CN103306829A - 发动机空气控制的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于以致动连接到汽缸的公共凸轮轴的方式来减少汽缸之间的空转转矩不平衡的方法和系统。凸轮轴可以在每个汽缸的每个燃烧事件过程中在凸轮轴限度范围以内调整。这样，可以解决空转NVH问题。

Description

发动机空气控制的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种用于控制发动机运转的方法和系统。

背景技术

在怠速状况下，发动机燃烧可以具有相当大的变化。燃烧的变化可能是由于不同因素，这些因素包含加注燃料、充气准备、充气分布和汽缸之间的排气残余中的差异。燃烧的变化导致汽缸压力（例如汽缸IMEP）以及汽缸转矩输出的变化。所述转矩变化可能接着被传送到发动机安装系统，从而导致振动传递和相关的NVH（噪声、振动和不舒适性）问题。在某些频率，振动可能令车辆操作员反感。

一种解决发动机空转汽缸转矩变化问题的途径由Nakasaka在美国专利申请US2007/0163547中示出。其中，确定汽缸之间的进气量的变化并且相应地调整可变阀门/气门装置。特别地，所述可变阀门装置的工作角度和提升量针对每个汽缸而调整，直到所述变化在可允许的范围以内。

然而本发明的发明者已经认识到与这种途径相关的潜在问题。例如，在配置有公共致动器（例如基于凸轮的阀门致动器）以便使多个汽缸的阀门致动的发动机中，公共致动器的位置改变将改变连接到该致动器的全部汽缸的气门正时。另外，相同的改变（数量、程度和方向性）将会影响到每个汽缸。然而，在连接到公共致动器的第一汽缸中改进转矩变化的致动器位置可能加剧在连接到所述致动器的一个或更多其他汽缸中的转矩变化。结果，即使有气门正时调节，转矩变化和相关的NVH问题也可能存在。总的来说，发动机性能可能降低。

发明内容

因此，在一个示例中，通过调整发动机的气门正时的方法可至少部分地解决一些上述问题。所述方法可包括经由凸轮轴操作两个或更多汽缸的进气和/或排气门和在发动机怠速状况期间针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴。这样，公共致动器可以经调整以补偿汽缸到汽缸的转矩变化。

在一个示例中，在公共发动机组上的第一和第二汽缸的每一个都可连接到共同的凸轮轴。所述第一和第二汽缸可在它们之间具有转矩变化，该转矩变化是基于在汽缸之间的排气残余、进气充气、加注燃料、稀释等的汽缸到汽缸的不平衡。控制器可估计所述转矩变化并相应地确定第一凸轮轴调整，第一凸轮轴调整包含在任一给定的发动机循环中当所述第一汽缸点火时的第一凸轮轴位置和当所述第二汽缸点火时的第二、不同的凸轮轴位置。所述凸轮轴调整可以使在所述两个汽缸之间的转矩变化能够减少。所述控制器可以基于当前发动机转速以及显示转矩变化的所述两个汽缸的点火顺序进一步确定凸轮轴调整限度（例如超出其范围所述凸轮轴的位置就不能被进一步调整的物理限度）。如果所希望的第一凸轮轴调整是在所确定的限度以内，那么在发动机空转过程中，所述控制器可以在所述第一和第二汽缸的点火过程中使所述凸轮轴分别转移到所述第一和第二位置。在这里，所述第一和第二位置可能被充分地分开，以致所述凸轮轴能够在恰当的燃烧事件在这些位置之间切换。这样，所述转矩变化的问题可仅通过使用凸轮调整并且同时使火花正时保持在MBT（最大扭矩最小点火提前角）而解决。

然而，如果所希望的凸轮轴调整是在所确定的限度以外，那么对于在指定的时间以内使所述凸轮轴在所述位置之间切换在物理上是不可能的。因此，为了解决所述转矩变化的问题，在发动机空转/怠速过程中，所述控制器可以执行第二、不同的凸轮轴调整，其中当所述第一汽缸点火时将所述凸轮轴转移到第三位置和当所述第二汽缸点火时转移到第四、不同位置。在这里，所述第三和第四位置可能具有更小的间隔，并且由它们本身可能不能解决所述转矩变化的问题。因此，除了所述凸轮轴调整以外，可调整（例如延迟）火花正时以便补偿点火汽缸的剩余的转矩不平衡。

这样，公共致动器可以用来改变两个或更多汽缸的气门正时并且解决汽缸到汽缸的转矩变化问题。通过使用凸轮轴调整来解决所述转矩不平衡，解决所述转矩不平衡所要求的火花延迟量可能减少，从而提高燃料燃烧效率。通过减少在发动机空转状况期间出现的转矩变化，可以减少NVH问题并且可以提高发动机性能。

在另一示例中，调整是基于在每个燃烧事件在所述两个或更多汽缸之间的充气不平衡，其中调整所述凸轮轴包含针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整进气门正时。

在另一示例中，基于所述充气不平衡的调整包含在当所述充气不平衡比阈值量小时的第一状况期间，针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴以减少所述充气不平衡，同时使火花正时保持在MBT；以及在当所述充气不平衡比所述阈值量大时的第二状况期间，针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴并且从MBT延迟火花正时，以便减少所述充气不平衡。

在另一实施例中，所述两个或更多汽缸位于共同的发动机组上。

在另一实施例中，调整所述凸轮轴包含经由电力致动的凸轮相位器的凸轮相位调节来调整所述凸轮轴的位置。

在另一实施例中，一种用于发动机的方法包括：在发动机怠速状况期间，在连接到凸轮轴的第一和第二汽缸的每个燃烧事件过程中调整凸轮轴位置，所述调整是基于在所述第一和第二汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化，所述第一和第二汽缸的进气和/或排气门经由所述凸轮轴操作。

在另一实施例中，基于在所述汽缸之间的转矩变化的调整包含基于在所述第一和第二汽缸之间的排气残余不平衡、充气不平衡、稀释不平衡和加注燃料不平衡中一个或更多的调整。

在另一实施例中，所述调整进一步基于所述第一和第二汽缸的点火顺序。

在另一实施例中，所述调整包含当在所述第一和第二汽缸之间的点火顺序差异较高时，使火花正时保持在MBT并且基于所述转矩变化调整凸轮轴位置，直到达到第一凸轮轴限度，并且在达到所述第一凸轮轴限度以后，基于所述转矩变化保持第一凸轮轴位置和延迟火花正时；并且当在所述第一和第二汽缸之间的所述点火顺序差异较低时，使火花正时保持在MBT并且基于所述转矩变化调整所述凸轮轴，直到达到第二、较低的凸轮轴限度，且在达到所述第二凸轮轴限度以后，基于所述转矩变化保持第二、不同凸轮轴位置和延迟火花正时，第一和第二凸轮轴限度基于所述第一和第二汽缸之间的点火顺序差异。

在另一实施例中，所述调整包含在给定的发动机循环的第一燃烧事件过程中随着第一汽缸点火，将所述凸轮轴调整到第一位置，并且在所述给定的发动机循环的第二燃烧事件过程中随着第二汽缸点火，将所述凸轮轴调整到第二、不同位置，在所述第一和第二位置之间的距离随着发动机转速的增加而减少。

在另一实施例中，一种发动机系统包括：包含第一和第二汽缸的发动机；连接到所述第一和第二汽缸的凸轮轴，所述凸轮轴经致动以便操作所述第一和第二汽缸的进气和/或排气门；带有计算机可读指令的控制器，用于在发动机怠速状况下估计所述第一和第二汽缸之间的转矩变化；以及在每个发动机循环和对于给定的发动机转矩输出，在所述第一汽缸的第一燃烧事件中将所述凸轮轴调整到第一位置和在所述第二汽缸的第二燃烧事件中调整到的第二、不同位置，以减少所述转矩变化，所述第一和第二位置基于发动机转速、所述第一和第二汽缸的点火顺序、凸轮轴限度以及所估计的转矩变化中的每一个。

在另一实施例中，一种用于调整发动机气门正时的方法包括：经由凸轮轴操作两个或更多汽缸的进气和/或排气门；以及在单个发动机循环以内，针对第一燃烧事件使所述凸轮轴提前以朝向平均转矩增加转矩，同时火花正时在MBT，针对第二燃烧事件使所述凸轮轴和火花正时延迟以朝向所述平均转矩减少转矩，接着针对接下来的单个发动机循环重复该操作。

在另一实施例中，一种用于调整发动机气门操作的方法包括：在连接到凸轮轴的第一和第二汽缸的每个燃烧事件过程中调整凸轮轴位置，所述调整是基于所述第一和第二汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化，所述第一和第二汽缸的进气和/或排气门是经由所述凸轮轴操作的。

在另一实施例中，所述调整在选择的发动机非怠速状况期间执行，选择的发动机非怠速状况包含发动机利用EGR在低速度负荷状况下运转、发动机在巡航控制模式中运转的以及发动机在转矩控制模式中运转。

应当明白的是提供上述摘要以便以简化的形式介绍选择的概念，它们在具体描述中有进一步的描述。这并不意味着要确定所要求保护主题的关键或根本特征，所要求保护主题的范围由紧随着具体描述的权利要求而唯一限定。而且，所要求保护的主题不限于解决以上或本公开任一部分中所提到的任一不利条件的实施。

附图说明

图1示出示例性发动机系统的设计。

图2示出两个或更多汽缸到公共的凸轮轴的示例连接。

图3是用于在发动机空转过程中调整凸轮轴位置的高级别流程图。

图4A-C示出用于减少汽缸转矩变化的示例性凸轮轴位置调整。

具体实施方式

本发明提供通过操作公共致动器（比如图2的凸轮轴）来调整多个发动机汽缸（比如在图1的发动机中）的气门正时的方法和系统。凸轮轴的位置可以在发动机空转状况期间逐个汽缸地调整，以减少在连接到所述凸轮轴的汽缸之间的转矩变化。具体地，在任一给定的发动机循环期间，当连接到所述凸轮轴的第一汽缸点火时，所述凸轮轴可以转移到第一位置，并且然后当连接到所述凸轮轴的第二汽缸点火时，转移到第二位置，以此类推。控制器可以经配置以便执行控制例程，比如图3的示例性例程，以在凸轮轴限度范围内调整所述凸轮轴的位置来解决在汽缸之间的转矩不平衡。如果所述调整不足以解决所述转矩不平衡（例如所述调整被物理性地限制了），那么所述控制器可以使用额外的火花正时调整以减少转矩变化。在图4A-C示出了示例性的调整。这样，通过使用公共致动器可以解决汽缸转矩不平衡和发动机空转NVH问题。

图1是示出多缸发动机10的一个汽缸的示意图，该汽缸可以被包含在汽车的推进系统中。控制发动机10可以由包含控制器12的控制系统和通过经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地被控制。在这个示例中，输入装置130包含加速器踏板和生成成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。发动机10的燃烧室（即汽缸）30可以包含燃烧室壁32，活塞36定位在其中。活塞36可以连接到曲轴40以致所述活塞的往复运动被转变为所述曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统连接到车辆的至少一个驱动轮。此外，启动器马达可以经由飞轮连接到曲轴40以便能够进行发动机10的启动运转。

燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管46的进气空气，并且可以经由排气通道48排放燃烧气体。进气歧管46和排气通道48能够经由相应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30相通。在一些实施例中，燃烧室30可以包含两个或更多进气门和/或两个或更多排气门。

在本示例中，进气门52和排气门54可以经由各自的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53可以各包含一个或更多凸轮并且可以利用凸轮廓线变换系统（CPS）、可变凸轮正时（VCT）、可变气门正时（VVT）和/或可变气门升程（VVL）系统中的一个或更多个，可变气门升程（VVL）系统可以由控制器12操作以便改变气门操作。用来改变气门操作的凸轮致动系统在图2中进一步详细阐述。进气门52和排气门54的位置可以分别由位置传感器55和57确定。在替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电阀门致动控制。例如，汽缸30可以替代地包含经由电阀门致动控制的进气门和经由包含CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷射器66被示出为直接连接燃烧室30用于直接在其中喷射燃料，喷射的燃料与经由电子驱动器68从控制器12收到的信号FPW的脉冲宽度成比例。这样，燃料喷射器66提供公认的燃料直接喷射到燃烧室30中。例如，所述燃料喷射器可以安装在燃烧室侧边或在燃烧室顶部。燃料可以由包含燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统（未示出）输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或额外地包含燃料喷射器，其设置在某一结构的进气歧管46中，该结构提供公认的燃料进气道喷射进入燃烧室30上游的进气口。

进气通道42可以包括带有节流板64的节气门62。在这个特别的示例中，节流板64的位置可以由控制器12经由信号改变，该信号被提供到包括节气门62的电动机或执行器，其是通常被称为电子节气门控制器（ETC）的结构。如此，节气门62可以经操作以改变提供到其他发动机汽缸之中的燃烧室30的进气。节流板的位置64可以由节气门位置信号TP提供到控制器12。进气通道42可以包含用于向控制器12提供各自的信号MAF和MAP的质量空气流量传感器120和歧管绝对压力传感器122。

点火系统88能够在选择的运转模式下经由火花塞92响应来自控制器12的火花提前信号SA而提供点火火花到燃烧室30。虽然示出了火花点火组件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或更多其他燃烧室可以在压缩点火模式中运转，其带有或没有点火火花。

排气传感器126被示出连接排放控制装置70上游的排气通道48。传感器126可以是用于提供排气空气/燃料比指示的任一合适传感器，比如线性氧传感器或UEGO（通用或宽域排气氧）、双态氧传感器或EGO、HEGO（加热的EGO）、NOx、HC或CO传感器。排放控制装置70可以是三元催化器（TWC）、NOx收集器、各种其他排放控制装置或其组合。在一些实施例中，在发动机10的运转期间，排放控制装置70可以通过在特定的空气/燃料比范围内运转发动机的至少一个汽缸被周期性地重启。

发动机10可以进一步包含压缩装置，比如涡轮增压器或机械增压器，它们包含至少一个沿着压缩机通道44设置的压缩机162，压缩机可以包含用于测量空气压力的升压传感器123。对于涡轮增压器，压缩机162可以至少部分地由沿着排气通道48设置的涡轮机164（例如经由轴）驱动。对于机械增压器，压缩机162可以至少部分地由发动机和/或电机驱动，并且可以不包含涡轮机。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供到发动机的一个或更多汽缸的压缩量可以由控制器12改变。

进一步，在所公开的实施例中，排气再循环（EGR）系统（未示出）可以为希望的排气部分规定路线，使排气经由EGR通道从排气通道48到升压通道44和/或进气通道42。提供到升压通道44和/或进气通道42的EGR的量可以由控制器12经由EGR阀门改变。进一步，EGR传感器可以设置在EGR通道内并且可以提供排气的一个或更多压力、温度和浓度的指示。

控制器12在图1中示出为微型计算机，其包含微处理器单元（CPU）102、输入/输出端口（I/O）104、用于可执行程序和校正值的电子存储介质（其在这个特别示例中示出为只读存储器（ROM）芯片106、随机存取存储器（RAM）108、保活存储器（KAM）110）和数据总线。能够利用代表由处理器102可执行的指令的计算机可读数据编程储存介质只读存储器106，可执行的指令用于执行以下描述的方法以及其他预期的但是没有具体列出的变体。除了先前讨论的那些信号以外，控制器12可以接收来自连接到发动机10的传感器的各种信号，包含来自质量空气流量传感器120的感应质量空气流量（MAF）的测量值；来自连接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度（ECT）；来自连接到曲轴40的霍尔效应传感器118（或其他类型）的表面点火感测信号（PIP）；来自节气门位置传感器的节气门位置（TP）；以及来自传感器122的歧管绝对压力信号（MAP）。发动机转速信号（RPM）可以由控制器12从信号PIP生成。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP可以用来提供在进气歧管中的真空或压力指示。应当注意的是可以使用上述传感器的不同组合，比如MAF传感器而没有MAP传感器，或反之亦然。在一些情况下，MAP传感器能够给出发动机转矩的指示。进一步，这种传感器与所检测的发动机转速和其他信号，能够提供经引导进入汽缸的充气（包含空气）的估计。在一个示例中，传感器118也被用作发动机转速传感器，它可以产生曲轴每转的预定数量的等距脉冲。

如上所述，图1示出多缸发动机的仅一个汽缸，并且每个汽缸可以相似地包含它自己的整套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。然而，汽缸的一些或全部可以共用一些组件比如用于控制气门操作的凸轮轴。这样，公共的凸轮轴可以用来为两个或更多汽缸控制气门操作。

图2示出包含控制器202、可变凸轮正时（VCT）系统232和带有多个汽缸210的发动机缸体206的发动机200的示例性实施例。发动机200可以是图1中描述的发动机10的一个示例。发动机200被示出具有经配置以向汽缸210a-d供给进气空气和/或燃料的进气歧管266和经配置以排出来自汽缸210的燃烧产物的排气歧管268。环境空气气流能够通过进气空气通道260进入进气系统，其中进气空气的流量能够通过主节气门（未示出）至少部分地被控制。

发动机缸体206包含多个汽缸210a-d（在这里是四个）。在所示的示例中，全部汽缸都在共同的发动机组上。在替代性实施例中，汽缸可以划分成多个组。例如，汽缸210a-b可以是在第一发动机组上而汽缸210c-d可以是在第二发动机组上。每个汽缸210a-d都可以各包含用于直接向燃烧室输送燃料的火花塞和燃料喷射器，如以上在图1中描述的。每个汽缸210a-d也都可以由一个或更多气门提供服务。在当前示例中，每个汽缸210a-d都包含相应的进气门212和排气门222。如以下所详细阐述的，发动机200进一步包含一个或更多凸轮轴238、240，其中每个凸轮轴能够经致动以操作连接到公共凸轮轴的多个汽缸的进气和/或排气门。

每个进气门212在允许进气空气进入相应汽缸的打开位置和基本上阻止来自汽缸的进气空气的关闭位置之间是可致动的。进一步，图2示出汽缸210a-d的进气门212可以怎样由共同的进气凸轮轴238致动。进气凸轮轴238可以被包含在进气门致动系统214中。进气凸轮轴238包含进气凸轮216，其具有用于打开进气门212限定的进气持续时间的凸轮凸角廓线。在一些实施例中（未示出），凸轮轴可以包含带有交替的凸轮凸角廓线的额外进气凸轮，交替的凸轮凸角廓线允许进气门212打开交替的持续时间（在这里也是被称为凸轮廓线变换系统）。基于额外凸轮的凸角廓线，交替的持续时间可以比进气凸轮216的限定进气持续时间更长或更短。凸角廓线可以影响凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。通过纵向地移动进气凸轮轴238和在凸轮廓线之间切换，控制器可能够切换进气门持续时间。

以同样的方式，每个排气门222在允许排气排出相应汽缸的打开位置和基本上使气体保留在汽缸内的关闭位置之间是可致动的。进一步，图2示出汽缸210a-d的排气门222可以怎样由公共排气凸轮轴240致动。排气凸轮轴240可以被包含在排气门致动系统224中。排气凸轮轴240包含排气凸轮226，其具有在限定的排气持续时间打开排气门222的凸轮凸角廓线。在一些实施例中（未示出），凸轮轴可以包含带有交替的凸轮凸角廓线的额外排气凸轮，交替的凸轮凸角廓线允许排气门222打开交替的持续时间。基于额外凸轮的凸角廓线，交替的持续时间可以比排气凸轮226的限定排气持续时间更长或更短。凸角廓线可以影响凸轮提升高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。通过纵向地移动排气凸轮轴240和在凸轮廓线之间切换，控制器可能够切换排气门持续时间。

应当明白的是虽然所描述的示例示出连接到每个汽缸210a-d的进气门的公共进气凸轮轴238和连接到每个汽缸210a-d的排气门的公共排气凸轮轴240，但是在替代的实施例中，凸轮轴可以连接到汽缸子组，并且可以存在多个进气和/或排气凸轮轴。例如，第一进气凸轮轴可以连接到汽缸的第一子组（例如连接到汽缸210a-b）的进气门，而第二进气凸轮轴可以连接到汽缸的第二子组（例如连接到汽缸210c-d）的进气门。同样地，第一排气凸轮轴可以连接到汽缸的第一子组（例如连接到汽缸210a-b）的排气门，而第二排气凸轮轴可以连接到汽缸的第二子组（例如连接到汽缸210c-d）的排气门。更进一步，一个或更多进气门和排气门可以连接到每个凸轮轴。连接到凸轮轴的汽缸子组可以基于它们沿着发动机缸体206的位置、它们的点火顺序、发动机配置等等。

进气门致动系统214和排气门致动系统224可以进一步包含推杆、摇臂、挺柱等等。这些装置和特征件可以通过使凸轮的旋转运动转换成气门的平移运动而控制进气门212和排气门22的致动。如前所述，阀门/气门也能够经由在凸轮轴上的额外凸轮凸角廓线而致动，其中在不同气门之间的凸轮凸角廓线可以提供变动的凸轮提升高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果需要的话，可能使用替代的凸轮轴（顶置和/或推杆）结构。进一步，在一些示例中，汽缸210a-d可以各具有不止一个排气门和/或进气门。在还有其他的示例中，一个或更多汽缸的排气门222和进气门212的每一个都可以由公共的凸轮轴致动。更进一步，在一些示例中，一些进气门212和/或排气门222可以由它们自己的独立凸轮轴或其他装置促动。

发动机200可以包含可变气门正时系统，例如，可变凸轮正时VCT系统232。可变气门正时系统可以经配置以在第一运转模式中打开第一气门第一持续时间。第一运转模式在发动机负荷低于部分发动机负荷阈值时可以发生。进一步，可变气门正时系统可以经配置以在第二运转模式中打开第一气门第二持续时间，第二持续时间比第一持续时间短。第二运转模式在发动机负荷高于发动机负荷阈值并且发动机转速低于发动机转速阈值时（例如在低到中间发动机转速期间）可以发生。

VCT系统232可以是成对的独立可变凸轮轴正时系统，用于独立于彼此改变进气门正时和排气门正时。VCT系统232包含用于改变进气门正时的连接到公共进气凸轮轴238的进气凸轮轴相位器234和用于改变排气门正时的连接到公共排气凸轮轴240的排气凸轮轴相位器236。VCT系统232可以经配置以通过使凸轮正时提前或延迟而使气门正时提前或延迟，并且它可以由控制器202经由信号线而控制。VCT系统232可以经配置以通过改变曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系而改变气门打开和关闭事件的正时。例如，VCT系统232可以经配置以使进气凸轮轴238和/或排气凸轮轴240独立于曲轴旋转，以便引起气门正时提前或延迟。在一些实施例中，VCT系统232可以是经配置以迅速地改变凸轮正时的凸轮转矩致动装置。在一些实施例中，气门正时比如进气门关闭（IVC）和排气门关闭（EVC）可以通过连续可变气门升程（CVVL）装置而改变。

上述气门/凸轮控制装置和系统可以是液压驱动的或电力致动的或它们的组合。在一个示例中，凸轮轴的位置可以经由带有保真性的电致动器（例如电致动的凸轮相位器）的凸轮相位调整而改变，该保真性超过大多数液压操作的凸轮相位器的保真性。信号线能够向VCT系统232发送控制信号，并且从VCT系统232接收凸轮正时和/或凸轮选择测量结果。

在所示的示例中，既然全部汽缸210a-d的进气门由公共的进气凸轮轴致动，那么进气凸轮轴238的位置变化将影响全部汽缸的进气门位置和正时。同样地，既然全部汽缸210a-d的排气门由公共的排气凸轮轴致动，那么排气凸轮轴240的位置变化将影响全部汽缸的排气门位置和正时。例如，使第一汽缸210a的（进气或排气）气门正时提前的进气和/或排气凸轮轴的位置变化同时也将使剩余汽缸210b-d的（进气或排气）气门正时提前。同样，通过调整汽缸的气门正时，可以改变在给定的发动机循环期间汽缸之间的转矩变化（例如增加或减少）。例如，通过调整进气凸轮轴以便改变汽缸的进气门正时，可以调整由于汽缸到汽缸的充气中的不平衡而出现的转矩变化。作为另一示例，通过调整排气凸轮轴以改变汽缸的排气门正时，可以调整由于汽缸到汽缸的排气残余中的不平衡而出现的转矩变化。通过减少在发动机空转状况期间出现的转矩不平衡，能够减少在空转下的NVH问题。

本发明的发明者认识到既然在给定的发动机循环中没有两个汽缸同时点火，那么可以调整连接到两个或更多汽缸的凸轮轴，这种调整是在发动机空转状况期间在逐个汽缸（或逐个燃烧事件）的基础上针对两个或更多汽缸的每一个燃烧事件进行的。因此，可以执行第一凸轮轴调整以便当两个或更多汽缸的第一个点火时使公共凸轮轴移动到第一位置，并且接着可以执行第二、不同的凸轮轴调整以便当两个或更多汽缸的第二个点火时使公共凸轮轴移动到第二、不同的位置，并且对于连接到公共凸轮轴的全部汽缸以此类推。

然而，由于凸轮轴的物理限制，并不是全部凸轮轴调整都可以是可能的。例如，可能存在着凸轮轴调整限制（例如凸轮轴的位置不能被进一步调整而超出的物理限制），这些限制基于常见的发动机转速以及连接到公共凸轮轴的汽缸的点火顺序，这些汽缸具有在它们之间的显著转矩变化。如在这里参考图3详细阐述的，如果调整是在调整限度内，那么控制器可以允许执行凸轮轴调整。这允许转矩不平衡仅通过使用对公共凸轮轴的调整而减少。然而，如果减少该不平衡所要求的凸轮轴调整是在调整限度以外，那么凸轮轴可以调整到在该限度的位置，并且可以使用替代的发动机运行参数来解决转矩不平衡的剩余部分问题。例如，当使凸轮轴调整保持在所述限度时，可以使用一定量的火花延迟（或提前）。在这里，通过使用对公共凸轮轴的调整以及对火花正时的调整，转矩不平衡被减少了。

如上所述，图2示出了内燃发动机和关联的进气与排气系统的非限制性示例。应当明白的是在一些实施例中，除了别的以外，发动机可以具有更多或更少的燃烧汽缸、控制气门、节气门和压缩装置。示例性发动机可以具有排列在“V”型配置中的汽缸。进一步，第一公共凸轮轴可以控制用于第一发动机组上的第一组汽缸的气门，而第二凸轮轴可以控制用于第二发动机组上的第二组汽缸的进气门。就是说，凸轮致动系统（例如VCT系统）的公共凸轮轴可以用来控制汽缸组的气门操作。

这样，图1-2的系统使一种用于调整发动机的气门正时方法可行，其中两个或更多汽缸的进气和/或排气门经由凸轮轴操作，并且其中凸轮轴在发动机怠速状况下针对连接到公共凸轮轴的两个或更多汽缸的每个燃烧事件而调整。通过基于在汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化在汽缸的每个燃烧事件调整凸轮轴的位置，可以减少发动机空转NVH问题。

现在转到图3，图3示出了一种用于在发动机空转状况下调整连接到两个或更多汽缸的公共凸轮轴以便由此改变汽缸气门正时和减少汽缸转矩不平衡的示例性方法300。这样，可以减少发动机空转NVH问题。

在302，可以估计和/或测量发动机工况。这些可以包含例如发动机转速、转矩要求、车辆速度、环境条件、发动机温度、排气催化剂温度、MAP、MAF等等。在304，基于所估计的发动机工况，可以确认发动机空转状况。在一个示例中，可以响应发动机转速处在或低于阈值转速（例如发动机空转转速）、转矩要求低于阈值，车辆速度比阈值低（例如车辆速度基本上是零，比如少于1mph）以及驾驶员踏板俯角基本上是零（比如少于2度）而确认发动机空转状况。如果没有确认发动机空转状况，那么例程可结束。

在306，可以确定连接到给定的（共同）凸轮轴的一组汽缸的身份。例如汽缸号码、点火顺序、在发动机块上的位置、在发动机组上的位置等等可以针对连接到所给定的公共凸轮轴的两个或更多汽缸的每一个而确定。同样，这可以针对在发动机系统中的每个凸轮轴而执行。在一个示例中，连接到公共凸轮轴的两个或更多汽缸可以定位在共同的发动机组上。

在308，可以确定在在给定的公共凸轮轴上的两个或更多汽缸之间的转矩变化。这样，转矩变化可以基于在汽缸中的排气残余、在汽缸之间的充气不平衡、在汽缸之间的稀释差异性、在汽缸之间的加注燃料变化等等而确定。各种发动机数据和燃烧反馈数据可以用来确定转矩变化。这些可以包含例如曲轴加速度、汽缸压力、电离数据、凸轮轴转速、来自一个或更多加速计的输出等等。在一个示例中，可以在发动机运转的限定持续时间（例如，在先前发动机空转的限定持续时间比如先前的发动机燃烧循环或预热发动机燃烧事件的先前数量）估计汽缸之间的转矩变化。数据可以被存储为在控制器的存储器中的查询表，数据被制成表作为连接到每个凸轮轴的汽缸组的函数。于是，在308，控制器可以从在控制器的存储器中的查询表检索数据。

在310，可以基于在发动机空转状况的汽缸之间的在所估计的转矩变化确定所希望的凸轮轴调整。凸轮轴调整可以使连接到给定的凸轮轴的两个或更多汽缸之间的转矩变化和不平衡能够减少。这样，调整凸轮轴可以包含调整连接到凸轮轴的凸轮的凸轮位置、凸轮正时和凸轮相位中的一个或更多。具体地，通过调整凸轮轴的位置、旋转、角度和/或位移，可以在连接到凸轮轴的凸轮上做出相应的改变，这转而影响经由凸轮连接到凸轮轴的汽缸进气和排气门的打开/关闭。

在一个示例中，在给定的公共凸轮轴连接到第一和第二汽缸的每一个的情况下，所希望的凸轮轴调整可以包含在第一方向针对第一汽缸中（第一）燃烧事件调整凸轮轴，以及在第二（相同或不同）方向针对第二汽缸中（第二）燃烧事件调整凸轮轴。此处，在第一和第二汽缸中的燃烧事件在单个发动机循环过程中发生。这样，在任一给定的发动机循环中，发动机汽缸的每一个都可以基于它们的点火顺序点火一次，并且基于其而做出凸轮轴调整的转矩不平衡可以基于为该给定的发动机循环、给定的其它发动机工况估计的转矩不平衡。例如，在带有标号为1到4的四汽缸的直列式发动机（I-4发动机）中，四个汽缸的每一个在给定的发动机循环中（例如发动机循环1）都可以点火一次（并且仅一次）。具体地，汽缸1可以点火，然后是汽缸3的点火，接着是汽缸4并且最后是汽缸2。可以在该发动机循环中在汽缸的点火期间估计在汽缸1-4的每一个之间的转矩不平衡。于是，可以做出凸轮轴调整。在汽缸1的接下来的点火时，可以开始随后的发动机循环（就是说发动机循环2），并且可以修正转矩不平衡估计（和相应的凸轮轴调整）。

所希望的凸轮轴调整可以包含针对第一汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第一位置，和针对第二汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第二、不同位置，第一和第二汽缸中的燃烧事件在单个发动机循环中发生。如先前所详细阐述的，调整可以改变第一和第二汽缸的气门正时，从而允许减少第一和第二汽缸之间的转矩变化。转矩变化可以是由于排气残余中的不平衡、充气中的不平衡等等。这样，排气残余对于怠速燃烧变化和NVH的贡献大。在固定凸轮的发动机中，可以使凸轮正时让步以便折衷性能和怠速NVH。然而，在可变凸轮轴系统中，比如图2的系统，可以在发动机怠速状况下使用固定的凸轮正时，而在高发动机负荷下使用交替的凸轮轴正时，以给予更好的发动机性能。在这里，可以针对每个特定的燃烧事件适应性地改变凸轮轴正时，以便使不同汽缸的排气残余和转矩输出保持平衡。就是说，可变凸轮轴系统可以有利地被用来平衡转矩变化。

在一个示例中，在基于在每个燃烧事件的两个或更多汽缸之间的排气残余不平衡而执行调整的情况下，调整凸轮轴可以包含针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整排气气门正时，以便减少排气残余不平衡。在另一示例中，在基于在每个燃烧事件的两个或更多汽缸之间的充气不平衡而执行调整的情况下，调整凸轮轴可以包含针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整进气门正时。

接着在312，例程包含为给定的凸轮轴确定凸轮轴调整限度。凸轮轴限度可以限定平移和旋转限度，超出这些限度，凸轮轴在给定的发动机工况下不能移动。例如，凸轮轴限度可以是基于当前发动机转速。这样，在较低的发动机转速，对于将要执行的凸轮轴调整在汽缸燃烧事件之间可能存在着充分的时间。然而，在较高的发动机转速，在燃烧事件之间可能没有充分的时间。另外，凸轮轴的响应时间可以受发动机转速影响。因此，凸轮轴限度可以随着发动机转速的增加而减少。作为另一示例，凸轮轴限度可以进一步基于连接到公共凸轮轴的两个或更多汽缸的点火顺序。这样，当两个或更多汽缸在点火顺序中进一步分开时，对于将要执行的凸轮轴调整在它们各自的汽缸燃烧事件之间可能存在着充分的时间。然而，当两个或更多汽缸在紧密的点火顺序（例如连续地）点火时，可能没有充分的时间使凸轮轴调整到所希望的位置。因此，凸轮轴限度可以随着（在所影响的汽缸之间的）点火顺序中的差异的增加而增加。

在314，所希望的凸轮轴调整可以与凸轮轴限度相比，并且可以确定所希望的凸轮轴调整是否在凸轮轴限度内。如果是，那么在汽缸之间的转矩变化可以仅通过使用凸轮轴调整而减少。于是，在316，在单个发动机循环中，当凸轮轴调整是在凸轮轴限度内时，控制器可以执行在限度内的第一凸轮轴调整，并同时将火花正时保持在MBT。例如，控制器可以针对在第一汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第一位置，并且针对在第二汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第二、不同位置，并始终将火花正时保持在MBT。在这个示例中，第一和第二凸轮轴位置可以间隔第一较大的量（例如第一较大的相位、距离或角度）。

如果所希望的凸轮轴调整超过凸轮轴限度，那么所希望的凸轮轴调整可能是不可能的。就是说，在汽缸之间的转矩变化可以不是仅通过使用凸轮轴调整而减少。于是，在318，在单个发动机循环中，当凸轮轴调整是在凸轮轴限度之外时，控制器可以执行处在限度的第二、不同的凸轮轴调整，并同时从MBT调整火花正时。例如，控制器可以针对在第一汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第三位置，并且针对在第二汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第四、不同位置，并同时从MBT延迟火花正时。在这里，第三和第四位置可以间隔第二较小的量（例如第二较小的相位、距离或角度）。

应当明白的是基于转矩不平衡的方向，火花正时可能仅在连接到公共凸轮轴的两个或更多汽缸的一些中延迟。这是因为火花延迟可以用来减少汽缸转矩输出，而不是增加汽缸转矩输出。因此，火花延迟可以在具有转矩过冲的汽缸（而不是具有转矩欠冲的汽缸）的点火过程中有利地使用，以减少转矩不平衡。还应当明白的是虽然上述示例建议从MBT延迟火花正时，但是在替代的示例中，比如当火花正时已经部分地被延迟时或当爆震的可能性低时，在汽缸中的燃烧事件过程中火花正时可以提前（不招致汽缸爆震）。

这样，至少基于在汽缸之间的转矩变化的量值、连接到公共凸轮轴的汽缸的点火顺序以及要求凸轮轴调整处在的发动机转速，调整和限度可以改变。如第一示例，当调整凸轮轴以便减少由排气残余不平衡引起的转矩变化时，调整可以包含，在排气残余不平衡比阈值量小时的第一状况期间，针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整凸轮轴，以便减少排气残余不平衡。接着，在排气残余不平衡比阈值量大时的第二状况期间，针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整凸轮轴并且延迟火花正时，以便减少排气残余不平衡。在第二状况期间的凸轮轴调整可以比在第一状况期间的凸轮轴调整大或小（在量值上）。

作为另一示例，当调整凸轮轴以减少由空气充气不平衡引起的转矩变化时，调整可以包含，在充气不平衡比阈值量小时的第一状况期间，针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整凸轮轴，以便减少充气不平衡。接着，在充气不平衡比阈值量大时的第二状况期间，针对两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整凸轮轴和延迟火花正时，以便减少充气不平衡。在这里，在第二状况期间的凸轮轴调整可以比在第一状况期间的凸轮轴调整大或小（在量值上）。

虽然上述示例示出了响应基于排气残余不平衡和/或充气不平衡的汽缸之间的转矩变化而调整凸轮轴，但是在其它示例中，凸轮轴调整可以是响应由连接到公共凸轮轴的汽缸之间的稀释不平衡和/或加注燃料不平衡引起的转矩扰动。

作为还一示例，调整可以包含，在第一发动机转速期间并且对于给定的发动机转矩，针对在第一汽缸中的第一燃烧事件将凸轮轴调整到第一位置和针对在第二汽缸中的第二燃烧事件将凸轮轴调整到第二、不同位置，第一和第二燃烧事件发生在单个发动机循环内，第一和第二位置间隔第一数量（例如第一距离、第一角度或第一相位）。相比之下，在第二、更高的发动机转速期间并且对于相同的发动机转矩，调整包含针对在第一汽缸中的第一燃烧事件将凸轮轴调整到第三位置，以及针对在第二汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第四位置，第三和第四位置间隔小于第一数量的第二数量（例如第二距离、第二角度或第二相位）。

在一个示例中，图3中的控制例程可以以内循环和外循环的形式实施，其中在内循环中，快速响应个体汽缸的火花正时经调整以便“微调”转矩的控制，而外循环包含针对每个汽缸事件的凸轮轴的相位调整。应当明白的是虽然图3中的例程和图4A-C的示例示出了通过延迟火花正时补偿转矩不平衡，其要求凸轮轴调整超出凸轮轴调整限度，然而在替代的示例中，可以调整一个或更多其他发动机运行参数。例如，剩余的转矩不平衡可以通过使用EGR调节（例如经由对EGR阀门的调节）和PCV调节（例如经由针对PCV阀门的调节）而调整。作为一个示例，可以以自适应方式或外循环方式使用EGR修整或PCV调节，其中EGR的相对较慢的响应或引入的空气动力将不会有害地影响燃烧稳定性。

这样，在发动机怠速状况期间，凸轮轴位置可以在连接到公共凸轮轴的第一和第二汽缸的每个燃烧事件的过程中调整，调整基于在第一和第二汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化，第一和第二汽缸的进气和/或排气门经由公共凸轮轴操作。

应当明白的是虽然图3中的例程和上述示例性调整是参考发动机空转状况示出的，但是在进一步的实施例中，相似的凸轮轴调整也可以在所选择的非空转发动机工况下使用，比如当处在大量EGR下时的低转速和轻负荷发动机工况。在此，如果由于排气残余的不平衡，某些汽缸比其他的汽缸更早达到它们的燃烧稳定性限度，那么有可能通过逐个燃烧事件地使用汽缸特定的调整来调节各个汽缸而扩展全面的、外部EGR进度计划。例如，控制器可以通过在连接到凸轮轴的第一和第二汽缸的每个燃烧事件的过程中调整凸轮轴位置来调整发动机气门操作，调整基于在第一和第二汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化，第一和第二汽缸的进气和/或排气门经由凸轮轴操作，调整在选择的发动机非怠速状况期间执行。

现在将参考图4A-C详细阐述基于发动机转速的变化、点火顺序、转矩变化的量值以及不同凸轮轴限度的示例性凸轮轴调整。图4A-C的示例性调整参考在发动机400（在图4A）中的汽缸的设置而解释。发动机400被描述为带有标号为1到4的四汽缸的直列式发动机（即I-4配置发动机）。在所示的示例中，汽缸以1-3-4-2的点火顺序点火。就是说，在单个发动机循环的过程中（例如发动机循环1），汽缸1是将要点火的第一个汽缸，然后是汽缸3，接着是汽缸4并且最终是汽缸2。在汽缸1的随后点火时，开始了随后的发动机循环（例如发动机循环2）。进一步，在这个示例中，汽缸1-4的每一个都连接到公共凸轮轴411。因此，通过调整凸轮轴411的位置，可以影响汽缸1-4的每一个的进气和/或排气门的打开/关闭。

在发动机怠速状况期间的示例性凸轮轴调整在图410、420（图4A）、430、440（图4B）和450、460（图4C）中示出。在每个图中，第一图谱（最上面图谱）示出当汽缸经过一个发动机循环以给定的点火顺序点火时汽缸之间的转矩变化。参考描述平均转矩的基线（虚线）而示出该变化。因此，在基线以上的圆点指示在一个方向的变化（例如正变化或转矩过冲），而在基线以下的圆点指示在另一方向的变化（例如负变化或转矩欠冲）。每个图进一步包含参考默认位置（实线）描述凸轮轴位置的第二图谱（中部图谱）。因此，在参考线以上的位置的改变指示在一个方向的凸轮轴调整，而至参考线以下的位置改变指示在另一（例如相反）方向的凸轮轴调整。最终，每个图也包含参考MBT（实线）描述火花正时的第三图谱（最底部图谱）。因此，至MBT线以上的火花正时改变指示火花提前，而至MBT线以下的火花正时改变指示火花延迟。应当明白的是随着时间（沿着X轴）描述全部图谱，在这里的时间以燃烧事件数量（和发动机循环）来表示。

在较低的发动机转速的第一示例性凸轮轴调整在图410示出。在发动机怠速状况期间，确定汽缸之间的转矩变化。在这里，在所示的发动机循环（发动机循环1）中，确定汽缸3和汽缸2之间的转矩不平衡，它们在点火顺序2中具有差异（汽缸3是在发动机循环中点火的第二汽缸而汽缸2是在发动机循环中点火的第四汽缸）。在每个发动机循环并且针对给定的发动机转矩输出，控制器可以执行凸轮轴调整，以便减少转矩不平衡。具体地，在发动机循环1中，凸轮轴可以在汽缸3的燃烧事件转移到第一位置412，并且接着在汽缸2的燃烧事件转移到第二、不同位置413，以便减少在汽缸3和汽缸2之间的转矩变化并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线。第一和第二凸轮轴位置412和413是基于当前（较低的）发动机转速、在汽缸3和汽缸2之间的点火顺序差异以及所估计的转矩变化中的每一个。在所示出的示例中，所确定的凸轮轴调整是在凸轮轴调整限度401a-401b之内。因此，当凸轮轴转移到位置402和403时，可以保持火花正时在MBT。这样，在发动机怠速状况期间，公共凸轮轴的位置可以基于汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化在连接到凸轮轴的每个汽缸的每个燃烧事件中进行调整。

图420示出了减少在相同汽缸组之间的转矩变化但在较高发动机转速的第二示例性凸轮轴调整。这样，随着发动机转速的增加，可以减少在连续的汽缸燃烧事件之间可用的时间量。由于更高的发动机转速，凸轮轴调整限度减少到限度402a-402b（其比401a-401b更低）。在这里，当发动机空转时，并且在第一发动机循环（发动机循环1）期间，确定汽缸之间的转矩变化，并且确定在汽缸3和汽缸2之间的第一转矩不平衡。控制器可以执行凸轮轴调整以便减少转矩不平衡。具体地，在发动机循环1中，凸轮轴可以在汽缸3的燃烧事件中转移到第一位置422，并且接着在汽缸2的燃烧事件中转移到第二、不同位置423，以便减少在汽缸3和汽缸2之间的转矩变化并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线。第一和第二凸轮轴位置402和403是基于当前（较高的）发动机转速、在汽缸3和汽缸2之间的点火顺序差异以及所估计的转矩变化中的每一个。另外，既然凸轮轴位置是在限度402a-402b以内，那么当凸轮轴转移到位置422和423时，可以保持火花正时在MBT。

然而，在接下来的发动机循环（发动机循环2）中，汽缸3和2之间的转矩不平衡可能增加。在这里，由于所增加的转矩不平衡，可能所以可能要求超出限度402a-402b的凸轮轴调整。因此，为了减少转矩变化，执行凸轮轴调整以便使凸轮轴移动到在限度的位置，同时调整汽缸的火花正时以便补偿转矩不平衡的剩余部分。在特定的示例中，凸轮轴可以在汽缸3的燃烧事件中转移到第一位置424并同时延迟火花，并且接着在汽缸2的燃烧事件中转移到第二、不同位置425并同时保持火花在MBT，以便减少在汽缸3和汽缸2之间的转矩变化并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线。这样，既然火花延迟能够使转矩减少，那么仅在具有转矩过冲的汽缸（即仅汽缸3）的点火过程中使用火花延迟。在图420的示例中，凸轮轴位置之间的距离随着发动机转速的增加而减少。

这样，通过使图410与420相比较能够看出，在第一发动机转速期间并且针对给定的发动机转矩，针对在第一汽缸（汽缸3）中的第一燃烧事件将凸轮轴调整到第一位置（412），并且针对在第二汽缸（汽缸2）中的第二燃烧事件将凸轮轴调整到第二、不同位置（413），第一和第二燃烧事件发生在单个发动机循环（发动机循环1）内，第一和第二位置间隔第一数量（例如第一距离、第一角度或第一相位）。相比之下，在第二、更高的发动机转速期间并且对于相同的发动机转矩，针对在第一汽缸（汽缸3）中的第一燃烧事件将凸轮轴调整到第三位置（422、424），以及针对在第二汽缸中的燃烧事件将凸轮轴调整到第四、不同位置（423、425），第三和第四位置间隔小于第一数量的第二数量（例如第二距离、第二角度或第二相位）。

图430中示出了用于在较低的发动机转速减少不同汽缸组之间的转矩变化的第三示例性凸轮轴调整。在这里，在所示的发动机循环（发动机循环1）中，在汽缸3和汽缸4之间确定转矩不平衡，它们在点火顺序1中具有差异（汽缸3是在发动机循环中点火的第二汽缸而汽缸4是在发动机循环中点火的第三汽缸）。就是说，带有最大转矩不平衡的汽缸在点火顺序中是连续的。在每个发动机循环中并且对于给定的发动机转矩输出，控制器可以执行凸轮轴调整，以便减少转矩不平衡。这样，随着在连接到公共凸轮轴的汽缸之间的点火顺序的差异的减少，在连续的汽缸燃烧事件之间转移凸轮轴位置可用的时间量减少了。因此，由于在点火顺序中的更小差异，凸轮轴调整限度减少到限度403a-403b（其比图410的限度401a-401b低）。由于在汽缸之间的点火顺序的相近性，可能要求超出限度403a-403b的凸轮轴调整，以便减少转矩不平衡。因此，为了减少转矩变化，执行凸轮轴调整以便使凸轮轴移动到在限度403a-403b的位置，同时调整汽缸的火花正时以便补偿转矩不平衡的剩余部分。在特定的示例中，凸轮轴可以在汽缸3的燃烧事件中转移到第一位置432并同时延迟火花，并且接着在汽缸4的燃烧事件中转移到第二、不同位置434并同时保持火花在MBT，以便减少在汽缸3和汽缸4之间的转矩变化并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线。在这里，如同图420的示例的情况一样，仅在具有转矩过冲的汽缸（即仅汽缸3）的点火过程中使用火花延迟。

这样，通过比较图410和430能够看出，凸轮轴调整可以进一步基于具有转矩不平衡的汽缸的点火顺序。具体地，当连接到公共凸轮轴的第一和第二汽缸之间的点火顺序差异较大时，能够保持火花正时在MBT，同时能够基于转矩变化而调整凸轮轴位置，直到达到第一凸轮轴限度。接着，在达到第一凸轮轴限度以后，能够使凸轮轴位置保持在第一凸轮轴位置，并且能够使火花正时基于转矩变化而被延迟。相比之下，当在第一和第二汽缸之间的点火顺序差异较小时，能够保持火花正时在MBT，同时基于转矩变化调整凸轮轴位置，直到达到第二、更低的凸轮轴限度。接着，在达到第二凸轮轴限度以后，可以将凸轮轴保持在第二、不同凸轮轴位置，并且能够使火花正时基于转矩变化而延迟。在这里，第一和第二凸轮轴限度是基于在第一和第二汽缸之间的点火顺序差异。

图440中示出了用于在较低的发动机转速减少交替的汽缸组之间转矩变化的第四示例性凸轮轴调整。在这里，在所示的发动机循环（发动机循环1）中，确定在汽缸1、汽缸3和汽缸4之间的转矩不平衡，其中汽缸1和汽缸3的转矩不平衡具有相同的方向性，而汽缸4的转矩不平衡具有相反的方向性。另外，汽缸1和汽缸4可以在点火顺序中具有较大的差异，而汽缸3和汽缸4在点火顺序中具有较小的差异（汽缸1是在发动机循环中要点火的第一汽缸，汽缸3是在发动机循环中要点火的第二汽缸以及汽缸4是在发动机循环中要点火的第三汽缸）。于是，可以确定凸轮轴限度404a-404b。在这里，由于在汽缸1和汽缸3之间的转矩不平衡的共同方向性（两个汽缸都示出转矩过冲），可以为汽缸1和汽缸3中的每一个确定在限度404a-404b内的共同的凸轮轴调整，同时为汽缸4确定不同的凸轮轴调整。在特定的示例中，可以在汽缸1的燃烧事件中将凸轮轴转移到第一位置442，并且为汽缸3的燃烧事件保持在该位置，始终使火花正时保持在MBT。然后，可以在汽缸4的燃烧事件中转移凸轮轴到第二、不同位置444，同时使火花正时保持在MBT，以减少在汽缸1、汽缸3和汽缸4之间的转矩变化并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线。在替代的示例中，基于转矩不平衡的量值和方向性以及发动机转速，所要求的凸轮轴调整可以比凸轮轴限度404a-404b大。假如这样，可以使凸轮轴转移到在限度的位置，同时延迟火花正时以便补偿所剩余的转矩不平衡。

应当明白的是虽然所述示例示出了连接到公共凸轮轴的四个汽缸的两个或三个之间的不平衡，但是在替代的示例中，更大或更小数量的汽缸可以连接到公共的凸轮轴并且一个或更多（例如全部）汽缸可以具有转矩不平衡。在每个情况下，基于转矩不平衡、发动机转速以及所影响的汽缸的点火顺序，可以选择凸轮轴调整和位置。

现在转到图4C，图450和图460示出了用于减少转矩变化的第五和第六示例性凸轮轴调整。在这两种情况下，在所示的发动机循环（发动机循环1）中，针对汽缸1-4中的每一个确定转矩不平衡，并且连续点火的汽缸具有转矩不平衡的相反方向性。具体地，将要点火的第一和第三汽缸（汽缸1和汽缸4）具有转矩过冲，而将要点火的第二和第四汽缸（汽缸3和汽缸2）具有转矩欠冲。基于普遍的发动机转速状况、转矩不平衡的量值以及汽缸的点火顺序，可以确定凸轮轴限度405a-405b。图450示出可以用来解决转矩不平衡问题的示例性对称凸轮轴调整，而图460示出可以用来解决相同的转矩不平衡问题的示例性不对称凸轮轴调整。

具体地，在图450中，为了减少在汽缸1和汽缸4的点火过程中的转矩过冲并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线，可以使凸轮轴分别转移到位置452和454。同样地，为了减少在汽缸3和汽缸2的点火过程中的转矩欠冲并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线，可以使凸轮轴分别转移到位置453和455。可以始终使火花正时保持在MBT。可选地，可以在汽缸1和汽缸4的点火过程中使火花正时延迟，以解决转矩过冲的问题。

在一些示例中，基于转矩不平衡的量值，对称凸轮轴调整和火花延迟的组合对于解决转矩不平衡问题可能是充分的。然而，在替代的示例中，凸轮轴调整（以及可选地火花延迟）可以充分地解决汽缸1和汽缸4的转矩过冲（例如使其接近平均转矩/基线），但是凸轮轴调整可能没有充分地解决汽缸2和汽缸3的转矩欠冲（例如可能仍然存在着一些残余的欠冲）。结果，一些转矩不平衡可能继续存在。就是说，凸轮轴在位置452和454的定位可能使汽缸1和汽缸4的转矩过冲减少到基线，但是凸轮轴在位置453和455的定位可能不足以使汽缸3和汽缸2的转矩欠冲提升到基线。

图460示出了替代的示例，其中转矩不平衡通过使用不对称的凸轮轴调整而更好地减少了。具体地，为具有转矩欠冲的汽缸执行更大的凸轮轴调整，以便平衡它们的转矩（或者甚至少量的过冲）。同时，为具有转矩过冲的汽缸执行更小的凸轮轴调整，并且更小的凸轮轴调整与在那些汽缸中的火花延迟量组合，以便平衡它们的转矩（或者甚至相同的少量的欠冲）。在这里，在减少转矩时的火花延迟的更高精确性和控制性有利地被用来弥补转矩不平衡。

如图460所示，为了减少在汽缸1和汽缸4的点火过程中的转矩过冲，可以使凸轮轴以更小的量分别转移到位置462和464。同时，可以使火花从MBT延迟一个量。凸轮轴调整（到位置462、464）和火花延迟的组合可以减少汽缸1和汽缸4的转矩不平衡并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线，或者甚至导致少量的转矩欠冲。同样地，为了减少在汽缸3和汽缸2的点火过程中的转矩欠冲之间的转矩差异，并且使它们的转矩输出接近基线，可以使凸轮轴以更大的量分别转移到位置463和465。可以始终使火花正时保持在MBT。在这里，凸轮轴调整（到位置463、465）可以增加汽缸2和汽缸3的转矩不平衡并且使每个汽缸的转矩输出接近平均转矩/基线，或者甚至导致少量的转矩过冲，其在给定的发动机循环通过在汽缸1和汽缸4的点火过程中生成的转矩过冲被补偿。就是说，通过在带有转矩过冲的汽缸中使用更大的凸轮轴调整和火花延迟（从MBT），同时在带有转矩欠冲的汽缸中使用更小的凸轮轴调整和火花保持（在MBT），在给定的发动机循环期间可以更好地平衡汽缸到汽缸的转矩变化。

这样，发动机控制器可以经配置以经由凸轮轴并在单个发动机循环以内（例如第一发动机循环）操作两个或更多汽缸的进气和/或排气门，针对第一燃烧事件使凸轮轴提前以便朝向平均转矩增加转矩且火花正时在MBT，并且针对第二燃烧事件使凸轮轴和火花正时延迟以便朝向平均转矩减少转矩。对于接下来的单个发动机循环（例如紧跟着第一发动机循环的第二发动机循环），控制器可以接着重复相同的调整。

应当明白的是虽然图4A-C的示例示出了通过延迟火花正时补偿转矩不平衡，该转矩不平衡要求凸轮轴调整超出凸轮轴调整限度，然而在替代的示例中，可以调整一个或更多其他发动机运行参数。例如，剩余的转矩不平衡可以通过在自适应或外循环中使用EGR调节（例如经由对EGR阀门的调节）和PCV调节（例如经由对PCV阀门的调节）而调整，其中EGR的较慢响应或引起的空气动力特性不会影响燃烧稳定性。

这样，连接到两个或更多汽缸的公共凸轮轴可以在发动机空转状况期间调整，以便为每个汽缸的燃烧事件适应性地微调凸轮轴位置（从而微调相应的凸轮位置）。具体地，公共凸轮轴的位置能够在连接到凸轮轴的汽缸的每个燃烧事件基于汽缸之间的发动机循环特定的转矩变化而调整。通过恰当地定相每个汽缸的进气和排气门事件的正时，在汽缸中的残余物量可以被适应性地控制，以便减少残余物不平衡。通过以汽缸特定的方式在每个汽缸的燃烧事件过程中调整凸轮轴，公共的致动器可以有利地用来减少转矩不平衡，并且减少火花延迟的使用。通过减少对解决转矩不平衡的火花延迟的需要，可以提高燃料燃烧效率。通过在空转期间减少在汽缸之间的转矩变化，可以减少发动机怠速NVH问题并且可以提高发动机性能。

应当注意的是本发明中包含的示例性控制和估计例程能够与不同发动机和/或车辆系统配置一起使用。本发明中描述的特定的例程可以代表任一数量的处理策略中的一个或更多，比如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等等。同样，所示出的不同动作、操作或功能可以以示出的顺序、并行地或在一些省略的情况下执行。同样，处理的顺序没有必要要求实现本发明所描述的示例性实施例的特征和有利条件，但是是为了示出和描述的简洁的目的而提供的。一种或更多示出的行动或功能可以依据所使用的特别策略重复地执行。进一步，所描述的行动可以图示地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质中的代码。

应该明白的是由此公开的配置和例程本质上是示范性的，并且这些特别的实施例不是以限定的含义考虑，因为许多改变是可能的。例如，上述技术能够应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包含不同系统和配置以及本文所公开的其他特征、功能和/或性质的所有新颖和非显著的组合和子组合，。

以下权利要求特别指出被认为是新颖的和非显著的某些组合和子组合。这些权利要求可以提到“一个”元件或“第一”元件或其对等物。这种权利要求应该被理解成包含一个或更多这种元件的合并，既不要求也不排除两个或更多这种元件。本文公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过在这个或相关申请中的本权利要求的修改或者通过新权利要求的表述而要求。这种权利要求，其对于原始权利要求不管是在范围上更广泛、更狭窄、相等或不同，也被认为是包含在本公开主题范围内。

Claims (10)

1.一种用于调整发动机的气门正时的方法，其包括：

经由凸轮轴操作两个或更多汽缸的进气门和/或排气门；和

在发动机怠速状况期间针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴。

2.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述凸轮轴包含调整连接到所述凸轮轴的凸轮的凸轮位置、凸轮正时和凸轮相位中的一个或更多。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整包含：针对第一汽缸中的燃烧事件在第一方向调整所述凸轮轴以及针对第二汽缸中的燃烧事件在第二方向调整，所述第一和第二汽缸中的燃烧事件在单个发动机循环过程中发生。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整包含针对第一汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第一位置以及针对第二汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第二不同位置，所述第一和第二汽缸中的燃烧事件在单个发动机循环过程中发生。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整包括，

在第一发动机转速期间并且对于给定的发动机转矩，针对在第一汽缸中的第一燃烧事件将所述凸轮轴调整到第一位置和针对在第二汽缸中的第二燃烧事件将所述凸轮轴调整到第二不同位置，所述第一和第二燃烧事件发生在单个发动机循环以内，所述第一和第二位置间隔第一量；和

在第二更高的发动机转速期间并且对于所述给定的发动机转矩，针对在所述第一汽缸中的所述第一燃烧事件将所述凸轮轴调整到第三位置和针对在所述第二汽缸中的所述第二燃烧事件将所述凸轮轴调整到第四位置，所述第三和第四位置间隔比所述第一量小的第二量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中调整所述凸轮轴包括，在单个发动机循环过程中，

当凸轮轴调整是在凸轮轴限度内时，针对第一汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第一位置和针对第二汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第二不同位置，同时使火花正时保持在MBT，所述第一和第二位置间隔第一较大的距离；和

当所述凸轮轴调整是在所述凸轮轴限度以外时，针对所述第一汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第三位置和针对所述第二汽缸中的燃烧事件将所述凸轮轴调整到第四不同位置，同时延迟所述火花正时，所述第三和第四位置间隔第二较小的距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述凸轮轴限度基于发动机转速，所述凸轮轴限度随着所述发动机转速增加而减少。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述凸轮轴限度进一步基于所述两个或更多汽缸的点火顺序，所述凸轮轴限度随着点火顺序的差异的增加而增加。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述调整是基于在每个燃烧事件的所述两个或更多汽缸之间的排气残余不平衡，并且其中调整所述凸轮轴包含针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整排气门正时。

10.根据权利要求9所述的方法，其中基于所述排气残余不平衡的调整包括，

在当所述排气残余不平衡比阈值量小时的第一状况期间，针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴以减少所述排气残余不平衡，同时使火花正时保持在MBT；和

在当所述排气残余不平衡比所述阈值量大时的第二状况期间，针对所述两个或更多汽缸的每个燃烧事件调整所述凸轮轴并且使火花正时从MBT延迟，以减少所述排气残余不平衡。

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