具有機(jī)械氣門停用器的汽缸可以用類似的方式停用排氣或進(jìn)氣門來產(chǎn)生類似結(jié)果。
圖16a和16b為圖表，顯示四汽缸發(fā)動機(jī)通過圖14的方法在不同的發(fā)動機(jī)位置兩次啟動的典型進(jìn)氣門正時。選擇汽缸1作為啟動汽缸，且以相當(dāng)恒定的所需扭矩、火花和Lambda(雖然在其他實例中，這些都是可變的)啟動發(fā)動機(jī)。通過氣門序列左邊的圖例標(biāo)識氣門開啟和關(guān)閉位置，O表示開啟，C表示關(guān)閉。
在接通時，將進(jìn)氣和排氣門從停用的中央位置設(shè)置為關(guān)閉位置。另外，也可以在不同的汽缸中將進(jìn)氣門設(shè)置為開啟位置，直到第一個進(jìn)氣事件開始，這樣可以減少發(fā)動扭矩和啟動器電流。從上到下，第一批四個氣門正時事件是啟動#1的，第二批四個氣門正時事件是啟動#2的，在此顯示了啟動#1的汽缸位置，也顯示了啟動#2的汽缸位置。
如圖所示啟動#1的發(fā)動機(jī)停止位置近似在汽缸1和4的上止點之后的50度。同樣，汽缸1的曲線通過活塞位置顯示出活塞已部分地通過其下行程運(yùn)動。接通發(fā)生在這個點，且可以在這個點將燃料噴射在開啟的氣門上，因此混合氣在隨后的行程中當(dāng)活塞向上運(yùn)動時可以被壓縮和燃燒。然而，發(fā)動機(jī)在此點的發(fā)動速度可能因為發(fā)動機(jī)慣性及摩擦而較低，這些因素會降低燃油的霧化和燃燒效果。因此，在此例中，發(fā)動機(jī)控制器等待開啟進(jìn)氣門，直到汽缸1的整個進(jìn)氣行程完成，近似地發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)動角度280度。余下的汽缸氣門事件以所示的燃燒順序跟隨汽缸1。
另一方面，啟動#2的第一個氣門事件近似等于接通后的180度。氣門事件較早發(fā)生，因為在汽缸#1中發(fā)動機(jī)的停止位置早于啟動#1的發(fā)動機(jī)停止位置其允許一個完整的進(jìn)氣行程。
啟動#2也顯示如何為了一個策略排列氣門正時，該策略根據(jù)汽缸能完成第一次全吸入行程來選擇用于第一次燃燒事件的汽缸。由于發(fā)動機(jī)停止位置，汽缸1和4是能夠完成完整進(jìn)氣行程的第一批汽缸?；钊?和3與活塞1和4的相位差為180度，并且因此在發(fā)動機(jī)停止位置中部分地完成了向下行程。
使用相同的原理，可以調(diào)整直噴式(DI)發(fā)動機(jī)的氣門正時。例如，將燃料噴入DI發(fā)動機(jī)的汽缸。進(jìn)一步來說，也可以基于活塞的位置和運(yùn)動方向來選擇用于第一次燃燒事件的汽缸。然后可以調(diào)整第一個汽缸的進(jìn)氣門正時來實現(xiàn)所需扭矩。然而，燃料噴射不限于DI氣門正時。因此，可以通過調(diào)整氣門正時在進(jìn)氣行程的下止點之前或之后開啟進(jìn)氣門來獲得所需的發(fā)動機(jī)空氣量。
圖17a和17b分別為發(fā)動機(jī)按圖14的方法在海平面處啟動期間的典型的進(jìn)氣門正時的圖表，和發(fā)動機(jī)按圖14的方法在高海拔啟動期間的典型的進(jìn)氣門正時的圖表。為了使說明簡潔，兩次啟動開始于相同的發(fā)動機(jī)啟動位置，且在所需扭矩請求之后的氣門正時，其在高海拔和海平面兩種情形都可以使用。在高海拔和海平面情形預(yù)設(shè)相同的扭矩請求，這樣燃料的供應(yīng)在高海拔和海平面之間幾乎保持恒定。然而，如上所述，如果需要的話，也可以使用不同的扭矩請求。
相比之下，現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)基于發(fā)動機(jī)空氣量來調(diào)整所提供的燃料量，由于大氣壓的變動，發(fā)動機(jī)空氣量在海平面和高海拔之間是不同的。這可能導(dǎo)致海平面和高海拔處啟動的啟動扭矩不同，導(dǎo)致海平面和高海拔處的啟動轉(zhuǎn)速不同。然后發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和噴射的燃料量的改變會導(dǎo)致在海平面和高海拔處的空燃比和排放有差別。
通過如圖17所示那樣調(diào)整氣門正時從而在高海拔和海平面處的發(fā)動機(jī)扭矩和空氣量接近相同(如，在1％、5％或10％內(nèi))，可以降低高海拔和海平面處的空燃比的變動和發(fā)動機(jī)排放。并且雖然早先的液壓VCT系統(tǒng)也能夠調(diào)整氣門正時，但這些驅(qū)動器通常不能在啟動期間工作(原因是可用的液壓很小或不存在)。因此可以通過使用電力氣門來改進(jìn)啟動。
圖17a的發(fā)動機(jī)啟動#1在海平面處進(jìn)行并開始于較長的氣門開啟持續(xù)時間事件，從而發(fā)動機(jī)可以從發(fā)動開始快速地加速。隨著發(fā)動機(jī)摩擦降低使發(fā)動機(jī)加速到空轉(zhuǎn)速度所需的扭矩減少，接下來的氣門事件變短。在前四個事件之后，氣門持續(xù)時間本質(zhì)上保持恒定，這反映出扭矩需求本質(zhì)上保持恒定(雖然如果扭矩需求改變，持續(xù)時間也會改變)。同樣，在另外的實例中，氣門開啟持續(xù)時間可以在第一個事件之后開始減少。另外，可以在更少或更多數(shù)量的汽缸事件上減少氣門持續(xù)時間。進(jìn)一步來說，由于冷啟動火花延遲或稀空燃混合氣，發(fā)動機(jī)所需扭矩可能改變。
發(fā)動機(jī)啟動#2在高海拔處進(jìn)行并開始于與海平面氣門事件相比更長的氣門事件，從而發(fā)動機(jī)可以用近似相同的速率從發(fā)動開始加速。由于上述原因，接下來的氣門事件比對應(yīng)的海平面氣門事件長，但比初始的氣門事件短。
參考圖18，顯示了表示汽缸#1在高海拔和海平面處的氣門事件的圖表，并顯示了典型的所需扭矩請求和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的軌跡。該圖表顯示了在海平面和高海拔處啟動時發(fā)動機(jī)啟動的區(qū)別的實例，而當(dāng)達(dá)到空轉(zhuǎn)速度之后，獲得具有很少的過量噴射的統(tǒng)一的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，其轉(zhuǎn)速保護(hù)穩(wěn)定。在高海拔和海平面之間保持這些發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩軌跡可以減少空燃比變動和排放。進(jìn)一步來說，駕駛者在啟動中能感受到更穩(wěn)定的發(fā)動機(jī)性能，從而客戶滿意度得到提高。
同樣，可以使用相同的原理調(diào)整直接噴射(DI)發(fā)動機(jī)的氣門正時。例如，為了獲得一個在當(dāng)前海拔的所需的轉(zhuǎn)矩，調(diào)整氣門正時，之后，根據(jù)活塞的位置和運(yùn)動方向可以將燃料噴入DI發(fā)動機(jī)的汽缸。
參考圖19，顯示了在收到停止發(fā)動機(jī)或停用汽缸的請求之后控制氣門正時的方法的流程圖。
在步驟3710，例程確定是否已做出停止發(fā)動機(jī)或停用一個或多個汽缸的請求。請求可以通過車輛的駕駛者或從車輛控制架構(gòu)內(nèi)部(如電動混合機(jī)車)發(fā)起。如果出現(xiàn)了請求，則例程進(jìn)入步驟3712。如果沒有請求，則例程退出。
在步驟3712，基于發(fā)動機(jī)的燃燒順序，對個別的汽缸燃料被停用。即，完成正在進(jìn)行中的燃料噴射，然后停用燃料。進(jìn)一步來說，在步驟3714繼續(xù)確定汽缸進(jìn)氣口聚集的燃料液滴的計算并調(diào)整進(jìn)氣門持續(xù)時間來產(chǎn)生所需的空燃比。使用美國專利5,746,183的方法來確定聚集的燃料液滴，將該方法完整包括在此作為參考。通過下面的公式確定最后的噴射之后的聚集的燃料液滴mp(k)=ττ+T·mp(k-1)]]>其中mp是聚集的燃料液滴，k是汽缸事件的數(shù)量，τ是時間常量，而T是取樣時間。后面的聚集的燃料液滴通過下面公式得到Δmp=mp(k)-mp(k-1)=mp(k-1)·(-Tτ+T)]]>其中Δmp是進(jìn)入汽缸的聚集的燃料液滴。另外，可以使用一個預(yù)定的聚集的燃料液滴或通過查找表格確定的聚集的燃料液滴來代替進(jìn)入汽缸的聚集的燃料液滴。
另外，可以在此步驟基于停止發(fā)動機(jī)的請求調(diào)整火花。最好將火花調(diào)整為遲于MBT的值，以減少發(fā)動機(jī)碳?xì)浠衔锊⒃黾优懦鰺?。例如，通過在停止發(fā)動機(jī)期間調(diào)整火花，催化劑溫度會提高，從而如果發(fā)動機(jī)在較短的時間內(nèi)重啟動，則由于較高的催化劑溫度而可以實現(xiàn)較高的催化劑轉(zhuǎn)換效率。在另一個實例中，在停止發(fā)動機(jī)期間延遲火花可以減少蒸發(fā)排放。由于可以減少集中在廢氣內(nèi)的碳?xì)浠衔?，在發(fā)動機(jī)停止期間逸出到大氣中的廢氣包含的碳?xì)浠衔飼佟?br> 因此，在一些實例中，在發(fā)動機(jī)的停止操作期間，可以使用計算機(jī)可讀的代碼在停止期間的最后一組燃燒事件中的至少一個發(fā)生時延遲點火正時來增加排氣溫度，從而改進(jìn)接下來的發(fā)動機(jī)重啟動中的排放。在一個實例中，當(dāng)接收到停止發(fā)動機(jī)的命令時，仍然在執(zhí)行一個或幾個燃燒事件，如1、2、3、4，或取決于操作條件的燃燒事件的范圍，如1-5、1-3、1-2等等。通過調(diào)整這些事件中至少一部分的點火正時(如，最后一個、最后兩個，最后兩個或三個中的一個)，可以改進(jìn)接下來在催化劑冷卻之前執(zhí)行的重啟動。進(jìn)一步來說，如上所述，也可以同時(或單獨(dú))調(diào)整排氣(或進(jìn)氣)氣門開啟和/或關(guān)閉正時(或升程)來進(jìn)一步增加在停止期間作用于催化劑的廢氣熱。
在步驟3714，調(diào)整氣門正時。在接收到停止請求或停用汽缸的指示時，可以調(diào)整進(jìn)氣和排氣門正時。進(jìn)氣門開啟(IVO)移至在其中可獲得較高的進(jìn)氣口速度的發(fā)動機(jī)位置，通常這在進(jìn)氣行程開始45度之后。將氣門開啟位置移動到此位置能夠使更多燃料從進(jìn)氣口吸入到汽缸中以用于最后一個燃燒事件。這可以在停用汽缸或發(fā)動機(jī)停止時減少聚集的燃料液滴。進(jìn)一步來說，當(dāng)發(fā)動機(jī)重啟動時，更小的聚集的燃料液滴促使向汽缸形成更少的燃料，從而能在啟動期間實現(xiàn)更精確的空燃比控制。然后例程進(jìn)入步驟3716。，
在步驟3716，使用聚集的燃料液滴和氣門開啟位置結(jié)合理想氣體定律來確定氣門開啟持續(xù)時間和點火角度。
至少在進(jìn)氣事件中用調(diào)整的正時來操作氣門，但如果需要可以這樣操作更長的時間。進(jìn)一步來說，將進(jìn)氣門開啟點調(diào)整到進(jìn)氣行程上止點之后曲軸轉(zhuǎn)度30和180度之間的位置。也可以調(diào)整進(jìn)氣門關(guān)閉正時來補(bǔ)償調(diào)整進(jìn)氣門開啟正時可能導(dǎo)致的空氣供送區(qū)別。
取決于控制目標(biāo)，發(fā)動機(jī)停止期間的汽缸空燃混合氣可以是濃燃料、稀燃料或化學(xué)計量的。
另外，也可以在發(fā)動機(jī)停止期間調(diào)整排氣門和點火提前。例如，調(diào)整排氣門的開啟位置調(diào)整在排氣行程上止點之后曲軸轉(zhuǎn)角0和120度之間。當(dāng)此排氣門正時與火花角度調(diào)整組合時，可以在發(fā)動機(jī)停止之前向催化劑增加附加的熱量。如上所述，這可以增加催化劑的溫度為接下來的啟動做準(zhǔn)備。進(jìn)一步來說，也可以基于調(diào)整的排氣門開啟時間來調(diào)整排氣門關(guān)閉正時。然后例程退出。
參考圖20，顯示了四汽缸發(fā)動機(jī)停止期間的典型進(jìn)氣門正時序列的實例。氣門序列開始于圖左邊，其中相對于相應(yīng)汽缸的燃燒行程上止點標(biāo)記氣門的曲軸轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣門在排氣行程末端開啟，指示進(jìn)入汽缸的內(nèi)部EGR流。在出現(xiàn)了停止請求時，即垂直線處，調(diào)整第一個汽缸的進(jìn)氣門正時，在出現(xiàn)停止請求之后停用該汽缸中的燃料噴射，該汽缸在此例中為汽缸1。調(diào)整氣門開啟和氣門持續(xù)時間兩者。基于估計的聚集的燃料液滴進(jìn)入汽缸的部分來調(diào)整氣門持續(xù)時間。氣門持續(xù)時間調(diào)整提供所需的排氣空燃比。另外，可以在停用燃料噴射之前調(diào)整氣門開啟位置并調(diào)度化學(xué)計量的或稀燃料的最終噴射。進(jìn)一步來說，在燃料噴射停用之前，預(yù)定特殊的噴射量使符合氣門開啟位置的調(diào)整。
該圖顯示了做出氣門正時調(diào)整之后的三個吸入(induction)事件。然而，可以在每個進(jìn)氣事件之后使用更少或附加的燃燒或甚至非燃燒汽缸事件。
參考圖21，顯示了在內(nèi)燃機(jī)中重啟動機(jī)電氣門的方法。在某些情況下，機(jī)電氣門驅(qū)動器包括機(jī)械彈簧和充當(dāng)電磁鐵的電線圈，兩者都用于調(diào)整氣門位置。然而，在汽缸操作期間，汽缸中的壓力可能有助于氣門操作，也可能阻礙氣門操作。例如，排氣門開啟時需要克服汽缸壓力，而在關(guān)閉時卻需要汽缸壓力。結(jié)果，能獲取的電流，克服彈簧力所需的電流，及保持氣門開啟或關(guān)閉的維持電流會因發(fā)動機(jī)的操作條件而不同。如果預(yù)定的電流不能克服開啟或關(guān)閉彈簧力，則在此所述的方法可以重啟動內(nèi)燃機(jī)中的氣門，在汽缸的循環(huán)中開啟或關(guān)閉氣門。在非活動(沒有加電壓或電流)狀態(tài)，機(jī)械彈簧會將氣門定位于部分開啟的中間位置。如果發(fā)動機(jī)中的條件不能執(zhí)行預(yù)定的電流開啟或關(guān)閉氣門的情形時，即，氣門軌跡(位置)偏離所需路徑，則氣門也可以采用中間位置。如果氣門的路徑偏離所需的氣門軌跡，可以一次或多次嘗試做出重啟動氣門使之恢復(fù)所需軌跡。下面描述一種這樣的方法。
可以通過傳感器測量，例如傳感器50，直接確定氣門軌跡，或通過曲軸位置對它進(jìn)行推斷。
具體來說，可以對發(fā)動機(jī)中的每個機(jī)電氣門應(yīng)用下述方法來幫助氣門重啟動。因此，圖21的變量為包含每個相應(yīng)的氣門的數(shù)據(jù)的數(shù)組，當(dāng)然，需要的話也可以將其應(yīng)用到氣門的子集或單個氣門。
在步驟3910，從氣門位置傳感器51中讀取氣門軌跡并評估它來確定氣門軌跡中是否出現(xiàn)了誤差。氣門位置傳感器51可以是離散或連續(xù)位置傳感器。通過查詢包含所需氣門軌跡和相關(guān)電流的查找指針的四個矩陣來確定所需的氣門位置和電流。矩陣FNVLVCURO和FNVLVCURC保存分別標(biāo)識氣門開啟和關(guān)閉的氣門電流向量的數(shù)值指針。矩陣FNVLVPOSO和FNVLVPOSC保存分別標(biāo)識氣門開啟和關(guān)閉的氣門位置的數(shù)值指針。位置和電流矩陣都通過發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)載來檢索。然后包含在矩陣內(nèi)的指針基于圖22中指定的氣門位置區(qū)域確定包含位置或電流信息的特定向量，它們分別為CL_pos_set和CL_cur_set。單獨(dú)的氣門控制方法訪問CL_cur_set來驅(qū)動機(jī)電氣門。如果確定氣門軌跡中出現(xiàn)誤差，則例程進(jìn)入步驟3912。如果確定沒有出現(xiàn)軌跡誤差，則例程進(jìn)入步驟3932。
在步驟3912，施加預(yù)定的電流來關(guān)閉偏離軌跡的氣門。所施加的電流是基于氣門和電源確定的上限電流。另外，也可以將氣門移至開啟或中間位置。另外，將表示符合軌跡的氣門開啟和關(guān)閉數(shù)量的變量Vlv_cnt歸零。進(jìn)一步來說，可以禁用進(jìn)入覆蓋偏離軌跡氣門的汽缸的燃料噴射，直到該氣門已完成預(yù)定數(shù)量的符合軌跡的操作。然后該方法進(jìn)入步驟3914。
在步驟3914，例程確定偏離軌跡的氣門是否已關(guān)閉。如果氣門已關(guān)閉，則例程進(jìn)入步驟3916。如果氣門尚未關(guān)閉，則例程進(jìn)入步驟3930。
另外，可以刪去步驟3912和3914。在此情況，如果氣門偏離軌跡，則氣門電流在檢測到軌跡誤差的區(qū)域中增加。氣門將保持在中間位置，直到基于基礎(chǔ)氣門正時給出了開啟或關(guān)閉氣門的命令。換句話說，驅(qū)動偏離軌跡的氣門的電流在檢測到軌跡誤差的區(qū)域中增加，但是該氣門由基礎(chǔ)氣門正時(如，基于所需扭矩和發(fā)動機(jī)操作條件的氣門正時)重啟動。
在步驟3930，停用偏離軌跡的氣門和包含該氣門的汽缸。通過圖2的汽缸和氣門模式選擇方法停用汽缸和氣門。在步驟3930中把汽缸數(shù)量賦值給變量CYL_DEG并將其傳遞給圖15的步驟1528。然后例程退出。
在步驟3916，比較氣門電流CL_cur和預(yù)定的變量cur_lim。氣門軌跡輪廓的每個區(qū)域，如圖22所示，開始于預(yù)定的電流水平。如果出現(xiàn)了氣門軌跡誤差，則開啟(R1-R4)或關(guān)閉(R4-R7)氣門事件的所有區(qū)域中的氣門電流增加，(步驟3930和3922)。
另外，氣門操作和發(fā)動機(jī)正時重新同步。例如，氣門正時與相應(yīng)汽缸的所需循環(huán)對齊。進(jìn)一步來說，可以在預(yù)定數(shù)量的汽缸循環(huán)之后嘗試重新同步。
如果氣門不遵循所需的氣門軌跡且每個區(qū)域中的氣門電流超過cur_lim，則例程進(jìn)入步驟3918。如果氣門電流低于cur_lim，則例程進(jìn)入步驟3920。
在步驟3918中，比較在電流水平cur_lim的氣門重啟動嘗試數(shù)量Rcl_dec和預(yù)定的變量Rcl_deg_lim。如果重啟動嘗試的數(shù)量大于Rcl_deg_lim，則例程進(jìn)入步驟3930。如果重啟動嘗試的數(shù)量小于Rcl_deg_lim，則例程進(jìn)入步驟3924。此判定邏輯允許例程在停用汽缸和氣門之前做出預(yù)定數(shù)量的氣門重啟動嘗試。
在步驟3924，表示變量cur_lim中的電流量的氣門重啟動嘗試數(shù)量的計數(shù)遞增。每次例程執(zhí)行此邏輯時均遞增變量Rcl_deg。如果超出了嘗試的預(yù)定數(shù)量，則此變量允許例程停用偏離軌跡的氣門及其所在的汽缸，(步驟3918和3930)。在遞增該變量之后，例程退出。
在步驟3920，比較氣門重啟動嘗試和預(yù)定值。比較表示電流量低于cur_lim的重啟動嘗試數(shù)量變量Rcl和預(yù)定值Rcl_lim。如果重啟動嘗試的數(shù)量超過預(yù)定值，則例程進(jìn)入步驟3922。如果重啟動嘗試的數(shù)量小于預(yù)定值，則例程進(jìn)入步驟3926。
在步驟3926，表示低于存儲在Rcl_lim中的電流量的氣門重啟動嘗試的數(shù)量的計數(shù)遞增。在遞增Rcl之后，例程進(jìn)入步驟3928。
在步驟3928，調(diào)整氣門電流。每次嘗試重啟動氣門時，都用預(yù)定量Δ_adjust_up調(diào)整上述氣門控制電流向量CL_cur_set。進(jìn)一步來說，如果氣門在低于標(biāo)稱的發(fā)動機(jī)操作溫度下重啟動，則不調(diào)整CL_adjust，而是在做出氣門重啟動嘗試的溫度下，基于溫度的氣門電流補(bǔ)償Vt_adjust遞增預(yù)定量。
通過下面的公式進(jìn)行氣門電流調(diào)整CL_cur_set＝Vt_adjust·(CL_base_set+CL_adjust)其中CL_cur_set是發(fā)動機(jī)操作條件下的電流向量，Vt_adjust是通過發(fā)動機(jī)或氣門溫度檢索的函數(shù)，CL_base_set是包含基礎(chǔ)電流量的向量，而CL_adjust是發(fā)動機(jī)操作條件下的調(diào)整電流量向量。在電流調(diào)整之后，例程退出。
在步驟3922，將氣門電流設(shè)置為預(yù)定量。在嘗試重啟動偏離軌跡達(dá)氣門預(yù)定次數(shù)之后，將CL_cur_set設(shè)置為cur_lim。這可以讓氣門重啟動比繼續(xù)遞增小量電流更快。另外，將CL_cur_set最新的值賦予可變向量Alow。通過將CL_adjust賦予Alow，例程使氣門電流適應(yīng)發(fā)動機(jī)操作條件。然后例程退出。
在步驟3932，遞增符合軌跡的氣門事件計數(shù)器。在沒有檢測到軌跡誤差時，遞增符合軌跡的開啟和關(guān)閉氣門事件數(shù)量Vlv_cnt。通過考慮符合軌跡的氣門操作數(shù)量，此方法可以從存儲在cur_lim中的量降低氣門電流。然后例程進(jìn)入步驟3934。
在步驟3934，比較氣門電流和預(yù)定的量。如果氣門電流高于存儲在cur_lim中的量，則例程進(jìn)入步驟3936。如果氣門電流低于存儲在cur_lim中的量，則例程退出。
在步驟3936，比較符合軌跡的氣門事件數(shù)量Vlv_cnt和預(yù)定的量Vlv_on_traj。如果Vlv_cnt大于Vlv_on_traj，則例程進(jìn)入步驟3938。如果Vlv_cnt小于Vlv_on_traj，則例程退出。
在步驟3938，將氣門電流CL_cur_set調(diào)整為較低的量。在預(yù)定數(shù)量的符合軌跡的氣門事件之后，氣門電流降低預(yù)定量Δ_adjust_dn。通過在預(yù)定數(shù)量的符合軌跡的事件之后降低氣門電流，例程可以快速地重啟動氣門，并確定出能夠操作氣門而同時降低電損耗并提高燃料節(jié)約的電流量。因此，步驟3938向例程提供電流適應(yīng)操作。然后例程退出。
參考圖22，顯示了開啟和關(guān)閉氣門事件期間的氣門軌跡區(qū)域的圖表。在圖21的方法中，比較開啟和關(guān)閉事件期間的氣門軌跡和預(yù)定的氣門軌跡，如在圖22中顯示的那些，來確定氣門誤差軌跡。將氣門軌跡劃分為七個區(qū)域，區(qū)域1-4描述氣門開啟而區(qū)域4-7描述氣門關(guān)閉。通過比較氣門軌跡區(qū)域來查找軌跡誤差，氣門重啟動方法可以提高或降低特定區(qū)域中的氣門電流。這允許圖21的方法調(diào)整其他區(qū)域中的氣門電流，從而改進(jìn)發(fā)動機(jī)和電機(jī)效率。
類似于在圖22中所示的那樣，也將氣門開啟和關(guān)閉期間的氣門電流劃分為幾個區(qū)域?？梢哉{(diào)整氣門軌跡誤差區(qū)域中和周圍的氣門電流來恢復(fù)符合軌跡的氣門操作。進(jìn)一步來說，可以將氣門軌跡和電流量劃分為比圖22所示更少或更多的區(qū)域。
參考圖23，顯示了由圖21的方法產(chǎn)生的實例氣門電流的圖表。一旦指示了氣門軌跡誤差，就慢慢地調(diào)整氣門電流然后將其逐漸增加到CL_lim。進(jìn)一步來說，在氣門重啟動之后，氣門電流在Alow的方向上降低。
如上參考圖15a和15b所述，可以使用機(jī)電氣門來改進(jìn)發(fā)動機(jī)啟動并減少發(fā)動機(jī)排放。圖24到28顯示了可以在具有機(jī)電氣門或能夠以機(jī)械方式停用的氣門的發(fā)動機(jī)中使用的其他氣門序列。為簡單起見，這些圖顯示了四汽缸操作，但是此方法也可以用于具有更少或更多汽缸的發(fā)動機(jī)。
如前文和下文所述，上述任何一種操作模式都可以單獨(dú)使用，或互相組合，和/或組合變化的汽缸循環(huán)行程數(shù)量、定相的進(jìn)氣和/或定相的排氣門開啟和/或關(guān)閉來使用。
參考圖24a和24b，這些圖表顯示了具有機(jī)械排氣門且氣門可以保持在開啟位置的(如，機(jī)電氣門)的發(fā)動機(jī)在啟動期間的進(jìn)氣和排氣門正時。
在接通之后，將進(jìn)氣門設(shè)置在開啟位置。隨著啟動器旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，基于發(fā)動機(jī)位置和凸輪正時開啟和關(guān)閉機(jī)械驅(qū)動的排氣門。在垂直的同步線處所顯示的用于說明的點，取決于系統(tǒng)配置而不同，發(fā)動機(jī)控制器12通過曲軸傳感器118確定發(fā)動機(jī)位置。如所示，在同步點和第一個氣門操作(開啟/關(guān)閉)之間存在延遲，實際的延遲可能更短或更長。在知道發(fā)動機(jī)的位置之后，進(jìn)氣門保持開啟，直到將燃料噴入選擇用于第一個燃燒事件的汽缸的進(jìn)氣口之前。另外，進(jìn)氣門也可以保持開啟而在第一個進(jìn)氣行程期間噴射燃料。
通過將進(jìn)氣門保持在開啟位置，可以減少當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時殘留碳?xì)浠衔锉怀槌鑫氚l(fā)動機(jī)。
在相同的曲軸轉(zhuǎn)角間隔開啟進(jìn)氣和排氣門允許將部分殘留的碳?xì)浠衔镂脒M(jìn)氣歧管，這樣可以在第一個燃燒事件之后吸入并燃燒碳?xì)浠衔铩?br> 如上所述，直到將燃料噴入相應(yīng)汽缸的端口之前，單個汽缸的進(jìn)氣門都保持開啟。在吸入事件以前，在各個汽缸氣門關(guān)閉情形下噴射燃料。另外，也可以按多行程模式操作汽缸且/或可以將燃料噴射在開啟的氣門上。此外，也可以在直噴式發(fā)動機(jī)的吸入行程之后噴射燃料。
參考圖25a和25b，這些圖表顯示具有可以在所選擇的汽缸發(fā)生燃燒之前進(jìn)行操作的氣門的發(fā)動機(jī)、在啟動期間的進(jìn)氣和排氣門正時，圖示為機(jī)電進(jìn)氣門和機(jī)械排氣門的例子。
在接通之后，將進(jìn)氣門設(shè)置在開啟位置。隨著啟動器旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，基于發(fā)動機(jī)位置和凸輪正時開啟和關(guān)閉機(jī)械驅(qū)動的排氣門。在垂直的同步線處所顯示的用于說明的點，取決于系統(tǒng)配置而不同，發(fā)動機(jī)控制器12通過曲軸傳感器118確定發(fā)動機(jī)位置。在得到發(fā)動機(jī)位置之后，在排氣門開啟時關(guān)閉進(jìn)氣門，且在排氣門關(guān)閉時進(jìn)氣門保持開啟，直到將燃料噴入選擇用于第一個燃燒事件的汽缸的進(jìn)氣口之前。
通過遵循此序列，可以減少發(fā)動機(jī)泵送所做的功，但是可能有某些凈殘留碳?xì)浠衔锪鬟^發(fā)動機(jī)。
如上所述，在排氣門開啟時關(guān)閉進(jìn)氣門，且在排氣門關(guān)閉時進(jìn)氣門保持開啟。在相應(yīng)的汽缸的吸入事件之前，將燃料噴射在關(guān)閉的進(jìn)氣門上。另外，也可以按多行程模式操作汽缸且/或可以將燃料噴射在開啟的氣門上。進(jìn)一步來說，可以在直噴式發(fā)動機(jī)的吸入行程之后噴射燃料。
參考圖26a和26b，這些圖表顯示具有可以在所選擇的汽缸發(fā)生燃燒之前進(jìn)行操作的氣門的發(fā)動機(jī)、在啟動期間的進(jìn)氣和排氣門正時，圖示為機(jī)電進(jìn)氣門和機(jī)械排氣門的例子。
在接通之后，將進(jìn)氣門設(shè)置在開啟位置。隨著啟動器旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)，基于發(fā)動機(jī)位置和凸輪正時開啟和關(guān)閉機(jī)械驅(qū)動的排氣門。在垂直的同步線處所顯示的用于說明的點，取決于系統(tǒng)配置而不同，發(fā)動機(jī)控制器12通過曲軸傳感器118確定發(fā)動機(jī)位置。在得到發(fā)動機(jī)位置之后，在可以是四行程汽缸操作的進(jìn)氣和壓縮行程的曲軸轉(zhuǎn)角間隔期間，進(jìn)氣門開啟。在可以視為四行程汽缸操作的動力和排氣行程的曲軸轉(zhuǎn)角間隔期間，進(jìn)氣門關(guān)閉。直到將燃料噴入選擇用于第一個燃燒事件的汽缸的進(jìn)氣口之前，此序列均存在。
通過遵循此序列，可以減少發(fā)動機(jī)泵送所做的功，但是可能有某些凈殘留的碳?xì)浠衔锉怀槌鑫氚l(fā)動機(jī)。并且，在某些情況下，通過發(fā)動機(jī)的凈流量會反向，使得來自排氣歧管的氣體在開始燃燒噴射之前被吸入進(jìn)氣歧管。
在相應(yīng)的汽缸的吸入事件之前，將燃料噴射在關(guān)閉的進(jìn)氣門上。另外，也可以按多行程模式操作汽缸且/或可以將燃料噴射在開啟的氣門上。進(jìn)一步來說，可以在直噴式發(fā)動機(jī)的吸入行程之后噴射燃料。
參考圖27a和27b，這些圖表顯示具有可以保持在某個位置的氣門的發(fā)動機(jī)在啟動期間的進(jìn)氣和排氣門正時，圖示為機(jī)電進(jìn)氣和排氣門的例子。
在接通之后，將進(jìn)氣門設(shè)置在開啟位置并將排氣門設(shè)置在關(guān)閉位置。在垂直的同步線處所顯示的用于說明的點，取決于系統(tǒng)配置而不同，發(fā)動機(jī)控制器12通過曲軸傳感器118確定發(fā)動機(jī)位置。延遲時間如所示在同步和第一個氣門操作(開啟/關(guān)閉)之間，實際的延遲可能更短或更長。在得到發(fā)動機(jī)位置之后，進(jìn)氣門保持開啟，直到將燃料噴射入選擇用于第一個燃燒事件的汽缸的進(jìn)氣口之前。
通過將進(jìn)氣門保持在開啟位置，將排氣門保持在關(guān)閉位置，可以減少在發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)的泵送所做的功和流過發(fā)動機(jī)的殘留碳?xì)浠衔?。由于空氣可以在活塞朝向或遠(yuǎn)離汽缸頭運(yùn)動時進(jìn)出汽缸，開啟進(jìn)氣門可以減少發(fā)動機(jī)泵送所做的功。由于在燃燒過程中也可以將殘留的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)換為其他成分，如CO2和H2O，將殘留的碳?xì)浠衔锉３衷诎l(fā)動機(jī)中并燃燒這些碳?xì)浠衔锟梢越档团欧诺奶細(xì)浠衔锪俊?br> 參考圖28a和28b，這些圖表顯示具有可以保持在某個位置的氣門的發(fā)動機(jī)啟動期間的進(jìn)氣和排氣門正時，圖示為機(jī)電進(jìn)氣和排氣門的例子。
在接通之后，將進(jìn)氣門設(shè)置在開啟位置并將排氣門設(shè)置在關(guān)閉位置。在垂直的同步線處所顯示的用于說明的點，取決于系統(tǒng)配置而不同，發(fā)動機(jī)控制器12通過曲軸傳感器118確定發(fā)動機(jī)位置。延遲時間如所示在同步和第一個氣門操作(開啟/關(guān)閉)之間，實際的延遲可能更短或更長。在得到發(fā)動機(jī)位置之后，進(jìn)氣門保持開啟，直到將燃料噴射入相應(yīng)汽缸的進(jìn)氣口，然后開啟進(jìn)氣門來吸入空-燃混合氣。
排氣門保持在開啟位置直到在各自汽缸的第一次吸入事件之前。排氣門被打開，排氣門的操作是根據(jù)汽缸的運(yùn)行行程，如四行程。
通過將進(jìn)氣門保持在關(guān)閉位置并將排氣門保持在開啟位置，可以減少當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時發(fā)動機(jī)泵送所做的功和流過發(fā)動機(jī)的殘留碳?xì)浠衔?。由于空氣可以在活塞朝向或遠(yuǎn)離汽缸頭運(yùn)動時進(jìn)出汽缸，開啟排氣門可以減少發(fā)動機(jī)泵送所做的功。然而，由于進(jìn)氣門保持在關(guān)閉位置，流過發(fā)動機(jī)的凈空氣量仍然很低。
由于具有機(jī)電氣門的發(fā)動機(jī)在機(jī)械上不限制以固定的曲軸位置進(jìn)行操作，可以設(shè)置氣門正時在選擇的汽缸中產(chǎn)生所需行程。例如，可以通過調(diào)整氣門正時將朝向汽缸頭運(yùn)動的活塞設(shè)置為壓縮或排氣行程。在一個實例中，可以如圖29描述的那樣設(shè)置汽缸的行程。
參考圖29，該圖表顯示了四汽缸發(fā)動機(jī)的兩個活塞在兩個發(fā)動機(jī)循環(huán)上的活塞軌跡。上面的圖的活塞軌跡和下面的圖的活塞軌跡的曲軸轉(zhuǎn)角之間的相位差為180度。即，一個活塞在汽缸的頂部而另一個活塞在汽缸的底部。
三個符號(o，*和Δ)標(biāo)識這樣的實例發(fā)動機(jī)位置，其中發(fā)動機(jī)控制器可以在啟動期間確定發(fā)動機(jī)位置。另外，穿過兩個圖的四條垂直線顯示可移動的判定邊界，在其中可以確定汽缸的行程。判定邊界的數(shù)量可以根據(jù)發(fā)動機(jī)中的汽缸數(shù)量而不同。通常，對發(fā)動機(jī)中的每兩個汽缸選擇一個判定邊界。
設(shè)置能夠進(jìn)行第一次燃燒事件的汽缸的行程(如，進(jìn)氣、燃燒、壓縮或排氣)可以基于一些發(fā)動機(jī)操作條件、控制目標(biāo)來實現(xiàn)，并可以包括判定邊界。例如，在確定發(fā)動機(jī)位置之后，可以基于發(fā)動機(jī)操作條件和控制目標(biāo)將判定邊界用作曲軸轉(zhuǎn)角間隔上的位置來設(shè)置特定汽缸的行程?？刂颇繕?biāo)為在1號汽缸中發(fā)生第一個燃燒事件并通過1號燃燒事件產(chǎn)生所需扭矩的四汽缸發(fā)動機(jī)，只要符合準(zhǔn)則，都可以在判定邊界處或判定邊界之前設(shè)置汽缸1的行程。余下的汽缸行程可以基于預(yù)定的燃燒順序進(jìn)行設(shè)置。
可以將判定邊界描述為在曲軸轉(zhuǎn)角上相對于活塞位置的位置。在圖29中，判定邊界1位于汽缸“B”的上止點之后約170度。判定邊界2位于汽缸“B”的上止點之后約350度。
當(dāng)發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)時，基于已確定的發(fā)動機(jī)操作條件，可以在邊界條件之前直到邊界條件處通過調(diào)整氣門正時來設(shè)置相應(yīng)的汽缸的行程。在圖29中顯示了兩個邊界條件，判定邊界1和判定邊界2，這是因為所示的汽缸軌跡具有相位差且可能在再次遇到由判定邊界1表示的活塞位置之前遇到第二個邊界條件，這允許設(shè)置汽缸行程。換句話說，在此例中，判定邊界1和2雖然是在不同的汽缸中，但它們表示相同的汽缸行程設(shè)置機(jī)會。
當(dāng)然，可以基于發(fā)動機(jī)操作條件和控制目標(biāo)來移動邊界條件。例如，可以基于發(fā)動機(jī)溫度或大氣壓、相對于曲軸轉(zhuǎn)角來移動邊界條件。當(dāng)遇到判定邊界時，評估發(fā)動機(jī)操作參數(shù)來確定是否可以設(shè)置發(fā)動機(jī)汽缸的行程。例如，如果發(fā)動機(jī)位置和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和/或加速度允許吸入所需的空氣量，能夠產(chǎn)生所需的發(fā)動機(jī)輸出，則可以將選擇的汽缸設(shè)置在吸入行程。具體來說，所需的發(fā)動機(jī)輸出可以包括所需的發(fā)動機(jī)扭矩、所需的汽缸空氣量，及所需的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。然而，如果操作條件不允許在當(dāng)前的邊界設(shè)置汽缸的行程，則在下一個邊界條件設(shè)置汽缸行程。
再次參考圖29，“o”標(biāo)識了這樣的位置，在其中可以確定發(fā)動機(jī)位置。如果發(fā)動機(jī)操作條件在遇到判定邊界1之前符合設(shè)置汽缸行程的準(zhǔn)則，則可以設(shè)置所選汽缸的行程。在一個實例中，可以通過調(diào)整氣門正時使得汽缸“B”是第一個燃燒的汽缸，將汽缸“B”設(shè)置為進(jìn)氣行程?；邳c火順序設(shè)置余下的汽缸的行程，例如，在四汽缸發(fā)動機(jī)中，此順序為1-3-4-2。換句話說，如果將1號汽缸設(shè)置為進(jìn)氣行程，則將3號汽缸設(shè)置為排氣行程，4號汽缸設(shè)置為動力行程，而2號汽缸設(shè)置為壓縮行程。然而，如上所述，選擇的氣門事件可能不遵循四行程汽缸正時，直到第一個燃燒事件發(fā)生，因此可以改進(jìn)發(fā)動機(jī)的啟動。另一方面，如果在評估發(fā)動機(jī)操作條件之后，不能設(shè)置汽缸行程，則判定邊界2是下一次設(shè)置行程的機(jī)會。
“*”標(biāo)識了另一個發(fā)動機(jī)位置，在其中也可以確定發(fā)動機(jī)位置。同樣，如果發(fā)動機(jī)操作條件在遇到判定邊界1之前滿足設(shè)置汽缸行程的準(zhǔn)則，則設(shè)置所選汽缸的行程。然而，“*”位置出現(xiàn)在比“o”位置更接近判定邊界的地方。當(dāng)確定發(fā)動機(jī)位置更接近判定邊界時，設(shè)置汽缸行程的機(jī)會將減少。例如，如果發(fā)動機(jī)開始旋轉(zhuǎn)且確定了發(fā)動機(jī)位置接近判定邊界，則可能沒有足夠的時間或足夠的向上或向下的運(yùn)動來吸入所需的汽缸空氣量并產(chǎn)生發(fā)動機(jī)輸出。在此例中，可以延遲汽缸行程的設(shè)置，直到這些條件下的下一個判定邊界。
“Δ”標(biāo)識了又一個發(fā)動機(jī)位置，在其中也可以確定發(fā)動機(jī)位置。在此位置，如果發(fā)動機(jī)操作條件在遇到判定邊界2之前滿足設(shè)置汽缸行程的準(zhǔn)則，則設(shè)置所選汽缸的行程。具體來說，在此情況，將汽缸“A”設(shè)置為進(jìn)氣行程并加入燃料，使之成為第一個執(zhí)行燃燒的汽缸。判定邊界1和2可以用于設(shè)置產(chǎn)生第一個燃燒事件的不同汽缸的行程。
如上所述，可以用各種氣門序列來改變氣門正時(例如，機(jī)電氣門的氣門正時)，使之在第一個燃燒事件(或第一個燃料噴射事件)之前(和/或期間)與第一個燃燒事件之后的氣門正時相比不同。上述實施形態(tài)中的每一個都提供可以用于改進(jìn)發(fā)動機(jī)操作的不同優(yōu)點。
熟悉技術(shù)的人應(yīng)理解，圖2、5、6、14、19和21中所述的例程表示任何數(shù)量的處理策略中的一個或多個，處理策略如事件驅(qū)動、中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等等。因此，所示的各個步驟或功能都可以按所示的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行或在某些情況下略去。類似地，處理的順序?qū)崿F(xiàn)在此所述的特性和優(yōu)點并不是必需的，而是為了便于顯示和說明設(shè)置的。雖然沒有明確顯示，熟悉技術(shù)的人應(yīng)承認(rèn)，可以根據(jù)所使用的特定策略重復(fù)執(zhí)行所示步驟或功能中的一個或多個。
應(yīng)理解，上述的各種操作模式本質(zhì)上都是說明性的，且不應(yīng)這些特定的實施形態(tài)視為限制性的，因為存在各種變化。本說明書的主題包括氣門操作模式、汽缸操作模式、汽缸行程變化、氣門正時變化，及在此揭示的其他特性、功能和/或?qū)傩缘乃袆?chuàng)新的和非易見的組合及子組合。
例如，在一個實例中，可以使用這樣的方法，其中發(fā)動機(jī)改變執(zhí)行燃燒的汽缸數(shù)量。進(jìn)一步來說，不僅是執(zhí)行燃燒的汽缸數(shù)量可以變化，而且活躍汽缸中的氣門的數(shù)量也可以變化(在時間上，或不同的汽缸組之間)。進(jìn)一步來說，除此之外或作為其他選擇，活躍汽缸中的行程數(shù)量也可以變化(在時間上，或不同的汽缸組之間)。因此，在一個實例中，在第一種模式中，發(fā)動機(jī)可以用第一個數(shù)量的汽缸進(jìn)行操作，這些汽缸使用第一個數(shù)量的行程和第一個數(shù)量的活躍氣門執(zhí)行燃燒，而在第二種模式中，發(fā)動機(jī)可以用第二個數(shù)量的汽缸進(jìn)行操作，這些汽缸使用第二個數(shù)量的行程和第二個數(shù)量的活躍氣門執(zhí)行燃燒。以此方式，可以獲得更大的扭矩分辨率并增進(jìn)燃料節(jié)約。在另一個實例中，發(fā)動機(jī)的第一組汽缸可以用第一個數(shù)量的行程和第一個數(shù)量的活躍氣門進(jìn)行操作，而發(fā)動機(jī)的第二組汽缸可以用第二個數(shù)量的行程和第二個數(shù)量的活躍氣門進(jìn)行操作。在又一個實例中，這些汽缸可以有相同數(shù)量的活躍氣門，而具有不同的氣門模式(如，一組汽缸可以有對角配置的活躍進(jìn)氣門和排氣門，而第二組汽缸具有非對角配置)。
進(jìn)一步來說，在一個方法中，控制系統(tǒng)可以將改變執(zhí)行燃燒的汽缸數(shù)量、改變活躍氣門的數(shù)量(或模式)，和/或改變活躍汽缸的行程數(shù)量的組合作為控制發(fā)動機(jī)輸出扭矩的方式。通過具有很多自由度，可能更好地對各種操作條件優(yōu)化發(fā)動機(jī)性能。
同樣，在一個上述的實例中，行程的數(shù)量可以隨排氣系統(tǒng)中的催化劑條件的變化而變化，如，所存儲的氧化劑的量。然而，也可以基于催化劑條件調(diào)整其他發(fā)動機(jī)參數(shù)，如活躍汽缸中的活躍氣門的數(shù)量，和/或活躍汽缸中的活躍氣門的模式。進(jìn)一步來說，執(zhí)行燃燒的汽缸的數(shù)量也可以隨催化劑條件的變化而變化。
下面的權(quán)利要求特別指出視為創(chuàng)新的和非易見的特定組合及子組合。這些權(quán)利要求可能會提到“一個”元素或“第一個”元素或其等價。應(yīng)將這樣的權(quán)利要求理解為包括一個或多個這樣的元素，而不是必須有且僅有一個這樣的元素或排除有兩個或多個這樣的元素的情況。可以通過本權(quán)利要求的修改或在此申請或相關(guān)申請中呈現(xiàn)的新的權(quán)利要求來要求氣門操作模式、汽缸操作模式、汽缸行程變化、氣門正時變化，和/或?qū)傩缘钠渌M合及子組合的權(quán)利。這樣的權(quán)利要求，無論是其范圍比初始的權(quán)利要求更寬、更窄、等價或不同，同樣都視為包括在本發(fā)明的主題之內(nèi)。
本說明書到此結(jié)束。熟悉技術(shù)的人通過閱讀本說明書可以理解可以做出很多替換或修改而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。例如，以柴油機(jī)、天然氣、汽油或其他燃料配置操作的I3、I4、I5、V6、V8、V10和V12發(fā)動機(jī)都可以用于實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種啟動具有電力驅(qū)動的氣門的內(nèi)燃機(jī)的方法，其特征在于，所述方法包括在發(fā)動機(jī)啟動期間，調(diào)整至少一個汽缸的氣門正時，以在所述汽缸中提供所需空氣量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述調(diào)整氣門正時是響應(yīng)所述發(fā)動機(jī)的至少一個操作條件。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的至少一個操作條件是所述發(fā)動機(jī)的溫度。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的至少一個操作條件是周圍空氣的溫度。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的至少一個操作條件是所需發(fā)動機(jī)扭矩量。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)的至少一個操作條件是大氣壓。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括基于一些已加燃料汽缸的事件，確定所述至少一個汽缸的所述所需空氣量。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括噴射燃料量到所述至少一個汽缸中來響應(yīng)所述空氣量，并在所述汽缸中燃燒所述燃料。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括確定目標(biāo)汽缸燃料量來響應(yīng)一些已加燃料的汽缸的事件，并吸入所述所需空氣量來響應(yīng)所述目標(biāo)汽缸燃料量。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)汽缸燃料量進(jìn)一步基于所述發(fā)動機(jī)的溫度。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)汽缸燃料量產(chǎn)生稀空燃混合氣。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)汽缸燃料量產(chǎn)生濃空燃混合氣。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括基于所述汽缸空氣量調(diào)整所述發(fā)動機(jī)的點火提前。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述燃料量直接噴射到所述汽缸中。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，將所述燃料量噴射到所述汽缸相應(yīng)的進(jìn)氣口中。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)啟動是在發(fā)動機(jī)發(fā)動期間。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)動機(jī)啟動是在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)增加期間。
全文摘要
在內(nèi)燃機(jī)啟動期間控制發(fā)動機(jī)氣門正時的方法。以控制機(jī)電氣門的方式來減少內(nèi)燃機(jī)啟動期間的碳?xì)浠衔锏呐欧拧Ｋ龇椒òㄔ诎l(fā)動機(jī)啟動期間，調(diào)整至少一個汽缸的氣門正時，以在所述汽缸中提供所需空氣量。所述方法控制進(jìn)氣門，使得可以在一定范圍的操作條件下對汽缸點火提前和空燃比做出更小的調(diào)整。
文檔編號F02N99/00GK1715621SQ20051005593
公開日2006年1月4日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者劉易斯·J·唐納德, 拉塞爾·D·約翰 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司