CN102374041A - 用于控制发动机排气的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机，该发动机具有位于每个气缸中的可以被停用的多个排气门中的一个排气门。在一个实施例中，每个气缸的一个排气门响应于发动机转速而被停用。所述发动机可以在低发动机转速时具有改进的发动机扭矩以及扭矩时间降低(例如涡轮滞后)。

Description

用于控制发动机排气的方法和系统
背景技术
发动机制造商正在减小发动机排量并增压供应至发动机的空气以在降低燃料消耗的情况下提供期望水平的发动机功率。例如，涡轮增压四缸发动机能够输出基本上等价于自然吸气六缸发动机的功率。并且，将发动机从六缸减少到四缸能够降低发动机摩擦和泵唧功，由此降低发动机燃料消耗。在美国专利申请公报2003/0000211中，描述了一种发动机系统，该发动机系统通过两个单独的排气歧管将排气传送到涡轮增压器。据称该系统提高了排气向涡轮增压器的传输。
这里发明人已经认识到了在美国专利申请公报2003/0000211中公开的排气歧管的各种缺点。例如，该系统需要两个单独的排气歧管。另外，发动机的空气-燃料控制由于两个排气歧管而可能变得复杂。此外，所描述的涡轮增压器似乎需要两个排气输入。
发明内容
这里，本发明已经认识到了上述缺点，并且提供了一种发动机操作方法，所述方法包括：在发动机的每个气缸中燃烧空气燃料混合物；通过单个排气歧管传送每个气缸的排气；在第一发动机操作状态期间停用所述发动机的每个气缸的仅一个排气门，每个气缸的被停用的仅一个排气门停用至少两个发动机循环；以及在第二发动机操作状态期间启用每个气缸的所述仅一个排气门。
通过停用发动机每个气缸的单个排气门，由气缸中的燃烧产生的排气能够在低发动机转速时以增加涡轮增压器效率的方式传送至涡轮增压器。具体地说，当气缸的第一排气门在低发动机转速时被停用时，经由第二排气门从气缸排出的排气的速度可以被增加以给予位于气缸下游的排气系统中的涡轮增压机以附加能量。另外，当在低发动机转速时停用两个排气门中的一个时，可以降低排气残余。增加的涡轮增压器效率和低的气缸排气残余允许发动机在低发动机转速时产生附加的扭矩。
本说明书能够提供若干优点。例如，该方案可以通过提高低转速发动机扭矩改善燃料经济性。另外，与其他方案相比，该方案可以以单个排气歧管和不复杂的燃料控制策略来实现。此外，该方案可以以低于其他方案的成本提供上述优点。
本说明书的上述优点和其他优点以及特征将从如下详细描述单独或结合附图而容易地变得清楚。
应理解，提供上述概要描述是为了以简化形式引入在随后的详细说明中进一步描述的概念的片段。其并不意味着确定了所要求保护的主题内容的关键或主要特征，所述主题内容的范围仅由详细说明之后的权利要求来限定。另外，所要求保护的主题内容并不限于解决了上述任何缺点或该公开中任何部分中的实施方案。
附图说明
图1示出了发动机的示意图；
图2示出了发动机气缸盖的透视示意图，该气缸盖包括集成的排气歧管；
图3示出了图2中所示的排气歧管的排气歧管壳芯的图示；
图4示出了在发动机操作顺序期间的所关心的模拟信号；
图5示出了在图4的发动机操作顺序期间的其他所关心的模拟信号；以及
图6示出了操作发动机排气门的方法的流程图。
具体实施方式
本说明书涉及用于发动机的排气门控制。在一个实施例中，该发动机具有集成到气缸盖中的排气歧管，如图2和3所示。该发动机可以根据图6中所示的方法如图4至5所示操作，并且图6的方法可以通过如图1所示的控制器来执行。
参照图1，内燃发动机10包括多个气缸，图1中示出了其中一个气缸。内燃发动机10由电子发动机控制器12控制。发动机10包括燃烧室30和气缸壁32。其中活塞36位于燃烧室中并连接至曲轴40。燃烧室30被示出为经由相应的进气门52和排气门54与进气歧管44和排气歧管48连通。每个进气门和排气门可以由进气凸轮51和排气凸轮53操作。另选的是，进气门和排气门中的一个或多个可以通过机电控制的电子管线圈和电枢组件来操作。进气凸轮51的位置可以通过进气凸轮传感器55来确定。排气凸轮53的位置可以通过排气凸轮传感器57来确定。
燃料喷射器66示出为定位成将燃料直接喷射到气缸30内，这对本领域技术人员来说被称为直喷。另选的是，燃料可以喷射到进气口，这对本领域技术人员来说被称为气口喷射。燃料喷射器66输送与来自控制器12的信号的脉冲宽度FPW成比例的液体燃料。燃料通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨(未示出)的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。燃料喷射器66被供应来自驱动器68的操作电流，该驱动器68响应于控制器12。另外，进气歧管44示出为与可选的电子节气门62连通，该电子节气门62调节节气板64的位置以控制从进气口42到进气歧管44的气流。进气歧管44包括用于气缸30内的充气运动的充气运动控制阀50。在一个实施例中，可以使用低压直喷系统，其中燃料压力可以上升至大约20至30巴。另选的是，可以使用高压双级燃料系统来产生更高的燃料压力。
发动机10出于润滑目的而分成两个区域。第一区域包括空气通过发动机10的路径并且其包括进气歧管、气缸盖内的进气滑管、燃烧室以及从气缸通出的排气口。第二区域包括发动机曲轴、具有运动部件(不包括燃烧室)的气缸盖区域和回油孔。加压发动机油被供应至第二区域以润滑发动机内的运动部件，同时期望阻止油进入第一区域。然而，在两个区域之间的边界处(例如在气缸壁处)可能存在油以润滑运动部件。
无分电器点火系统88响应控制器12经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。通用排气氧(UEGO)传感器126被示出为在催化转化器70的上游联接至排气歧管48。另选的是，双态排气氧传感器可以替代UEGO传感器126。
在一个实施例中，转化器70可以包括多个催化剂块。在另一个实施例中，可以使用每个都具有多个催化剂块的多个排放控制装置。在一个实施例中，转化器70可以是三元类型的催化器。
控制器12在图1中示出为传统的微计算机，其包括微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存取器106、随机访问存储器108、不失效存取器110和传统的数据总线。控制器12被示出为除了上面讨论的那些信号之外还接收联接至发动机10的传感器的各种信号，这些信号包括：来自联接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；位置传感器134，其联接至加速踏板130，用于感测由脚132施加的力；来自联接至进气歧管44的压力传感器122的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自感测曲轴40的位置的霍尔传感器118的发动机位置传感器；从传感器120进入发动机的空气质量的测量；以及来自传感器58的节气门位置的测量。也可以感测(传感器未示出)大气压力供控制器12处理。在本说明的一个优选方面中，发动机位置传感器118在曲轴每转时产生预定数量的相等间隔的脉冲，根据这些脉冲可以确定发动机转速(RPM)。
在一些实施方式中，发动机可以联接至混合车辆中的电马达/电池系统。混合车辆可以具有并行构造、串行构造或其变型或组合。另外，在一些实施方式中，可以采用其他发动机构造，例如柴油发动机。
在操作期间，发动机10内的每个气缸通常都经受四个冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。在进气冲程期间，通常，排气门54关闭而进气门52打开。空气经由进气歧管44引入燃烧室30，活塞36运动到气缸的底部从而增加燃烧室30内的容积。活塞36位于气缸底部附近并且位于其冲程末端时(例如当燃烧室30位于其最大容积时)的位置通常被本领域技术人员称为下止点(BDC)。在压缩冲程期间，进气门52和排气门54均关闭。活塞36朝向气缸盖运动从而压缩燃烧室30内的空气。活塞36位于其冲程末端并且最接近气缸盖时(例如当燃烧室30位于其最小容积时)的位置被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在如下被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室。在如下被称为点火的过程中，喷射的燃料通过公知的点火装置诸如火花塞92被点燃，从而导致燃烧。在膨胀冲程期间，膨胀气体推动活塞36返回BDC。曲轴40将活塞运动转换成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54打开以将燃烧后的空气燃料混合物释放到排气歧管48并且活塞返回TDC。注意，以上仅仅是作为实施例来描述的，进气门和排气门的打开和/或关闭正时可以改变，以便提供正或负气门重叠、进气门延迟关闭或各种其他实施例。
现在参照图2，示出了具有集成的排气歧管的气缸盖的透视图。气缸盖200包括用于支撑顶置排气凸轮轴(未示出)的凸轮轴颈202。气缸盖200还包括用于支撑顶置进气凸轮轴(未示出)的凸轮轴颈204。气缸盖底部206被构造成联接至气缸体(未示出)由此形成发动机燃烧室。排气歧管凸缘208包括用于将涡轮增压器(未示出)联接至气缸盖200的螺栓孔210。排气歧管出口212将排气从气缸排气歧管滑管(未示出)引导至涡轮增压器(未示出)。
现在参照图3，示出了图2中所示的排气歧管的排气歧管壳芯300。壳芯300被示出来图示排气歧管内的集成在图2的气缸盖200内的区域。发动机气缸在附图标记302、304、306和308附近定位在壳芯300的一侧。
第一气缸排气滑管302包括用于将排气从第一气缸引导到排气收集器区域310的管道314和管道316。第一气缸的第一排气门(未示出)限制管道314和第一气缸之间的流动。第一气缸的第二排气门(未示出)限制管道316和第一气缸之间的流动。第一气缸的第二排气门可以在关闭位置选择性地停用。在一个实施例中，第二排气门可以通过空转挺杆而停用。在其他实施例中，第二排气门可以通过可调凸轮轮廓而停用。第一气缸排气滑管302的横截面面积从切割平面线312到切割平面线318增加。另外，第一气缸排气滑管302的横截面面积从切割平面线318到切割平面线320减小。因而第一气缸排气滑管302的横截面面积在遇到收集器区域310之前扩大和收缩。
第二气缸排气滑管304包括用于将排气从第一气缸引导到排气收集器区域310的管道324和管道326。第一气缸的第一排气门(未示出)限制管道324和第二气缸之间的流动。第二气缸的第二排气门(未示出)限制管道326和第二气缸之间的流动。第二气缸的第一排气门可以在关闭位置选择性地停用。在一个实施例中，第一排气门通过空转挺杆而停用。在其他实施例中，第一排气门可以通过可调凸轮轮廓而停用。第二气缸排气滑管304的横截面面积从切割平面线322到切割平面线328减小。因而，第二气缸排气滑管304的横截面面积在遇到收集器区域310之前缩小。
第三气缸排气滑管306包括用于将排气从第三气缸引导到排气收集器区域310的管道332和管道334。第一气缸的第一排气门(未示出)限制管道332和第三气缸之间的流动。第三气缸的第二排气门(未示出)限制管道334和第三气缸之间的流动。第三气缸的第二排气门可以在关闭位置选择性地停用。在一个实施例中，第二排气门通过空转挺杆而停用。在其他实施例中，第二排气门可以通过可调凸轮轮廓而停用。第三气缸排气滑管306的横截面面积从切割平面线330到切割平面线336减小。因而，第三气缸排气滑管306的横截面面积在遇到收集器区域310之前收缩。
第四气缸排气滑管308包括用于将排气从第四气缸引导到排气收集器区域310的管道340和管道342。第四气缸的第一排气门(未示出)限制管道340和第一气缸之间的流动。第四气缸的第二排气门(未示出)限制管道342和第四气缸之间的流动。第四气缸的第一排气门可以在关闭位置选择性地停用。在一个实施例中，第一排气门通过空转挺杆而停用。在其他实施例中，第一排气门可以通过可调凸轮轮廓而停用。第四气缸排气滑管308的横截面面积从切割平面线338到切割平面线344减小。另外，第四气缸排气滑管308的横截面面积从在到达收集器310之前从切割平面线344减小。因而，第四气缸排气滑管342的横截面面积在遇到收集器区域310之前扩大和收缩。
因而，图1至3的系统为发动机系统提供，所述发动机系统包括：包括单个排气歧管的发动机；排气门停用设备，该排气门停用设备仅机械地使发动机的每个气缸的一个排气门停用至少两个发动机循环；以及排气凸轮，该排气凸轮用于在排气门停用设备仅机械地停用发动机的每个气缸的一个排气门时操作发动机的每个气缸的至少一个排气门。该发动机系统还包括进气门凸轮，该进气门凸轮被构造成在排气门停用设备仅机械地停用发动机的每个气缸的一个排气门时操作两个进气门。该发动机系统还包括具有控制器，该控制器具有用于在第一操作状态期间停用每个气缸的仅一个排气门的指令。所述控制器还包括用于在第二发动机操作状态期间启用每个气缸的所述仅一个排气门的指令。该发动机系统包括其中单个排气歧管集成在气缸盖中。该发动机系统包括其中排气门停用设备被构造成使排气门在第一气缸的第一位置处停用，以及排气门停用设备被构造成使排气门在第二气缸的第二位置处停用，所述第二位置与第一位置不同。该发动机系统还包括涡轮增压器，其中该涡轮增压器联接至气缸盖。该发动机系统还包括控制器，该控制器具有用于在从至少一个排气门停用的状态过渡到发动机的所有排气门都启用的状态期间调节供应到发动机气缸的燃料的指令。
现在参照图4至5，示出了在发动机操作顺序期间的所关心的模拟信号。图4示出了在发动机操作顺序期间的所关心的五个信号。图5重复图4的一个信号以示出图4和图5中所示的信号的相互关系。竖直标记T0-T5标识在操作顺序期间的所关心的具体时间。
从图4顶部开始的第一曲线示出了发动机转速与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并向右侧增加。发动机转速在曲线的底部最低，并且朝向曲线的顶部增加。水平标记402代表排气门启用发动机转速，水平标记404代表排气门停用发动机转速。
从图4顶部开始的第二曲线示出了发动机温度与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并向右侧增加。发动机温度在曲线的底部最低，并且朝向曲线的顶部增加。水平标记406代表排气门停用温度(例如其中排气门可以被停用的发动机温度)。
从图4顶部开始的第三曲线示出了排气门停用信号与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并向右侧增加。当排气门停用信号为低时，排气门不停用。当排气门停用信号为高时，排气门被停用。
从图4顶部开始的第四曲线示出火花提前量与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并向右侧增加。火花正时在曲线的底部处被更多地延迟。因而，火花正时从曲线的底部向曲线的顶部提前。
从图4顶部开始的第五曲线示出瞬时燃料与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并向右侧增加。从曲线的底部向曲线的顶部燃料喷射量增加。
从图5顶部开始的第一曲线是从图4顶部开始的第一曲线的重复。具体地说，从图5顶部开始的第一曲线示出了发动机转速与时间的关系。
从图5顶部开始的第二曲线示出了发动机进气节气门位置与时间的关系。时间开始于曲线的左侧并且向右侧增加。发动机进气节气门位置在曲线的底部关闭最大，并且朝向曲线顶部节气门开度增加。
在时间T0，发动机启动并且发动机转速增加，并且在发动机启动之后立即停留在空转转速。发动机冷却剂温度在时间T0较低，表明发动机已经被冷启动。排气门停用信号为低，表明每个发动机气缸的一个排气门在时间T0未停用。在一个实施例中，如在图3的描述中所描述的，排气可以停止。发动机火花示出为初始提前，并且然后在发动机空转期间延迟以增加排气热，以温暖如图1所示的位于排气系统中的催化器。供应至发动机的瞬时燃料在时间T0处于恒定的低水平。在其他实施例中，在启动期间和发动机负载变化期间瞬时燃料可以增加或减少燃料。发动机节气门在T0恒定并且位于低水平。
在时间T1，发动机转速大于其中仅启用每个气缸的一个排气门的阈值转速。然而，由于所有排气门因为由排气门停用信号为低的指示而作用，排气门仅仅保持作用。所有发动机排气门在T1均作用，因为发动机温度低于由水平标记406表示的发动机阈值温度。发动机火花提前响应发动机扭矩需求和发动机转速而增加。
在时间T2，发动机温度超过由水平标记406标示的阈值温度，并且发动机转速小于由水平标记402表示的排气门启用发动机转速。结果，每个气缸仅有一个排气门被停用。在一个实施例中，可以如图3中描述的那样被停用的排气门被停用。具体地说，第一气缸的第二排气门、第二气缸的第一排气门、第三气缸的第二排气门和第四气缸的第一排气门被停用。当在T2每个气缸的一个排气门被停用时，在排气门关闭后气缸中残留的残余排气较少。结果，可以改进发动机扭矩和涡轮增压器在低发动机转速时的性能。
瞬时燃料被从T2喷射的燃料量中减去，使得在每个气缸的一个排气门被停用时气缸气流变化可以得到补偿。通过调节瞬时燃料量，可以将发动机排气氧浓度基本维持在化学计量水平。
在时间T2和时间T3之间，发动机转速增加直到在T3达到排气门启用转速。当发动机转速在T3达到排气门启用转速时，所有发动机排气门均再被启用。具体地说，每个气缸仅有一个排气门在T3重新启用。在T3重新启用排气门允许发动机流出更高的排气率，使得在更高的发动机转速下更多的空气能够流到发动机气缸中。因而，重新启用每个气缸的一个停用的排气门改进了发动机在更高发动机转速时的进排气，从而能够增加发动机功率输出。
瞬时燃料被增加至喷射的燃料量，从而排气中的氧浓度保持基本化学计量。另外，节气门开度量在T3降低以减少气缸充气，使得驾驶员不会感到发动机扭矩突然变化。此外，火花提前可以如在T3所示一样延迟，使得发动机扭矩随着发动机气流增加而平滑。
在时间T3和时间T4之间，发动机转速保持高于由水平线404表示的发动机排气门停用转速。结果，从时间T3到时间T4所有发动机排气门都操作。
在时间T4，发动机转速下降到低于排气门停用转速并且每个气缸仅一个排气门被停用。瞬时燃料也降低，使得喷射到发动机的燃料量在过度到排气门停用模式期间降低。发动机转速降低并且发动机节气门在时间T4基本关闭，表明发动机出于减速状态。
在时间T5，发动机转速重新超过排气门启用转速，使得被停用的排气门可以重新启用。排气门停用信号变低，表明被停用的排气门被重新启用。通过重新启用被停用的排气门产生的气缸气流的增加通过增加瞬时燃料和延期火花而得到补偿。这样，发动机扭矩能够平滑，使得车辆驾驶员经受响应增加的驾驶要求扭矩而单调增加的发动机扭矩。在一些实施例中，变速器换档速度被选择成在车辆加速期间限制排气门启用和排气停用之间的过渡。例如，变速器被编程，以使得在这样的发动机转速下从第一档变换到第二档，该发动机转速确保发动机转速在变速器进入第二档之后保留高于排气门停用转速。
现在参照图6，示出了操作发动机排气门的方法的流程图。在步骤602，程序600确定发动机操作状态。发动机操作状态包括不限于发动机转速、期望的发动机扭矩、发动机温度、节气门位置、变速器档位、火花提前以及排气氧浓度。程序600在发动机操作状态被确定之后继续至步骤604。
在步骤604，程序600判断发动机温度是否高于阈值温度。如果高于阈值温度，则程序600继续至步骤606。否则，程序600继续而退出。
在步骤606，程序600判断发动机转速是否低于阈值转速。如果低于阈值转速，则程序600继续至步骤618。否则，程序600继续至步骤608。
在步骤608，程序600判断发动机转速是否高于阈值转速。如果高于阈值转速，则程序600继续至步骤610。否则，程序600继续而退出。这样，程序600提供了在不同发动机转速时启用和停用每个发动机气缸的仅一个排气门。
在另一个实施例中，可以修改程序600以进一步响应期望或实际的发动机负载而启用和停用仅一个排气门。例如，当发动机转速低于第一阈值转速和当发动机负载小于第一阈值负载时可以停用每个气缸的一个排气门。如果发动机转速保持低于第一阈值转速但是发动机负载大于第一阈值发动机负载，则重新启用每个气缸的排气门。另一方面，如果发动机负载小于第一阈值发动机负载，但发动机转速大于阈值发动机转速，则每个气缸只有一个排气门被停用。
在步骤610，程序600启用每个发动机气缸的仅一个被停用的排气门。在一个实施例中，通过允许油流到空转挺杆可以重新启用排气门。在另一个实施例中，可以通过机械调节凸轮凸角轮廓来重新启用排气门。在发动机循环(例如，对于四冲程发动机来说转两圈)期间，排气门被依次重新启用。在一个实施例中，排气门根据发动机点火顺序(例如，对于四缸发动机，1-3-4-2)重新启用。当然，排气门可以以任何气缸燃烧的顺序来重新启用。例如，如果在第四气缸的排气冲程期间存在重新启用发动机排气门的条件，则第二气缸的排气可以被重新启用，之后第一、第三和第四气缸的排气门被重新启用。
在一个实施例中，当排气门被重新启用时，发动机控制器感测发动机气流以确定发动机气流是否增加。在其他实施例中，排气门操作可以通过测量机械致动器的位置的位置传感器来确定。在另外其他实施例中，可以感测进气歧管压力或排气歧管压力以确定各个气缸排气门的启用。
在步骤612，程序600响应重新启用被停用的排气门而调节发动机节气门位置。发动机节气门开度在排气门重新启用期间降低，使得发动机气流暂时减少，从而使发动机扭矩平滑过渡。在一个实施例中，节气门开度量根据基于发动机转速和发动机负载经验地确定的量降低。例如，如果发动机排气门在第一发动机转速和第一发动机负载时被启用，则节气门开度量在排气门重新启用期间降低第一量。如果发动机排气门在第二发动机转速和第二发动机负载时启用，则节气门开度量在排气门重新启用期间减少第二量。
在步骤614，响应于启用被停用的排气门而调节发动机火花提前。在一个实施例中，发动机火花响应于启动排气门而延迟。具体地说，发动机火花响应于发动机速度和发动机负载而延迟。例如，如果发动机排气门在第一发动机转速和第一发动机负载时启用，则在排气门重新启用期间火花正时延迟第一量。如果发动机排气门在第二发动机转速和第二发动机负载时启用，则火花正时在排气门重新启用期间延迟第二量。通过调节火花正时，可以减轻排气门重新启用期间发动机扭矩干扰。
在步骤616，响应被停用的排气门的启用而调节发动机瞬时燃料。在一个实施例中，在排气门重新启用期间向发动机喷射附加的燃料。喷射到发动机气缸的附加燃料量可以响应发动机转速和负载根据经验来确定和调节。另外，向发动机气缸喷射附加燃料的持续时间可以响应发动机转速和负载根据经验来确定。如果发动机是气口喷射发动机，则当发动机排气门被重新启用时必须建立燃料胶泥。程序600在调节瞬时燃料之后退出。
在步骤618，程序600启用每个发动机气缸中的仅一个排气门。在一个实施例中，停用图3描述的气门。具体地说，第一和第三气缸的第二排气门被停用，第二和第四气缸的第一排气门被停用。因而，在第一和第二气缸之间的被停用的排气门相对于第三和第四气缸关于发动机的中心存在对称。在一个实施例中，按照发动机燃烧顺序，每个气缸仅有一个排气门被停用。例如，四个气缸发动机的排气门以1-3-4-2的顺序被停用。当然，如果发动机在第四气缸的排气冲程期间下降到排气门停用转速或负载以下，则被停用的第一排气门是第二气缸的排气门，然后是第一气缸，再然后是第三气缸，最后是第四气缸的排气门。发动机排气门通过在不同发动机转速时启用和停用排气门而停用至少两个发动机循环。
在一个实施例中，当排气门被停用时，发动机控制器感测发动机气流以确定发动机气流是否减少。例如，可以监测发动机循环的不同部分期间的气缸气流，以确定各个气缸的气流是否响应排气门停用而变化。如果确定气缸气流没有任何变化，则可以判断排气门尚未被停用。在其他实施例中，可以借助于测量机械致动器的位置传感器确定排气门停用。有另外的实施例中，可以感测进气歧管压力或排气歧管压力来确定各个气缸排气门的停用。例如，如果排气门尚未按期望地停用，则与在其他气缸的进气冲程期间相比，进气歧管压力在一个吸气冲程期间可以更高，这是因为更多的排气残余可能占据气缸。如果排气门没有按期望地停用，则发动机控制器可以提供这种状态的指示。
在步骤620，程序600响应停用被启用的排气门调节发动机节气门位置。发动机节气门开度在排气门停用期间增加，使得发动机气流暂时增加，从而使发动机扭矩平滑过渡。在一个实施例中，节气门开度量根据基于发动机转速和发动机负载按经验确定的量来增加。例如，如果发动机排气门在第一发动机转速和第二发动机负载时停用，则节气门开度量在排气门停用期间增加第一量。如果发动机排气门在第二发动机转速和第二发动机负载时停用，则节气门开度量在排气门停用期间增加第二量。
在步骤622，响应停用被启用的排气门调节发动机火花提前。在一个实施例中，响应停用排气门而提前发动机火花。具体地说，响应发动机转速和发动机负载提前发动机火花。例如，如果发动机排气门在第一发动机转速和第一发动机负载时被停用，则在排气门停用期间火花正时提前第一量。如果发动机排气门在第二发动机转速和第二发动机负载时停用，则火花正时在排气门停用期间提前第二量。通过调节火花正时，可以减轻在排气门停用期间的发动机扭矩干扰。
在步骤624，响应停用被启用的排气门调节发动机瞬时燃料。在一个实施例中，在排气门停用期间向发动机气缸喷射较少燃料。向发动机气缸喷射的燃料量可以响应发动机转速和负载根据经验确定和调节。另外，向发动机气缸喷射较少燃料的持续时间可以响应发动机转速和负载根据经验确定。如果发动机是气口喷射发动机，则在发动机排气门重新启用时必须减少燃料胶泥。程序600在瞬时燃料被调节之后退出。
在步骤626，程序600启用所有排气门或启用所有被停用的排气门。当发动机在寒冷条件下操作时，发动机油可能不会像发动机油温暖时那样流动。因此，在一些应用中，排气门可以保留在默认的启用状态，直到油的温度能够确保有效的气门停用。在排气门在步骤626启用之后程序600退出。
因而，图6的方法提供了一种发动机操作方法，包括：在发动机的每个气缸中燃烧空气燃料混合物；通过单个排气歧管传送每个气缸的排气；在第一发动机操作状态期间停用每个气缸的仅一个排气门，每个气缸的被停用的仅一个排气门停用至少两个发动机循环；以及在第二发动机操作状态期间启用每个气缸的仅一个排气门。该发动机操作方法包括其中发动机是四缸发动机，其中第一气缸的第一位置的排气门在第一发动机操作状态期间被停用，其中第二气缸的第二位置的排气门在第一发动机操作状态期间被停用；以及第一位置与第二位置不同。该发动机操作方法包括其中第三气缸的排气门在第一发动机操作状态期间被停用；其中第三气缸的排气门位于第三气缸中的、与第二排气门在第二气缸中的位置相同的位置处；以及其中第四气缸的排气门在第一发动机操作状态期间被停用，其中第四气缸的排气门位于第四气缸中的、与第一排气门在第一气缸中的位置相同的位置。该发动机操作方法包括其中第一和第四气缸位于发动机的相反两端；以及其中第二和第三气缸位于第一和第四气缸之间。该发动机操作方法包括其中第一发动机操作状态是小于第一阈值发动机转速的发动机转速，并且其中第二发动机操作状态是第二阈值发动机转速，所述第二阈值发动机转速大于所述第一阈值发动机转速；以及其中每个气缸的至少一个排气门在每个气缸的仅一个排气门停用期间保持工作。该发动机操作方法还包括当在第二发动机操作状态期间启用每个气缸的仅一个排气门时调节节气门的位置；以及其中进一步响应发动机负载而停用每个气缸的仅一个排气门。该发动机操作方法包括其中第一气缸的第一位置的排气门在与第二气缸的第二位置的排气门相同的发动机循环期间启用。
图6的方法还提供了一种改进发动机操作的方法，包括：在发动机的每个气缸内燃烧空气燃料混合物；通过单个排气歧管传送每个气缸的排气，所述单个排气歧管集成在气缸盖内，该单个排气歧管具有一对内部排气滑管和一对外部排气滑管，该对内部排气滑管具有小于该对外部排气滑管的横截面面积；在发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用每个气缸的仅一个排气门，同时保留每个气缸的至少一个排气门工作，每个气缸的被停用的仅一个排气门停用至少两个发动机循环；以及当发动机转速大于第二发动机阈值转速时启用每个气缸的仅一个排气门，所述第二阈值发动机转速大于所述第一阈值发动机转速。该方法包括其中发动机是四缸发动机，其中第一气缸的第一位置的排气阀在发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用，其中第二气缸的第二位置的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用，并且其中所述第一位置与所述第二位置不同。该方法包括第三气缸的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用，其中第三气缸的排气门位于第三气缸中的、与位于第一气缸的第一位置的排气门相同的位置，并且第四气缸的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用，其中第四气缸的排气门位于第四气缸中的、与第二气缸中的第二位置的排气门相同的位置。该方法进一步包括在启用每个气缸的仅一个排气门期间延迟发动机的火花正时。该方法还包括联接至单个排气歧管的出口的涡轮增压器。该方法还包括当每个气缸的仅一个排气门停用时操作发动机的每个气缸的两个进气门。
本领域技术人员应意识到，在图6中描述的程序可以代表任何数量的处理策略中的一个或更多个，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，图示的各种步骤或功能可以以图示顺序执行、并行执行或在某些情况下可以省略。同样，处理的顺序不是获得这里描述的示例实施方式的特征和优点所必不可少的，只是为了易于说明和描述的目的而提供。尽管没有明确示出，本领域技术人员应意识到，根据正在使用的具体策略可以反复地执行图示的步骤或功能中的一个或更多个。
说明书到此结束。本领域技术人员阅读说明书时将想起许多变型和修改，而不脱离说明书的精神和范围。例如，以天然气、汽油、柴油或替代燃料结构操作的单缸、I2、I3、I4、I5、V6、V8、V10、V12和V16发动机都可以利用本说明书得到优点。

Claims (10)

1.一种发动机操作方法，所述发动机操作方法包括：
在发动机的每个气缸中燃烧空气燃料混合物；
通过单个排气歧管传送每个气缸的排气；
在第一发动机操作状态期间停用所述发动机的每个气缸的仅一个排气门，每个气缸的被停用的仅一个排气门停用至少两个发动机循环；以及
在第二发动机操作状态期间启用每个气缸的所述仅一个排气门。
2.根据权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述发动机是四缸发动机，其中位于第一气缸的第一位置的排气门在所述第一发动机操作状态期间被停用，其中位于第二气缸的第二位置的排气门在所述第一发动机操作状态期间被停用，并且其中所述第一位置和所述第二位置不同。
3.根据权利要求2所述的发动机操作方法，其中第三气缸的排气门在所述第一发动机操作状态期间被停用，其中所述第三气缸的所述排气门位于所述第三气缸中的、与所述第二排气门在所述第二气缸中的位置相同的位置，并且其中第四气缸的排气门在所述第一发动机操作状态期间被停用，其中所述第四气缸的所述排气门位于所述第四气缸中的、与所述第一排气门在所述第一气缸中的位置相同的位置。
4.根据权利要求3所述的发动机操作方法，其中所述第一和第四气缸位于发动机的相反两端，并且其中所述第二和第三气缸位于所述第一和第四气缸之间。
5.根据权利要求1所述的发动机操作方法，其中所述第一发动机操作状态是小于第一阈值发动机转速的发动机转速，并且其中所述第二发动机操作状态是第二阈值发动机转速，所述第二阈值发动机转速大于所述第一阈值发动机转速，并且其中每个气缸的至少一个排气门在停用每个气缸的所述仅一个排气门期间保持工作。
6.根据权利要求5所述的发动机操作方法，所述方法还包括当在所述第二发动机操作状态期间启用每个气缸的所述仅一个排气门时调节节气门的位置，并且其中在进一步响应发动机负载时停用每个气缸的所述仅一个排气门。
7.根据权利要求2所述的发动机操作方法，其中位于所述第一气缸的所述第一位置的排气门在与位于所述第二气缸的所述第二位置的排气门相同的发动机循环期间启用。
8.一种改善发动机操作的方法，所述方法包括：
在发动机的每个气缸中燃烧空气燃料混合物；
通过单个排气歧管传送每个气缸的排气，所述单个排气歧管集成在气缸盖内，所述单个排气歧管具有一对内部排气滑管和一对外部排气滑管，所述一对内部排气滑管具有比所述一对外部排气滑管小的横截面面积；
当发动机转速小于第一阈值发动机转速时停用每个气缸的仅一个排气门，同时使每个气缸的至少一个排气门保持工作，每个气缸的被停用的所述仅一个排气门停用至少两个发动机循环；以及
当发动机转速大于第二阈值发动机转速时启用每个气缸的所述仅一个排气门，所述第二阈值发动机转速大于所述第一阈值发动机转速。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述发动机是四缸发动机，其中位于第一气缸的第一位置的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时被停用，其中位于第二气缸的第二位置的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时被停用，并且其中所述第一位置与所述第二位置不同。
10.根据权利要求8所述的方法，其中第三气缸的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时被停用，其中所述第三气缸的所述排气门位于所述第三气缸中的、与位于所述第一气缸的所述第一位置的排气门相同的位置，并且其中第四气缸的排气门在发动机转速小于第一阈值发动机转速时被停用，其中所述第四气缸的所述排气门位于所述第四气缸中的、与位于所述第二气缸中的所述第二位置的排气门相同的位置。
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