[发明专利]跳过点火式控制的发动机中的动态气门控制

说明书

描述了用于改进跳过点火式控制的发动机的燃料经济性以及噪声、振动和粗糙度(NVH)的各种方法和布置。发动机控制器动态地选择用于跳过的点火时机的气体弹簧类型。对跳过/点火模式和气体弹簧类型的确定可以在逐个点火时机的基础上作出。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年5月18日提交的美国临时专利申请号62/508,020(P064P)的优先权，该申请以其全文通过援引并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及在跳过点火式控制下的内燃发动机的操作。各种实施例涉及改变气缸进气事件和排气事件的正时，以在发动机的气缸内形成不同类型的气体弹簧。

背景技术

现今运行的大多数车辆(以及许多其他装置)是由内燃(IC)发动机提供动力的。内燃发动机典型地具有在气缸内摆动的往复活塞。燃烧在气缸内发生并且产生的扭矩由活塞通过连接杆传递到曲轴。对于四冲程发动机而言，空气以及在一些情况下的燃料通过进气门引入到气缸，并且排气燃烧气体通过排气门排出。在典型的发动机操作中，气缸条件以循环方式改变，从而以重复模式按顺序遇到进气、压缩、膨胀和排气冲程。每个重复模式可以被称为气缸的工作循环。

内燃发动机典型地具有多个气缸或在其中燃烧空气-燃料混合物的其他工作室。与不同发动机气缸相关联的工作循环在时间上交错，使得与不同气缸相关联的膨胀冲程大致等间隔，从而实现最平滑的发动机操作。在膨胀冲程中发生的燃烧产生期望的扭矩以及各种排气气体。膨胀冲程通常表示为燃烧或动力冲程，因为这是动力产生冲程。

在正常行驶条件下，内燃发动机产生的扭矩需要在宽泛的范围内变化，以便满足驾驶员的操作需要。多年来，已经提出并利用了用于控制内燃发动机扭矩的多种方法。一些这样的途径考虑了改变发动机的有效排量。改变发动机的有效排量的两种不同的发动机控制途径包括：(1)使用多个固定排量；以及(2)跳过点火式发动机操作。在固定多排量控制中，在低负载条件下停用固定的某组气缸；例如，在某些条件下，八缸发动机可以在相同的4个气缸上操作。相比之下，跳过点火式控制通过有时跳过气缸和有时对气缸点火来操作。在一些发动机中，所有的气缸都能够点火或跳过，而在其他发动机中，只有发动机气缸中的子组具有跳过点火能力。总体上，跳过点火式发动机控制被认为提供了多个潜在优点，包括显著改进许多应用中的燃料经济性的潜能。尽管跳过点火式发动机控制的概念已经存在许多年，并且其益处得到理解，但跳过点火式发动机控制最近才获得一些商业成功。

众所周知，操作中的发动机往往是显著的噪声和振动来源，噪声和振动在本领域中经常被统称为NVH(噪声、振动和粗糙度)。总体上，与跳过点火式发动机控制相关联的成见是发动机的跳过点火式操作将使得发动机运转显著更粗暴，也就是相对于常规操作的发动机增大NVH。在诸如汽车应用的许多应用中，跳过点火式发动机控制所呈现出的最显著的挑战之一就是振动控制。事实上，不能令人满意地解决NVH顾虑被认为是阻碍广泛采用跳过点火式类型的发动机控制的一个主要障碍。

美国专利号7,954,474、7,886,715、7,849,835、7,577,511、8,099,224、8,131,445、8,131,447、8,616,181、8,701,628、9,086,020、9,328,672、9,387,849、9,399,964、9,512,794、9,745,905和其他文献描述了使得以跳过点火式操作模式操作各种各样的内燃发动机可行的多种多样的发动机控制器。这些专利和专利申请各自通过援引并入本文。尽管所描述的控制器工作良好，但仍继续努力来进一步改善这些以及其他跳过点火式发动机控制器的性能以进一步减轻在跳过点火式控制下操作发动机的NVH问题并改进燃料经济性。本申请描述了能够改善多种多样的应用中发动机性能的额外的跳过点火式控制特征和增强。

发明内容