CN106121834A - 用于使用包括空心通道的节气门的真空产生的方法和系统 - Google Patents

Abstract

描述用于在发动机进气道中产生真空的多种系统和方法。一种系统可包括具有节流板的进气节气门，其中该节流板可包括空心内部通道，该内部通道继而可连接至真空消耗装置。当真空消耗装置需要真空时，可调节节流板以增加通过内部通道的气流，并且可通过使进气空气流动通过节流板的内部通道在内部通道的收缩部分处产生真空。

Description

用于使用包括空心通道的节气门的真空产生的方法和系统

技术领域

本申请涉及经由节流板在进气管中的真空产生。

背景技术

车辆系统可包括使用真空致动的各种真空消耗装置。这些可包括例如制动增压器和净化罐。由这些装置使用的真空可由专门的真空泵提供。在其他的实施例中，一个或多个吸气器(可替代地指喷射器、文丘里泵、喷射泵和排泄器)可连接在发动机系统中，其可利用发动机气流并且使用气流产生真空。

在由Bergbauer等在美国专利第8261716中示出的另一个示例性实施例中，控制孔位于进气道的壁中，使得当节流板处于怠速位置时，在节流板的外围处产生的真空用于真空消耗装置。其中，节流板在怠速位置中的定位在节流板的外围处提供限制。通过该限制的进气空气的增加流量导致产生部分真空的文丘里效应。设置该控制孔以便将该部分真空用于真空消耗装置。

然而在以上描述的方式中，节气门的真空产生潜力被限制。例如，如在美国专利第8261716中所示，在进气道中的一个位置处的单一控制孔被真空消耗装置利用，尽管真空可在节气门的全部外围处产生。为了使用在节气门的全部外围处产生的真空，可能在进气通道中需要更多的控制孔。然而，制造这些控制孔会导致对进气通道的设计的极大修改，这会增加相关费用。

在使用一个或多个吸气器产生真空的方式中，由于形成吸气器的单独部件(包括喷嘴、混合和稀释部分以及止回阀)，可导致额外的费用。此外，在怠速或低负载条件下，可能很难控制进入进气歧管中的整体空气流动速率，因为流动速率是来自节气门的漏气流和来自吸气器的气流的组合。通常，与吸气器一起可包括吸气器关闭阀(ASOV)以控制气流但是会增加成本。此外，在进气道中安装吸气器可能导致对空间可用性的限制以及封装问题。

照此，解决以上问题的一些方式包括在空心进气节流板的周界周围提供多个穿孔。可将节流板调节至更加关闭位置以经由进气气流经过节流板的周界上的穿孔产生真空。然后产生的真空被施加至经由空心轴流体连接至节流板的真空消耗装置。

本文的发明人已经辨识出通过以上方式的可能问题。如一个实例，节流板的真空产生潜力被限制。如一个实例，由于节流板的宽度，穿孔的尺寸会被限制，并且因此限制节气门的真空产生潜力。因此，为了增加在节气门的外围处产生的真空，需要增加穿孔的尺寸。然而，增加穿孔的尺寸可导致节流板的尺寸的增加，这会导致对进气通道的设计的大幅度修改，会增加相关费用。

发明内容

本文的发明人已经确定一种方式以至少部分地解决以上问题。在一个示例性的方式中，一种方法可包括调节带有空心内部通道的节流板的位置，以及经由进气气流通过节流板的内部通道在内部通道的收缩部分处产生真空。以这种方式，节流板可起到吸气器的功能并且向真空消耗装置供应真空。进一步地，可通过调节节流板的位置、节流板中的空心内部通道的尺寸中一个或多个调节节流板的真空产生潜力。

如一个实例，一种发动机进气节气门可被构造成安装在空心轴上的节流板。该空心轴可将节流板的空心内部通道流体连接至真空消耗装置。当连接至节流板的真空消耗装置的真空需求增加时，节流板可被调节至更加关闭位置。结果，可由通过节流板的内部通道的收缩部分的进气空气的流动产生真空。通过使来自真空消耗装置的空气流动通过空心轴进入节流板的内部通道中，并且在其上进入流动通过内部通道的进气气流中而将真空施加至真空消耗装置。一旦已经产生充足的真空，则节气门位置可返回至更加打开位置。

以这种方式，在内部通道的收缩部分处产生的文丘里流动通道能够有利地用来产生用于真空消耗装置的真空。内部通道的收缩部分能够用来提供通道以经由空心轴从真空消耗装置吸引空气或气体。通过调节内部通道的位置和尺寸，可增加节流板的真空产生潜力。此外，进入进气歧管中的气流能够通过调节进气通道的里面与节流板的边缘之间的距离而被更好地控制。此外，由于在真空施加期间从真空消耗装置接收的空气基本上在节流板处被接收，因此能够更好地补偿气流误差。通过将节气门和吸气器的功能组合到具有空心内部通道的单一节流板中，可不需要额外的控制阀，诸如ASOV和部件。进一步地，节气门的真空产生能力在不需要对内部通道进行大幅度修改的情况下提高。通过减小用于真空产生所需的部件的数量和尺寸，可降低制造费用并且可避免封装问题。

应当理解，提供以上概要以通过简化形式介绍一组在详细说明书中将进一步描述的概念。并不意在确定所要求保护主题的必要或关键特征，要求保护的主题的范围由跟随详细说明书的权利要求唯一限定。此外，所要求保护的主题并不限制于任何解决以上提及的缺点或在本公开的任意部分中的实施方式。

附图说明

图1描绘了根据本公开的发动机的示意图。

图2A描绘了具有空心内部通道的进气节流板的示例性实施例。

图2B描绘了具有空心内部通道的图2A的进气节流板的另一个示例性实施例。

图3示出了在进气通道内的图2A和图2B的节流板的截面图。

图4A示出了处于关闭第一位置的节流板的截面图。

图4B示出了处于中间第二位置的节流板的截面图。

图4C示出了处于中间第三位置的节流板的截面图。

图4D示出了处于打开第四位置的节流板的截面图。

图5示出了进气通道内的节流板的示意性例示。

图6示出了图5的进气通道的截面图以描绘节流板的可替代视图。

图7为例示用于调节节流板位置和发动机操作参数的示例性方法的流程图。

图8描绘了根据本公开的示例性节流板位置调节和同时的发动机操作参数调节以提高真空产生。

具体实施方式

描述用于在发动机(诸如在图1中示出的发动机系统)中的进气通道内产生真空的方法和系统。进气通道可设置有包括节流板的进气节气门，其中该节流板具有经由空心轴连接至真空消耗装置的空心内部通道，如在图2至图5中所示。具体地，该空心内部通道可从节流板的上游表面延伸通过进气节流板至节流板的下游表面。照此，进气空气可流动通过节流板的内部通道并且行进至发动机汽缸的进气门。内部通道可包括收缩部分。具体地，内部通道可在收缩部分变窄，并且因此当进气空气流动通过内部通道的收缩部分时可经由文丘里效应在收缩部分处产生真空，如在图2至图5中所示。在内部通道的收缩部分处产生的真空可用于从真空消耗装置吸引空气。此外，在内部通道的收缩部分处产生的真空的量可取决于通过通道的气流的量，并且因此可通过调节节流板的位置来调节。控制器可被配置成执行程序以基于来自真空消耗装置的真空需求修改节气门位置，如在图7中所示。如在图6中所示，控制器可发送信号至致动器，致动器继而可基于从控制器接收的信号调节节流板的位置。如图8中所示，当节气门位置变化时可调节多个操作参数以保持发动机扭矩。

现参照图1，其示出了火花点火内燃发动机10的示意性描述。发动机10可至少地通过包括控制器12的控制系统以及通过经由输入装置130的来自车辆操作者132的输入控制。在该实例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。

发动机10的燃烧室30(也称为汽缸30)可包括燃烧室壁32，活塞36定位在燃烧室30中。活塞36可连接至曲轴40以使活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可经由中间传动系统(未示出)连接至车辆的至少一个驱动轮。此外，起动机马达可经由飞轮(未示出)连接至曲轴40以实现发动机10的启动操作。

燃烧室30可经由进气通道42接收来自进气歧管44的进气空气并且可经由排气通道48排出燃烧气体。进气歧管44和排气通道48能够经由各自的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可包括两个或更多个进气门和/或两个或更多个排气门。

在该实例中，进气门52和排气门54可经由各自的凸轮致动系统51和53通过凸轮致动控制。凸轮致动系统51和53的每一个可包括一个或多个凸轮并且可利用可通过控制器12操作的凸轮轮廓线变换系统(CPS)、可变凸轮正时(VCT)、可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一者或多者以改变气门操作。进气门52和排气门54的位置可分别由位置传感器55和57确定。在可替代的实施例中，进气门52和/或排气门54可通过电子气门致动控制。例如，汽缸30可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被示出直接地连接至燃烧室30以用于与经由电子驱动器96从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地直接向其中喷射燃料。以这种方式，燃料喷射器66提供被称为燃料至燃烧室30中的直接喷射。例如，燃料喷射器可安装在燃烧室的侧面中或燃烧室的顶部中。燃料可通过包括燃料箱、燃料泵和燃料轨道的燃料系统(未示出)输送至燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可替代地或额外地包括以提供被称为燃料至燃烧室30上游的进气道中的气道喷射的构造被布置在进气歧管44中的燃料喷射器。

点火系统88能够在选定的操作模式下响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞92向燃烧室30提供点火火花。尽管示出了火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或发动机10的一个或多个其他的燃烧室可以在具有或不具有点火火花的情况下在压缩点火模式中操作。

发动机10可进一步包括压缩装置，诸如涡轮增压器或机械增压器，该压缩装置至少包括沿进气通道42布置的压缩机162。对于涡轮增压器，压缩机162可至少部分地由沿排气通道48布置的涡轮机164(经由轴)驱动。压缩机162从进气通道42吸引空气以供应至增压室46。排气气体使经由轴161连接至压缩机162的涡轮机164旋转。对于机械增压器，压缩机162可至少部分地由发动机和/或电机驱动并且可不包括涡轮机。因此，经由涡轮增压器或机械增压器提供给发动机的一个或多个汽缸的压缩的量可由控制器12改变。

废气门168可跨过涡轮机164连接在涡轮增压器中。具体地，废气门168可包括在连接于排气涡轮机164的入口和出口之间的旁通通道166中。通过调节废气门168的位置，可控制由涡轮机提供的增压的量。

进气歧管44被示出与具有节流板64的节气门62连通。在该具体的实例中，节流板64的位置可通过控制器12经由提供给电子马达或包含有节气门62的致动器(未在图1中示出)的信号，通常被称为电子节气门控制(ETC)的配置改变。节气门位置可经由轴通过电子马达改变。如在图2至图4中详细例示，节流板64可包括将节气门与真空消耗装置140流体连接的开口68。节气门62可控制从进气增压室46至进气歧管44和燃烧室30以及其他发动机汽缸的气流。节流板64的位置可通过来自节气门位置传感器58的节气门位置信号TP提供给控制器12。照此，节流板64的位置可基于从控制器12接收的信号由电子马达调节。换句话说，控制器12可发送信号至电子马达以调节节流板64的位置。

发动机10连接至真空消耗装置140，作为非限制性的实例，真空消耗装置140可包括制动增压器、燃料蒸汽滤罐和真空致动式气门(诸如真空致动式废气门)中的一者。真空消耗装置140可从多个真空来源接收真空。一个来源可为真空泵77，真空泵77可经由来自控制器12的控制信号选择性地操作以向真空消耗装置140供应真空。止回阀69允许空气从真空消耗装置140流动至真空泵77并且限制从真空泵77流动至真空消耗装置140的气流。真空的另一个来源可为定位在增压室46内的节流板64。节流板64具有空心内部通道72。如在图1中所示，节流板64内的开口68可经由安装在轴承(未示出)上的空心轴连接至真空消耗装置140并且连接至管道198。当节流板64处于几乎完全关闭或完全关闭位置时，当进气空气流动通过内部通道72时可在节流板64的内部通道72处产生真空。该真空可经由空心轴从真空消耗装置140吸引空气并通过管道198进入节流板64的内部通道72。然后空气可经由在节流板64的下游表面处形成的开口从节流板64中流出并且流出内部通道72。止回阀73确保空气从真空消耗装置140流动至节流板64并且在其上流动进入进气歧管44中并且不从进气歧管44流动至真空消耗装置140。

排气气体传感器126被示出在排放控制装置70上游连接至排气通道48。传感器126可为用于提供排气气体空气/燃料比的指示的任意合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气气体氧)、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被示出沿排气气体传感器126下游的排气通道48布置。装置70可为三元催化剂(TWC)、NOx捕集器、多种其他的排放控制装置或它们的组合。

排气气体再循环(EGR)系统可用于将来自排气通道48的期望部分的排气气体通过管道152经由EGR气门158引导至进气歧管44。可替代地，通过控制排气门和进气门的正时，一部分的燃烧气体可保持在燃烧室中作为内部EGR。

控制器12在图1中被示出为常见的微型计算机，其包括：微处理器单元102、输入/输出端口104、只读存储器106、随机存取存储器108、保活存储器110以及常见的数据总线。控制器12命令多种致动器，诸如节流板64、EGR气门158等。控制器12被示出接收来自连接至发动机10的传感器的多个信号，除了那些之前讨论过的信号，还包括：来自连接至冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却剂温度(ETC)；连接至加速器踏板130的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；来自连接至进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量；来自连接至增压室46的压力传感器122的增压压力的测量；来自压力传感器125的真空消耗装置140中的真空的测量；来自连接至曲轴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)；来自质量气流传感器120的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。大气压力也可被感测(未示出传感器)以由控制器12处理。在本描述的优选方面，发动机位置传感器118在曲轴的每次旋转中产生预定数量的等距脉冲，根据该等距脉冲能够确定发动机转速(RPM)。

如上所述，图1仅示出了多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸具有其自己的一套进气/排气门、燃料喷射器、火花塞等。此外，在此处描述的示例性实施例中，发动机可连接至起动机马达(未示出)以用于启动发动机。例如，当驾驶员转动在转向柱上的点火开关中的钥匙时该起动机马达被供给电力。例如通过发动机10在预定时间之后达到预定转速，起动机在发动机启动之后被脱离。

图2A和图2B分别例示了连接至可包含在图1的发动机10的进气管中的真空消耗装置的节流板的实施例200和250的示意图。照此，之前在图1中介绍的部件与图2中标号相似因此可不再介绍。

图2A示出了定位在增压室46内的节流板64的侧视透视图。图2B示出了在图2A中示出的节流板64的相同的侧视透视图，除了图2B中的节流板64之外，节流板64被例示为透明的，以便露出内部或节流板64。因此，图2A和图2B可在此处的描述中一起描述。

由于新鲜进气空气82流动通过进气管道95，因此节流板64被示出定位在进气管的增压室46内。具体地，进气空气82经过节流板64流动通过增压室46。节流板64的上游表面244可垂直于进气空气82的流动方向，并且可面向来临的进气空气82。下游表面246可位于节流板的相对于上游表面244的相对侧上，并且可因此不面向来临的进气空气82。因此，进气空气82可流动通过增压室46，并且可接触节流板64的上游表面244。然后进气空气82可在节流板64周围流动，经过限定节流板的周界的外部边缘，经过下游表面246，朝向汽缸30的进气门。

节流板64包括从节流板的上游表面244延伸至下游表面246的空心内部通道72。换句话说，空气内部通道72延伸通过节流板64的宽度，使得进气空气82可通过内部通道72并且行进至汽缸30的进气门。因此朝向汽缸30的进气门流动通过增压室46的进气空气82可在节流板46周围流动，和/或通过内部通道72。此外，内部通道72是空心的以使其在节流板64的上游和下游之间提供流体连通，使得进气空气82可流动通过。内部通道72可定位在节流板64的中央处。因此，空心内部通道72也可在该描述中被称为空心中央通道72。具体地，内部通道72可居中地位于节流板64的中心轴线226上。在图2A和图2B的实例中，内部通道72的中心轴线可与节流板64的中心轴线226重合并且可与中心轴线226相同。换句话说，中心轴线226可为节流板64和内部通道72共同的中心轴线。照此，内部通道72可同中心地定位在节流板64内。在可替代的实施例中，内部通道72可不定位在节流板64的中央。照此，内部通道72的中心轴线可不与节流板64的中心轴线226重合但是可与其平行。

节流板64的上游表面244和下游表面246可为平坦的和/或圆形的，如在图2A至图2B中所示。由于内部通道72从上游表面244延伸至下游表面246，因此内部通道72可形成在上游表面244上的第一开口75和在下游表面246上的第二开口79。开口75和79的形状取决于内部通道72的形状可为不同的。在图2A和图2B中示出的实例中，内部通道72可为朝向中间变窄的圆柱形。因此，内部通道72可为沙漏形，其中横截面面积随着远离每个开口75和79增加的偏转而增大。然而，在其他的实例中，开口75和79的每一个可为矩形、三角形、椭圆形或其他形状。照此，内部通道72可为朝向中间变窄的任意棱柱形。

以这种方式，节流板64可为圆环形，其具有限定节流板64的范围的外部直径和限定内部通道72的内部直径。此外，内部直径可不恒定，但是可分别在上游表面244和下游表面246处最大，并且可随着远离上游表面244和下游表面246增加的偏转而减小。然而，上游表面244和下游表面246可分别为平坦的，如在图2A至图2B中所示。

真空消耗装置140可经由管道198流体连接至空心轴74(以下在图3、图4A和图6中示出)，空心轴74转而连接至节流板64的开口68(在图2A中示出)。空心轴可安装在连接至进气管道95的内表面的轴承上。然而，在其他的实例中，管道198可直接连接至内部通道72。

当真空消耗装置140需要真空，并且发动机条件允许时，控制器12将节流板64调节至在增压室46内的更加关闭的位置。流动经过节流板64的空气的量可随节流板64朝向关闭位置的增大的偏转而减小。换句话说，由于节流板64被朝向更加关闭的位置调节，因此允许经过节流板64的外围的空气的量可减少。然而，由于节流板64被朝向更加关闭的位置调节，因此允许通过内部通道72的空气的量可增加。由于节流板64朝向更加关闭的位置运动，因此顶部边缘242和底部边缘更接近地运动到进气管道95的边缘里面。照此，上游表面244的横截面流动面积可随朝向更加关闭的位置的增大的偏转而增大。换句话说，通过朝向更加关闭的位置的增大的偏转，上游表面244可接触更大量的进气空气82。通过节流板64位于更加关闭的位置，在进气管道95的里面边缘与节流板64的外围之间可产生收缩通道。在图2的实例中，收缩通道可在顶部边缘242与进气管道95的顶部里侧以及节流板的底部边缘232与进气管道95的底部里侧边缘之间产生。由于经过节流板64的外围的气流可随朝向更加关闭位置的增大的偏转而减小，因此流动通过内部通道72的进气空气82的量可增加。此外，由于开口75与上游表面244平行并且齐平，当节流板64被调节至更加关闭位置时，开口75可与更大量的进气空气82接触。

当进气空气82流动通过内部通道72时，发生文丘里效应，并且可在内部通道72内产生真空。具体地，如在图2B中所示，内部通道72分别在每个开口75和79处在上游表面244和下游表面246处最宽。内部通道72朝向中间变窄。即，每个内部通道72的横截面面积分别在上游表面244和下游表面246处在每个开口75和79之间减小。在管道198直接连接至内部通道72的实例中，管道198可在内部通道72的最窄点处连接至内部通道72。进气气流速度在内部通道72的其变窄的收缩部分中达到更高值，而局部静态压力可达到更低值，从而在管道198连接至内部通道72的位置处或附近产生真空84。当向真空消耗装置施加真空时，空气86经由管道198从真空消耗装置140被吸引，并且在一些实例中通过节流板64中的空心轴(例如，图3、图4A和图6中示出的空心轴74)，并且然后通过内部通道72并且离开形成在节流板64的下游表面246上的开口79以与流动经过节流板64的进气空气82结合。

管道198是空心的，使得其可在真空消耗装置140与内部通道72之间提供流体连通。管道198可由管道壁199限定。因此，管道198在管道壁199内是空心的。一部分的管道198可延伸进入节流板64的内部中。更具体地，管道198可延伸通过节流板64的外部边缘至内部通道72。然而，在其他实例中，如以下参照图3、图4和图6所示，管道198可在节流板64外部的位置处连接至空心轴，并且空心轴可延伸通过节流板至内部通道72。在一些实例中，管道198或空心轴可物理地连接在内部通道72的第一侧上，并且可在内部通道72的与第一侧直接相对的第二侧上继续延伸进入节流板64中。更具体地，来自管道198的空气86可经由第一孔口175流动进入内部通道72中。然而空气86还可通过第二孔口176进入一部分的管道198中或空心轴中，其中该一部分的管道198或空心轴在内部通道72的相对侧上进一步延伸进入节流板64中，如下文参照图3更详细所示。照此，在一些实例中，空气86可流动通过管道198，并且然后在一些实例中通过空心轴，经由第一孔口175进入内部通道72中，并且然后通过第二孔口176穿过内部通道72，并且然后通过第二孔口176返回进入内部通道72中，并且经由定位在下游表面246上的开口79离开节流板64。图3示出了空气86通过管道198流动进入内部通道72中的更详细的例示。

因此，节流板64可为空心的仅有的部分位于管道198的管道壁199内和/或空心轴的壁内，以及内部通道72内。然而，在其他实例中，节流板64可为完全空心的，以使节流板位于管道壁199和空心轴的壁内和外侧的部分可为空心的。管道壁199或空心轴(例如，在图3、图4A和图6中示出的空心轴74)的壁可因此在第一孔口175处连接至内部通道72，使得流动通过管道198的空气86可仅在管道壁199内流动，并且经由孔口175进入内部通道72中。照此，内部通道72和管道198可彼此密封连接以使流动通过管道198的空气86可仅流动进入内部通道72中，并且经由开口79在下游表面246处离开节流板。因此，没有空气可在内部通道72和管道198的外面在节流板64内流动。切割平面M-M’限定以下在图3至图4D中示出的节流板64的透视图。

现转向图3，其示出了实施例300，其中更详细地示出了节流板64和其在进气管道95中的布置。图3是定位在进气管道95内的节流板64的截面图，其中该截面平面是沿图2A至图2B的线M-M’截取的。值得注意，之前在图1和图2A至图2B中介绍的部件在图3中被相似地标号并且可不再介绍。

在图3的实例中，节流板64被定位在关闭第一位置。在该关闭第一位置，节流板64近似地垂直于进气管道95的壁。照此，可减小在节流板64周围的进气空气82的流量。换句话说，在节流板的边缘与管道95的壁之间存在的开口可随节流板朝向关闭第一位置的增大的偏转而减小。在一些实例中，进气空气82可不在管道95的顶部边缘242与内部壁之间、以及管道95的底部边缘232与内部壁之间在节流板64周围流动。然而，在闭合第一位置，内部通道72可垂直于进气空气82的流动方向，使得进气空气82可流动通过内部通道72，并且因此通过节流板64，从节流板64的上游表面244流动至下游表面246。

如上参照图2所述，空气86可从真空消耗装置140被吸引并且可朝向内部通道72行进通过管道198。然而，在图3中示出的实例中，管道198可物理地和流体地连接至空心轴74，空心轴74可径向地延伸进入节流板64中，并且可连接至内部通道72。空心轴74可居中地布置在节流板64内，使得其居中地位于节流板64的中心竖直轴线V-V’上。在一些实例中，如以上参照图2B所示，空心轴74的第一部分305可连续至第一孔口175(以上参照图2B示出)。然而，在其他的实例中，如在图3中所示，空心轴74的第一部分305可经由第一孔口175连接至内部通道72的第一侧309，并且可经过节流板64的边缘以及经过进气管道95的壁延伸出至进气管道95的外部。因此，空心轴74的第一部分305可在一端上物理地和流体地连接至管道198，并且在另一端上连接至内部通道72，其中管道198和空心轴74可在进气管道95外部彼此连接。照此，空心轴74可在真空消耗装置与节流板64的内部通道72之间提供流体连通。空心轴74的壁不延伸通过内部通道72。因此，内部空气82可在没有来自空心轴74的任何阻碍的情况下流动通过内部通道72。然而，空心轴74可继续在内部通道72的第二侧311上，其中第二侧311与第一侧309直接相对，并且可进一步在节流板64中延伸。因此，空心轴74的延伸的第二部分307可继续在中心轴线226的相对于第一部分305的相对侧上。然而，在一些实例中，空心轴74在第一孔口175处可仅延伸到内部通道72的第一侧309，并且可不进一步延伸进入节流板64中。

在一些实例中，节流板64可为空心的仅有的部分位于空心轴74的壁内以及内部通道72内。然而，在其他实例中，节流板64可为完全空心的，使得节流板在空心轴74的壁内和外侧的部分可为空心的。空心轴74的壁可因此在第一孔口175处物理地连接至内部通道72，如在图2A中所示，使得流动通过管道198的空气86可仅在空心轴74内流动，并且进入内部通道72中。照此，内部通道72和空心轴74可彼此密封接触以使流动通过空心轴74的空气86可仅流动进入内部通道72中，并且经由开口79在下游表面246处流出节流板。因此，空气86可从真空消耗装置140流动通过空心轴74，并且经由在空心轴74和内部通道彼此连接处形成的第一孔口175流动进入内部通道74中。因此，没有空气可在内部通道72和空心轴74的外侧在节流板64内流动。

内部通道72可包括定位在空心轴74的相对侧上的第一内壁373和第二内壁375。第一内壁373可在远离空心轴74的上游方向上向外成角度，而第二内壁375可在远离空心轴74的下游方向上向外成角度。具体地，第一内壁373中更靠近顶部边缘242的其中一个可在一端连接至节流板64的上游表面244，并且在另一端连接至空心轴74的更靠近上游表面244的一部分，并且可从空心轴74向外成角度至上游表面244。第一内壁373中更靠近底部边缘232的另一个可在一端连接至节流板64的上游表面244，并且在另一端连接至空心轴74的延伸部分305的更靠近上游表面244的一部分，并且可从空心轴74向外成角度至上游表面244。相似地，第二内壁375中更靠近顶部边缘242的其中一个可在一端连接至节流板64的下游表面246，并且在另一端连接至空心轴74的更靠近下游表面246的一部分，并且可从管道壁向外成角度至下游表面246。额外地，第二内壁375中更靠近底部边缘232的另一个可在一端连接至节流板64的下游表面246，并且在另一端连接至空心轴74的延伸部分305的更靠近下游表面246的一部分，并且可从管道壁向外成角度至下游表面246。

照此，内部通道72在其与空心轴74相交处可分别比在上游表面244和下游表面246处更窄。更具体地，内部通道72的收缩部分323可为内部通道72的最窄的一部分。收缩部分323可因此为内部通道72的在每个第一内壁373和每个第二内壁375之间的部分。在图3中示出的实例中，内部通道72的收缩部分323可跨距空心轴74的直径。然而，在其他的实例中，收缩部分323可比空心轴74的直径更宽。在一些实例中，内部通道72的横截面面积在内部通道的收缩部分323中可为一致的。内部通道72可因此随着朝向空心轴74增大的偏转而变得越来越窄并且分别远离上游表面244和下游表面246。于是，在收缩部分323，内部通道72的横截面面积可为一致的。因此当通过内部通道72的气流靠近节流板64的中央附近的收缩部分323(在此处空心轴74连接至内部通道72)时其可受到限制。因此，当空气82流动通过内部通道72时，经由在收缩部分323处(这在图3中示出的实例中与空心轴74流体连接至内部通道72相一致)的缩流效应在收缩部分323处产生真空。因此，空心轴74可在内部通道72的收缩部分323处物理地和流体地连接至内部通道72。因此，在图2B中示出的孔口175可定位在内部通道72的收缩部分323处。来自真空消耗装置140的空气86可通过通道198和空心轴74在内部通道72的收缩部分323处被吸引进入内部通道72中。

因此，空心轴74的第一部分305可在一端流体连接至内部通道72的收缩部分323，并且在另一端连接至管道198。具体地，空心轴74可经由第一孔口175连接至内部通道72的收缩部分323的第一侧309。照此，空气86可从真空消耗装置140流动通过空心轴74，并且经由第一孔口175进入内部通道72的收缩部分323中，其中第一孔口175在空心轴74连接至内部通道72的收缩部分323处形成。

从管道198和空心轴74进入内部通道72的全部或一部分空气86可流动通过内部通道72，在通过内部通道72离开节流板64之前进入空心轴74的延伸部分305。因此，一部分或全部空气86可通过内部通道72进入延伸部分305，返回到内部通道72中，并且然后在空心轴74下游，通过内部通道72离开节流板64。然而，在其他的实例中，空气86可从空心轴74直接进入内部通道72中并且离开节流板64。在离开空心轴74并且进入内部通道72中之后，来自真空消耗装置140的空气86可与从上游表面244流动通过内部通道72至下游表面246的进气空气82结合。照此，进气空气82和来自真空消耗装置的空气86的混合物可在下游表面246处离开节流板64，并且可朝向汽缸30的进气门继续在管道95中，如在图1中所示。

在图3的实例中，空心轴74被示出从顶部边缘242朝向节流板64的中央插入节流板64中，并且与内部通道72的收缩部分323连接。换句话说，空心轴74可从节流板64的顶部边缘242向内径向延伸，并且可连接至内部通道72，以在管道198与内部通道72之间提供流体连通。然而，在其他的实例中，如以下参照图4A至图4D所示，空心轴74可从除了围绕节流板64的周界的顶部边缘242以外的位置朝向内部通道72向内径向延伸。

现转向图4A至图4D，它们示出了空心轴74可沿节流板64的旋转轴线连接至节流板64的实施例。因此，图4A至图4D示出了当在发动机操作期间可能发生的节流板64被调节至不同的示例性位置时，空心轴74与节流板64的相对定位。与图3类似，图4A至图4D示出了定位在进气管道95内的节流板64的截面图，其中截面平面是沿图2A至图2B的线M-M’截取的。图4A示出节流板64处于以上参照图3示出的关闭第一位置。图4B和图4C示出节流板64处于中间第二位置，其中在中间第二位置流动通过节流板64的空气比在关闭第一位置多。图4D示出节流板64处于打开第三位置，在打开第三位置流动通过节流板64的空气比在中间第二位置多。应当注意，之前在图1和图2A至图2B中介绍的部件在图3中被相似地标号，并且可不再介绍。

图4A示出了实施例400，其中节流板64处于关闭第一位置。因此，节流板64可近似地垂直于管道95的壁。节流板64可绕图4中示出的旋转轴线R-R’旋转。因此，在图4B至图4D中，节流板64可被示出绕旋转轴线R-R’旋转到不同位置。管道198在管道95外部的一部分以虚线示出。然而，如以上参照图3所解释，空心轴74可从节流板64的周界上的位置向内径向延伸至内部通道72。如在图4A至图4D中所示，空心轴74可沿旋转轴线R-R’在内部通道72与节流板64的边缘之间径向延伸。因此，空心轴74的壁可平行于旋转轴线R-R’。照此，空心轴74可不移动，但是可随节流板64绕旋转轴线R-R’旋转。然而，在其他的实例中，空心轴74可相对于节流板64自由旋转，并且照此可在节流板64的旋转期间保持在近似相同的位置。在这样的实例中，管道198可相对于空心轴74自由旋转，并且照此可在节流板64的旋转期间保持在近似相同的位置。

图4B示出了实施例425，其中节流板64沿旋转轴线R-R’相对于图4A中示出的关闭第一位置旋转至中间第二位置。具体地，在图4B中节流板64被旋转以使顶部边缘242在管道95中向上游运动，并且底部边缘232在管道95中向下游运动(相对于它们在图4A中的关闭第一位置中示出的定位)。更简单地说，在图4B中，节流板64被示出从关闭第一位置顺时针旋转。然而，由于管道198和/或空心轴74可居中地位于节流板64的旋转轴线R-R’上，因此它们可在图4B中保持与在图4A中相同的位置。

图4C示出了实施例450，其中节流板64相对于图4A中示出的关闭第一位置沿旋转轴线R-R’旋转至中间第三位置。具体地，在图4C中，节流板64被旋转以使顶部边缘242在管道95中向下游运动，并且底部边缘232在管道95中向上游运动(相对于它们在图4A中的关闭第一位置中示出的定位)。更简单地说，在图4C中，节流板64被示出从图4A中示出的关闭第一位置逆时针旋转。然而，由于管道198和/或空心轴74可居中地位于节流板64的旋转轴线R-R’上，因此它们可在图4C中保持与在图4A中相同的位置。

在图4B和图4C中分别示出的中间第二位置和中间第三位置中，流动通过内部通道72的进气空气82的量可近似相同，并且可比在图4A中示出的节流板64的关闭第一位置少。换句话说，相比于当节流板64被旋转离开如在图4B和图4C中所示的关闭第一位置时，在图4A中示出的节流板64的关闭第一位置，更多的进气空气82可流动通过内部通道72。由于流动通过内部通道72的进气空气82的量可比当节流板64被旋转离开关闭第一位置时少，因此在内部通道72的收缩部分232处产生的真空的量可比当节流板64被调节至关闭第一位置时少。因此，当节流板64被朝向关闭第一位置调节时(在关闭第一位置，节流板64近似地垂直于管道95的壁)，流动通过内部通道72的空气的量可增加，并且继而由于在内部通道72的收缩部分323处的文丘里效应，产生的真空的量可增加。以这种方式，从真空消耗装置140流动至内部通道72的空气86的量可随节流板64朝向关闭第一位置的增大的偏转而增加，其中在关闭第一位置，节流板64近似地垂直于管道95的壁。

图4D示出了实施例475，其中节流板64相对于在图4A中示出的关闭第一位置沿旋转轴线R-R’旋转至打开第四位置。具体地，在打开第四位置，在图4C中，节流板64被旋转以使节流板64平行于管道95的壁。然而，由于空心轴74和/或管道198可居中地位于节流板64的旋转轴线R-R’上，因此它们可在图4D中保持在与在图4A中相同的位置。由于节流板64平行于管道95，因此进气空气82可完全围绕节流板64流动。照此，相比于分别在图4B和图4C中示出的中间第二位置和第三位置，当节流板处于打开第四位置时更少的空气可流动通过内部通道72。

现转向图5和图6，其更详细地示出了节流板64和其在进气管道95中的布置。图5是具有定位在其中的节流板64并且从进气管道95一侧观察的增压室46的示意图。图6是在进气管道95内的增压室46的沿图3的线B-B’截取的截取平面的截面图。在所描绘的实例中，节流板64位于进气管道95内并且远离观察者倾斜，以使底部边缘232朝向观察者被提升。应当注意，之前在图1和图2中介绍的部件在图3和图4中被相似地标号，并且可不再介绍。

在图5和图6的实例中，节流板64被定位在进气管道95和增压室46内的比以上参照图4D示出的打开第三位置更加关闭的位置。所描绘的更加关闭的位置能够产生比在打开第三位置中将获得的真空更多的真空。区域65被封闭在节流板64的壁67内。在一些实例中，区域65可为空心的。然而，在其他的实例中，区域65可不是空心的。图6描绘了内部通道72在节流板64内的放置。具体地，内部通道72可居中地位于节流板64的中央上。如在图6中所示，内部通道72可为圆柱形的，并且照此第一开口75可为圆形的。然而，内部通道72的尺寸和位置可与本文中示出的实例不同。真空消耗装置140经由管道198和空心轴74连接至节流板64的开口68。空心轴74可以纵向方式流体连接至管道198。空心轴74可从开口68朝向内部通道72向内径向延伸，如图6中虚线所示，并且可流体连接至内部通道72。照此，真空消耗装置140可经由管道198和空心轴74与内部通道72流体连通。

节流板64的位置可通过经由轴76连接至节流板64的马达81调节。轴76可不是空心的。节流板64可安装在空心轴74和轴76上以使轴74和76垂直于节流板的边缘。进一步地，节流板64可在其边缘处经由一种或多种连接方法(包括焊接、粘接和紧固)连接至轴76和空心轴74。也可使用其他未在本文中列举的连接方法。节流板64可继而安装在节气门主体(未示出)内。轴74和76的每一个可安装在各自的轴承654和658上，轴承654和658可螺栓连接至它们各自的壳体655和657。因此，当节流板64在进气管道95内被旋转至不同的节气门角度时，由各自的轴承254和258支撑的轴74和76可旋转。马达81可由电池系统供给电力并且可接收来自控制器12的操作命令以基于发动机条件经由轴76调节节流板64的位置。通过改变轴76的位置，马达81可调节节流板64的打开和关闭。

因此，在一个实例中，马达81可响应于在真空消耗装置140处的真空需求的增加而将节流板64调节至更加关闭位置。当进气空气82流动通过节流板64的内部通道72时，可在此处产生真空。可通过使来自真空消耗装置140的空气流动通过管道198和空心轴74，进入内部通道72而将该真空施加给真空消耗装置140。从真空消耗装置140吸引的空气然后可朝向汽缸30的进气门，沿进气气流(例如进气空气82)流动通过内部通道72。

以这种方式，一种系统可包括发动机，该发动机包括：进气管道；安装在定位在进气管道中的空心轴上的节流板，该节流板具有从其上游表面延伸至其下游表面的空心内部通道，用于使进气空气流动通过该节流板；以及具有存储在永久存储器中的计算机可读指令的控制器。计算机可读指令可包括用于响应于真空需求，调节节流板的位置以当进气空气流动通过内部通道时在内部通道的收缩部分处产生真空的指令。在一些实例中，该系统可进一步包括真空消耗装置，其中节流板的空心轴流体连接至真空消耗装置和内部通道的收缩部分，在该收缩部分处，空心轴从内部通道的收缩部分向外径向延伸通过节流板，以及沿节流板的旋转轴线延伸通过进气管道，并且其中控制器包括用于向真空消耗装置施加产生的真空的进一步指令。节流板的调节可响应于真空消耗装置的真空需求，其中控制器可被构造成使节流板朝向更加关闭位置运动，在该更加关闭位置，通过内部通道的进气气流可增加以当真空消耗装置的真空需求增加时增加在节流板处产生的真空。在一些实例中，内部通道在收缩部分处是最窄的，因而在内部通道的收缩部分处可发生文丘里效应。此外，在一些实例中，空心轴可包括第一部分和第二部分，其中第一部分从节流板外部向内径向延伸并且可经由第一开口流体连接至内部通道的收缩部分的第一侧，第二部分可经由第二开口流体连接至内部通道的收缩部分的第二侧，第二侧与第一侧直接地相对，并且其中第二部分可从第二侧向外延伸进入节流板中，使得内部通道中的一部分气体可流动进入第二部分中并且返回内部通道中。

现在转向图7，其示出了示例性程序700，控制器(例如，在图1中示出的控制器12)可响应于来自连接至节流板的真空消耗装置的真空需求执行该程序700以调节节流板(例如，在图1至图6中示出的节流板64)位置。在本文的描述中，术语“节气门”也可用来指“节流板”。额外地，控制器可响应于节流板的调节修改一个或多个发动机操作参数以便保持发动机扭矩。

在702，可确定发动机操作条件。发动机操作条件可包括发动机转速、扭矩需求、燃烧空气-燃料比、增压压力、歧管绝对压力、质量空气流量、发动机温度等。一旦发动机操作条件被估计，在704，可基于这些发动机操作条件确定和设定初始节流板位置。例如，当操作者扭矩需求增加时，节流板可运动至更加打开位置以增加进气气流。如另一个实例，如果确定燃烧空气-燃料比比期望的理想配比值更稀，则节流板可被设定至更加关闭位置以减小进气气流。在又一个实例中，如果满足发动机怠速条件，则节流板可运动至完全关闭位置。

在706，程序700可确定是否真空是连接至节流板的真空消耗装置(例如，在图1中示出的真空消耗装置140)需要的。在一个实例中，当真空消耗装置被致动时可需要真空。在另一个实例中，如果真空消耗装置包括真空容器，则可确定是否该装置的真空要求超过了容器中可用的真空。如果确定真空是不理想的，则在712，初始节流板位置可保持并且程序结束。然后可仅基于发动机操作条件而不基于真空消耗装置的真空需要继续调节节流板位置。

另一方面，如果确定真空消耗装置需要真空辅助，则在708，程序700可评估是否发动机条件允许节流板位置改变。具体地，可确定是否发动机条件允许节流板位置朝向流向发动机的进气气流减少的更加关闭位置的改变。照此，可存在节流板位置的变化可在不影响发动机性能的情况下被接受的发动机条件。此外，可存在节流板位置被限制或约束的条件。例如，如果车辆在公路上加速并且发动机转速高于阈值，则节流板可被定位在更加打开或完全打开位置以允许比当节流板在更加关闭位置时更大的气流。在这种情况中，节流板位置可不被移动至更加关闭位置以产生真空，因为这将不利地影响发动机扭矩输出和性能。因此，如果确定节流板的位置不能调节，则在710，控制器使节流板保持在其初始位置并且程序结束。然后可仅基于发动机操作条件而不基于真空消耗装置的真空要求继续调节节流板位置。

然而，如果评估出发动机条件允许节流板位置改变，并且更具体地，该条件允许节流板位置减小，则在714，节流板可朝向相比于初始位置的更加关闭的位置移动。对节流板位置的调节可取决于真空消耗装置期望的真空水平。例如，如果期望较高水平的真空，则节流板可进一步朝向完全关闭位置移动(例如，节流板被完全关闭)。在另一方面，如果期望较低水平的真空，则控制器可将节流板调节至稍微关闭或部分关闭位置。因此，当来自真空消耗装置的期望真空的水平增加时，节流板可朝向更加关闭位置移动。在一个实例中，如果在708确定在发动机怠速期间节流板已经在关闭位置，则在714节流板位置可被保持而不进行进一步调节。

接下来，在716，当进气空气流动通过节流板的内部通道(例如，在图1至图6中示出的内部通道72)时可在节流板处产生真空。因此，在716处方法700可包括使进气空气流动通过内部通道。如之前详细描述，由通过内部通道的收缩通道(例如，在图3至图4D中示出的收缩部分323)的进气空气的流动可发生文丘里效应。具体地，内部通道可被成型为使得其朝向中间比在任意端处更窄。以这种方式，在内部通道的收缩部分处可产生文丘里效应，并且可在内部通道的收缩部分内产生真空。在718，产生的真空可施加至真空消耗装置以使该装置能够被致动或操作。例如，其中真空消耗装置是制动增压器，可施加产生的真空以使车轮能够制动。如另一个实例，其中真空消耗装置是燃料蒸汽罐，可施加产生的真空以对发动机进气启用蒸汽罐净化。如又一个实例，其中真空消耗装置是真空致动阀，可施加产生的真空以使阀致动。当真空施加至真空消耗装置时，在节流板处从真空消耗装置接收空气。如之前所描述，空气可从真空消耗装置流动通过连接至节流板的空心轴(例如，在图3至图6中示出的空心轴74)的管道并且通过内部通道流出进入进气道。因此，来自真空消耗装置的空气在节流板处被接收以帮助空气流动控制。

在720，可基于节流板位置以及存在的空气流量调节燃料喷射量和喷射正时中的一者或两者以保持发动机扭矩。存在的空气流量可为流动经过节流板的穿孔边缘的新鲜进气空气与从真空消耗装置流动通过节流板进入进气道中的空气的组合。在一个实例中，可调节燃料喷射量和/或正时以使汽缸空气-燃料率保持在期望比或接近期望比，诸如理想配比。在另一个实例中，可修改燃料喷射量和/或正时以为了扭矩保持发动机燃烧。在又一个实例中，可改变燃料喷射正时和燃料喷射量中的一者或两者以保持发动机扭矩和理想配比空气燃料比。

在一个实例中，在发动机怠速条件期间，当将节流板调节至完全关闭位置时，经由节流板的空气流量减少而从真空消耗装置进入进气歧管中的空气流量增加。基于变小的整体空气流量，可减小燃料喷射量以保持空气燃料比。可通过减小燃料喷射的脉冲宽度减小燃料喷射量。进一步地，可基于发动机扭矩要求提前或延迟燃料喷射正时。

在722，可响应于节流板位置和来自真空消耗装置的空气的流动的调节改变一个或多个发动机操作参数。可修改发动机操作参数以保持发动机扭矩输出。例如，当在714处节流板移动至更加关闭的位置时，在724处增压压力可增大。为了增大增压压力，横穿排气涡轮机连接的废气门可被调节至更小打开位置以允许更大量的排气气体流动经过排气涡轮机。通过增加进气道内的增压室中的增压压力，能够补偿由于节流板关闭造成的发动机扭矩的下降。

在726，发动机扭矩还可通过减小排气气体再循环(EGR)保持。当节流板移动至更加关闭位置时，在EGR通道中将发动机排气连接至发动机进气的EGR气门可被调节至更加关闭的位置以允许更少比例的排气气体再循环至进气道中。因此，通过减少残留在进气中的排气流量，可减小发动机稀释，并且发动机汽缸内的空气充气可包括更大比例的新鲜进气空气以允许发动机保持其扭矩输出。

在728，可调节气门正时以保持发动机扭矩水平。在一个实例中，可更长时间的使进气门保持打开以允许更多新鲜空气进入汽缸中。在另一个实例中，可修改排气门正时以减小汽缸内的内部EGR的比例。更进一步地，可调节进气门正时和排气门正时中的每一个以改变气门重叠的量。例如，可减小气门重叠以提高发动机扭矩输出。

将要领会的是，控制器可基于现有的操作条件选择以上所述的各种发动机操作参数中的一个或多个以保持扭矩。例如，在第一条件期间，其中车辆在当节气门位置被修改以产生真空时的驾驶条件下在稳定状态下操作，控制器可仅增大增压压力而不减小EGR以保持发动机扭矩输出。在第二条件期间，当节气门关闭时，可保持增压压力同时减小EGR稀释。在另一个实例中，在第三条件期间，可使用内部EGR和外部EGR减小中的每一个。例如，可相对早的关闭排气门以减小汽缸内的内部EGR，并且可同时减小用于外部EGR的EGR气门的开口以减少进入进气中的外部EGR。在第四条件期间，当节气门位置关闭时，控制器可减小EGR同时增加增压压力。当然其他的组合也是可能的。

接下来在730，程序700可确认是否已经产生充足的真空以满足真空消耗装置的需求。如果确定已经满足需求，则在734，可保持在714处的节气门位置并且可继续产生真空持续较长时间。在另一个实例中，如果在714节气门未完全关闭，并且如果发动机操作允许的话，则节气门可移动至完全关闭位置以产生更多真空。然后程序700可返回730以确定是否已经满足真空需求。

如果确定已经产生用于真空消耗装置的充足的真空，则在732，节气门可被调节返回其初始位置。可替代地，节气门可移动至仅基于目前的发动机操作条件的位置。

以这种方式，可通过控制器响应于来自真空消耗装置的真空需求调节节气门的位置。随来自真空消耗装置的真空需求的增加，节气门可移动至更加关闭位置。进一步地，由于节气门开口减小和来自真空消耗装置的空气流动造成的发动机扭矩的改变可通过改变发动机操作参数(诸如增压压力、气门正时和EGR)中的一个或多个而被抵消。因此，可增加增压压力，可减小EGR流量并且可改变气门正时以保持发动机扭矩输出。进一步地，燃料喷射量和喷射正时中的一者或多者可被修改以使发动机燃烧保持在理想配比或理想配比周围。

以这种方式，一种用于发动机的方法可包括调节带有空心中央通道的节流板的位置，以及经由通过节流板的中央通道的进气气流在中央通道的收缩部分处产生真空。该方法可进一步包括将产生的真空施加至经由空心轴流体连接至中央通道的收缩部分的真空消耗装置，其中该真空消耗装置包括制动增压器。额外地或可替代地，该方法可包括：在施加产生的真空期间，使空气从真空消耗装置流动通过节流板的空心中央通道通过中央通道进入进气气流。在一些实例中，节流板的调节可基于真空消耗装置的真空需求，该调节包括随真空消耗装置的真空需求增加使节流板朝向更加关闭位置运动。额外地，该方法可包括响应于节流板的位置的调节和来自真空消耗装置的流动空气中的一个或多个调节发动机操作参数以保持发动机扭矩输出。操作参数可包括增压压力，并且因此该方法可包括当节流板朝向更加关闭位置运动时增加增压压力。增加增压压力可包括减小横跨排气涡轮机连接的废气门的开口。在其他的实例中，操作参数可包括排气气体再循环(EGR)，并且照此该方法可包括当节流板朝向更加关闭位置运动时减小EGR的速率。在更进一步的实例中，操作参数可包括进气门正时。照此，该方法可包括当节流板朝向更加关闭位置运动时增加进气门开口的持续时间。额外地或可替代地，该方法可进一步包括基于通过中央通道的进气空气流量和从真空消耗装置流动通过中央通道的收缩部分通过该中央通道进入进气气流中的空气中的每一者调节燃料喷射量和燃料喷射正时中的一个或多个以使发动机燃烧保持在理想配比或理想配比周围。

现转向图8，其例示了描绘基于来自制动增压器的真空需求和响应于节气门位置调节的发动机操作参数的修改的示例性进气节气门位置调节的图表800。图表800在图802处示出了制动踏板位置，在图804处示出了制动增压器真空水平，在图806处示出了增压压力，在图808处示出了废气门位置，在图810处示出了EGR气门位置，在图812处示出了节气门位置，在图814处示出了发动机扭矩输出，以及在图814处示出了车辆速度Vs。以上所有都按照X轴上的时间绘制。线807表示制动增压器容器中的最小阈值真空。

在时间t1之前，车辆可在稳定状态条件以中等速度运动。节气门可在部分打开位置以允许足够的气流进入进气道中，节气门开口基于操作条件，诸如车辆速度和操作者需求扭矩。此外，可基于操作条件将发动机扭矩输出和增压压力调节至中等水平。在所描绘的实例中，发动机在废气门处于最大关闭位置的情况下操作以提供需要的增压压力。制动踏板处于释放(或“关闭”)位置并且制动增压器容器中的真空是充足的，如高于真空阈值807的制动增压器真空所指示。此外，在时间t1之前，基于发动机操作条件，诸如发动机转速和负载条件，EGR气门可保持在更加打开位置以允许更高流量的排气停留在进气道中，以提高发动机燃料经济性以及减少NOx排放物。

在t1，操作者可施加制动踏板，这时制动增压器容器中的真空被消耗以使车轮制动。当制动施加继续时，容器中的真空的量减少。然而，容器内的真空水平保持在阈值807以上。由于制动施加，发动机扭矩输出和车辆速度减小。此外，为了减小发动机扭矩输出和车辆速度，可将节气门调节至更加关闭位置。也可将废气门移动至更加打开位置以使增压压力减小。

在t2，制动踏板被释放并且车辆恢复类似于t1之前的稳定状态行驶条件。基于普遍的操作条件，节气门被朝向更加打开位置移动以增加发动机扭矩输出。此外，通过将废气门移动至更加关闭位置增大增压压力。因此，车辆速度可增大。

在t3，可再次施加制动踏板。在t3处的制动踏板施加相比于在t1时的制动踏板施加可更加有力(例如，更进一步和更快的踩压)。结果，观察到制动增压器容器内真空水平的急速下降。特别地，在t3处的更大力的制动踏板施加可导致真空耗损至容器处的阈值水平607以下。当制动被施加时，在t3与t4之间，车辆速度和发动机扭矩输出急剧地下降。可将节气门移动至更加关闭位置并且可将废气门移动至更加打开位置，以减小增压压力和发动机输出。偶然发现，节气门关闭还能够在节气门处产生真空，这可在制动施加期间施加至制动增压器。具体地，因为节气门被移动至更加关闭(例如，完全关闭)位置，流动通过在节气门与进气通道之间的收缩部的空气导致文丘里效应并且在节流板的穿孔边缘处产生真空。

在t4，制动增压器真空水平下降到阈值807以下。响应于该下降，控制器可接收对额外真空的需求。在t4可释放制动器并且在t4与t5之间车辆可以更慢速度行驶。然而，由于该真空需求，可将节气门调节至完全关闭位置并且可将其保持在该关闭位置以经由经过节流板的穿孔边缘的进气气流产生真空。产生的真空被施加至制动增压器，直到制动增压器容器中的真空高于阈值807。在可替代的实例中，控制器可将节气门保持在于t4之前存在的更加关闭位置，直到容器中的真空水平高于阈值。在t4与t5之间，容器中的真空水平可朝向阈值807上升，并且可基于现有的发动机操作条件将节气门移动至标称打开位置。当节气门保持关闭以用于真空产生时，废气门可移动至更加关闭位置以增加正压压力以及防止发动机扭矩输出的减小。此外，可将EGR气门调节至更加关闭位置以减小驻留在进气道中的排气气体的流量并且协助保持发动机扭矩。

在t5，当在节气门处产生真空时，操作者可施加加速器踏板以快速地增加车辆速度。例如，操作者可在公路上加速以超过其他车辆并且可完全地按压加速器踏板。响应于加速器踏板施加(未示出)，节气门可移动至完全打开位置，也称为节气门全开位置，以允许最大量的气流进入进气道中以及进入汽缸中。因此，响应于被接收的提高的扭矩需求同时节气门被保持在更加关闭位置以用于真空产生，节气门可被打开，并且进一步地真空产生可中断，直到发动机条件允许再次关闭节气门。由于节气门打开，制动增压器容器内的真空水平在超过t5之后保持在阈值807或阈值807周围。在节气门全开条件期间EGR气门可被完全关闭以减小发动机稀释和提高发动机扭矩输出。同时，废气门也可被移动至完全关闭位置以使增压压力能快速增大，从而实现发动机扭矩的显著增加。在t5与t6之间，车辆速度可响应于加速器踏板施加快速增加，并且然后当加速器踏板被逐渐释放时，车辆速度在t6或t6周围可下降。发动机扭矩和增压压力可跟随相似的路径并且在t6节气门可基于当前的操作条件从完全打开位置移动至部分打开位置。在t6与t7之间，车辆可以稳定状态条件行驶，其中车辆速度、扭矩和增压压力返回至t1之前的水平。进一步地，EGR气门和废气门返回至标称位置，此时EGR气门更加打开并且废气门更加关闭。

在t7，可通过比在t1或t3处的制动踏板施加的更小的力施加制动踏板。因此，在制动增压器容器中的真空可更小程度地被消耗。然而，由于容器内的真空水平刚好在阈值807或阈值807周围，在t7处的制动器的施加导致在t7与t8之间真空水平减小到阈值807以下。当施加制动器时，车辆速度和发动机扭矩减小并且节气门可被移动至更加关闭位置。此外，节气门可保持在该更加关闭位置以使真空能够产生以用于制动施加。EGR气门保持在其最大打开位置，同时当废气门稍微打开时增压压力可轻微减小。

在t8，可释放制动踏板并且节气门可移动至部分打开位置。因此在t8与t9之间，发动机扭矩可增加并且车辆速度可增加。在t9，由于可存在稳定状态驾驶条件，并且真空水平低于阈值807，因此控制器可使节气门移动至更加关闭位置以产生真空。因此，在t9与t10之间，在制动增压器容器内的真空水平稳定增加直到在t10达到充分真空水平。为了防止由于节气门被移动至更加关闭位置发动机扭矩在t9与t10之间减小，可通过在t9处使废气门移动至更加关闭位置增加增压压力。控制器可决定单独使用增压压力并且不减小EGR水平以保持发动机扭矩输出。因此，EGR气门被保持在完全打开位置。

在t10，满足真空需求并且节气门可返回至部分打开位置。同时，废气门可移动至更加打开位置并且增压压力可减小至与t1之前相似的水平。

以这种方式，节流板可被构造有延伸通过该节流板的内部通道，该节流板可定位在发动机进气通道中以当被调节至更加关闭位置时从进气气流产生真空。该节流板可安装在将节流板连接至真空消耗装置的空心轴上。响应于来自真空消耗装置的真空需求，当真空需求增加时，可将节流板的位置调节至更加关闭位置以增加真空产生。当发动机进气道内的节流板的开口减小时，可通过修改增压压力、EGR流量和气门正时中的一者或多者保持发动机扭矩输出。

在另一个表示中，一种用于发动机的方法可包括经由空心轴将真空消耗装置连接至定位在发动机进气通道中的节流板，该节流板具有空心内部通道；以及当真空消耗装置需要真空时减小节流板的开口以增加在空心内部通道的收缩部分处的真空产量。真空消耗装置可为制动增压器、燃料蒸汽罐和真空致动阀中的一个。在一些实例中，该方法可进一步包括响应于上述减小增大增压压力以保持发动机扭矩输出，其中可通过增加经由电子控制器跨越排气涡轮机连接的废气门的关闭来增加增压压力。在进一步的实例中，该方法可包括响应于减小节流板的开口减小从发动机排气残留的排气至进气通道中的流量以保持发动机扭矩输出。额外地或可替代地，该方法可包括响应于上述减小调节燃料喷射量和燃料喷射正时中的一者或多者以将发动机燃烧保持在理想配比。

在另一个表示中，一种用于发动机的方法可包括调节带有内部通道的节流板的位置以在定位在发动机的进气道里面的节流板内产生真空，并且来自发动机外侧的气体可经由该真空被吸引通过内部通道并且流动通过内部通道进入进气气流。

以这种方式，吸气器的功能可与节气门的功能组合，实现封装空间的减小。额外地，通过消除对单独的吸气器的需求，可减小费用。可通过调节节流板的位置以使流动通过节流板的内部通道的空气量可被控制而以更简单的方法在发动机怠速和低负载条件下控制进入进气歧管中的整体气流速率，以调节在内部通道的收缩部分处产生的真空的量。因此，可避免用来控制进入进气道中的吸气器流速的额外的吸气器关闭阀从而进一步地节省成本。进一步的技术效果在于，增加在节流板处产生的真空的量，并且因此从连接至节流板的真空消耗装置吸引的空气的量可通过在节流板中包括空心内部通道而增加。节流板中的内部通道的形状、尺寸和位置可在不改变节流板或发动机进气道的任意其他部件的情况下被调节。照此，内部通道的尺寸和形状可被调节以增加由内部通道产生的真空的量。

注意，本文包括的示例性控制和估计程序能够用于多种发动机和/或车辆系统构造。本文公开的控制方法和程序可作为可执行指令存储在永久存储器中。本文描述的具体程序可代表任意数量的处理策略，诸如事件驱动、中断驱动、多任务、多线程等中的一个或多个。照此，所例示的多个动作、操作和/或功能可以例示的顺序地、并行地执行，或在一些情况下可省略。同样地，处理的顺序不一定要去实现本文描述的示例性实施例的特征和优势，但是出于例示和描述的目的提供。所例示的动作、操作和/或功能中的一个或多个可取决于所使用的具体策略重复地执行。进一步地，所描述的动作、操作和/或功能可图示地表示被编程到发动机控制系统中的计算机可读存储媒介的永久存储器中的代码。

将领会的是，本文公开的构造和程序本质上是例示性的，并且这些具体的实施例并不被认为具有限制意义，因为多个变体是可能的。例如，以上技术能够应用至V-6、I-4、V-12、对置4和其他发动机类型。本公开的主题包括本文公开的各种系统和构造以及其他的特征、功能和/或特性的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。

以下权利要求尤其指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合，这些权利要求可提及“一”元件或“第一”元件或它们的等同物。这种权利要求应当被理解成包括一个或多个这种元件，既不要求也不排除两个或多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过本权利要求的修改声明或通过在该申请或相关申请中的新权利要求声明。这种权利要求，无论在范围上与原始权利要求相比更宽、更窄，等同或不同，也被视为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于发动机的方法，包括：

调节具有空心中央通道的节流板的位置；以及

经由通过所述节流板的所述中央通道的进气气流在所述中央通道的收缩部分处产生真空。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：将产生的所述真空施加至经由空心轴流体连接至所述中央通道的所述收缩部分的真空消耗装置，所述真空消耗装置包括制动增压器。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：在施加产生的所述真空期间，使空气从所述真空消耗装置流动通过所述节流板的所述空心中央通道，并且通过所述中央通道进入所述进气气流中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述调节基于所述真空消耗装置的真空需求，所述调节包括当所述真空消耗装置的所述真空需求增加时使所述节流板朝向更加关闭位置移动。

5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：响应于调节所述节流板的位置以及来自所述真空消耗装置的流动空气中的一个或多个调节发动机操作参数以保持发动机扭矩输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述操作参数包括增压压力，并且其中所述调节包括当所述节流板朝向所述更加关闭位置运动时增大所述增压压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，增大所述增压压力包括减小跨越排气涡轮机连接的废气门的开口。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述操作参数包括排气气体再循环(EGR)，并且其中所述调节包括当所述节流板朝向所述更加关闭位置移动时减小EGR速率。

9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述操作参数包括进气门正时，并且其中所述调节包括当所述节流板朝向更加关闭位置移动时增加所述进气门打开的持续时间。

10.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：基于通过所述中央通道的进气气流和从所述真空消耗装置流动通过所述中央通道的所述收缩部分并且通过所述中央通道进入所述进气气流中的空气中的每一个调节燃料喷射量和燃料喷射正时中的一个或多个，以将发动机燃烧保持在理想配比或理想配比周围。

11.一种系统，包括：

包括进气管道的发动机；

安装在定位在所述进气管道中的空心轴上的节流板，所述节流板具有从所述节流板的上游表面延伸至下游表面的空心内部通道，用于使进气空气流动通过所述节流板；以及

具有存储在永久存储器中的计算机可读指令的控制器，用于：

响应于真空需求，调节所述节流板的位置以当进气空气流动通过所述内部通道时在所述内部通道的收缩部分处产生真空。

12.根据权利要求11所述的系统，进一步包括真空消耗装置，其中所述节流板的所述空心轴流体连接至所述真空消耗装置和所述内部通道的所述收缩部分，其中所述空心轴从所述内部通道的所述收缩部分向外径向延伸通过所述节流板，并且沿所述节流板的旋转轴线通过所述进气管道，并且其中所述控制器包括用于向所述真空消耗装置施加所述产生的真空的进一步指令。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述调节响应于所述真空消耗装置的所述真空需求，所述控制器被构造成当所述真空消耗装置的所述真空需求增加时，使所述节流板朝向更加关闭位置移动，在所述更加关闭位置，通过所述内部通道的所述进气气流增加以增加在所述节流板处的真空产生。

14.根据权利要求11所述的系统，其中，所述内部通道在所述收缩部分处是最窄的，因而在所述内部通道的所述收缩部分处发生文丘里效应。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述空心轴包括第一部分和第二部分，所述第一部分从所述节流板外部向内径向延伸并且经由第一开口流体地连接至所述内部通道的所述收缩部分的第一侧，所述第二部分经由第二开口流体地连接至所述内部通道的所述收缩部分的第二侧，所述第二侧与所述第一侧直接地相对，并且其中所述第二部分从所述第二侧向外径向延伸进入所述节流板中，以使在所述内部通道中的一部分气体流动进入所述第二部分中并且返回进入所述内部通道中。

16.一种用于发动机的方法，包括：

经由空心轴将真空消耗装置连接至定位在发动机进气通道中的节流板，所述节流板具有空心内部通道；以及

当所述真空消耗装置需要真空时减小所述节流板的开口以增加在所述空心内部通道的收缩部分处的真空产量。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述真空消耗装置是制动增压器、燃料蒸汽罐和真空致动阀中的一个。

18.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：响应于所述减小增大增压压力以保持发动机扭矩输出，通过经由电子控制器增大跨越排气涡轮机连接的废气门的关闭增大所述增压压力。

19.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：响应于减小所述节流板的所述开口减小来自发动机的排气残留物的流至所述进气通道的排气的流量以保持发动机扭矩输出。

20.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：响应于所述减小调节燃料喷射量和燃料喷射正时中的一个或多个以将发动机燃烧保持在理想配比。