CN105317539A - 可变排量发动机中的双涡管涡轮增压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可变排量发动机中的双涡管涡轮增压器。提供了用于运转耦接至双涡管涡轮增压器的具有可变排量发动机(VDE)运转的发动机的方法和系统。一种方法包含将来自四个汽缸中的第一外部汽缸和第一内部汽缸的排气引导至双涡管涡轮增压器的第一涡管，将来自四个汽缸中的第二外部汽缸和第二内部汽缸的排气引导至双涡管涡轮增压器的第二涡管，并且在第一状况期间，以不均匀点火运转所有的汽缸。

Description

可变排量发动机中的双涡管涡轮增压器

技术领域

本公开涉及用于可变排量发动机的涡轮增压器布局。

背景技术

双涡管涡轮增压器配置可以被用在涡轮增压发动机中。双涡管涡轮增压器配置可以将通向排气涡轮的入口隔开成连接至排气歧管流道的两个隔开的通道，使得来自其排气脉冲会相互干扰的发动机汽缸的排气被隔开。

例如，在具有汽缸点火顺序为1-3-4-2的典型直列式四缸(I4)发动机上，来自汽缸1和汽缸4的排气歧管流道可以被连接至双涡管涡轮的第一入口并且来自汽缸2和汽缸3的排气歧管流道可以被连接至所述双涡管涡轮的第二入口，其中第二入口与第一入口不同。以此方式隔开的排气脉冲可以导致至涡轮的排气输送的效率增加并可以增加涡轮的功率输出。

然而，以上配置对具有不同点火顺序的发动机可能会不适用。如一种示例，四缸发动机中的点火事件可以被配置成以如下顺序1-3-2-4发生。在这种情况下，将来自汽缸1和4的排气歧管流道耦接至双涡管涡轮的第一入口并将来自汽缸2和3的排气流道耦接至双涡管涡轮的第二入口可以导致排气脉冲干扰，从而致使容积效率降低并影响涡轮加速。

发明内容

在此发明人已经认识到上述问题并开发出部分地解决这些问题的方法。在一种方法中，用于发动机的方法包含将来自四个汽缸中的第一外部汽缸和第一内部汽缸的排气引导至双涡管涡轮增压器的第一涡管，将来自四个汽缸中的第二外部汽缸和第二内部汽缸的排气引导至双涡管涡轮增压器的第二涡管，以及在第一状况期间，在至少一个不均匀点火的情况下运转所有汽缸。如上所述，示例发动机可以包含以具有点火顺序1-3-2-4的直列式配置布置的四个汽缸。基于发动机体内的汽缸位置，汽缸1可以被分类为第一外部汽缸，汽缸4可以被识别为第二外部汽缸，汽缸2可以被分类为第一内部汽缸(紧挨汽缸1)，并且汽缸3可以基于其在发动机体内的位置被识别为第二内部汽缸(紧挨汽缸4)。通过将来自汽缸1和2的排气与流出汽缸3和4的排气隔开，可以在汽缸1和4之间以及汽缸2和3之间维持排气脉冲隔开。

如另一种示例，涡轮增压的可变排量发动机可以包括四个直列式汽缸，使得两个汽缸被定位为外部汽缸，而剩余的两个汽缸被定位为内部汽缸。发动机可以被配置成使用如下点火顺序运转：第一外部汽缸—第二内部汽缸—第二外部汽缸—第一内部汽缸。为了使排气脉冲能够充分隔开，来自第一外部汽缸和第一内部汽缸的排气流道可以被流体地耦接至涡轮增压器的排气涡轮的第一涡管，而来自第二内部汽缸和第二外部汽缸的排气流道可以被流体地耦接至涡轮增压器的排气涡轮的第二涡管。通过在第二内部汽缸和第二外部汽缸之间的中途点火第一外部汽缸以及通过彼此间隔240曲柄角度点火第一内部汽缸、第二内部汽缸和第二外部汽缸而使用不均匀点火运转发动机。因而，可以在第二外部汽缸已经点火后近似120曲柄角度且在第二内部汽缸点火前大约120曲柄角度点火第一外部汽缸。也可以以通过停用第一外部汽缸并以240曲柄角度间隔点火剩余三个汽缸从而以可变排量模式(或减少汽缸模式)运转发动机。

以此方式，具有点火顺序1-3-2-4的涡轮增压发动机可以在排气脉冲隔开的情况下运转。通过将来自汽缸1和汽缸2的排气输送至排气涡轮的第一涡管并将来自汽缸3和汽缸4的排气引导至排气涡轮的第二涡管，在不均匀点火模式期间的排气脉冲干扰可以被减少。排气涡轮的每个涡管可以接收由在使用不均匀点火的全缸模式和减少汽缸的均匀点火模式中至少240曲柄角度间隔开的排气脉冲。使用双涡管涡轮增压器的排气脉冲隔开可以使得来自排气的动能能够更高效的恢复。因此，可以在功率输出增加且燃料效率提高的情况下运转发动机。

应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念在具体实施方式中被进一步描述。这并不意味着确定所要求保护的主题的关键或基本特征，要求保护的主题的范围由随附于具体实施方式的权利要求唯一地限定。此外，要求保护的主题不限于解决在上面或在本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出发动机内的示例汽缸的示意图。

图2描绘根据本公开的实施例的具有双涡管涡轮增压器的四缸发动机的示意布局。

图3是根据本公开的曲轴的图示说明。

图4描绘用于图2示出的实施例的替代排气布局。

图5示出根据本公开的实施例的包括曲轴、平衡轴和凸轮轴的发动机的示意图。

图6-图8图示说明在不同的发动机运转模式中的示例火花正时图。

图9描绘用于基于发动机工况选择VDE模式或非VDE模式运转的示例流程图。

图10描绘用于根据本公开的基于发动机工况在不同的发动机模式之间转变的示例流程图。

图11示出图示说明基于发动机转速和发动机负荷选择发动机运转模式的示例绘图。

图12示出带有集成排气歧管的图2的发动机的示例布局。

图13表示用于图12的发动机的替代排气布局。

图14示出带有凸轮廓线变换系统的图2的发动机的实施例，该凸轮廓线变换系统允许发动机基本以三缸模式运转。

图15描绘根据本公开的用于图14的实施例的示例气门正时。

图16是用于运转图14的示例发动机的示例流程图。

图17图示说明对于图14的示例发动机用于在不同的发动机运转模式之间转变的示例流程图。

图18描绘在发动机运转的两个VDE和非VDE模式之间的示例转变。

具体实施方式

以下描述涉及运转发动机系统，诸如图1的发动机系统。发动机系统可以是耦接至图2所示的双涡管涡轮增压器的四缸发动机，该四缸发动机能够以可变排量发动机(VDE)模式运转。四缸发动机可以包括如图2所示的对称排气布局或可以具有如图4所示的非对称排气布局。另外，发动机可以包括诸如图3的曲轴的曲轴，该曲轴使发动机能够以三缸或两缸模式运转，每种模式使用均匀点火，如图6和图8分别示出的。发动机也可以以使用非均匀点火地四缸模式运转，如图7所示。控制器可以被配置成基于发动机负荷选择发动机运转模式并可以基于扭矩需求(图18)、发动机负荷和转速(图11)的变化在这些模式(图9和图10)之间转变。可以通过使得单个平衡轴(如图5所示)沿与曲轴的旋转相反的方向旋转来平衡在示例发动机中的曲轴旋转。图2的发动机系统可以被修改以包括带有对称排气布局(图12)或非对称排气布局(图13)的集成排气歧管(IEM)。发动机的附加实施例(图14)可以包括能够主要以三缸VDE模式和进入四缸模式的较少行程(excursions)运转的发动机。这里，发动机以三缸模式运转可以包含使用较短的进气持续时段或较长的进气持续时段(图15)中的一者运转。控制器可以基于发动机负荷选择发动机运转模式(图16)并可以基于发动机负荷的变化在可利用的模式之间转变(图17)。

现在参考图1，其示出火花点火式内燃发动机10的示例描绘。可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和来自车辆操作者132经由输入设备130的输入控制发动机10。在该示例中，输入设备130包括加速器踏板和用于产生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30(也被称为汽缸30)可以包括燃烧室壁32，其中活塞36设置在燃烧室壁中。活塞36可以被耦接至曲轴40，使得活塞的往复运动被转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统(未示出)被耦接至车辆的至少一个驱动车轮。另外，起动机马达可以经由飞轮(未示出)被耦接至曲轴40以使发动机10能够起动运转。

燃烧室30可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并可以经由排气歧管48和排气通道58排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48能够经由对应的进气门52和排气门54选择性地与燃烧室30连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在图1的示例中，可以经由对应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动控制进气门52和排气门54。凸轮致动系统51和53均可以包括安装在一个或更多个凸轮轴(图1未示出)上的一个或更多个凸轮并可以利用凸轮廓线变换(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，这些系统可以由控制器12运转以改变气门运转。进气和排气凸轮轴的角位置可以分别由位置传感器55和57确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电子气门致动来控制。例如，汽缸30可以替代地包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT系统的凸轮致动控制的排气门。

燃料喷射器66被示出直接耦接至燃烧室30，用于以与经由电子驱动器99从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例将燃料直接喷射入燃烧室30。以此方式，燃料喷射器66提供被称为燃料进入燃烧室30的直接喷射。例如，燃料喷射器可以被安装在燃烧室的侧面或燃烧室的顶部。可以通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨的燃料系统(未示出)将燃料输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或附加地包括以一种如下配置布置在进气歧管44中的燃料喷射器，该配置提供所谓的进气道喷射，该进气道喷射将燃料喷射到燃烧室30的上游的进气道中。

在选定运转模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞91向燃烧室30提供点火火花。虽然示出火花点火部件，但在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或更多个其他燃烧室可以以压缩点火模式运转，其使用或不使用点火火花。

发动机10可以进一步包括诸如涡轮增压器或机械增压器的压缩设备，其包括沿着进气通道42布置的至少一个压缩机94。对于涡轮增压器，压缩机94可以被沿着排气通道58布置的排气涡轮92(例如，经由轴)至少部分地驱动。压缩机94从进气通道42吸入空气以供应升压室46。排气旋转经由轴96被耦接至压缩机94的排气涡轮92。对于机械增压器，压缩机94可以至少部分地由发动机和/或电动机器驱动并可以不包括排气涡轮。因而，经由涡轮增压器或机械增压器提供至发动机的一个或更多个汽缸的压缩量可以由控制器12改变。

废气门69可以跨过涡轮增压器中的涡轮92被耦接。具体地，废气门69可以被包括在旁路通道67中，旁路通道67耦接在排气涡轮92的入口和出口之间。通过调节废气门69的位置，由排气涡轮提供的升压量可以被控制。

进气歧管44被示为与具有节流板64的节气门62连通。在该特定示例中，节流板64的位置可以由控制器12经由提供至包括节气门62的电动马达或致动器(图1中未示出)的信号控制，其配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。节气门位置可以由电动马达经由轴改变。节气门62可以控制从进气升压室46至进气歧管44和燃烧室30(以及其他发动机汽缸)的空气流。节流板64的位置可以通过来自节气门位置传感器158的节气门位置信号TP被提供至控制器12。

排气传感器126被示为耦接至排放控制设备70上游的排气歧管48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任意合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧传感器)、双态氧传感器或EGO、HEGO(加热EGO)、NOx、HC或CO传感器。排放控制设备70被示为沿着排气传感器126和排气涡轮92下游的排气通道58布置。设备70可以是三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、各种其他排放控制设备或其组合。

排气再循环(EGR)系统(未示出)可以被用于将期望部分的排气从排气通道58传送至进气歧管44。可替代地，燃烧气体的一部分可以通过控制排气和进气门的正时被保留在燃烧室内(作为内部EGR)。

控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括：微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/O)104、只读存储器(ROM)106、随机存取存储器(RAM)108、保活存储器(KAM)110以及常规数据总线。控制器12命令各种致动器，诸如节流板64、废气门69、燃料喷射器66等。控制器12被示为接收来自被耦接至发动机10的传感器的各种信号，除了之前讨论的那些信号之外，还包括：来自被耦接至冷却套筒114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ECT)；被耦接至加速器踏板130用于感测由车辆操作者132调节的加速器位置的位置传感器134；来自被耦接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值；来自耦接至升压室46的压力传感器122的升压压力的测量值；来自耦接至曲轴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)；来自质量空气流传感器120的进入发动机的空气质量的测量值；以及来自传感器158的节气门位置的测量值。大气压力也可以被感测(传感器未示出)，以用于由控制器12处理。在本说明书的优选方面，可以被用作发动机转速传感器的曲轴传感器118在每次曲轴回转可以产生预定数目的等距脉冲，由此能够确定发动机转速(RPM)。这些脉冲可以作为上述表面点火感测信号(PIP)被中继至控制器12。

如上所述，图1仅示出多缸发动机的一个汽缸，但其每个汽缸都具有其自身一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。同样，在这里描述的示例实施例中，发动机可以被耦接至用于起动发动机的起动机马达(未示出)。例如，当驾驶员转动在转向柱上的点火开关中的钥匙时，起动机器马达可以被供应动力。在发动机起动(例如，通过发动机10在预定时间后达到预定转速)后起动机脱离。

在运转期间，发动机10内的每个汽缸通常经历四冲程循环：该循环包括进气冲程、压缩冲程、膨胀冲程和排气冲程。一般地，在进气冲程期间，排气门54关闭并且进气门52开启。空气经由进气歧管44引入汽缸30，并且活塞36移动至汽缸的底部，从而增加汽缸30内的容积。活塞36邻近汽缸的底部并且处于其冲程的结束时(例如，当汽缸30处于其最大容积时)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都关闭。活塞36朝向汽缸盖移动，以便压缩汽缸30内的空气。活塞36处于其冲程的结束并且最靠近汽缸盖(例如，当汽缸30处于其最小容积时)的点通常被本领域技术人员称为上止点(TDC)。在下文被称为喷射的过程中，燃料被引入燃烧室内。在下文中被称为点火的过程中，通过已知的点火设备(例如火花塞91)点燃喷射的燃料，从而导致燃烧。附加地或替代地，压缩可以被用于点燃空气/燃料混合物。在膨胀冲程期间，膨胀的气体推动活塞36回到BDC。曲轴40将活塞运动转变成旋转轴的旋转扭矩。最后，在排气冲程期间，排气门54开启，从而将燃烧的空气燃料混合物释放至排气歧管48，并且活塞返回到TDC。应注意，上述描述仅作为示例，并且进气门和排气门的开启和/或关闭正时可以变化，诸如提供正的或者负的气门重叠、延迟进气门关闭、提早进气门关闭或者各种其他示例。

现在转向图2，其示出多缸内燃发动机的示意图，该发动机可以是图1的发动机10。图2示出的实施例包括可变凸轮正时(VCT)系统202、凸轮廓线变换(CPS)系统204、涡轮增压器290和排放控制设备70。应当认识到，图1介绍过的发动机系统部件被类似地编号并不再重新介绍。

发动机10可以包括多个燃烧室(即，汽缸)212，在燃烧室的顶部可以由汽缸盖216覆盖。在图2所示的示例中，发动机10包括四个燃烧室31、33、35和37。应当认识到，汽缸可以共用单个汽缸体(未示出)和曲轴箱(未示出)。

如之前关于图1描述的，每个燃烧室可以经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气。进气歧管44可以经由进气道被耦接至燃烧室。每个进气道可以向其耦接至的汽缸供应空气和/或燃料用于燃烧。每个进气道能够经由一个或多个进气门选择地与汽缸连通。图2示出每个均具有两个进气门的汽缸31、33、35和37。例如，汽缸31具有两个进气门I1和I2，汽缸33具有两个进气门I3和I4，汽缸35具有两个进气门I5和I6并且汽缸37具有两个进气门I7和I8。

四个汽缸31、33、35、37以直列式4缸配置被布置，其中汽缸31和37被定位为外部汽缸，并且汽缸33和35是内部汽缸。换句话说，汽缸33和汽缸35在发动机汽缸体上彼此相邻布置并在汽缸31和37之间。这里，外部汽缸31和37可以被描述为在内部汽缸33和35的侧面。尽管发动机10被描绘为带有四个汽缸的直列式四缸发动机，不过应当认识到，其他的实施例可以包括不同数目的汽缸。

每个燃烧室可以经由一个或更多个排气门排放燃烧气体到与排气门耦接的排气道内。图2示出汽缸31、33、35和37均具有用于排放燃烧气体的两个排气门。例如，汽缸31具有两个排气门E1和E2，汽缸33具有两个排气门E3和E4，汽缸35具有两个排气门E5和E6并且汽缸37具有两个排气门E7和E8。

每个汽缸可以被耦接至对应的排气道以用于排放燃烧气体。在图2的示例中，排气道20经由排气门E1和E2接收来自汽缸31的排气。类似地，排气道22经由排气门E3和E4接收离开汽缸33的排气，排气道24经由排气门E5和E6接收来自汽缸35的排气，并且排气道26经由排气门E7和E8接收离开汽缸37的排气。由此，排气经由分离歧管系统被导向涡轮增压器290的排气涡轮92。注意，在图2的示例中，分离排气歧管未被集成在汽缸盖216内。

如图2所示，排气道20可以经由流道39与第一集气室23流体地耦接，而排气道22可以经由流道41与第一集气室23流体地连通。另外，排气道24可以经由流道43被流体地耦接至第二集气室25，而排气道26可以经由流道45与第二集气室25流体地连通。因而，汽缸31和汽缸33可以经由对应的排气道20和22和分别经由流道39和流道41将其燃烧气体排放入第一集气室23。流道39和流道41可以在Y型联接点250处合并到第一集气室23内。汽缸35和37可以分别经由排气道24和26排出其排气并经由对应的流道43和45排入第二集气室25。流道43和45可以在Y型联接点270处合并到第二集气室25内。因而，第一集气室23可以不与分别来自汽缸24和26的流道43和45流体地连通。另外，第二集气室25可以不与分别来自汽缸31和33的流道39和41流体地连通。此外，第一集气室23和第二集气室25可以彼此不连通。在描绘的示例中，第一集气室23和第二集气室25可以不被包括在汽缸盖216中并可以在汽缸盖216的外部。

每个燃烧室可以接收来自直接耦接至汽缸的燃料喷射器(未示出)(如直接喷射器)和/或来自耦接至进气歧管的喷射器(如进气道喷射器)的燃料。另外，每个汽缸内的空气充气可以经由来自对应的火花塞(未示出)的火花被点燃。在另一些实施例中，发动机10的燃烧室可以以压缩点火模式运转，使用或不使用点火火花。

如之前关于图1所描述的，发动机10可以包括涡轮增压器290。涡轮增压器290可以包括耦接至公共轴96上的排气涡轮92和进气压缩机94。随着从发动机10排出的排气流的一部分冲击涡轮的叶片，可以导致排气涡轮92的叶片绕公共轴96旋转。进气压缩机94可以被耦接至排气涡轮92，使得在导致排气涡轮92的叶片旋转时压缩机94可以被致动。当被致动时，则压缩机94可以将加压气体引导通过升压室46和增压空气冷却器90至空气进气歧管44，从空气进气歧管44处加压的空气之后可以被引导到发动机10。以此方式，涡轮增压器290可以被配置用于向发动机进气装置提供升压空气充气。

进气通道42可以包括在增压空气冷却器90下游的空气进气节气门62。控制系统15经由可通讯地耦接至控制器12的节气门致动器(未示出)能够调节节气门62的位置。通过调制空气进气节气门62，同时运转压缩机94，一定量的新鲜空气可以从大气被引入发动机10，其由增压空气冷却器90冷却并以压缩机(或升压)压力经由进气歧管44被输送至发动机汽缸。为了减少压缩机喘振，由压缩机94压缩的至少一部分空气充气可以被再循环至压缩机入口。压缩机再循环通道49可以被提供用于再循环从增压空气冷却器90下游至压缩机入口的冷却的加压空气。压缩机再循环阀27可以被提供用于调节再循环至压缩机入口的冷却的再循环流的量。

涡轮增压器290可以被配置为多涡管涡轮增压器，其中排气涡轮92包括多个涡管。在描绘的实施例中，排气涡轮92包括两个涡管，这两个涡管包含第一涡管71和第二涡管73。因此，涡轮增压器290可以是具有流入和通过排气涡轮92的至少两个隔开的排气进入路径的双涡管(或两个涡管的)涡轮增压器。双涡管涡轮增压器290可以被配置成从当供应至排气涡轮92时其排气脉冲相互干扰的汽缸分离排气。因而，第一涡管71和第二涡管73可以被用于向排气涡轮92供应隔开的排气流。

在图2的示例中，第一涡管71被示为经由第一集气室23从汽缸31和33接收排气。第二涡管73被描绘为流体地与第二集气室25连通并接收来自汽缸35和37的排气。因此，排气可以从第一外部汽缸(汽缸31)和第一内部汽缸(汽缸33)被引导至双涡管涡轮增压器290的第一涡管71。另外，排气可以从第二外部汽缸(汽缸37)和第二内部汽缸(汽缸35)被引导至双涡管涡轮增压器290的第二涡管73。第一涡管71可以不接收来自第二集气室25的排气且第二涡管73可以不接收来自第一集气室23的排气脉冲。

排气涡轮92可以包括至少一个废气门以控制由所述排气涡轮提供的升压的量。如图2所示，公共废气门69可以被包括在旁路通道67中，旁路通道67耦接在排气涡轮92的入口和出口之间以控制绕过排气涡轮92的排气的量。因而，从第一集气室23流向第一涡管71的一部分排气可以经由经过废气门69的通道65转向进入旁路通道67。另外，从第二集气室25流入第二涡管73的一部分不同排气可以经由通过废气门69的通道63被转向。离开涡轮排气92和/或废气门69的排气可以经过排放控制设备70并可以经由尾管(未示出)离开车辆。在替代的双涡管系统中，每个涡管可以包括相应的废气门以控制经过排气涡轮92的排气的量。

现在转向汽缸31、33、35和37，如之前所描述的，每个汽缸包含两个进气门和两个排气门。这里，每个进气门可在允许进气空气进入对应的汽缸的开启位置和基本阻止来自对应的汽缸的进气空气的关闭位置之间致动。图2图示说明正由公共进气凸轮轴218致动的进气门I1-I8。进气凸轮轴218包括被配置成控制进气门的开启和关闭的多个进气凸轮。每个进气门可以由一个或更多个进气凸轮控制，以下将进一步描述。在一些实施例中，可以包括一个或更多个附加的进气凸轮以控制进气门。另外，进气致动器系统可以使能进气门的控制。

每个排气门可在允许排气从对应的汽缸排出的开启位置和基本将气体保留在对应的汽缸内的关闭位置之间致动。图2示出排气门E1-E8正由公共排气凸轮轴224致动。排气凸轮轴224包括被配置成控制排气门的开启和关闭的多个排气凸轮。每个排气门可以由一个或更多个排气凸轮控制，以下将进一步描述。在一些实施例中，可以包括一个或更多个附加的排气凸轮以控制排气门。另外，排气致动器系统可以使能排气门的控制。

进气门致动器系统和排气门致动器系统可以进一步包括推杆、摇臂、挺柱等。这些设备和特征可以通过将凸轮的旋转运动转化为气门的平移运动来控制进气门和排气门的致动。在另一些示例中，气门能够经由凸轮轴上的附加凸轮凸角廓线致动，其中在不同的气门之间凸轮凸角廓线可以提供不同的凸轮升程高度、凸轮持续时间和/或凸轮正时。然而，如果期望，替代凸轮轴(顶置和/或推杆)布置能够被使用。另外，在一些示例中，汽缸212可以均只具有一个排气门和/或进气门或多于两个进气和/或排气门。在又一些示例中，排气门和进气门可以由公共凸轮轴致动。然而，在替代实施例中，进气门和/或排气门中的至少一者可以由其自身独立的凸轮轴或其他设备致动。

发动机10可以是可变排量发动机(VDE)且四个汽缸212的子集如果期望可以经由一个或更多个机构被停用。因此，控制器12可以被配置成当发动机以VDE模式运转时针对选定汽缸停用进气和排气门。选定汽缸的进气和排气门可以在VDE模式经由变换挺柱、变换摇臂或变换滚柱指轮从动件被停用。

在本示例中，汽缸31、35和37能够停用。这些汽缸中的每个具有如下特征：每个进气门具有被布置在公共进气凸轮轴218上的第一进气凸轮和第二进气凸轮，且每个排气门具有被定位在公共排气凸轮轴224上的第一排气凸轮和第二排气凸轮。

第一进气凸轮具有第一凸轮凸角廓线，以用于开启进气门第一进气持续时段。在图2的示例中，汽缸31的第一进气凸轮C1和C2、汽缸33的第一进气凸轮C5、C6、汽缸35的第一进气凸轮C9、C10以及汽缸37的第一进气凸轮C13、C14可以具有类似的第一凸轮凸角廓线，该第一凸轮凸角廓线开启对应的进气门类似的持续时段和升程。在另一些示例中，不同汽缸的第一进气凸轮可以具有不同的凸角廓线。第二进气凸轮被描绘为空(null)凸轮凸角，该空凸轮凸角可以具有维持其对应的进气门处于关闭位置的廓线。因而，空凸轮凸角帮助在VDE模式中停用相应的气门。在图2的示例中，汽缸31的第二进气凸轮N1、N2、汽缸35的第二进气凸轮N5、N6以及汽缸37的第二进气凸轮N9、N10是空凸轮凸角。这些空凸轮凸角能够停用汽缸31、35和37中的相应的进气门。

另外，每个进气门可以由可操作地耦接至控制器12的对应的致动器系统致动。如图2所示，汽缸31的进气门I1和I2可以经由致动器系统A2被致动，汽缸33的进气门I3和I4可以经由致动器系统A4被致动，汽缸35的进气门I5和I6可以经由致动器系统A6被致动，并且汽缸37的进气门I7和I8可以经由致动器系统A8被致动。

类似于进气门，每个可停用汽缸(31、35和37)具有如下特征：布置在公共排气凸轮轴224上的第一排气凸轮和第二排气凸轮。第一排气凸轮可以具有提供第一排气持续时段和升程的第一凸轮凸角廓线。在图2的示例中，汽缸31的第一排气凸轮C3和C4、汽缸33的第一排气凸轮C7和C8、汽缸35的第一排气凸轮C11和C12以及汽缸37的第一排气凸轮C15和C16可以具有类似的第一凸轮凸角廓线，该第一凸轮凸角廓线将对应的排气门开启给定持续时段和升程。在另一些示例中，不同汽缸的第一排气凸轮可以具有不同的凸角廓线。第二排气凸轮被描绘为空凸轮凸角，空凸轮凸角可以具有维持其对应的排气门处于关闭位置的廓线。因而，该空凸轮凸角帮助在VDE模式中停用排气门。在图2的示例中，汽缸31的第二排气凸轮N3、N4，汽缸35的第二排气凸轮N7、N8以及汽缸37的第二排气凸轮N11、N12是空凸轮凸角。这些空凸轮凸角能够停用汽缸31、35和37中的相应的排气门。

另外，每个排气门可以由可操作地耦接至控制器12的对应的致动器系统致动。因此，汽缸31的排气门E1和E2可以经由致动器系统A1被致动，汽缸33的排气门E3和E4可以经由致动器系统A3被致动，汽缸35的排气门E5和E6可以经由致动器系统A5被致动，并且汽缸37的排气门E7和E8可以经由致动器系统A7被致动。

汽缸33(或第一内部汽缸)可以不能够停用并可以不包括用于其进气和排气门的空凸轮凸角。因此，汽缸33的进气门I3和I4可以不是可停用的且只能由第一进气凸轮C5和C6分别运转。因而，汽缸33的进气门I3和I4可以不被空凸轮凸角运转。同样，排气门E3和E4可以不是可停用的且只能由第一排气凸轮C7和C8运转。另外，排气门E3和E4可以不被空凸轮凸角运转。因此，汽缸33的每个进气门和每个排气门可以由单个对应的凸轮致动。

应当认识到，另一些实施例可以包括本领域熟知的用于停用汽缸中的进气门和排气门的不同的机构。这些实施例可以不利用用于停用的空凸轮凸角。例如，液压滚柱指轮从动件系统可以不使用用于汽缸停用的空凸轮凸角。

另外，另一些实施例可以包括减少的致动器系统。例如，单个致动器系统可以致动进气门I1和I2以及排气门E1和E2。该单个致动器系统将替换致动器系统A1和A2从而为汽缸31提供一个致动器系统。致动器系统的其他组合也是可能的。

CPS系统204可以被配置成将进气凸轮轴218的特定部分纵向地平移(translate)，从而导致进气门I1-I8的运转在相应的第一进气凸轮和第二进气凸轮之间(当适用时)变化。另外，CPS系统204可以被配置成将排气凸轮轴224的特定部分纵向地平移，从而导致排气门E1-E8的运转在相应的第一排气凸轮和第二排气凸轮之间变化。以此方式，CPS系统204可以在用于开启气门第一持续时段的第一凸轮和用于开启气门第二持续时段的第二凸轮之间切换。在给定的示例中，对于汽缸31、35和37中的进气门，CPS系统204可以在用于开启进气门第一持续时段的第一凸轮和用于维持进气门关闭的第二凸轮之间切换凸轮。另外，对于汽缸31、35和37中的排气门，CPS系统204可以在用于开启排气门第一持续时段的第一凸轮和用于维持排气门关闭的第二空凸轮之间切换凸轮。在汽缸33的示例中，由于汽缸33被配置为每个气门一个凸轮，所以对于进气门和排气门，CPS系统204可以不切换凸轮，并且可以不被停用。

CPS系统204可以接收来自控制器12的信号以基于发动机工况针对发动机10中的不同汽缸在不同的凸轮廓线之间切换。例如，在低发动机负荷下，发动机运转可以为两缸模式。这里，汽缸35和37可以经由CPS系统204被停用从而针对每个气门致动凸轮从第一进气和第一排气凸轮至第二空进气和第二空排气凸轮的切换。同时，汽缸31和33可以被维持运转，其中其进气和排气门由其对应的第一凸轮致动。

在另一种示例中，在中等发动机负荷时，发动机10可以以三缸模式运转。这里，CPS系统204可以被配置成用其对应的第一进气凸轮致动汽缸33、35和37的进气和排气门。同时，可以由CPS系统204经由使用对应的第二空凸轮致动汽缸31的进气和排气门来停用汽缸31。

发动机10可以进一步包括VCT系统202。VCT系统202可以是双独立可变凸轮轴正时系统，用于相互独立地改变进气门正时和排气门正时。VCT系统202包括进气凸轮轴相位器230和排气凸轮轴相位器232以用于改变气门正时。VCT系统202可以被配置成通过提前或延迟凸轮正时(示例发动机运转参数)来提前或延迟气门正时并可以经由控制器12被控制。VCT系统202可以被配置成通过改变在曲轴位置和凸轮轴位置之间的关系来改变气门开启和关闭事件的正时。例如，VCT系统202可以被配置成独立于曲轴来旋转进气凸轮轴218和/或排气凸轮轴224以导致气门正时被提前或延迟。在一些实施例中，VCT系统202可以是被配置成快速地改变凸轮正时的凸轮扭矩致动的设备。在一些实施例中，诸如进气门关闭(IVC)和排气门关闭(EVC)的气门正时可以由连续可变气门升程(CVVL)设备改变。

上述气门/凸轮控制设备和系统可以被液压地提供动力或电力地致动或其组合。

可以由包括控制器12的控制系统15和来自车辆操作者经由输入设备的输入至少部分地控制发动机10(图1)。控制系统15被示出从多个传感器16(其各种示例被关于图1描述)接收信息并发送控制信号至多个致动器81。作为一种示例，控制系统15和控制器12能够发送控制信号至CPS系统204和VCT系统202并从CPS系统204和VCT系统202接收凸轮正时和/或凸轮选择测量值。作为另一种示例，致动器81可以包括燃料喷射器、废气门69、压缩机再循环阀27和节气门62。控制器12可以基于编程其中的对应于一个或更多个例程的指令或代码接收来自多种传感器的输入数据、处理输入数据并响应于处理的输入数据触发致动器。附加系统传感器和致动器将在以下关于图5详细阐述。

图4描绘了具有非对称排气布局的发动机10的替代示例实施例，该布局与图2的对称排气布局不同。具体地，非对称布局包含将排气从汽缸31(或第一外部汽缸)引导至排气涡轮92的第一涡管71以及将排气从汽缸33、35和37(或第一内部汽缸、第二内部汽缸和第二外部汽缸)引导至排气涡轮92的第二涡管73。相比之下，图2的实施例描绘了对称排气布局，其中排气涡轮92的第一涡管71和第二涡管73均从两个汽缸接收排气。对称排气布局相对于非对称排气布局可以提供改善的涡轮效率。

在图4的示例中，排气涡轮92的第一涡管71可以经由排气道20和流道39只接收来自汽缸31的排气，而排气涡轮92的第二涡管73则可以经由对应的排气道22、24和26和对应的流道41、43和45接收来自汽缸33、35和37的排气。另外，流道41、43和45可以在将排气输送至排气涡轮92之前汇集到集气室425内。如图4所描绘的，流道43和45可以在Y型联接点470处加入集气室425。另外，流道41可以在Y型联接点450处加入集气室425。集气室425可以将燃烧气体引导至第一管461，第一管461将排气输送至排气涡轮92的第二涡管73。在当需要较低升压的状况期间，废气门69可以被开启以经由通道63接收来自集气室425的一部分排气。同样，一部分排气可以从流道39(和第一涡管71)输送通过通道65并经过废气门69。

在非对称布局的示例中，第二涡管73在尺寸上可以大于第一涡管71。例如，第二涡管73可以被设计为接收可以从三个汽缸(33、35和37)接收的较大量的排气。

图2和图4的对称和非对称排气布局的进一步的细节将关于图6、图7和图8详细阐述。应当认识到，提供的排气布局可以允许在涡轮增压器和汽缸盖之间的发动机内的更紧凑的布置。

如之前所提到的，图1和图2的发动机10可以以VDE模式或非VDE(所有汽缸点火)模式运转。为了提供燃料经济效益以及降低的噪声、振动和不舒适性(NVH)，示例发动机10可以主要以均匀点火三缸或均匀点火两缸VDE模式运转。当以三缸模式运转时发动机点火(或汽缸冲程)以180曲柄角(CA)度间隔发生的四缸曲轴第一版本会由于不均匀点火而引入NVH。例如，在具有第一版本曲轴的四缸发动机中，当以三缸模式(1-3-4)运转时，使能1-3-4-2点火顺序可以以不均匀间隔180°-180°-360°点火。

为了使发动机10以具有降低的NVH的三缸模式运转，需要的是在三缸模式运转期间允许均匀点火的曲轴。例如，曲轴可以被设计为以240°间隔点火三个汽缸，同时第四个汽缸被停用。通过提供允许以三缸模式均匀点火的曲轴，发动机10可以以三缸模式运转达较长时段，这能够提高燃料经济性并减轻NVH。

因此，图3示出可以被用来以具有均匀点火地两缸模式或三缸模式运转发动机10的示例曲轴300。图3图示说明曲轴300的透视图。曲轴300可以是图1所示的曲轴40。图3描绘的曲轴可以在发动机(诸如图2和图4的发动机10)中被利用，该发动机具有汽缸被对齐成单行的直列式配置。多个活塞36可以如所示被耦接至曲轴300。另外，由于发动机10是直列式四缸发动机，所以图3描绘了沿着曲轴300的长度以单行布置的四个活塞。

曲轴300具有曲柄突起端330(也被称为前端)，曲柄突起端330具有曲柄突起334以用于安装带轮和/或用于安装谐振减振器(未示出)以降低扭转振动。曲轴300进一步包括凸缘端310(也被称为后端)，凸缘端310具有被配置成附接至飞轮(未示出)的凸缘314。以此方式，经由燃烧产生的能量可以从活塞被传递至曲轴和飞轮，并由此至变速器，从而向车辆提供动力。

曲轴300也可以包含多个销、轴颈、腹板(也被称为颊板)和配重。在所描绘的示例中，曲轴300包括前主轴承轴颈332和后主轴承轴颈316。除了在两端处的这些主轴承轴颈之外，曲轴300还包括定位在前主轴承轴颈332和后主轴承轴颈316之间的三个主轴承轴颈326。因而，曲轴300具有五个主轴承轴颈，其中每个轴颈与旋转中心轴线350对齐。主轴承轴颈316、332和326支撑轴承，轴承被配置成使曲轴300能够旋转同时向曲轴提供支撑。在替代实施例中，曲轴可以具有多于或少于五个主轴承轴颈。

曲轴300还包括第一曲柄销348、第二曲柄销346、第三曲柄销344和第四曲柄销342(从曲柄突起端330布置到凸缘端310)。因而，曲轴300具有总共四个曲柄销。然而，已经想到具有替代数目的曲柄销的曲轴。曲柄销342、344、346和348均可以被机械地且枢转地耦接至对应的活塞连杆312，并因此连接至对应的活塞36。应当理解在发动机运转期间，曲轴300围绕旋转中心轴线350旋转。曲柄腹板318可以支撑曲柄销342、344、346和348。曲柄腹板318可以进一步耦接每个曲柄销至主轴承轴颈316、332和326。另外，曲柄腹板318可以被机械地耦接至配重320以抑制曲轴300中的振荡。注意，曲轴300中的所有的曲柄腹板在图3中可以不被标注。

第二曲柄销346和第一曲柄销348被示为相对于旋转中心轴线350处于类似位置。为了详细阐述，分别被耦接至第一曲柄销348和第二曲柄销346的活塞可以处于其对应的冲程中的类似位置。第一曲柄销348还可以与第二曲柄销346相对于旋转中心轴线350对齐。另外，第二曲柄销346、第三曲柄销344和第四曲柄销342可以环绕旋转中心轴线350彼此间隔120度被布置。例如，如图3关于曲轴300所描绘的，第三曲柄销344被示出偏向观察方，第四曲柄销342远离观察方(朝向纸内)，而第二曲柄销346和第一曲柄销348彼此对齐并处于纸的平面内。

插图360示出曲轴300的示意图，该示意图描绘了四个曲柄销相对于彼此且相对于旋转中心轴线350的位置。插图370示出沿着旋转中心轴线350从曲轴的后端(或凸缘端310)朝向前端(或曲柄突起端330)观察曲轴300的侧视图的示意图。插图370指示曲柄销关于曲轴300的中心轴线和旋转中心轴线350的相对位置。

如插图360所示，第四曲柄销342和第三曲柄销344被描绘为以大体相反方向彼此偏离。为了详细阐述，当从后主轴承轴颈316的端部朝向前主轴承轴颈332观察时，相对于旋转中心轴线350，第三曲柄销344朝向右侧成角度而第四曲柄销342朝向左侧成角度。第三曲柄销344相对于第四曲柄销342的这种角度布置也在插图370中被描绘。

另外，可以观察到，第三曲柄销344和第四曲柄销342可以不直接相反于彼此被布置。这些曲柄销可以沿顺时针方向呈120度被定位，如具体从第三曲柄销344朝向第四曲柄销342测量的且如从具有后主轴承轴颈316的凸缘(后)端310朝向具有前主轴承轴颈332的曲柄突起端330观察的。第四曲柄销342和第三曲柄销344因此围绕旋转中心轴线350相对于彼此成角度。类似地，第三曲柄销344和第二曲柄销346围绕旋转中心轴线350相对于彼此成角度。另外，第一曲柄销348和第二曲柄销346被示出围绕旋转中心轴线350相互对齐且平行。此外，第一曲柄销348和第二曲柄销346邻近彼此被定位。如插图370所示，第二曲柄销346、第三曲柄销344和第四曲柄销342环绕曲轴300的中心轴线彼此间隔120度被定位。另外，第一曲柄销348和第二曲柄销346被定位在旋转中心轴线350的竖直上方(例如，以0度)而第三曲柄销344被定位在距离第一曲柄销348和第二曲柄销346顺时针120度。

应当认识到，尽管第一曲柄销348被描绘为与第二曲柄销346对齐，并且被耦接至第一曲柄销348和第二曲柄销346的两个活塞中的每一个均在图3中被描绘为处于TDC位置，不过这两个对应的活塞可以处于不同冲程的结束。例如，耦接至第一曲柄销348的活塞可以处于压缩冲程的结束，而与第二曲柄销346关联的活塞可以处于排气冲程的结束。因而，当关于720曲柄角度(CAD)发动机点火循环考虑时，耦接至第一曲柄销348的活塞可以与耦接至第二曲柄销346的活塞间隔360曲柄角度(CAD)。

图3的曲柄销布置支持以三缸模式的3-2-4发动机点火顺序。这里，点火顺序3-2-4包含点火具有耦接至第三曲柄销344的活塞的第三汽缸，然后点火具有耦接至第二曲柄销346的活塞的第二汽缸，以及然后点火具有耦接至第四曲柄销342的活塞的第四汽缸。这里，每个燃烧事件由240度的曲柄角间隔隔开。

当所有的汽缸以非VDE模式被激活时，曲柄销布置也可以机械地约束点火顺序1-3-2-4。这里，点火顺序1-3-2-4可以包含点火具有耦接至第一曲柄销348的活塞的第一汽缸，然后接下来点火具有耦接至第三曲柄销344的活塞的第三汽缸。具有耦接至第二曲柄销346的活塞的第二汽缸可以在第三汽缸后被点火，然后点火具有耦接至第四曲柄销342的活塞的第四汽缸。在具有曲轴300的发动机10的示例中，四个汽缸中具有点火顺序1-3-2-4的点火事件可以按不均匀间隔120°–240°–240°–120°发生。由于第一曲柄销348与第二曲柄销346对齐，并且其活塞冲程间隔360曲柄角度发生，所以第一汽缸和第二汽缸中的点火事件也以彼此360°间隔发生。关于图6、图7和图8将进一步描述发动机点火事件。

现在转向图5，其描绘了包括图1-图4中描述的汽缸、凸轮轴和曲轴的发动机10的示意图示说明。因此，图1-图4中介绍的发动机系统的部件在图5中被类似编号。应当认识到，发动机10以相对于图2和图4中描绘的视角的相反视角被描绘。换句话说，图2和图4中的汽缸31被示为在最左侧而图5中的汽缸31被示为在最右侧。同样，汽缸33、35和37被翻转。

图5的发动机10中的曲轴300由经由连杆312耦接至曲轴300的活塞36的往复运动驱动。曲轴300的旋转运动驱动进气凸轮轴318和单个平衡轴574。进气凸轮轴218可以经由联动装置564(例如，正时链条、皮带等)被耦接至曲轴300，而平衡轴574可以经由联动装置和齿轮系统578被耦接至曲轴300。进气凸轮轴218的位置可以由进气凸轮轴位置传感器572感测。类似传感器可以感测排气凸轮轴224(未示出)的位置。

单个平衡轴574可以是加重轴以抵消发动机运转期间的振动。在一种示例中，平衡轴574可以具有摆动力偶以用于平衡汽缸33、35和37，其中单个添加重量用于平衡汽缸31。此外，单个平衡轴574可以以与曲轴300的旋转方向相反的方向旋转。另外，单个平衡轴574可以以与曲轴300的速度相同的速度旋转。单个平衡轴可以足以抵消由发动机10引起的振动，因为发动机10可以主要以三缸或两缸均匀点火模式运转。另外，发动机可以经历在VDE模式和非VDE模式之间的更少的转变。通过使用单个平衡轴取代以两倍于发动机转速旋转的双平衡轴，可以实现较低的摩擦损失，从而使燃料消耗能够减少。

图5的发动机10被描绘具有以单行布置的四个汽缸(如图2和图4)31、33、35和37。如之前所描述的，四个汽缸具有两个进气门和两个排气门。进气凸轮轴218包括用于汽缸31、35和37的每个进气门的两个凸轮：第一凸轮开启对应的进气门给定的持续时段和升程，并且第二空凸轮使这些汽缸中的进气门能够停用。如关于图2所提到的，汽缸33不能够停用并且针对每个进气门包括一个进气凸轮。排气凸轮轴224在图5中未被示出。

图5描绘了曲轴300的耦接至其对应的活塞的四个曲柄销。如所描绘的示例中所示，第一曲柄销348被耦接至汽缸31(或第一汽缸)中的活塞、第二曲柄销346被耦接至汽缸33(或第二汽缸)中的活塞、第三曲柄销344被耦接至汽缸35(或第三汽缸)中的活塞并且第四曲柄销342被耦接至汽缸37(或第四汽缸)中的活塞。如之前关于图3所详细阐述的，第一曲柄销348被示为与第二曲柄销346对齐，但其关联的活塞可以关于它们的发动机冲程被隔开360曲柄角度。相应地，汽缸31和汽缸33可以关于发生在这些汽缸内的冲程间隔360曲柄角度。如前所述，当汽缸33在其排气冲程的结束时，汽缸31可以在其压缩冲程的结束。因而，在这里描述的实施例中，汽缸31和33可以经历间隔360曲柄角(CA)度的发动机冲程。此外，如前所述，第二曲柄销346、第三曲柄销344和第四曲柄销342可以沿着曲轴间隔近似120度被定位。另外，汽缸33、35和37可以经历间隔240CA度的发动机冲程。

现在将关于图6-8描述发动机10的运转(尤其是点火顺序)，图6-8描绘了用于发动机10的四个汽缸的点火正时图。图6图示说明了用于发动机10的以两缸VDE模式点火的发动机，图7描绘了用于发动机10的以三缸VDE模式点火的发动机，以及图8代表用于发动机10的以其中四个汽缸全被激活的非VDE模式点火的发动机。应当认识到，图6-8的汽缸1、2、3和4分别对应于图2、图4和图5的汽缸31、33、35和37。对于每幅图，汽缸编号在y轴线上示出而发动机冲程在x轴线上被描绘。另外，每个汽缸内的点火以及相应的燃烧事件由汽缸内的压缩和做功冲程之间的星号表示。另外，附加图604、704和804描绘以围绕代表720度曲柄旋转的圆圈的每个模式的每个激活汽缸中的汽缸点火事件。

参考图6，其图示说明了用于发动机10的两缸VDE模式的示例发动机点火图。这里，汽缸3和汽缸4通过经由其对应的空凸轮致动这些汽缸的进气和排气门来被停用。汽缸1和汽缸2可以以点火顺序1-2-1-2间隔360CA度被点火。如图6中所示，汽缸1可以在汽缸2开始排气冲程的同时发起压缩冲程。因此，汽缸1和2中的每个发动机冲程间隔360CA度。例如，汽缸2中的排气冲程可以在汽缸1中的排气冲程后360CA度发生。类似地，发动机中的点火事件间隔360CA度，并因此，两个激活汽缸中的做功冲程彼此间隔360CA度发生。当扭矩需求较低时，在低发动机负荷状况期间可以利用两缸VDE模式。通过以两缸模式运转，也可以获得燃料经济效益。

现在转向图7，其描绘了用于发动机10的示例三缸VDE模式中汽缸点火顺序的示例汽缸点火图，其中三个汽缸被激活。在该示例中，汽缸1可以被停用而汽缸2、3和4被激活。发动机内以及三个激活的汽缸之间的点火和燃烧事件可以类似于三缸发动机以240CA度间隔发生。这里，点火事件可以以等间距的间隔发生。同样，三个汽缸内的每个发动机冲程可以以240CA度间隔发生。例如，汽缸2中的排气冲程之后可以是汽缸4中的排气冲程，该汽缸4中的排气冲程发生在大约汽缸2中的排气冲程后240CA度。类似地，汽缸4中的排气冲程之后在240CA度的间隔后是汽缸3中的排气冲程。发动机中的点火事件可以类似地发生。用于三缸VDE模式的示例点火顺序可以是2-4-3-2-4-3。如在704处所图示说明的，汽缸3可以在汽缸4被点火后近似240CA度被点火，汽缸2可以在汽缸3中的点火事件后近似240CA度被点火，并且汽缸4可以在汽缸2中的点火事件后近似240CA度被点火。因而，运转发动机的方法可以包含：在具有四个汽缸的发动机中的第一VDE模式期间，停用四个汽缸的第一汽缸并点火四个汽缸的第二、第三和第四汽缸，每个点火事件以240度的曲柄角(CA)隔开。

应当认识到，三缸VDE模式中的240CA度的均匀点火间隔可以是近似的。在一种示例中，汽缸3和汽缸2之间的点火间隔可以是230CA度。在另一种示例中，汽缸3和汽缸2之间的点火间隔可以是255CA度。在又一种示例中，汽缸3和汽缸2之间的点火间隔可以正好是240CA度。同样，汽缸2和汽缸4之间的点火间隔可以在230CA度和255CA度之间的范围内变化。同样的变化可以应用于汽缸4和汽缸3之间的点火间隔。其他变化也是有可能的。

参考图2(或图4)，应当认识到，点火顺序2-4-3可以使平衡提高并降低NVH。例如，汽缸2代表图2和图4的汽缸33并被定位为第一内部汽缸，汽缸4代表图2和图4的汽缸37并被定位为第二外部汽缸，并且汽缸3代表图2和图4的汽缸35并被定位为第二内部汽缸。基于汽缸体内的激活汽缸的位置，点火顺序2-4-3可以提供更好的平衡并可以降低噪声和振动。

另外，在发动机怠速状况期间，三缸VDE模式可以被选择用于发动机运转。在发动机怠速状况期间噪声和振动可以更明显，并且具有稳定点火的均匀点火三缸模式对于这些状况期间的发动机运转可以是更合适的选择。

现在转向图8，其描绘了用于对于发动机10的示例非VDE模式中的汽缸点火顺序的示例汽缸点火图，其中所有四个汽缸均被激活。在非VDE模式中，发动机10可以基于曲轴300的设计被不均匀地点火。在一种示例中，图3中示出的曲轴300可以产生图8所示的汽缸点火顺序。如在描绘的示例中所示，汽缸1可以在汽缸3和4之间被点火。在一种示例中，汽缸1可以在汽缸4被点火后近似120曲柄角(CA)度被点火。在一种示例中，汽缸1可以在汽缸4被点火后正好120CA度被点火。在另一种示例中，汽缸1可以在汽缸4点火后115CA度被点火。在又一种示例中，汽缸1可以在汽缸4点火后125CA度被点火。另外，汽缸1可以在汽缸3被点火前近似120CA度被点火。例如，汽缸1可以在汽缸3被点火前115和125CA度之间的范围内被点火。此外，汽缸2、3和4在与汽缸4和汽缸3中的燃烧事件之间的近似中途发生的汽缸1中的燃烧事件间隔240CA度继续具有燃烧事件。因此，发动机10可以以非均匀间隔的点火顺序1-3-2-4(或2-4-1-3或3-2-4-1或4-1-3-2，因为燃烧事件是循环的)被点火，其中汽缸1是不均匀点火汽缸。如在804处所图示说明的，汽缸3可以在汽缸1被点火后近似120度曲柄旋转被点火，汽缸2可以在点火汽缸3后近似240度曲柄旋转被点火，汽缸4可以在点火汽缸2后近似240度曲柄旋转被点火，并且汽缸1可以在点火汽缸4后近似120度曲柄旋转被再次点火。在另一些示例中，四个汽缸中的点火事件之间的间隔可以与上述间隔不同。

因此，在示例四缸发动机10中的非VDE模式期间，发动机运转的方法可以包含点火三个汽缸，其中中间汽缸在较早汽缸和较迟汽缸之间的第一数量的曲轴度数点火，并且在较迟汽缸和较早汽缸之间以两倍的在其间的所述第一数量的曲轴度数点火第四汽缸。关于图8详细阐述，该方法包括点火三个汽缸，诸如汽缸4、1和3，其中中间汽缸可以是在较早汽缸(汽缸4)和较迟汽缸(汽缸3)之间第一数量的曲轴度数(例如120°)点火的汽缸1。在该示例中第四汽缸(汽缸2)可以在较迟汽缸(汽缸3)和较早汽缸(汽缸4)之间以两倍的所述第一数量的曲轴度数(例如240°)被点火。发动机10可以具有点火顺序1-3-2-4-1-3-2-4，使得点火顺序可以是较早汽缸、中间汽缸和较迟汽缸(例如，分别汽缸4、1和3)，而第四汽缸(汽缸2)远离三个汽缸被点火并且不在三个汽缸4、1和3之间。例如，第四汽缸可以在较迟汽缸后被点火。另外，四个汽缸可以被机械地约束成按上述顺序点火。在另一种示例中，在其间任意其他正时没有任意其他汽缸点火。

此外，在可以是中等发动机负荷的给定状况期间，中间汽缸(汽缸1)可以被停用而较早汽缸、较迟汽缸和第四汽缸可以以大约240曲轴度的等间距间隔被点火。这里的点火顺序可以如下：较早汽缸、较迟汽缸和第四汽缸。

换句话说，四缸发动机可以包括曲轴，该曲轴被配置成以240曲柄角度间隔点火四个汽缸中的三个汽缸并三个汽缸中的间隔240曲柄角度被点火的两个之间的中途点火四个汽缸中的剩余的汽缸。示例点火顺序可以包括点火第一汽缸、在点火第一汽缸后大约120曲柄角度点火第二汽缸、在点火第二汽缸后大约240曲柄角度点火第三汽缸并且在点火第三汽缸后大约240曲柄角度点火第四汽缸并且在点火第四汽缸后大约120曲柄角度点火第一汽缸。因而，第一汽缸可以在第四汽缸和第二汽缸之间大约120曲柄角度被点火而第三汽缸可以在第四汽缸和第二汽缸之间240曲柄角度(或两倍的120曲柄角度)被点火。发动机还可以以三缸模式运转，其中第一汽缸被停用而第二、第三和第四汽缸以彼此大约240曲柄角度间隔被点火。此外，发动机可以通过停用两个汽缸并彼此间隔360曲柄角度点火剩余的两个汽缸以两缸模式运转。

返回参考图2和图4，现在将进一步描述对称和非对称排气布局。如之前详细描述，图2的对称排气布局描绘了排气涡轮92的第一涡管71接收来自汽缸31和33的排气，而排气涡轮92的第二涡管73接收来自汽缸35和37的排气。替代实施例可以以非对称排气布局为特征，诸如图4所示，其中汽缸31直接向第一涡管71排气，而汽缸33、35和37将其燃烧气体排入第二涡管73。通过直接排气，汽缸31可以只将其燃烧产物排放至第一涡管71而不排放至第二涡管73。

在包括分开的排气歧管(其以双涡管涡轮增压器为特征)的第一版本的四缸发动机中，来自汽缸1和4(第一和第二外部汽缸或汽缸31和汽缸37)的排气流道可以合并以将其排气输送至排气涡轮的第一涡管，而汽缸2和3(第一和第二内部汽缸或汽缸33和汽缸35)可以将其排气输送至排气涡轮的第二涡管。该排气布局对于具有点火顺序1-3-4-2的四缸发动机可以是合适的，使得来自汽缸1的排气压力脉冲可以不干扰汽缸2排出其排气的能力。

然而，在第二个版本中，诸如在图2、图4、图5中示出的四缸发动机10的示例实施例(其具有点火顺序1-3-2-4(例如，汽缸31之后汽缸35之后汽缸33之后汽缸37))中，针对第一版本描绘的排气布局会是不合适的并且会使涡轮效率降低。例如，如果图2、图4和图5示出的示例发动机10具有诸如第一版本的排气布局的排气布局，则来自汽缸31(第一外部汽缸)的排气压力脉冲可以干扰汽缸37(第二外部汽缸)排出其排气的能力。如在图8中所观察到的，汽缸31(或汽缸1)可以结束其膨胀冲程并开启其排气门，而汽缸37(或汽缸4)仍然使其排气门打开。因此，为了分离排气脉冲并增加驱动涡轮的脉冲能量，第二版本可以包括来自汽缸1和2(或汽缸31和33)的排气流道合并入第一集气室23，并且来自汽缸3和4(或分别来自汽缸35和37)的排气流道合并入第二集气室25。

应当认识到，在对称布局中，第一涡管71接收来自至少隔开360CA度的汽缸31和33的排气脉冲而第二涡管73接收来自至少隔开240CA度的汽缸35和37的排气脉冲。以此方式，每个涡管可以接收与下一脉冲隔开至少240CA度的排气脉冲。

因此，用于以非VDE模式运转发动机10的方法可以包含将来自四个汽缸中的第一外部汽缸(汽缸21)和第一内部汽缸(汽缸33)的排气引导至双涡管涡轮增压器290的第一涡管71，将来自四个汽缸中的第二外部汽缸(汽缸37)和第二内部汽缸(汽缸35)的排气引导至双涡管涡轮增压器290的第二涡管73，并以不均匀模式点火所有的汽缸，例如使用至少一个不均匀点火。该方法可以包括以如下不均匀模式点火所有的汽缸：在第一外部汽缸被点火后的120度曲柄旋转处点火第二内部汽缸，在点火第二内部汽缸后240曲柄角度点火第一内部汽缸，在点火第一内部汽缸之后240曲柄角度点火第二外部汽缸，并且在点火第二外部汽缸后120曲柄角度点火第一外部汽缸。因而，第一外部汽缸和第一内部汽缸中的点火事件可以间隔开至少360曲柄角度，而第二外部汽缸和第二内部汽缸中的点火事件可以间隔开至少240曲柄角度。

第一VDE模式可以包括以三缸模式运转发动机10。用于以三缸模式运转发动机10的方法可以包含停用第一外部汽缸(汽缸31)并将排气只从第一内部汽缸(汽缸33)导向双涡管涡轮增压器的第一涡管71。第二涡管73可以继续接收来自第二外部和第二内部汽缸的排气。第一VDE模式可以在第一状况期间被使用，第一状况可以包括发动机怠速状况(对于降低的NVH)。第一VDE模式还可以在中等发动机负荷状况期间被利用。

第二VDE模式可以包括以两缸模式运转发动机10。用于以两缸模式运转发动机10的方法可以包含停用第二外部汽缸(汽缸37)和第二内部汽缸(汽缸33)。因而，发动机可以通过激活第一外部汽缸(汽缸31)和第一内部汽缸(汽缸33)被运转。在低发动机负荷状况期间可以使用第二VDE模式。

在非对称排气布局的示例中，如图4所示，排气涡轮92的第一涡管71可以接收近似每720CA度的排气，而排气涡轮92的第二涡管73可以接收近似每240CA度的排气脉冲。同样在该布局中，每个涡管可以接收与下一脉冲至少隔开240CA度的排气脉冲。在三缸模式中，第一涡管71可以不接收排气脉冲，因为汽缸31可以被停用。然而，第二涡管73可以继续接收从三个激活汽缸(汽缸33、35和37)排出的排气。

在两缸模式中，汽缸35和37可以被停用。这里，第一涡管71可以接收近似每720CA度的来自汽缸31的排气脉冲，而第二涡管73可以接收近似每720CA度的来自汽缸33的排气脉冲。因此，排气涡轮92可以接收近似每360CA度的排气脉冲。

本公开的图2、图4、图12、图13和图14描绘的涡管73为内侧涡管，该内侧涡管更靠近涡轮增压器290的中心壳体被定位。另外，上述图中的涡管71被图示为更远离涡轮增压器290的中心壳体。应当认识到，在另一些示例中，涡管73和涡管71的位置可以被交换而不脱离本公开的范围。

因此，以非VDE模式运转具有非对称排气布局的发动机的方法可以包含：使来自四个汽缸的第一外部汽缸(汽缸31)的排气流向双涡管涡轮增压器290的第一涡管71，使来自四个汽缸的第一内部汽缸(汽缸33)、第二外部汽缸(汽缸37)和第二内部汽缸(汽缸35)的排气流向双涡管涡轮增压器290的第二涡管73，并且在第一状况期间，在具有至少一个不均匀点火的情况下运转所有汽缸。第一状况可以包括高发动机负荷状况。不均匀点火可以包括类似于上述对称排气布局的点火间隔，其中第一内部汽缸、第二外部汽缸和第二内部汽缸中的每个可以以240曲柄角度间隔被点火，而第一外部汽缸可以在第二外部汽缸和第二内部汽缸的点火之间的近似中途被点火。另外，第一外部汽缸可以在点火第二外部汽缸后近似120曲柄角度且在点火第二内部汽缸前近似120曲柄角度处被点火。这里，第一外部汽缸可以是使用不均匀点火的一个汽缸。

在第二状况期间，可以通过停用第一外部汽缸并以均匀间隔点火剩余的三个汽缸来以三缸模式运转发动机。例如，剩余的三个汽缸可以在关于彼此均匀点火的情况下被运转。这里，第一内部汽缸、第二外部汽缸和第二内部汽缸可以以彼此之间240曲柄角度间隔被点火。对于使用三缸模式的第二状况可以是在中等发动机负荷状况下。在另一种示例中，三缸模式可以在怠速状况期间被使用。

在第三状况期间，可以通过停用第二外部和第二内部汽缸以两缸模式运转发动机。这里，剩余的汽缸(第一外部汽缸和第一内部汽缸)可以以360曲柄角度的均匀间隔被点火。对于使用两缸VDE模式的第三状况可以是在低发动机负荷状况期间。

应当认识到，两缸VDE模式、三缸VDE模式和非VDE模式也可以被用在自然吸气式发动机中。在该示例中，可以不使用涡轮增压器。

现在转向图9，其示出用于基于发动机负荷确定车辆中发动机运转模式的示例例程900。具体地，运转的两缸VDE模式、三缸VDE模式或非VDE模式可以基于发动机负荷被选择。另外，可以基于发动机负荷的变化确定在这些运转模式之间的转变。可以通过诸如发动机10的控制器12的控制器控制例程900。

在902处，例程包括估计和/或测量发动机工况。这些工况可以包括，例如，发动机转速、发动机负荷、所需扭矩(例如，来自踏板位置传感器)、歧管压力(MAP)、质量空气流量(MAF)、升压压力、发动机温度、火花正时、进气歧管温度、爆震极限等。在904处，例程包括基于估计的发动机工况确定发动机运转模式。例如，发动机负荷可以是确定发动机运转模式的重要因素，发动机运转模式包括两缸VDE模式、三缸VDE模式或非VDE模式(也被称为全缸模式)。在另一种示例中，所需扭矩也可以确定发动机运转模式。对扭矩的较高需求可以包括以非VDE模式或四缸模式运转发动机。对扭矩的较低需求可以使发动机运转能够向VDE模式转变。如之后将关于图11阐述的，尤其是映射图1140，发动机转速和发动机负荷状况的组合可以确定发动机运转模式。

因此，在906处，例程900可以确定是否存在高(或非常高)的发动机负荷状况。例如，当车辆爬升陡坡时发动机会经历较高负荷。在另一种示例中，可以激活空调系统从而增加发动机的负荷。如果确定存在高发动机负荷状况，则例程900继续至908以激活所有的汽缸并以非VDE模式运转。在图2、图4和图5的发动机10的示例中，可以在非VDE模式期间运转全部四个汽缸。因此，可以在非常高的发动机负荷和/或非常高的发动机转速期间选择非VDE模式。

另外，在910处，可以以如下顺序点火四个汽缸：1-3-2-4，其中汽缸2、3和4间隔大约240CA度点火，并且汽缸1在汽缸4和汽缸3之间的大约中途点火。如前所述，当所有汽缸被激活时，第一汽缸(汽缸3)可以在汽缸1后120度曲柄旋转处被点火，第二汽缸(汽缸2)可以在点火第一汽缸后240度曲柄旋转处被点火，第三汽缸(汽缸4)可以在点火第二汽缸后240度曲柄旋转处被点火，并且第四汽缸(汽缸1)可以在点火第三汽缸后120度曲柄旋转处被点火。然后例程900可以前进至926。

如果在906处，确定高发动机负荷不存在，则例程900前进至912，在912处可以确定低发动机负荷状况是否存在。例如，当在高速公路上行驶时，发动机可以以轻负荷运转。在另一种示例中，当车辆驶下斜坡时，较低发动机负荷会发生。在912处如果确定低发动机负荷状况，则例程900继续至916以便以两缸VDE模式运转发动机。此外，在918处，两个激活汽缸(汽缸1和2)可以以360曲柄角度间隔被点火。然后例程900可以前进至926。

如果确定低发动机负荷状况不存在，则例程900进行至920，在920处可以确定中等发动机负荷运转。接下来，在922处，发动机可以以三缸VDE模式运转，其中汽缸1可以被停用而汽缸2、3和4可以被激活。另外，在924处，三个激活汽缸可以间隔240曲柄角度被点火，使得发动机以240曲柄角度间隔经历燃烧事件。

一旦选定发动机运转模式且开始在选定模式下运转发动机(例如，在910、916或924之一处)，则例程900可以在926处确定发动机负荷变化是否发生。例如，车辆可以结束爬升斜坡以到达更平的公路，从而将现有的高发动机负荷降至中度负荷(或低负荷)。在另一种示例中，空调系统可以被停用。在又一种示例中，车辆可以在高速公路上加速以超过其他车辆，使得发动机负荷可以从轻负荷增加至中度或高负荷。在926处如果确定负荷的变化未发生，则例程900继续至928以维持发动机以选定模式运转。否则，发动机运转可以在930处基于发动机负荷的变化转变为不同的模式。关于图10将详细描述模式转变，图10示出用于基于确定的发动机负荷从现有的发动机运转模式转变至不同的运转模式的示例例程1000。

在932处，可以调节各种发动机参数以使其能够平稳转变并降低转变期间的扭矩扰动。例如，希望的是，在VDE运转模式之间转变之前、期间和之后将驾驶员需求扭矩维持在恒定水平。因此，当汽缸被重新激活时，重新激活汽缸的所需空气充气以及因此的歧管压力(MAP)可以降低(因为目前将有更大数量的汽缸正在运转)以维持恒定的发动机扭矩输出。为了获得所需较低空气充气，在准备转变期间可以逐渐减小节气门开度。在实际转变时，即，在汽缸重新激活时，节气门开度可以被基本减小成获得所需空气流。这允许在转变期间减少空气充气而不引起发动机扭矩的急剧下降，同时允许空气充气和MAP水平在汽缸重新激活开始时立即降低至所需水平。附加地或替代地，火花正时可以被延迟以维持所有汽缸上的恒定扭矩，从而减少汽缸扭矩扰动。当重新建立足够的MAP时，可以恢复火花正时并重新调节节气门位置。除了节气门和火花正时调节，气门正时也可以被调节以补偿扭矩扰动。在932后例程900结束。

注意，当相对转速(或负荷或其他此类参数)被指示为高或低时，指示涉及与可用转速(或对应的负荷或其他此类参数)比较的相对转速。因而，低发动机负荷或转速可以分别相对于中等和高发动机负荷或转速是较低的。高发动机负荷和转速可以分别相对于中等(或中度)和低发动机负荷或转速是较高的。中等或中度发动机负荷和转速可以分别相对于高或非常高发动机负荷和转速是较低的。另外，中等或中度发动机负荷和转速可以分别相对于低发动机负荷和转速是较大的。

现在转向图11，其示出以发动机负荷-发动机转速绘图为特征的示例映射图1120、1140和1160。特别地，映射图指示在发动机转速和发动机负荷的不同组合时可用的不同发动机运转模式。每个映射图示出沿x轴线绘制的发动机转速和沿y轴线绘制的发动机负荷。线1122代表给定发动机能够在给定转速下运转的最高负荷。区域1124指示用于四缸发动机(诸如前述的发动机10)的四缸非VDE模式。区域1148指示具有标准进气持续时段的三缸VDE模式并且区域1126指示用于四缸发动机的两缸VDE模式。

映射图1120描绘第一版本的四缸发动机的示例，其中单独可用的VDE模式是两缸模式VDE选择(与本公开的实施例不同)。两缸模式(区域1126)可以被主要用在低发动机负荷和中度发动机转速期间。在所有其他发动机转速-发动机负荷组合中可以使用非VDE模式(区域1124)。如在映射图1120中所观察的，相对于代表非VDE模式的区域(区域1124)，区域1126占据线1122下方的较小部分区域。因此，使用两个可用模式(VDE和非VDE)运转的发动机可以提供优于没有可变排量的发动机的相对小的燃料经济性的改善。另外，由于这两种模式之间的转变涉及激活或停用四个汽缸中的两个，所以会需要更侵入性的控制(例如，与对节气门和气门正时的调节一起的对火花正时的较大改变)以补偿这些转变期间的扭矩扰动。如前所述，第一版本的四缸发动机由于增加的NVH问题会不提供以三缸模式运转的选择。

映射图1140描绘了用于本公开的一种实施例的发动机运转的示例，例如，图2、图4和图5的发动机10。这里，发动机可以以两个可用VDE模式之一运转，从而增加燃料经济效益以优于关于映射图1120描述的第一版本选择。在中度发动机转速时的低发动机负荷期间，发动机可以以两缸VDE模式运转，如映射图1120的示例中。另外，在低负荷-低转速状况期间、在中度负荷-中度转速状况期间以及在中度负荷-高转速状况期间，发动机可以以三缸VDE模式运转。在非常高的转速状况时在所有的负荷和在非常高的负荷状况时在所有发动机转速，均可以利用非VDE模式运转。

从映射图1140应当认识到，图2、图4和图5的示例发动机可以大体以三缸或两缸模式运转。仅在高负荷和非常高的发动机转速状况期间可以选择非VDE模式。因此，可以实现相对较高的改善的燃料经济性。如前所述，发动机可以以具有均匀点火地三缸或两缸模式运转从而允许降低的NVH问题。当以非VDE模式运转时，可以利用不均匀点火样式，这可以产生明显的排气音调(exhaustnote)。

应当进一步认识到在图2、图4和图5的发动机10的实施例中，较大部分的运转模式转变可以包括从两缸VDE模式向三缸VDE模式转变或从三缸VDE模式向非VDE模式转变。另外，包括从四缸非VDE模式向两缸VDE模式的转变(且反之亦然)的较少转变可以发生。因此，在关于图2、图4和图5描述的发动机10的示例实施例中可以实现发动机控制的较平稳且较容易的转变。总之，由于降低的NVH和较平稳的发动机控制，可以增强驾驶性能。

映射图1160图示说明了用于示例发动机(例如图2、图4和图5的发动机10)的替代发动机运转。这里，两缸VDE模式的选择不可用而发动机可以主要以均匀点火三缸VDE模式运转。例如，三缸VDE模式可以在低负荷状况在低、中度和高转速期间以及在中度负荷状况在低、中度和高转速期间是可运转的。只有在包括非常高的发动机转速、高负荷或非常高的发动机负荷的状况下作出向非VDE模式的转变。在映射图1160示出的示例中，在非VDE模式和VDE模式之间的转变可以被显著地减少，从而减轻NVH并实现更平稳的发动机控制。另外，在发动机10的示例中，仅仅一个汽缸可以包括提供成本降低的停用/减活机构(deactivationmechanism)。与映射图1140的发动机运转示例相比可以相对降少燃料经济效益。

图11的映射图1180描绘了用于替代发动机实施例的发动机运转示例，该替代发动机实施例将关于图14、图15和图16被进一步描述。

现在转向图10，其描述了用于基于发动机负荷和发动机转速状况确定发动机运转模式的转变的例程1000。具体地，发动机可以从非VDE模式向两种VDE模式之一转变且反之亦然，并且也可以在两种VDE模式之间转变。

在1002处，可以确定当前运转模式。例如，四缸发动机可以以非VDE全缸模式、三缸VDE模式或两缸VDE模式运转。在1004处，可以确定发动机是否处于四缸模式。若否，则例程1000可以移动至1006以确定发动机运转的当前模式是否为三缸VDE模式。若否，则例程1000可以在1008处确定发动机是否以两缸VDE模式运转。若否，则例程1000返回1004。

在1004处，如果确认存在发动机运转的非VDE模式，则例程1000可以继续至1010以确认发动机负荷和/或发动机转速是否已经降低。如果现有的发动机运转模式是非VDE模式且四个汽缸全部被激活，则发动机可以经历高或非常高的发动机负荷。在另一种示例中，发动机运转的非VDE模式可以响应于非常高的发动机转速。因而，如果发动机正经历高发动机负荷以非VDE模式运转，则运转模式的变化可以随着负荷的降低发生。发动机转速的降低也可以使其向VDE模式转变。发动机负荷或转速的增加可以不改变运转模式。

如果确认负荷和/或转速的降低还未发生，则在1012处，可以维持现有的发动机运转模式并且例程1000结束。然而，如果确定发动机负荷和/或转速的降低已发生，则例程1000前进至1014以确定发动机负荷和/或转速的降低是否使其适于以三缸模式运转。如之前关于图11的映射图1140所描述的，向中度负荷-中度转速状况以及向中度负荷-高转速状况的转变可以使发动机以三缸VDE模式运转。应当认识到，向三缸VDE模式的转变也可以发生在低转速-低负荷状况期间，如图11的映射图1140所示。因此，如果确认现有的负荷和/或转速状况使得向三缸模式转变，则在1016处，可以发生向三缸模式的转变。另外，四个汽缸的汽缸1可以被停用，同时维持剩余的三个汽缸激活。此外，剩余的三个汽缸可以彼此间隔大约240CA度继续被点火。然后例程1000可以结束。

如果在1014处确定发动机负荷和/或发动机转速的降低不适于以三缸模式运转，则例程1000继续至1018以确认发动机负荷和/或发动机转速的降低使发动机以两缸模式运转。如图11的映射图1140所描绘的，具有中度发动机转速的低发动机负荷可以使能两缸VDE模式。如果发动机负荷和/或发动机转速不适于两缸模式，则例程1000返回1010。否则，在1020处，可以通过停用汽缸3和4同时维持汽缸1和2处于激活状况，来完成从非VDE模式向两缸VDE模式的转变。汽缸1和2可以以其间360CA度间隔被点火。然后例程1000结束。

返回1006，如果确认当前发动机运转模式是三缸VDE模式，则例程1000继续至1022以确定发动机负荷是否已经增加或发动机转速是否非常高。如映射图1140所示，如果发动机转速非常高，则发动机可以以全缸模式运转。如果现有的运转模式是三缸模式，则发动机可以已经在之前经历了中度负荷-中度转速状况或中度负荷-高转速状况。替代地，发动机可以处于低负荷-低转速状况。因此，随着发动机负荷的增加或发动机转速的显著增加可以发生从现有模式的转变。如果在1022处确定发动机负荷的增加和/或非常高的发动机转速，则例程1000前进至1024以转变至非VDE模式。因此，汽缸1可以被激活以便以不均匀点火的四缸模式运转发动机。

如果在1022处未确定发动机负荷的增加和/或非常高的发动机转速，则例程1000可以在1026处确认发动机负荷的降低或发动机转速的变化是否已发生。如之前所解释的，如果发动机之前已在中度负荷-中度转速状况运转，则负荷的降低可以使能向两缸VDE模式的转变。在另一种示例中，如果现有低负荷-低转速状况改变成低负荷-中度转速状况，则也可以发起向两缸VDE模式的转变。在又一种示例中，从低负荷-高转速状况向低负荷-中度转速状况的转变也可以使能发动机以两缸VDE模式运转。如果未确定转速的变化和/或负荷的降低，则例程1000前进至1012，在1012处可以维持现有的发动机运转模式。然而，如果发动机负荷的降低或发动机转速的变化被确认，则例程1000继续至1027以确定转速的变化和/或负荷的降低是否适于发动机以两缸模式运转。例如，控制器可以确定现有转速和/或负荷是否落入映射图1140的区域1126内。若是，则发动机运转可以在1028处转变至两缸VDE模式。这里，汽缸3和4可以被停用而汽缸1可以被激活同时汽缸2被维持在激活模式。如果发动机负荷的降低和/或发动机转速的变化不能使其能够以两缸模式运转，则例程1000继续至1012，在1012处现有的发动机运转模式可以被维持。

返回1008，如果确认当前发动机运转模式是两缸VDE模式，则例程1000继续至1030以确定发动机负荷是否已增加或发动机转速是否已改变。如果现有的运转模式是两缸模式，则发动机可以已经经历了在中度发动机转速处的低至中度发动机负荷。因此，随着发动机负荷的增加，可以发生从现有模式的转变。负荷的降低可以不改变发动机运转模式。另外，如果发动机转速降至低转速或增加至高(或非常高)转速，则也可以发生从现有模式的变化。如果发动机负荷的增加和/或发动机转速的变化在1030处未被确认，则例程1000前进至1032以维持现有的两缸VDE模式。

如果发动机负荷的增加和/或发动机转速的变化在1030处被确认，则例程1000可以继续至1034以确定发动机负荷和/或发动机转速是否使其能够向三缸VDE模式的转变。例如，发动机负荷可以是中度水平以使其能够向三缸VDE模式转变。若是，则在1036处发动机运转可以被转变至三缸VDE模式。另外，汽缸3和4可以被激活并且汽缸1可以被停用同时汽缸2被维持在激活模式。如果发动机负荷和/或发动机转速不适于发动机以三缸模式运转，则例程1000可以继续至1038以确定发动机负荷和/或发动机转速是否使发动机能够以四缸模式运转。例如，发动机负荷可以非常高。在另一种示例中，发动机转速可以非常高。若是，则在1040处，汽缸3和4可以被激活且发动机可以被转变至非VDE运转模式。例程1000然后可以结束。如果发动机负荷的增加和/或转速的变化不足以以全缸模式运转发动机，则例程1000可以返回1030。

因而，控制器可以基于发动机转速和发动机负荷的现有组合来确定发动机运转模式。可以利用映射图(诸如示例映射图1140)来决定发动机模式转变。另外，如关于图11的映射图1160所提到的，在一些示例中，可用发动机运转模式可以是三缸模式或非VDE模式。控制器可以被配置成执行例程(诸如图9和图10的例程)以便基于发动机负荷-发动机转速映射图确定发动机运转模式和在两种模式之间的转变。通过以两种可用模式之一运转发动机，发动机运转的转变可以被减少，从而提供扭矩扰动的降低和更平稳的发动机控制。

现在转向图18，其图示说明了描绘发动机(诸如发动机10)中从非VDE模式向VDE模式的示例转变的映射图1800。映射图1800在曲线1802处描绘了扭矩需求、在曲线1804处描绘了发动机运转模式(两缸VDE模式、三缸VDE模式以及非VDE模式)、在曲线1806处描绘了汽缸1的激活状态、在曲线1808处描绘了汽缸3和4的激活状态、在曲线1810处描绘了节气门位置以及在曲线1812处描绘了火花提前。所有以上参数按x轴线上的时间被绘制。具体地，曲线1812示出供应至激活汽缸的火花延迟。还应当认识到，在所有的发动机运转模式中，汽缸2总是被维持激活且是操作的。为了进一步详细阐述，这里的汽缸1可以是图2的汽缸31，汽缸2可以是图2的汽缸33，汽缸3可以是图2的汽缸35，并且汽缸4可以是图2的汽缸37。

在t0处，由于中度扭矩需求，发动机可以以三缸VDE模式运转。因此，汽缸1可以被停用而汽缸2、3和4是激活的并以240CA度的均匀点火间隔点火。另外，节气门可以处于在开启和关闭之间的位置，而火花提前可以处于提供所需扭矩的正时。在t1处，扭矩需求可以大幅增加。例如，当车辆正在加速以与高速公路上的其他车辆会合时，可以发生增加的扭矩需求。响应于扭矩需求的大幅增加，发动机可以转变至全缸或非VDE模式(曲线1804)以提供所需扭矩并因此，汽缸1可以被激活。另外，节气门可以被调节至完全开启位置以允许较大的空气流，同时火花正时可以被维持在其原始设定(例如，在t0处的正时)。

在t2处，扭矩需求大幅下降。例如，在会合到高速公路上后，车辆可以获得巡航速度，从而允许发动机转速和发动机负荷的降低。响应于扭矩需求的降低和发动机转速和负荷的降低，发动机可以被转变至两缸VDE模式。另外，汽缸3和4可以被停用，而汽缸1保留在其激活且运转状态。此外，节气门可以被移动至更关闭的位置。在t2和t3之间，节气门可以朝向更关闭的位置调节。也可以应用火花延迟以使扭矩能够降低(曲线1812)。如图18所示，火花提前正好在t2处的转变之前可以被降低以在改变至两缸模式之前减小非VDE模式的扭矩。以此方式，在转变至两缸VDE模式之后点火的两个激活的汽缸中的每个的扭矩能够被增加，使得由发动机输送的总扭矩不突然下降，而是平稳变化。一旦转变完成，则可以恢复火花正时。

在t3处，基于发动机负荷的增加，扭矩需求可以稍微增加且发动机可以被转变至三缸模式。因此，汽缸1可以被停用，并且汽缸3和4可以被同时重新激活。另外，节气门位置可以被稍微调节以允许更多空气流以满足扭矩需求的增加。为了减小扭矩的快速上升，在t3处可以延迟火花正时。应当观察到在t3处应用的火花延迟可以小于在t2处应用的火花延迟。一旦获得所需扭矩，则可以恢复火花正时。

以此方式，除了全缸(或非VDE)模式之外且补充全缸(或非VDE)模式，四缸发动机还可以以三缸VDE模式、两缸VDE模式运转以获取燃料经济效益。这里描述的系统可以包含：发动机，发动机包括以直列式布置的四个汽缸，其中四个汽缸中的三个能够停用；具有四个曲柄销的曲轴；以与曲轴相反的方向旋转的单个平衡轴；以及被配置成具有储存在永久性存储器中的计算机可读指令的控制器，该计算机可读指令用于在第一状况期间停用三个能够停用的汽缸中的两个并经由激活具有均匀点火的两个剩余的汽缸运转发动机。第一状况可以包括低发动机负荷状况。如之前关于来自图2、图4和图5的发动机10的示例的描述，汽缸31、35和37可以能够停用，同时汽缸33可以不能够停用。在低发动机负荷状况期间，因此，汽缸35和37可以被停用，而汽缸31和33可以被激活且以360曲柄角度间隔均匀点火。

在第二状况期间，控制器也可以被配置用于停用三个能够停用的汽缸中的一个，并经由激活具有均匀点火的剩余的三个汽缸运转发动机。这里，第二状况可以是中等发动机负荷，并且发动机10的汽缸31可以被停用，同时汽缸33、35和37被激活以便以三缸模式运转发动机。另外，激活的三个汽缸(33、35和37)可以以大约240曲柄角度彼此间隔开地被点火。在另一种示例中，第二状况可以包括怠速状况。

在第三状况期间，控制器可以被配置成用于在所有汽缸被激活且具有至少一个不均匀点火汽缸的情况下运转发动机。这里，所述至少一个不均匀点火汽缸可以仅是示例发动机10的汽缸31并且第三状况可以包括高和非常高发动机负荷状况。另外，当所有的汽缸被激活时，第一汽缸(例如，发动机10的汽缸35)可以在120度曲柄旋转处被点火，第二汽缸(例如，发动机10的汽缸33)可以在点火第一汽缸后240度曲柄旋转处被点火，第三汽缸(例如，发动机10的汽缸37)可以在点火第二汽缸后240度曲柄旋转处被点火，并且第四汽缸(例如，发动机10的汽缸31)可以在点火第三汽缸后以120度曲柄旋转处被点火。

示例系统中的曲轴可以包括彼此间隔120度定位的第二曲柄销、第三曲柄销和第四曲柄销。曲轴可以进一步包括邻近第二曲柄销定位并与第二曲柄销对齐的第一曲柄销。

现在转向图12，其描绘了其中具有用于发动机10的对称排气布局的集成排气歧管(IEM)的实施例。发动机部件包括汽缸31、33、35和37、VCT系统202、包括凸轮轴和凸轮的CPS系统204、涡轮增压器290、排放控制设备70、增压空气冷却器90，这些部件与图2和图4中的部件相同。从汽缸至涡轮增压器的的排气布局与图2和图4示出的排气布局不同。

发动机10被图示为具有IEM1220，其被配置成将燃烧产物从汽缸31、33、35和37排出。IEM1220可以包括排气流道1239、1241、1243和1245，每个排气流道均选择性地与相应的汽缸经由该汽缸的一个或更多个排气道和排气门连通。另外，成对排气流道可以被合并在IEM1220内以形成两个集气室。如图12的示例所示，排气流道1239和1241可以在Y型联接点1250处合并到第一集气室1223内。排气流道1243和1245可以在Y型联接点1270处合并到第二集气室1225内。第一集气室1223和第二集气室1225可以彼此不连通。

分离排气歧管可以被集成在汽缸盖内以形成IEM1220。因此，排气流道1239、1241、1243和1245以及排气集气室1223和1225也可以被集成在IEM1220内。此外，排气流道1239和排气流道1241可以在Y型联接点1250处合并到IEM1220内，使得第一集气室1223源于IEM1220内。同样，排气流道1243和1245可以在Y型联接点1270处连结到IEM1220内，使得第二集气室1225源于IEM1220内。

为了进一步详细阐述，排气流道1239可以经由排气道20被流体地耦接至汽缸31，而排气流道1241可以经由排气道22与汽缸33流体连通。通过连结排气流道1239和1241形成的第一集气室1223因而可以流体地耦接至汽缸31和33。类似地，排气流道1243可以经由排气道24被流体地耦接至汽缸35，而排气流道1245可以经由排气道26流体地与汽缸37连通。通过连结排气流道1243和1245形成的第二集气室1225因而可以流体地耦接至汽缸35和37。如图12(以及图2和图4)所示，来自汽缸31和33的排气流道可以不与来自汽缸35和37的排气流道连通。另外，第一集气室1223和第二集气室1225可以被完全隔开，使得来自一个汽缸的反吹不危害在点火顺序中毗连的另一汽缸内的燃烧。第一和第二集气室(分别1223和1225)也可以延伸到IEM1220的外部。因而，第一集气室1223和第二集气室1225可以是用于排放到IEM1220外部的唯一出口。

如图12所描绘的，在IEM1220的外部，第一集气室1223可以将来自汽缸31和33的排气输送至排气涡轮92的第一涡管71，而第二集气室1225可以将来自汽缸35和37的排气经由通道61导向排气涡轮92的第二涡管73。因此，第一涡管71可以仅流体地耦接至第一集气室1223并且第二涡管73可以仅流体地耦接至第二集气室1225。

如在图2和图4的实施例中，废气门69可以被包括在旁路通道67中以允许第一集气室1223中的排气经由通道65绕过排气涡轮92。第二集气室1225中的排气可以经由通道63绕过排气涡轮92并经过废气门69。

以此方式，系统可以包含集成排气歧管(IEM)、四个汽缸构成的直列组，其中两个外部汽缸(汽缸31和37)在两个内部汽缸(汽缸33和35)的两侧。每个汽缸可以与IEM的四个排气流道之一流体连通，第一外部汽缸(汽缸31)和第一内部汽缸(汽缸33)的排气流道合并入IEM1220内的第一集气室1223内，并且第二外部汽缸(汽缸37)和第二内部汽缸(汽缸35)的排气流道合并入IEM1220内的第二集气室1225内。系统还可以包括具有双涡管排气涡轮92的涡轮增压器，其中涡轮的第一涡管71与第一集气室1223但不与第二集气室1225流体连通，并且涡轮的第二涡管73与第二集气室1225但不与第一集气室1223流体连通。另外，如图12所示范的，第一和第二集气室可以是IEM的唯一排气出口并可以在IEM内不彼此流体连通。

具有集成排气歧管的非对称排气布局(诸如图13中所示)可以是图12的实施例的替代。这里，如在图4中，来自汽缸31的排气可以被隔开并导向排气涡轮的第一涡管71。同时，来自汽缸33、35和37的排气可以被混合并导向排气涡轮92的第二涡管73。图13的实施例与图4的实施例的不同之处主要与IEM1220的存在有关。所有其他特征(包括点火模式和排气脉冲之间的间隔)可以与图4的实施例相同。

排气流道1339可以经由排气道20疏散来自汽缸31的排气并流体地与第一集气室1323连通，以将排气脉冲引导至排气涡轮92的第一涡管71。经由排气道22从汽缸33接收燃烧气体的排气流道1341可以与排气流道1343合并，排气流道1343经由排气道24从汽缸35接收排气。另外，经由排气道26从汽缸37接收排气的排气流道1345可以与排气流道1341和1343在Y型联接点1370处合并以形成第二集气室1325。第二集气室1325可以将来自汽缸33、35和37的排气经由通道1361引导至排气涡轮92的第二涡管73。

以此方式，可以提供集成排气歧管(IEM)来降低发动机重量、表面积和生产成本。通过降低发动机重量，除了如之前讨论的通过以三缸VDE模式运转发动机实现的那些优点外，还可以增加燃料经济效益。此外，当使用IEM时涡轮增压器可以更靠近汽缸被定位从而使得要被排入涡轮的较热的排气能够使得排气控制设备的更快暖机。

现在转向图14，其描绘了可以主要以适用较宽范围的发动机负荷和发动机转速的三缸模式运转的发动机10的附加实施例。具体地，图14的实施例中的发动机可以包括四个汽缸中的单个汽缸能够停用，其与图2、图4和图5的包括三个能够停用的汽缸的发动机不同。另外，图14的当前实施例中的剩余的三个汽缸可以被配置成在特定工况期间以早期进气门关闭运转。因此，之前关于图2和图12描述的多个发动机部件(诸如涡轮增压器290、排放控制设备70等)可以与图14中的相同。这里将描述不同的部件。

如在之前的实施例中，图14的发动机10包括四个汽缸：第一外部汽缸31、第一内部汽缸33、第二内部汽缸35和第二外部汽缸37。在描绘的示例中，汽缸31能够停用但汽缸33、35和37可以不能够停用。集成排气歧管(IEM)1220可以帮助向涡轮增压器290排放燃烧产物。以下将描述汽缸的进一步的细节。可以包括可变凸轮正时(VCT)系统202和凸轮廓线变换(CPS)系统204以分别使发动机能够以可变气门正时运转和使得可变凸轮廓线能够变换。

发动机10的每个汽缸被描绘为具有两个进气门和两个排气门。另一些实施例可以包括更少气门或附加气门。每个进气门可在开启位置和关闭位置之间致动，开启位置允许进气空气进入对应的汽缸，关闭位置基本阻止进气空气从对应的汽缸流出。图14图示说明正由公共进气凸轮轴218致动的进气门I1-I8。进气凸轮轴218包括被配置成控制进气门的开启和关闭的多个进气凸轮。每个进气门可以由两个进气凸轮控制，这将在以下进一步描述。在一些实施例中，可以包括一个或更多个附加进气凸轮以控制进气门。另外，进气致动器系统可以使得能够控制进气门。

每个排气门可在开启位置和关闭位置之间致动，开启位置允许排气排出对应的汽缸，关闭位置基本将气体保留在对应的汽缸内。图14示出由公共排气凸轮轴224致动的排气门E1-E8。排气凸轮轴224包括被配置成控制排气门的开启和关闭的多个排气凸轮。在描绘的实施例中，汽缸33、35和37的每个排气门可以由单个排气凸轮控制，这将在以下进一步描述。在一些实施例中，可以包括一个或更多个附加排气凸轮以控制排气门。另外，排气致动器系统可以使得能够控制排气门。

图14的发动机10可以是可变排量发动机，其中，如果期望的话，四个汽缸中仅一个汽缸212可以经由一个或更多个机构而被停用。如前所述，汽缸31在该实施例中是包括停用机构的唯一汽缸。单个汽缸(汽缸31)的进气门和排气门可以经由变换挺柱、变换摇杆或变换液压滚柱指轮从动件以VDE模式的发动机运转被停用。

如在图2的示例中，图14的汽缸31包括被布置在公共进气凸轮轴218上的每个进气门的第一进气凸轮和第二进气凸轮，以及定位在公共排气凸轮轴224上的每个排气门的第一排气凸轮和第二排气凸轮。第一进气凸轮可以具有用于开启进气门第一进气持续时段和第一气门升程的第一凸轮凸角廓线。在图14的示例中，汽缸31的第一进气凸轮C1和C2可以分别开启进气门I1和I2类似持续时段和升程。第二进气凸轮(N1和N2)被描绘为空凸轮凸角，该空凸轮凸角可以具有维持其对应的进气门I1和I2处于关闭位置的廓线。因而，当汽缸31以VDE模式被停用时空凸轮凸角N1和N2可以帮助停用相应的进气门。

类似于进气门，汽缸31的特征在于第一排气凸轮和第二排气凸轮被布置在公共排气凸轮轴224上。第一排气凸轮可以具有提供第一排气持续时段和第一排气门升程的第一凸轮凸角廓线。汽缸31的第一排气凸轮C3和C4可以具有类似的第一凸轮凸角廓线，其开启对应的排气门E1和E2给定持续时段和升程。在另一些示例中，由凸轮C3和C4提供的排气持续时段和升程可以是类似的或可以是不同的。第二排气凸轮N3和N4被描绘为空凸轮凸角，该空凸轮凸角可以具有维持其对应的排气门E1和E2在一个或更多个发动机循环其间处于关闭位置的廓线。因而，在VDE模式期间，空凸轮凸角N3和N4可以帮助停用汽缸31中的相应的排气门。

如前所述，另一些实施例可以包括本领域已知的用于停止汽缸中的进气和排气门的不同机构。一些实施例可以不利用空凸轮凸角来停用。

图14的实施例中的汽缸33、35和37可以是不可使能停用的发动机10以在宽范围的发动机转速和负荷上主要以三缸模式运转。然而，在较轻发动机负荷期间，这三个汽缸可以以早期进气门关闭(EIVC)运转以利用由降低的泵送损失导致的燃料经济效益。

因此，汽缸33、35和37中每个可以包括布置在公共进气凸轮轴218上的每个进气门的第一进气凸轮和第二进气凸轮，以及定位在公共排气凸轮轴224上的每个排气门的单个排气凸轮。这里，第一进气凸轮可以具有第一凸轮凸角廓线以用于开启进气门第一进气持续时段和第一进气门升程。用于汽缸33、35和37的第一进气凸轮可以具有与汽缸31中的第一进气凸轮相同的廓线。在另一些示例中，凸轮可以具有不同的廓线。另外，在图14的描绘的示例中，第二进气凸轮可以具有第二凸轮凸角廓线以用于开启进气门第二进气持续时段和升程。第二进气持续时段可以是较短的进气持续时段(例如，短于第一进气持续时段)和较低进气门升程(例如，低于第一进气门升程)。

为了详细阐述，汽缸33的进气门I3和I4可以由对应的第一进气凸轮C5和C6或由对应的第二进气凸轮L5和L6致动。另外，汽缸35的进气门I5和I6可以由对应的第一进气凸轮C9和C10或由对应的第二进气凸轮L9和L10致动，并且汽缸37的进气门I7和I8可以由对应的第一进气凸轮C13和C14或由对应的第二进气凸轮L13和L14致动。第一进气凸轮C5、C6、C9、C10、C13和C14可以具有第一凸轮凸角廓线，从而提供第一进气持续时段和第一进气门升程。第二进气凸轮L5、L6、L9、L10、L13和L14可以具有第二凸轮凸角廓线以用于开启对应的进气门不同于第一进气持续时段的第二进气持续时段和不同于第一进气门升程的第二进气门升程。在描绘的示例中，由第一进气凸轮C5、C6、C9、C10、C13和C14提供的第一进气持续时段可以长于由第二进气凸轮L5、L6、L9、L10、L13和L14提供的第二进气持续时段。此外，由第一进气凸轮C5、C6、C9、C10、C13和C14提供的第一进气门升程可以高于由第二进气凸轮L5、L6、L9、L10、L13和L14提供的第二进气门升程。

在一种示例中，对于给定汽缸由第二进气凸轮提供的升程和持续时段可以是类似的。例如，由汽缸35的第二进气凸轮L9和L10中的每个提供的第二进气持续时段和第二气门升程中的每个可以是相同的。为了详细阐述，由第二进气凸轮L9提供的用于进气门I5的进气持续时段可以与由第二进气凸轮L10提供的用于进气门I6的进气持续时段相同。在另一些示例中，第二进气凸轮的升程和持续时段对于给定汽缸可以是不同的。例如，第二进气凸轮L5可以具有比第二进气凸轮L6更低的升程和更短的持续时段以便在进气事件期间在汽缸33中诱导漩涡。同样，汽缸35的第二进气凸轮L9和L10可以具有彼此不同的廓线，并且汽缸37的第二进气凸轮L13和L14可以具有相对于彼此不同的廓线。

汽缸33、35和37的排气门E3-E8中的每个可以由具有第一凸轮廓线的单个排气凸轮致动，其中该第一凸轮廓线提供第一排气持续时段和第一排气升程。如图14所描绘的，凸轮C7和C8可以致动汽缸33的对应的排气门E3和E4，凸轮C11和C12可以致动汽缸35的对应的排气门E5和E6，并且排气凸轮C15和C16可以致动汽缸37的对应的排气门E7和E8。用于与汽缸33、35和37关联的排气凸轮的第一凸轮廓线可以与汽缸31中的第一排气凸轮C3和C4的第一排气凸轮廓线相同。在另一些示例中，用于排气凸轮的凸轮凸角廓线可以不同。

进气门中的每个可以由运转地耦接至控制器12的对应的致动器系统致动。如图14中所示，汽缸31的进气门I1和I2可以经由致动器系统A2被致动，汽缸33的进气门I3和I4可以经由致动器系统A4被致动，汽缸35的进气门I5和I6可以经由致动器系统A6被致动，并且汽缸37的进气门I7和I8可以经由致动器系统A8被致动。另外，排气门中的每个可以由运转地耦接至控制器12的对应的致动器系统致动。如所描绘的，汽缸31的排气门E1和E2可以经由致动器系统A1被致动，汽缸33的排气门E3和E4可以经由致动器系统A3被致动，汽缸35的排气门E5和E6可以经由致动器系统A5被致动，并且汽缸37的排气门E7和E8可以经由致动器系统A7被致动。

另一些实施例可以包括减少的致动器系统或致动器系统的不同组合而不脱离本公开的范围。例如，每个汽缸的进气门和排气门可以由单个致动器致动。

CPS系统204可以被配置成纵向地平移进气凸轮轴218的特定部分，从而导致进气门I1-I8的运转在对应的第一进气凸轮和第二进气凸轮之间(或用于汽缸31的空凸轮)变化。

在图14中所描绘的可选实施例(虚线)中，其中致动器系统A2、A4、A6和A8包括摇臂以致动第一和第二进气凸轮，CPS系统204可以运转地耦接至螺线管S1和螺线管S2，这些螺线管进而可以运转地耦接至致动器系统。这里，摇臂可以由电动或液压装置经由螺线管S1和螺线管S2致动以跟随第一进气凸轮或第二进气凸轮。如所描绘的，螺线管S1仅仅被运转地耦接至致动器系统A2(经由1412)而并没有被运转地耦接至致动器系统A4、A6和A8。同样，螺线管S2被运转地耦接至致动器系统A4(经由1422)、A6(经由1424)和A8(经由1426)而没有被运转地耦接至致动器系统A2。

应当认识到，尽管图14未示出，不过螺线管S1和S2也可以运转地耦接至致动器系统A1、A3、A5和A7以致动对应的排气凸轮。为了详细阐述，螺线管S1可以仅仅被运转地耦接至致动器系统A1而没有被运转地耦接至致动器系统A3、A5和A7。另外，螺线管S2可以被运转地耦接至致动器系统A3、A5和A7而没有被运转地耦接至A1。这里，摇臂可以由电动或液压装置致动以跟随第一排气凸轮或第二空凸轮。替代地，CPS系统204可以被配置成纵向地平移排气凸轮轴224的特定部分，从而导致排气门E1-E2的运转在对应的第一排气凸轮和第二空凸轮之间变化。

螺线管S1可以经由致动器系统A2中的摇臂控制汽缸31的进气门I1和I2的进气凸轮。如前所述，尽管图14未示出，不过螺线管S1也可以控制汽缸31的排气门E1和E2，这些排气门可以与进气门I1和I2同时被停用。用于螺线管S1的默认位置可以是关闭位置，使得运转地耦接至螺线管S1的摇臂被维持在无压未锁定位置，从而导致进气门I1和I2无升程(或零升程)。

螺线管S2可以分别控制汽缸33的进气门I3和I4、汽缸35的进气门I5和I6以及汽缸37的进气门I7和I8中的每对进气凸轮。螺线管S2可以经由对应的致动器系统A4、A6和A8中的摇臂控制汽缸33、35和37的进气门的进气凸轮。螺线管S2可以被维持在默认关闭位置，使得关联的摇臂被维持在无压锁定位置。

以此方式，CPS系统204可以在第一凸轮和第二凸轮之间变换，第一凸轮用于开启气门第一持续时段，第二凸轮用于开启气门第二持续时段。在给定示例中，CPS系统204可以在用于开启进气门第一较长持续时段的第一凸轮和用于开启进气门第二较短持续时段的第二进气凸轮之间变换汽缸33、35和37中的进气门的凸轮。CPS系统204可以在用于开启进气门第一持续时段的第一凸轮(其可以类似于汽缸33、35和37中的第一进气持续时段)和用于维持进气门关闭的第二空凸轮之间变换汽缸31中的进气门的凸轮。另外，CPS系统204可以在用于开启排气门第一持续时段的第一凸轮和用于维持排气门关闭的第二空凸轮之间仅变换汽缸31中的排气门的凸轮。在汽缸33、35和37的示例中，CPS系统204可以不变换排气门的凸轮，因为汽缸33、35和37被配置为每个排气门一个凸轮。

CPS系统204可以接收来自控制器12的信号以基于发动机工况在用于发动机10中的不同汽缸的不同凸轮廓线之间变换。例如，在高发动机负荷期间，发动机运转可以处于非VDE模式。这里，所有的汽缸可以被激活且每个汽缸中的进气门可以由其对应的第一进气凸轮致动。

在另一种示例中，在中等发动机负荷时发动机10可以以三缸模式运转。这里，CPS系统204可以被配置成使用其对应的第一进气凸轮致动汽缸33、35和37的进气门。同时，可以由CPS系统204经由使用对应的第二空凸轮致动其进气和排气门来停用汽缸31。在又一示例中，在低发动机负荷时，发动机10可以在早期进气门关闭的情况下以三缸模式运转。这里，CPS系统204可以被配置成使用其对应的第二进气凸轮致动汽缸33、35和37的进气门，其中所述第二进气凸轮提供较短的进气持续时段。

在包含带有摇臂(其中摇臂由电动或液压装置致动)的致动器系统的可选实施例中，发动机可以通过通电被耦接至汽缸33、35和37的螺线管S2以开启和致动对应摇臂以跟随具有较短持续时段的第二进气凸轮从而具有三个激活的汽缸和早期进气门关闭运转。在中等发动机负荷，螺线管S2可以被断电关闭使得对应的摇臂跟随在三个激活的汽缸(33、35和37)中的具有较长进气持续时段的第一进气凸轮。在两种VDE模式(具有早期进气门关闭和不具有早期进气门关闭)中，螺线管S1可以被维持在其默认位置。在非VDE模式，螺线管S1可以被通电开启使得对应的摇臂跟随汽缸31上的第一进气凸轮(和当可应用时的第一排气凸轮)，并且螺线管S2可以被断电关闭使得对应的摇臂跟随汽缸33、35和37中的具有较长进气持续时段的第一进气凸轮。因而，图14描述了包括以直列式布置的四个汽缸的发动机系统，其中每个汽缸可以具有至少一个进气门。单个汽缸(汽缸31)的一个(多个)进气门可以由两个凸轮中的一个致动，其中第一凸轮具有非零升程廓线并且第二凸轮具有零升程廓线。这里，第二凸轮可以是具有无升程或零升程廓线的空凸轮凸角。另外，剩余三个汽缸(汽缸33、35和37)的进气门中的每个可以由两个凸轮之一致动，其中两个凸轮具有非零升程廓线。因此，每个凸轮可以提升其对应的进气门至非零高度且致动汽缸33、35和37中的进气门或排气门的凸轮都不是空凸轮凸角。

图14中的实施例的发动机10可以以非VDE模式或VDE模式运转。在VDE模式期间，汽缸31可以通过停用其进气和排气门被禁用。这里，进气门I1和I2以及排气门E1和E2可以通过其各自的空凸轮凸角被致动(或关闭)。VDE模式可以是三缸模式。两种三缸VDE模式可以基于选择三个激活的汽缸中的第一进气凸轮或第二进气凸轮而可用于发动机10。具体地，第一三缸VDE模式可以包括经由使用第一凸轮凸角来致动汽缸33、35和37中的进气门中的每个而以较长进气持续时段运转发动机。在中等发动机负荷状况期间，发动机10可以以第一三缸VDE模式运转而不具有早期进气门关闭(EIVC)。第二三缸VDE模式可以包括通过使用第二凸轮凸角来致动汽缸33、35和37中的进气门中的每个而以较短进气持续时段运转发动机(例如，EIVC)。因此，第二三缸VDE模式可以包括EIVC并可以被用于在发动机怠速状况期间和低发动机负荷状况期间的发动机运转。如之前所陈述的，在两种VDE模式期间，可以停用汽缸31。CPS系统204可以在第一凸轮凸角和第二凸轮凸角之间变换以用于VDE模式中的进气门致动以便基于发动机工况使能第一三缸VDE模式或第二三缸VDE模式。

具体地，在第一三缸VDE模式期间，汽缸33、35和37中的进气门可以由第一凸轮C5、C6(用于进气门I3-I4)和C9、C10(用于进气门I5-I6)和C13、C14(用于进气门I7-I8)致动。在第二三缸VDE模式期间，汽缸33、35和37中的进气门可以被对应的第二凸轮L5、L6和L9、L10和L13、L14致动。

在非VDE模式中，CPS系统204可以转变至第一凸轮凸角以用于以较长进气持续时段和较高进气门升程致动所有汽缸中的所有进气门。在高或非常高发动机负荷状况期间可以利用非VDE模式。为了详细阐述，在非VDE模式期间，汽缸31中的进气门和排气门可以由凸轮C1、C2(用于I1-I2)和C3和C4(用于E1-E2)致动，而汽缸33、35和37中的进气和排气门可以由第一凸轮C5、C6(用于I3-I4)、C7、C8(用于E3-E4)、C9、C10(用于I5-I6)、C11、C12(用于E5-E6)、C13、E14(用于I7-I8)、C15和C16(用于E7-E8)致动。

现在参考图15，映射图1500描绘了利用以上关于图14所述的在两个非零升程凸轮凸角之间的凸轮廓线变换的示例进气门和排气门运转。具体地，图15示出进气门(其可以是进气门I3-I8之一)和排气门(其可以是排气门E3-E8之一)相对于曲轴角的运转。

映射图1500图示说明沿着x轴线绘制的曲柄角度和沿y轴线绘制的以毫米(mm)为单位的气门升程。循环的排气冲程被示出大体在180度和360度曲柄角之间发生。随后，循环的常规进气冲程被示出大体在360度和540度曲柄角之间发生。常规进气冲程可以在第一凸轮致动汽缸33、35或37的进气门的情况下发生。

另外，如映射图1500中所示，排气门和进气门中的每个具有正升程，该正升程对应于气门正处于开启位置，因此使空气能够流出或流入燃烧室。在发动机运转期间，在进气冲程和排气冲程期间的升程量可以与图15示出的不同而不脱离本文所描述的示例的范围。

曲线1510描绘了汽缸33、汽缸35或汽缸37中的排气门的示例排气门正时、升程和持续时段。在180曲轴度之前，在近似120曲轴度处，排气门开启(EVO)可以开始，并且在近似380曲轴度处排气门关闭(EVC)可以结束。因此，排气持续时段可以近似为260曲轴度。在一种示例中，排气持续时段可以是250曲轴度。在另一种示例中，排气持续时段可以更长地在270曲轴度。在又一种示例中，排气持续时段可以正好为260曲柄角度。另外，排气门升程可以近似为9mm。

曲线1520描绘了用于由汽缸33、汽缸35或汽缸37中的第一凸轮致动的进气门的示例进气门正时、升程和持续时段。这里，进气门开启(IVO)可以在近似350曲轴度处开始而进气门关闭(IVC)可以发生在近似590曲轴度处。因此，当使用第一凸轮致动时的进气持续时段可以近似为240曲柄角度。在一种示例中，进气持续时段可以为230曲轴度。在另一种示例中，进气持续时段可以更长地是260曲轴度。在又一种示例中，进气持续时段可以正好为240曲轴度。另外，进气门升程可以近似为9mm。在一种示例中，进气门升程可以是8mm，而在另一种示例中，进气门升程可以是10mm。在又一种示例中，进气门升程可以正好为9mm。进气和排气门升程可以与本文陈述的不同而不脱离本文的示例的范围。

曲线1530描绘了用于由汽缸33、汽缸35或汽缸37中的第二凸轮致动的进气门的示例进气门正时、升程和持续时段。这里，进气门开启(IVO)可以在大约与曲线1520中的相同时间开始，例如，在近似350曲轴度。然而，进气门可以被更早关闭并且早期进气门关闭(EIVC)可以发生在近似470曲轴度。因此，当以第二凸轮致动时进气持续时段可以是近似120曲柄角度。在一种示例中，进气持续时段可以较短，例如110曲轴度。在另一种示例中，进气持续时段可以较长，例如140曲轴度。在又一示例中，进气持续时段可以正好为120曲柄角度。另外，进气门升程可以为近似3mm。在替代示例中，在EIVC期间的进气门升程可以在2mm至5mm之间改变。

如图15所描绘的，括号1572代表排气持续时段，括号1574代表使用第一凸轮的进气持续时段，并且括号1576代表使用第二凸轮致动的进气持续时段。如将观察到的，括号1576比括号1574短得多。如之前所描述的，使用第二凸轮致动的进气持续时段可以近似为120曲柄角度，这短于使用第一凸轮致动的进气持续时段，使用第一凸轮致动的进气持续时段可以近似为240曲柄角度。另外，使用第二凸轮的进气门升程低于使用第一凸轮的进气门升程。

现在转向图16，其示出用于确定带有发动机(诸如图14的示例发动机)的车辆中的运转模式的示例例程1600。具体地，具有早期进气门关闭(EIVC)的三缸VDE运转模式、无EIVC的三缸VDE运转模式或非VDE运转模式可以基于发动机负荷被选择。另外，这些运转模式之间的转变可以基于发动机负荷的变化被确定。例程1600可以由诸如发动机10的控制器12的控制器控制。

在1602处，该例程包括估计和/或测量发动机工况。这些工况可以包括(例如)发动机转速、发动机负荷、发动机扭矩、所需扭矩、歧管压力(MAP)、空燃比、质量空气流量(MAF)、升压压力、发动机温度、火花正时、进气歧管温度、爆震极限等。在1604处，该例程包括基于估计的发动机工况确定发动机运转模式。例如，发动机负荷可以是确定发动机运转模式的重要因素，发动机运转模式包括带有EIVC的三缸VDE模式、在常规基础进气持续时段处的不带有EIVC的三缸VDE模式或非VDE模式(或四缸模式)。在不带有EIVC的三缸模式中的常规基础进气持续时段可以长于在带有EIVC的三缸模式期间的进气持续时段。在另一种示例中，所需扭矩也可以确定发动机运转模式。对扭矩的较高需求可以包括以非VDE模式或四缸模式运转发动机。对扭矩的较低需求可以使发动机运转向VDE模式的转变成为可能。如稍后关于图11的映射图1180所详细阐述的，发动机转速和发动机负荷状况的组合可以确定发动机运转模式。

因此，在1606处，例程1600可以确定高(或非常高)发动机负荷状况是否存在。例如，当车辆爬升陡坡时发动机可以经历较高负荷。在另一种示例中，可以激活空调系统从而增加发动机上的负荷。如果确定存在高发动机负荷状况，则例程1600继续至1608以激活所有的汽缸并以非VDE模式运转。在图14的发动机10的示例中，在非VDE模式期间可以激活全部四个汽缸。因此，可以在非常高的发动机负荷和/或非常高的发动机转速期间选择非VDE模式。

在1610处，可以以如下顺序点火四个汽缸：1-3-2-4，其中汽缸2、3和4间隔大约240CA度点火，并且汽缸1在汽缸4和汽缸3之间大约中途点火。在该示例中，图14的汽缸31是汽缸1，图14的汽缸33是汽缸2，图14的汽缸35是汽缸3，并且图14的汽缸37是汽缸4。当所有汽缸被激活时，单个可停用汽缸1(汽缸31)可以在汽缸4和汽缸3之间近似中途处被点火。另外，汽缸4中的点火事件可以与汽缸3中的点火事件隔开240曲柄角度。因而，汽缸1可以在汽缸4被点火后近似120曲柄角度且在汽缸3被点火之前近似120曲柄角度被点火。此外，汽缸2可以在点火汽缸3后大约240曲柄角(CA)度被点火并且汽缸4可以在点火汽缸2后大约240曲柄角度被点火。因而，非VDE模式包括不均匀点火间隔(例如，120°-240°-240°-120°)，其中汽缸3在汽缸1后120CA度被点火，汽缸2在汽缸3后240CA度被点火，汽缸4在汽缸2后240CA度被点火，并且汽缸1在汽缸1后120CA度被点火。在非VDE模式中该顺序以与非VDE模式相同的点火间隔继续。

如果在1606处，确定高发动机负荷状况不存在，则例程1600前进至1612，在1612处可以确定低发动机负荷状况是否存在。例如，当在高速公路上行驶时，发动机可以以轻负荷运转。在另一种示例中，当车辆驶下斜坡时，较低发动机负荷可以发生。如果在1612处确定低发动机负荷状况，则例程1600继续至1614以便以带有EIVC的三缸VDE模式运转发动机。这里，汽缸1可以被停用。如关于图15所阐明的，带有EIVC的三缸模式可以包括使用对应的第二凸轮致动进气门。因此，三个激活的汽缸可以在1616处120曲柄角度的进气持续时段并且在1618处的3mm进气门升程被运转。此外，在1620处，这三个激活的汽缸(汽缸2、3和4)可以以240曲柄角度间隔被点火。然后例程1600可以前进至1632。

如果在1612处确定低发动机负荷状况不存在，则例程1600进行至1622，在1622处其可以确定发动机是否在中等负荷下运转。接下来，在1624处，发动机可以以不带有EIVC的三缸VDE模式运转，其中汽缸1可以被停用而汽缸2、3和4可以被激活。这里，激活的汽缸的进气门可以经由其对应的第一凸轮被致动。另外，在1626处，三个激活的汽缸中的进气持续时段可以是240曲柄角度，并且在1628处，进气门可以被提升大约9mm。另外，在1630处，三个激活的汽缸中的燃烧事件可以以间隔240曲柄角度而发生。

一旦选定发动机运转模式且开始在选定模式下运转发动机(例如，在1610、1624或1614之一处)，则在1632处，例程1600可以确定发动机负荷变化是否发生。例如，车辆可以结束爬升斜坡以到达水平公路，从而可以将现有的高发动机负荷降至中度负荷。在另一种示例中，车辆可以在高速公路上加速以超过其他车辆。这里，发动机负荷可以增加至中度或高负荷。如果在1632处确定负荷的变化未发生，则例程1600继续至1634以维持发动机运转处于选定模式。否则，发动机运转可以在1636处基于发动机负荷的变化转变为不同模式。关于图17将详细描述模式转变，图17示出用于基于确定的发动机负荷从现有的发动机运转模式转变至不同的运转模式的示例例程1700。

在1638处，可以调节各种发动机参数以使其能够平稳转变并降低转变期间的扭矩扰动。例如，当从VDE模式向非VDE模式转变时，进气节气门的开度可以被减小以允许MAP降低。由于点火汽缸的数目在从VDE模式向非VDE模式转变中会增加，所以至点火汽缸中每个的空气流且因而MAP会需要被减少以最小化扭矩扰动。因此，只要汽缸被重新激活，可以做出调整使得进气歧管可以被空气充满较少程度以实现将提供驾驶员需求扭矩的空气充气和MAP。因此，基于发动机运转参数的估计，发动机的节气门可以被调节以减少空气流和MAP至所需水平。附加地或替代地，火花正时可以被延迟以维持所有汽缸的恒定扭矩，从而降低汽缸扭矩扰动。当重新建立足够的MAP时，可以恢复火花正时并重新调节节气门位置。除了节气门和火花正时调节外，气门正时也可以被调节以补偿扭矩扰动。在1638后例程1600可以结束。

现在转向图11的映射图1180，其示出用于图14中的发动机的实施例的发动机转速-发动机负荷映射图。特别地，映射图1180指示在发动机转速和发动机负荷的不同组合时可用的不同发动机运转模式。映射图1180还示出沿x轴线绘制的发动机转速和沿y轴线绘制的发动机负荷。线1122代表给定发动机能够在给定转速下运转的最高负荷。区域1124指示用于四缸发动机(诸如前述的发动机10)的四缸非VDE模式。区域1148指示不带有EIVC的三缸VDE模式并且区域1182指示带有EIVC的三缸VDE模式。

映射图1180示出发动机运转的示例，其中发动机可以主要以两种可用的三缸VDE模式之一运转。两缸VDE模式选项对于图14的发动机10而言是不可用的。在低发动机负荷-低发动机转速期间、在低发动机负荷-中度发动机转速期间以及在低发动机负荷-高发动机转速期间，发动机10可以以带有EIVC的三缸VDE模式运转。在中等发动机负荷状况期间在除了非常高的转速之外的所有速度时，发动机运转模式可以被转变至不带有EIVC的三缸模式，如区域1148所示。在非常高转速状况的所有负荷和非常高负荷状况的所有发动机转速时，非VDE运转模式可以被利用。

从映射图1180应当认识到，图14的示例发动机可以大体以三缸模式运转。可以仅在高负荷和高发动机转速状况期间选择非VDE模式。因而，提高了燃料经济性同时降低了在三缸模式和非VDE模式之间转变的次数。在映射图1180所示的示例中，非VDE模式和VDE模式之间的转变可以被显著降低。通过减少发动机运转模式的转变，发动机控制可以更容易且由于这种转变的扭矩扰动可以被减弱。另外，在发动机10的示例中，单个汽缸可以被布置为能够停用从而使成本降低。与映射图1140的发动机运转示例相比燃料经济效益可以被相对降低。

因而，提供了用于发动机的方法，其包含：在第一状况期间，在单个汽缸被停用而剩余汽缸被激活第一进气持续时段的情况下运转发动机，在第二状况期间，在单个汽缸被停用而剩余汽缸被激活第二进气持续时段的情况下运转发动机，以及在第三状况期间，以所有汽缸被激活来运转发动机。这里，第一状况可以包括第一发动机负荷，第二状况可以包括第二发动机负荷，并且第三状况可以包括第三发动机负荷，使得第二发动机负荷低于第一发动机负荷，而第一发动机负荷低于第三发动机负荷。该方法可以进一步包含在第一状况期间以第一进气门升程运转剩余的汽缸，以及在第二状况期间，以第二进气门升程运转剩余的汽缸。另外，在第三状况期间，所有的汽缸可以以第一进气持续时段和第一进气门升程被激活。这里，第一进气门升程可以高于第二进气门升程，且第一进气持续时段可以长于第二进气持续时段。另外，第一进气持续时段可以为近似240曲柄角度，且第二进气持续时段可以为大约120曲柄角度。在所有三种状况期间排气持续时段可以是相同的并且可以为近似260曲柄角度。另外，第二状况可以包括怠速发动机状况。

该方法可以进一步包括在第一状况和第二状况之间的转变，其中凸轮廓线变换系统在第一凸轮和第二凸轮之间，第一凸轮用于打开剩余汽缸中的每个的第一进气门第一进气持续时段，并且第二凸轮用于打开剩余汽缸中的每个的第一进气门第二进气持续时段。这里，发动机可以包含直列式布置的四个汽缸。另外，在第一和第二状况期间，在发动机中的点火事件可以间隔开240曲柄角度。在第三状况期间，可以在第四汽缸和第三汽缸之间近似中途处点火所述单个汽缸，并且其中第四汽缸和第三汽缸可以间隔240曲柄角度被点火。该方法可以进一步包含在点火第三汽缸后近似240曲柄度点火第二汽缸。

现在转向图17，其描述了针对图14的示例发动机的用于基于发动机负荷状况确定发动机运转模式的转变的例程1700。具体地，发动机可以从非VDE模式向两种三缸VDE模式之一转变且反之亦然，并且也可以在这两种三缸VDE模式之间转变。

在1702处，可以确定当前运转模式。例如，四缸发动机可以以非VDE模式、全缸模式、带有EIVC的三缸VDE模式或不带有EIVC的三缸VDE模式运转。在1704处，可以确定发动机是否以四缸模式运转。若否，则例程1700可以移动至1706以确定发动机的当前运转模式是否为不带有EIVC的三缸VDE模式。若否，则例程1700可以在1708处确定发动机是否以带有EIVC的三缸VDE模式运转。若否，则例程1700返回1704。

在1704处，如果确认发动机的非VDE运转模式存在，则例程1700可以继续至1710以确认发动机负荷是否已经降低。如果现有的发动机运转模式是非VDE模式且四个汽缸全部被激活，则发动机可以正经历高或非常高的发动机负荷。在另一种示例中，发动机的非VDE运转模式可以是响应于非常高的发动机转速。因而，如果发动机正经历高发动机负荷以便以非VDE模式运转，则运转模式的变化可以仅随着负荷的降低而发生。发动机负荷的增加可以不改变运转模式。

如果确认负荷的降低还未发生，则在1712处，可以维持现有的发动机运转模式并且例程1700结束。然而，如果确定发动机负荷的降低已发生，则例程1700前进至1714以确定发动机负荷是否降低至中等负荷。在另一种示例中，发动机状况的改变可以包括负荷降低至中等负荷且转速降低至高、中度或低转速。如之前关于图11的映射图1180所描述的，向中度负荷-中度转速状况以及向中度负荷-低转速状况的转变可以使发动机以不带有EIVC的三缸VDE模式运转。应当认识到，向不带有EIVC的三缸VDE模式的转变也可以发生在中度负荷-高转速状况期间。因此，如果确认降低至中等负荷，则在1716处，可以发生向不带有EIVC的三缸VDE模式的转变。这里，四个汽缸中的汽缸1可以被停用而剩余的三个汽缸处于激活状态。另外，剩余的三个汽缸中的进气门可以由其对应的第一凸轮驱动从而提供较长进气持续时段。然后例程1700可以结束。

如果在1714处确定发动机负荷未降低至中等发动机负荷状况，则例程1700继续至1710以确认发动机负荷降低至低负荷状况。如以上关于图11的映射图1180所阐明的，带有低至高发动机转速的低发动机负荷可以使能带有EIVC的三缸VDE模式。如果负荷未降低至低负荷状况，则例程1700返回1717。否则，在1720处，可以通过停用汽缸1且维持汽缸2、3和4处于激活状况来完成向带有EIVC的三缸VDE模式的转变。另外，激活的三个汽缸中的进气门可以由其对应的第二凸轮致动从而提供较短进气持续时段。然后例程1700可以结束。

返回1706，如果确认当前发动机运转模式是不带有EIVC的三缸VDE模式，则例程1700继续至1722以确定发动机负荷是否已经增加。如果现有的运转模式是不带有EIVC的三缸模式，则发动机可以具有之前经历的中度负荷状况。因此，随着发动机负荷的增加或发动机转速的显著增加，从现有模式的转变可以发生。如果发动机负荷降低至低负荷，则也可以发生从现有模式的转变。如果发动机负荷的增加在1722处被确认，则例程1700前进至1724以转变至非VDE模式。因此，汽缸1可以被激活以便以四缸模式运转发动机。另外，所有汽缸中的进气门可以由其对应的第一凸轮致动从而提供较长进气持续时段。

如果发动机负荷的增加在1722处未被确定，则例程1700可以在1726处确认发动机负荷的降低是否已发生。若是，则在1728处发动机运转可以被转变至带有EIVC的三缸VDE模式。CPS系统可以将进气门致动凸轮从具有较长进气持续时段的第一凸轮转变至具有较短进气持续时段的第二凸轮。如果发动机负荷的降低未被确认，则例程1700可以继续至1712，在1712处可以维持现有的发动机运转模式。这里，现有的发动机运转模式是不带有EIVC的三缸VDE模式。

返回1708，如果确认当前发动机运转模式是带有EIVC的三缸VDE模式，则例程1700继续至1730以确定发动机负荷是否已增加。如果现有的运转模式是带有EIVC的三缸模式，则发动机可以之前已经经历较轻发动机负荷。因此，随着发动机负荷增加至中度、高或非常高，可以发生从现有模式的转变。在另一种示例中，如果发动机转速增加至非常高的转速，则转变也可以发生。如果在1730处，发动机负荷的增加未被确认，则例程1700进行至1732以维持现有的带有EIVC的三缸VDE模式。应当注意，如高或低的相对转速(或负荷或其他这样的参数)指的是与可用转速范围相比较的相对转速。

如果发动机负荷的增加在1730处被确认，则例程1700可以继续至1734以确定发动机负荷是否(从现有的低负荷)增加至中等负荷。若是，则在1736处发动机运转可以被转变至不带有EIVC的三缸VDE模式。CPS系统可以将进气门致动凸轮从具有较短进气持续时段的第二凸轮转变至具有较长进气持续时段的第一凸轮。如果增加至中等发动机负荷未被确认，则例程1700可以继续至1738以确定负荷是否增加至高(或非常高的负荷)。若是，则在1740处，汽缸1可以被激活且发动机可以被转变至非-VDE运转模式。另外，所有汽缸中的进气门可以经由其对应的第一进气凸轮被致动从而提供较长进气持续时段。然后例程1700可以结束。如果发动机负荷未增加至高(或非常高)的负荷，则例程1700可以返回1730。

因而，图14的实施例可以包含具有四个汽缸的发动机，其中四个汽缸中的单个汽缸包括停用机构。另外，四个汽缸中的剩余三个(不包括单个汽缸)中的每个包括可在开启位置和关闭位置之间经由第一进气凸轮和经由第二进气凸轮致动的至少一个进气门，其中第一进气凸轮具有用于打开进气门第一进气持续时段的第一廓线，第二进气凸轮具有用于打开进气门第二进气持续时段的第二廓线。此外，发动机可以包括具有计算机可读指令的控制器，计算机可读指令储存在永久性存储器中用于在低发动机负荷期间停用单个汽缸且使用第二进气凸轮致动剩余三个汽缸中的每个的进气门。在中等发动机负荷期间，控制器可以停用单个汽缸并使用第一进气凸轮致动剩余三个汽缸中的每个的进气门，并且在高发动机负荷期间，控制器可以激活单个汽缸并使用第一进气凸轮致动剩余三个汽缸中的每个的进气门。这里，第一进气凸轮可以具有使能比第二进气凸轮所使能的进气持续时段更长的进气持续时段的廓线。因此，第一进气持续时段比第二进气持续时段长。此外，第一进气凸轮的第一廓线可以具有第一气门升程而第二进气凸轮的第二廓线可以具有第二气门升程，其中第二气门升程低于第一气门升程。换句话说，第一气门升程高于第二气门升程。

以此方式，可以在大大降低燃料消耗且发动机控制更平稳的情况下运转具有可变排量发动机(VDE)运转的发动机。该发动机可以包括曲轴，该曲轴使能具有均匀点火的三缸VDE模式，使得四个汽缸中的三个彼此间隔大约240曲柄角度被点火。这里，四个汽缸中的单个汽缸可以被停用。该发动机还可以以全缸或非VDE模式运转，其中所有四个汽缸以不均匀点火被激活。在一种示例中，曲轴可以使得单个汽缸能够在三个汽缸中的两个汽缸之间近似中途处被点火。不均匀点火模式可以包含在近似零曲柄角(CA)度处点火单个汽缸，随后在点火单个汽缸后近似120CA度点火三个汽缸中的第一汽缸。在点火三个汽缸中的第一汽缸之后近似240CA度可以点火三个汽缸中的第二汽缸，之后在点火三个汽缸中的第二汽缸后近似240CA度点火三个汽缸中的第三汽缸。例如，在具有以直列式布置的汽缸1、2、3、4的四缸发动机中，全缸模式的点火顺序可以是1-3-2-4，其中汽缸2、3和4彼此间隔240CA度点火并且汽缸1在汽缸4和汽缸3之间的近似中途处点火。

以上描述的发动机可以是自然吸气式发动机或涡轮增压式发动机。在以VDE运转的具有点火顺序1-3-2-4的涡轮增压式发动机的示例中，可以包括双涡管排气涡轮以隔开排气脉冲。来自汽缸1和汽缸2的排气流道可以被耦接至排气涡轮的第一涡管以及来自汽缸3和汽缸4的排气流道可以被耦接至排气涡轮的第二涡管。每个涡管因而可以接收至少被隔开240CA度的排气脉冲。诸如以上描述的对称布局可以改善涡轮效率。替代布局可以包含将来自汽缸1的排气流道耦接至排气涡轮的第一涡管并将来自汽缸2、3和4的排气流道耦接至排气涡轮的第二涡管。该布局也可以提供每个涡管中隔开至少240CA度的排气脉冲，不过会导致相对低的涡轮效率。不过，这些布局中的每个均可以提供紧凑性，该紧凑性可以通过将排气歧管集成到汽缸盖被利用。通过包括集成排气歧管，发动机可以具有降低的重量、减小的表面积以及降低的费用。

在另一实施例中，发动机可以在低(或较低)发动机负荷状况期间能够以两缸VDE模式运转。在该实施例中，四个汽缸中只有三个汽缸可以具有停用机构。单个非均匀点火汽缸(在全缸模式期间)可以是具有停用机构的三个汽缸之一。例如，汽缸1、3和4可以是可停用的，而汽缸2可以不是可停用的。为了以两缸VDE模式运转，单个不均匀点火汽缸可以与非可停用汽缸一起被激活。例如，汽缸1和汽缸2可以以两缸VDE模式被激活，而汽缸3和汽缸4可以被停用。另外，发动机可以以均匀点火运转，其中两个激活的汽缸(汽缸1和2)以彼此间隔大约360CA度被点火。在该实施例中，如上所述，在较低发动机负荷期间发动机可以以两缸VDE模式运转。在中等发动机负荷状况期间，发动机可以被转变成三缸VDE模式。另外，较高发动机负荷状况可以包括处于全缸或非VDE模式的发动机运转。此外，在怠速期间，发动机可以以三缸VDE模式运转。应当注意，以上提到的发动机负荷状况是相对的。因此，低发动机负荷状况可以包括发动机负荷小于中等发动机负荷和高(或较高)发动机负荷中每种的状况。中等发动机负荷包括发动机负荷大于低负荷状况但小于高(或较高)负荷状况的状况。高或非常高发动机负荷状况包括可以高于中等和低(或较低)发动机负荷中每种的发动机负荷。

在又一实施例中，发动机可以不能以两缸VDE模式运转。这里，在较低发动机负荷期间，发动机可以以具有早期进气门关闭(EIVC)的三缸模式运转。在该实施例中，单个非均匀点火汽缸可以是包括停用机构的唯一汽缸。剩余的三个汽缸可以包括可由两个凸轮致动的进气门：第一凸轮提供较长进气持续时段和较高气门升程，而第二凸轮提供较短持续时段和较低气门升程。这里，第二凸轮可以使能EIVC运转。在该实施例中，发动机的控制器可以在较轻发动机负荷期间以带有EIVC的三缸VDE模式运转发动机，并可以在中度发动机负荷期间将发动机运转转变成不带有EIVC的三缸模式。在一些示例中，可以在较高发动机负荷状况期间以不带有EIVC的三缸模式运转发动机。最后，在非常高的发动机负荷期间，控制器可以将发动机运转转变成非VDE(全缸)模式并激活所述单个汽缸。应当认识到，三缸VDE模式包括均匀点火，其中发动机以近似240CA度间隔被点火。另外，在非VDE模式中，可以使用不均匀点火模式。

以此方式，在以上描述的发动机的实施例中，对于发动机运转可以主要使用三缸VDE模式。抛开燃料经济效益，发动机还可以以降低的NVH运转，从而提供改善的驾驶性能。单个平衡轴可以替换典型的双平衡轴以对抗曲轴旋转并抵消振动，从而降低重量并减少摩擦。因此，可以进一步提高燃料经济性。集成排气歧管(IEM)也可以被用在所描述的实施例中，从而提供发动机重量的进一步下降。在具有使用双涡管涡轮增压器的VDE运转的涡轮增压发动机的示例中，可以获得排气脉冲分离，这会导致较高的容积效率和发动机功率。在能够具有带有EIVC的三缸VDE模式的发动机中，发动机可以主要以三缸VDE模式运转。因而，可以降低燃料消耗并可以获得提高的发动机效率。另外，通过使用两级进气门升程，可以增加汽缸中的充气运动并可以降低泵送损失。此外，可以减少在VDE和非VDE模式之间的转变，从而导致更平稳的发动机运转和改善的发动机控制。总之，这里描述的具有VDE运转的发动机的实施例提供实质性的燃料经济效益并增强驾驶性能。

在一种表现中，用于具有VDE运转的发动机的方法可以包含：当所有的汽缸被激活时，在120度曲柄旋转处点火第一汽缸，在点火第一汽缸后240度曲柄旋转处点火第二汽缸，在点火第二汽缸后240度曲柄旋转处点火第三汽缸，在点火第三汽缸后120度曲柄旋转处点火第四汽缸。另外，当三个汽缸被激活时，该方法可以包括以240曲柄角度间隔点火这三个激活的汽缸。在一种示例中，这三个汽缸可以在怠速发动机状况期间被激活。在另一种示例中，这三个汽缸可以在中等发动机负荷状况期间被激活。该方法还可以包含当两个汽缸被激活时以360曲柄角度间隔点火这两个激活的汽缸。这两个汽缸可以在低发动机负荷状况期间被激活。

在另一种表现中，用于发动机的系统可以包含：用于向发动机提供升压空气充气的涡轮增压器，该涡轮增压器包括进气压缩机和排气涡轮，排气涡轮包括第一和第二涡管；一组直列四个汽缸，其中第一汽缸与排气涡轮的第一涡管流体连通，并且剩下的三个汽缸与排气涡轮的第二涡管流体连通。另外，控制器可以被配置为具有储存在永久性存储器中的计算机可读指令，该可读指令用于在第一状况期间使来自第一汽缸的排气流向排气涡轮的第一涡管并且使来自剩余三个汽缸的排气流向排气涡轮的第二涡管。这里，第一状况可以包括高发动机负荷状况。另外，排气涡轮的第一涡管可以以720曲柄角度间隔从第一汽缸接收排气，并且其中排气涡轮的第二涡管可以以240曲柄角度间隔从剩余三个汽缸接收排气。来自第一汽缸的排气可以由排气涡轮在从剩余三个汽缸中的两个接收的排气之间近似中途处被接收。

控制器可以被进一步配置为用于：在第二状况期间，停用排气从第一汽缸向排气涡轮的第一涡管的流动和排气从剩余三个汽缸向排气涡轮的第二涡管的流动。这里，第二状况可以包括中等发动机负荷状况。在另一种示例中，第二状况可以包括发动机怠速状况。

控制器可以被进一步配置成用于：在第三状况期间，激活第一汽缸、激活剩余三个汽缸中的第一个并且停用剩余三个汽缸中的第二和第三个汽缸。这里，排气可以从剩余三个汽缸的第一个流向第二涡管并且排气可以从第一汽缸流向排气涡轮的第一涡管。另外，排气涡轮可以以360曲柄角度间隔接收排气。另外，第三状况可以包括低发动机负荷状况。

注意，本文所包括的示例控制和估计例程能够与各种发动机和/或车辆系统配置一起使用。这里公开的控制方法和例程可以作为可执行指令存储在永久性存储器中。这里描述的具体例程可代表任何数量的处理策略中的一者或多者，如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等。这样，各种动作、操作和/或功能可以按说明的顺序、并行地被执行，或者在一些情况下被省略。同样，实现本文描述的示例实施例的特点和优点时，处理的顺序不是必须要求的，而是为了便于说明和描述。根据所用的具体策略，一个或多个说明性的动作、操作和/或功能可以重复执行。此外，所示的动作、操作和/或功能可以图形地表示被编入发动机控制系统中的计算机可读存储介质的永久性存储器内的代码。

应当理解，在此公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述方法可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸及其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置及其他特征、功能和/或属性的所有新颖和非易见的组合及子组合。

下面的权利要求特别指出视为新颖和非易见的特定组合及子组合。这些权利要求可能引用“一个”元素或“第一”元素或其等价。这样的权利要求应被理解为包括一个或一个以上这样的元素，既不要求也不排除两个或两个以上这样的元素。所公开的特征、功能、元素和/或属性的其他组合及子组合可以通过本发明权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提供新的权利要求来请求保护。这样的权利要求，无论是在范围上比原始权利要求更宽、更窄、等价或不同，都应被视为包括在本公开的主题之内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，其包含：

将来自四个汽缸中的第一外部汽缸和第一内部汽缸的排气引导至双涡管涡轮增压器的第一涡管；

将来自所述四个汽缸中的第二外部汽缸和第二内部汽缸的排气引导至所述双涡管涡轮增压器的第二涡管；以及

在第一状况期间，在至少一个不均匀点火的情况下运转所有汽缸。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一外部汽缸和所述第一内部汽缸中的点火事件被隔开至少360曲柄角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸中的点火事件被隔开至少240曲柄角度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在至少一个不均匀点火的情况下运转所有汽缸包括：在所述第一外部汽缸被点火后120度曲柄旋转处点火所述第二内部汽缸，在点火所述第二内部汽缸后240曲柄角度点火所述第一内部汽缸，在点火所述第一内部汽缸后240曲柄角度点火所述第二外部汽缸，并且在点火所述第二外部汽缸后120曲柄角度点火所述第一外部汽缸，并且其中所述第一状况包括高发动机负荷状况。

5.根据权利要求4所述的方法，还包含在第二状况期间，停用所述第一外部汽缸并仅将来自第一内部汽缸的排气引导至所述双涡管涡轮增压器的所述第一涡管。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二状况包括怠速状况或中等发动机负荷状况中的一者。

7.根据权利要求4所述的方法，还包含在第三状况期间，停用所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述第三状况包括低发动机负荷状况。

9.一种用于发动机的系统，其包含：

集成排气歧管，即IEM；

其中两个外部汽缸在两个内部汽缸的两侧的一组直列四个汽缸，每个汽缸与所述IEM的四个排气流道之一流体连通，第一外部汽缸和第一内部汽缸的所述排气流道并入所述IEM内的第一集气室，并且第二外部汽缸和第二内部汽缸的所述排气流道并入所述IEM内的第二集气室；

具有双涡管涡轮的涡轮增压器，所述涡轮的第一涡管与所述第一集气室流体连通但不与所述第二集气室流体连通；并且所述涡轮的第二涡管与所述第二集气室流体连通但不与所述第一集气室流体连通。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一集气室和所述第二集气室是所述IEM的唯一排气出口且在所述IEM内彼此不流体连通。

11.一种用于发动机的方法，其包含：

使得来自四个汽缸中的第一外部汽缸的排气流向双涡管涡轮增压器的第一涡管；

使得来自所述四个汽缸中的第一内部汽缸、第二外部汽缸和第二内部汽缸的排气流向所述双涡管涡轮增压器的第二涡管，以及

在第一状况期间，在至少一个不均匀点火的情况下运转所有汽缸。

12.根据权利要求11所述的方法，其中在所述第一状况期间在不均匀点火的情况下运转所有汽缸还包含以240曲柄角度间隔点火所述第一内部汽缸、所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸中的每个并在所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸的所述点火之间近似中途点火所述第一外部汽缸。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一外部汽缸在点火所述第二外部汽缸后近似120曲柄角度处被点火。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一状况包括高发动机负荷状况。

15.根据权利要求11所述的方法，还包含在第二状况期间，停用所述第一外部汽缸并运转所有剩余汽缸，每个所述剩余汽缸关于彼此具有均匀点火。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在均匀点火的情况下运转所述发动机包括以240曲柄角度间隔点火所述第一内部汽缸、所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸中的每个而不点火所述第一外部汽缸。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二状况包括中等发动机负荷状况。

18.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二状况包括怠速状况。

19.根据权利要求15所述的方法，还包含在第三状况期间，停用所述第二外部汽缸和所述第二内部汽缸，并以均匀点火模式运转所述发动机。

20.根据权利要求19所述的方法，其中以所述均匀点火模式运转所述发动机包括以360曲柄角度间隔点火所述第一外部汽缸和所述第一内部汽缸，并且其中所述第三状况包括低发动机负荷状况。