CN107304723B - 调整阀致动器的升程状态的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种根据本公开的系统包括汽缸停用模块和气门升程控制模块。汽缸停用模块在发动机的第二汽缸处于启用的同时，选择性地停用发动机的第一汽缸。当第一汽缸被停用时，气门升程控制模块选择性地将发动机的气门致动器的目标升程状态调整至第一升程状态，以便将第二汽缸的进气阀和第二汽缸的排气阀中的至少一者升程第一量。气门升程控制模块选择性地将气门致动器的目标升程状态调整至第二升程状态，以便将进气阀和排气阀中的至少一者升程第二量。第一量和第二量都大于零，且第二量大于第一量。

Description

调整阀致动器的升程状态的系统和方法
技术领域
本公开涉及内燃机，更具体地涉及调整阀致动器的升程状态以及调整发动机中启用汽缸的数量以提高燃料经济性的系统和方法。
背景技术
此处提供的背景描述是用来大致给出本公开的背景。就背景技术部分所描述的程度而言，当前署名的发明人的工作，以及在递交时可能尚未被限定为现有技术的各方面描述，既没有明确地也没有隐含地被承认为针对本公开的现有技术。
当发动机上的负载量减少时，一些发动机控制系统停用发动机的汽缸，以便提高燃料经济性。在一个示例中，当发动机能产生足够扭矩时，发动机控制系统停用发动机的预定数量的汽缸，以满足汽缸停用时驾驶员的加速需求。当发动机不能再产生足够扭矩时，发动机控制系统则重新启用停用的汽缸，以满足汽缸停用时驾驶员的加速需求。
一些发动机控制系统通过将阀升程致动器从高升程状态切换至低升程状态提高燃料经济性，以减少汽缸的进气阀从其阀座被升程的量。在一个示例中，当发动机能产生足够扭矩时，发动机控制系统将阀升程致动器从高升程状态切换至低升程状态，以满足阀升程致动器处在低升程状态时驾驶员的加速需求。当发动机不能再产生足够扭矩时，发动机控制系统则将阀升程致动器切换回高升程状态，以满足驾驶员的加速需求。
发明内容
一种根据本公开的系统包括汽缸停用模块和阀升程控制模块。当发动机的第二汽缸启用时，汽缸停用模块选择性地停用发动机的第一汽缸。当第一汽缸停用时，阀升程控制模块选择性地将发动机阀致动器的目标升程状态调整至第一升程状态，以便将第二汽缸的进气阀和第二汽缸的排气阀中的至少一者升程第一量。阀升程控制模块选择性地将阀致动器的目标升程状态调整至第二升程状态，以便将进气阀和排气阀中的至少一者升程第二量。第一量和第二量大于零，且第二量大于第一量。
通过详细描述、权利要求书以及附图，本公开的其他适用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅出于例证目的，并不意欲限制本公开的范围。
附图说明
通过详细描述和附图，本公开将变得更易理解，其中：
图1是根据本公开的原理的示例发动机系统的功能框图；
图2是根据本公开的原理的示例控制系统的功能框图；
图3是示出根据本公开的原理的示例控制方法的流程图；
图4是示出根据本公开的原理的示例进气和排气阀升程分布图的曲线图；
图5是示出根据本公开的原理的用于汽缸启用状态和阀升程状态的示例运行范围的曲线图；
图6是示出当发动机系统在汽缸启用状态和阀升程状态间转换时进气凸轮相位器的示例位置的曲线图；以及
图7是示出当发动机系统在汽缸启用状态和阀升程状态间转换时进气歧管内的示例压力的曲线图。
在附图中，附图标记可被重复使用以标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
按照惯例，阀升程致动器处在低升程状态时汽缸的进气或排气阀被升程的量显著小于阀升程致动器处在高升程状态时进气或排气阀被升程的量。在一个示例中，当阀升程致动器处在低升程状态时，进气阀被升程4毫米(mm)，当阀升程致动器处在高升程状态时，进气阀被升程10.5mm。因此，阀升程致动器处在低升程状态时发动机能够产生的扭矩的量显著小于阀升程致动器处在高升程状态时发动机能够产生的扭矩的量。所以，当发动机的汽缸停用时，常规发动机控制系统通常不将发动机的阀升程致动器从高升程状态切换至低升程状态，因为这样操作可能导致发动机失速。
一种根据本公开的原理的发动机控制系统和方法，以使燃料经济性最大化的方式，在阀升程状态和汽缸启用状态之间转换，同时避免诸如发动机失速的发动机性能问题。在一个示例中，当发动机上的负载量小于第一阈值时，该系统和方法停用发动机中的一个或多个汽缸，并将进气阀致动器调整至低升程状态。在低升程状态中，相对于常规阀致动器，进气阀致动器可将进气阀升程更大的量。例如，在低升程状态中，进气阀致动器可将进气阀升程7.5mm。因此，当发动机的汽缸停用时，将进气阀致动器调整至低升程状态不太可能导致发动机失速。
当发动机负载大于第一阈值且小于第二阈值时，该系统和方法启用发动机中所有的汽缸，同时将进气阀致动器维持在低升程状态。当发动机负载大于第二阈值时，该系统和方法将进气阀致动器调整至高升程状态，同时将所有的汽缸维持在启用状态。该系统和方法可基于发动机的速度确定第一阈值和第二阈值。
第一阈值与发动机速度之间的关系和第二阈值与发动机速度之间的关系可被预定为使燃料经济性最大化，同时使阀正时调整最小化。另外，当发动机的一个或多个汽缸停用时，该系统和方法可不将进气阀致动器调整至高升程状态。避免该发动机运行模式可进一步使阀正时调整最小化，并使燃料经济性最大化。
现在参照图1，发动机系统100包括发动机102，发动机102燃烧空气/燃料混合物，以产生用于车辆的驱动扭矩。由发动机102产生的驱动扭矩的量是基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入。驾驶员输入可基于加速器踏板的位置。驾驶员输入还可基于巡航控制系统，巡航控制系统可以是改变车辆速度以维持预定行车间距的自适应巡航控制系统。
空气通过节流阀112被吸入进气歧管110。仅作为示例，节流阀112可包括具有可旋转叶片的蝶形阀。发动机控制模块(ECM)114控制节流阀致动器模块116，节流阀致动器模块116调节节流阀112的开启，以控制吸入进气歧管110的空气的量。
来自进气歧管110的空气被吸入到发动机102的汽缸。尽管发动机102可包括多个汽缸，但出于说明的目的示出了单个的代表性汽缸118。仅作为示例，发动机102可包括2、3、4、5、6、8、10和/或12个汽缸。ECM114可指令汽缸致动器模块120选择性地停用一些汽缸，这可在特定的发动机运行条件下提高燃料经济性。
发动机102可使用四冲程循环运行。以下描述的四个冲程可被称为进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。在曲轴(未示出)的每一次旋转期间，汽缸118内发生四个冲程中的两个。所以，汽缸118经历所有的四个冲程必须要有两次曲轴旋转。
在进气冲程期间，来自进气歧管110的空气通过进气阀122被吸入汽缸118。ECM114控制燃料致动器模块124，燃料致动器模块124调节由燃料喷射器125进行的燃料喷射，以获得所需的空气/燃料比。燃料可在中央位置或在多个位置(例如靠近每个汽缸的进气阀122)被喷射进入进气歧管110。在各种实施方式中(未示出)，燃料可被直接喷射进入汽缸或进入与汽缸相连的混合室。燃料致动器模块124可停止向停用汽缸的燃料喷射。
喷射的燃料与空气混合，并在汽缸118中生成空气/燃料混合物。在压缩冲程期间，汽缸118内的活塞(未示出)压缩空气/燃料混合物。火花致动器模块126基于来自ECM 114的信号激发汽缸118中的火花塞128，这样点燃空气/燃料混合物。火花的正时可以相对于活塞在其最顶端位置处的时间(被称为上止点(TDC))而规定。
火花致动器模块126可由规定TDC之前或之后多久生成火花的正时信号控制。由于活塞位置直接与曲轴转动相关，火花致动器模块126的运行可与曲轴角度同步。生成火花可被称为点火事件。火花致动器模块126可具有为每次点火事件改变火花正时的能力。当火花正时在上一次点火事件与下一次点火事件之间变化时，火花致动器模块126可为下一次点火事件改变火花正时。火花致动器模块126可停止火花的供给，以停用汽缸。
在燃烧冲程期间，空气/燃料混合物的燃烧驱动活塞远离TDC，从而驱动曲轴。燃烧冲程可被限定为活塞到达TDC与活塞到达下止点(BDC)时间之间的时间。在排气冲程期间，活塞开始移动离开BDC，并通过排气阀130排出燃烧的副产物。燃烧的副产物经由排气系统134从车辆排出。
进气阀122使用进气阀致动器136而致动，而排气阀130使用排气阀致动器138而致动。阀升程致动器模块139可基于来自ECM 114的信号控制进气阀致动器136和排气阀致动器138。在各种实施方式中，进气阀致动器136可致动汽缸118的多个进气阀(包括进气阀122)。同样地，排气阀致动器138可致动汽缸118的多个排气阀(包括排气阀130)。此外，单个阀致动器可致动汽缸118的一个或多个排气阀以及汽缸118的一个或多个进气阀。而且，进气阀致动器136可致动多个汽缸的多个进气阀，排气阀致动器138可致动多个汽缸的多个排气阀。
在各种实施方式中，进气阀致动器136可由进气凸轮轴140驱动，排气阀致动器138可由排气凸轮轴142驱动。例如，进气阀致动器136可包括摇臂和联接到摇臂的凸轮从动件。当凸轮从动件接合进气凸轮轴140上的凸角时，摇臂可从进气阀122的阀座升程进气阀122。同样地，排气阀致动器138可包括摇臂和联接到摇臂的凸轮从动件。当凸轮从动件接合排气凸轮轴142上的凸角时，摇臂可从排气阀130的阀座升程排气阀130。
在其他实施方式中，进气阀致动器136和排气阀致动器138可独立于凸轮轴致动进气阀122和排气阀130。例如，进气阀122和排气阀130可以是电磁或电液阀致动器。在这些实施方式中，进气阀致动器136和排气阀致动器138可被称为无凸轮阀致动器。
进气阀致动器136和排气阀致动器138可改变进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座升程的量。例如，进气和排气阀致动器136和138可在第一升程状态与第二升程状态之间切换。当在第一升程状态运行时，进气阀致动器136和排气阀致动器138可导致进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座升程第一量。当在第二升程状态运行时，进气阀致动器136和排气阀致动器138可导致进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座升程第二量。第一量和第二量可以是预定的非零值。另外，第二量可大于第一量。就此而言，第一升程状态可被称为低升程状态，第二升程状态可被称为高升程状态。
当进气阀致动器136和排气阀致动器138为凸轮驱动时，进气阀致动器136和排气阀致动器138中的每一个可包括凸轮从动件，凸轮从动件具有可调整的高度以改变进气阀122和排气阀130的升程。可替换地，进气阀致动器136和排气阀致动器13中的每一个可包括螺线管，螺线管沿凸轮轴140和142中其中一个的长度平移凸轮轴凸轮段，以使凸轮从动件接合凸轮轴凸轮段上不同的凸角。凸角可具有不同的高度，使得切换哪一个凸角与凸轮从动件接合来改变进气阀122和排气阀130的升程。诸如这些的阀致动器可被称为滑动凸轮致动器。
当进气阀致动器136和排气阀致动器138为无凸轮阀致动器时，阀致动器136和138还可分别调整进气阀122和排气阀130的正时。当进气阀致动器136和排气阀致动器138为凸轮驱动时，进气阀122和排气阀130的正时可分别由进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150调整。相位器致动器模块158可基于从ECM 114接收的信号调整进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器148的位置。
汽缸致动器模块120可通过指令阀升程致动器模块139使得进气阀122和/或排气阀130不能开启而停用汽缸118。当进气阀致动器136为凸轮驱动时，进气阀致动器136可通过将进气阀122从进气凸轮轴140分离使得进气阀122不能开启。类似地，当排气阀致动器138为凸轮驱动时，排气阀致动器138可通过将排气阀130从排气凸轮轴142分离使得排气阀130不能开启。
在各个实施方式中，阀升程致动器模块139可通过将进气阀致动器136和排气阀致动器138切换至第三升程状态使得进气阀122和排气阀130不能开启。当在第三升程状态运行时，进气阀致动器136和排气阀致动器138可将进气阀122和排气阀130从它们各自的阀座升程第三量。第三量可为零。因此，第三升程状态可被称为零升程状态。
发动机系统100可包括涡轮增压机，涡轮增压机包括由流经排气系统134的热排气提供动力的热涡轮机160-1。涡轮增压机也包括由涡轮机160-1驱动的冷空气压缩机160-2。压缩机160-2压缩通向节流阀112的空气。在各个实施方式中，由曲轴驱动的增压器(未示出)可将来自节流阀112的空气压缩并将压缩的空气输送至进气歧管110。
废气旁通阀162可使得排气绕过涡轮机160-1，因而减少由涡轮增压器提供的增压(进气压缩量)。增压致动器模块164可通过控制废气旁通阀162的开启来控制涡轮增压器的增压。在各个实施方式中，可由增压致动器模块164来实施并控制两个或更多个涡轮增压器。
空气冷却器(未示出)可将热量从压缩的空气充量传递至冷却介质中，诸如发动机冷却剂或空气。使用发动机冷却剂冷却压缩空气充量的空气冷却器可被称为中间冷却器。使用空气冷却压缩空气充量的空气冷却器可被称为增压空气冷却器。例如，压缩空气充量可经由压缩和/或从排气系统134的部件接收热量。尽管出于说明目的分开示出，但是涡轮机160-1和压缩机160-2可彼此连接，将进气置于热排气附近。
发动机系统100可包括排气再循环(EGR)阀170，其选择性地将排气重新导回进气歧管110。EGR阀170可位于涡轮机160-1的上游。EGR阀170可基于来自ECM 114的信号由EGR致动器模块172控制。
曲轴的位置可使用曲轴位置(CKP)传感器180测量。曲轴的转速(发动机速度)可基于曲轴位置来确定。发动机冷却剂的温度可使用发动机冷却剂温度(ECT)传感器182来测量。ECT传感器182可位于发动机102内或在冷却剂循环的其他位置，诸如散热器(未示出)。
进气歧管110内的压力可使用歧管绝对压力(MAP)传感器184来测量。在各个实施方式中，可测量发动机真空度，发动机真空度是环境空气压力与进气歧管110内压力之差。流入进气歧管110的空气质量流率可使用质量空气流(MAF)传感器186来测量。在各个实施方式中，MAF传感器186可位于也包括节流阀112的壳体内。
节流阀致动器模块116可使用一个或多个节流阀位置传感器(TPS)190来监测节流阀112的位置。被吸入发动机102的空气的温度可使用进气温度(IAT)传感器192来测量。ECM114可使用来自传感器的信号为发动机系统100做出控制决定。
ECM 114可与变速器控制模块194通信以协调变速器中的换档(未示出)。例如，ECM114可在换档期间减少发动机扭矩。ECM 114可与混合控制模块196通信，以协调发动机102和电动马达198的运行。电动马达198也可充当发电机，并且可用于生成电能，用于车辆电系统的使用和/或用于电池内的存储。在各个实施方式中，ECM 114、变速器控制模块194和混合控制模块196的各种功能可集成至一个或多个模块。
每个改变发动机参数的系统可被称作发动机致动器。例如，节流阀致动器模块116可调整节流阀112的开启以达到目标节流阀开启面积。火花致动器模块126控制火花塞以达到相对于活塞TDC的目标火花正时。燃料致动器模块124控制燃料喷射器以达到目标燃料加注参数。阀升程致动器模块139控制进气阀致动器136和排气阀致动器138以达到目标升程状态。相位器致动器模块158可控制进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150以分别达到目标进气凸轮相位器角度和排气凸轮相位器角度。EGR致动器模块172可控制EGR阀170以达到目标EGR开启面积。增压致动器模块164控制废气旁通阀162以达到目标废气旁通阀开启面积。汽缸致动器模块120控制汽缸停用以达到启用或停用汽缸的目标数量。
现在参照图2，ECM 114的示例性实施方式包括发动机速度模块202、期望扭矩模块204、期望气流模块206以及发动机负载模块208。发动机速度模块202基于来自CKP传感器180的曲轴位置而确定发动机102的速度。例如，发动机速度模块202可基于曲轴完成一个或多个旋转的时间来计算发动机速度。发动机速度模块202输出发动机速度。
期望扭矩模块204基于来自驾驶员输入模块104的驾驶员输入来确定发动机102期望的输出。期望扭矩模块204可存储加速器踏板位置、车辆速度和变速器档位对期望扭矩的一个或多个映射，并且可基于所选的一个映射来确定期望的扭矩输出。期望扭矩模块204可从变速器控制模块194中接收车辆速度和变速器档位。期望扭矩模块204输出期望的扭矩输出。
期望气流模块206基于期望的扭矩输出和发动机速度来确定进入发动机102汽缸的期望空气流量。例如，期望气流模块206可使用将扭矩输出和发动机速度与期望气流关联起来的函数和/或映射来确定期望气流。期望气流模块206可通过发动机102中的启用汽缸的数量来分配期望气流以获取进入发动机102的每个汽缸的期望气流量，其可被称为每个汽缸的期望空气(APC)。期望气流模块206输出期望气流。
发动机负载模块208确定发动机102上的负载量。发动机负载模块208可基于期望气流使用例如将期望气流与发动机负载关联起来的函数和/或映射来确定发动机负载。在各个实施方式中，替代基于期望气流来确定发动机负载或除了基于期望气流来确定发动机负载之外，发动机负载模块208可基于期望歧管压力确定发动机负载。发动机负载模块208输出发动机负载。
图2中示出的ECM 114的示例性实施方式进一步包括节流阀控制模块210、燃料控制模块212、火花控制模块214、阀升程控制模块216、阀正时控制模块218以及汽缸停用模块220。节流阀控制模块210输出期望的节流阀位置，节流阀致动器模块116调整节流阀112的位置以达到期望的节流阀位置。燃料控制模块212输出期望的燃料加注速率，燃料致动器模块124控制燃料喷射器125以达到期望的燃料加注速率。燃料控制模块212也可输出期望的喷射正时，在该情况下，燃料致动器模块124也可控制燃料喷射器125以达到期望的喷射正时。火花控制模块214输出期望的火花正时，火花致动器模块126控制火花塞128以达到期望的火花正时。
节流阀控制模块210、燃料控制模块212和火花控制模块214可分别调整节流阀位置、燃料加注速率和火花正时以达到期望的扭矩输出。在一个示例中，节流阀控制模块210和火花控制模块214基于期望的扭矩输出调整节流阀位置和火花正时，燃料控制模块212基于期望的空气/燃料比调整燃料加注速率。更具体地，燃料控制模块212可确定期望的燃料加注速率以最小化期望的空气/燃料比与所测量的空气/燃料比之差。在各个实施方式中，节流阀控制模块210可基于期望的气流来调整节流阀位置，替代直接基于期望扭矩输出来调整节流阀位置。
阀升程控制模块216输出目标升程状态，阀升程致动器模块139将进气阀致动器136和排气阀致动器138的升程状态调整至目标升程状态。如下面所讨论的那样，阀升程控制模块216可基于发动机速度和/或发动机负载调整目标升程状态。阀正时控制模块218输出目标升程状态。在各个实施方式中，阀升程控制模块216可为进气排气阀致动器136和排气阀致动器138中的每一个而输出目标升程状态，以独立地控制进气阀致动器136和排气阀致动器138的升程状态。
阀正时控制模块218输出目标阀正时，相位器致动器模块158调整进气凸轮相位器148和排气凸轮相位器150的位置以达到目标阀正时。目标阀正时可包括在相对于TDC的曲柄角度中规定的目标阀开启时间、目标阀开启持续时间和/或目标阀关闭时间。在进气阀致动器136和排气阀致动器138为无凸轮阀致动器的实施方式中，阀正时控制模块218向阀升程致动器模块139输出目标阀正时。反过来，阀升程致动器模块139调整进气阀致动器136和排气阀致动器138的位置以达到目标阀正时。
如下面所讨论的那样，汽缸停用模块220基于发动机负载和/或发动机速度选择性地停用发动机102中的一个或多个汽缸。汽缸停用模块220输出指示发动机102内启用汽缸的数量和/或哪个汽缸停用的信号。燃料控制模块212可停止向停用汽缸的燃料输送。火花控制模块214可停止在停用汽缸中的火花生成。阀升程控制模块216可使得与停用汽缸关联的进气阀122和排气阀130不能开启。如上所示，阀升程控制模块216可通过将进气阀致动器136和排气阀致动器138切换至第三升程状态(或零升程状态)使得进气阀122和排气阀130不能开启。
现参照图3，一种用于调整阀致动器的升程状态以及用于调整发动机中启用汽缸的数量以提高燃料经济性的示例性方法开始于302。在图2所示的ECM 114的示例性实施方式中包括的模块的背景中描述了该方法。然而，进行该方法的步骤的特定模块可不同于以下描述的模块和/或该方法可在图2的模块之外实施。
图3的方法在第一状态与第二状态之间切换进气阀致动器136的目标升程状态，同时将排气阀致动器138的目标升程状态维持在第二升程状态。当进气阀致动器136被调整至第一升程状态时将排气阀致动器138的目标升程状态调整至第一升程状态可以提高燃料经济性。因此，为了消除多个非零升程状态所需的硬件和校准工作量，该方法可在进气阀致动器136调整至第一升程状态时不将排气阀致动器138的目标升程状态调整至第一升程状态。然而，在各个实施例中，该方法可按照与该方法调整进气阀致动器136的目标升程状态相同的方式来调整排气阀致动器138的目标升程状态。
在304，阀升程控制模块216和/或汽缸停用模块220确定发动机速度是否小于第一速度。第一速度可为预定速度，诸如3000转/分(RPM)。如果发动机速度小于第一速度，则该方法在306继续。否则，该方法在308继续。在308，汽缸停用模块220启用发动机102中的所有汽缸。在310，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第二升程状态。
在306，阀升程控制模块216和/或汽缸停用模块220基于发动机速度确定第一负载和第二负载。如下面所讨论的那样，第一负载和第二负载可为分别由阀升程控制模块216和汽缸停用模块220使用以确定启用汽缸数量的目标升程状态的阈值。阀升程控制模块216和/或汽缸停用模块220可使用将发动机速度与第一负载和第二负载关联起来的函数和/或映射来确定第一负载和第二负载。
在312，阀升程控制模块216和/或汽缸停用模块220确定发动机负载是否小于第一负载。如果发动机负载小于第一负载，则该方法在314继续。否则，该方法在316继续。
在314，汽缸停用模块220在发动机102的至少一个汽缸保持为启用的同时停用发动机102的一个或多个汽缸。例如，若发动机102具有四个汽缸，则汽缸停用模块220可为多个发动机循环停用四个汽缸中的两个，同时其他两个汽缸则保持为启用。发动机循环响应于发动机102的点火顺序的一次执行，无论在点火顺序中每个汽缸是否为启用。在四冲程发动机中，发动机循环响应于720度的曲轴旋转。在318，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第二升程状态。
在316，汽缸停用模块220启用发动机102中的所有汽缸。在320，阀升程控制模块216和/或汽缸停用模块220确定发动机负载是否大于第二负载。若发动机负载大于第二负载，该方法在322继续。否则，该方法在324继续。
在322，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第二升程状态。在324处，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第一升程状态。若进气阀致动器136已经处于第一升程状态中，则阀升程控制模块216可仅将进气阀致动器136的目标升程状态维持在第一升程状态。
现参照图4，曲线图400示出了与处于第二状态的排气阀致动器138、处于第一状态的进气阀致动器136以及处于第二状态的进气阀致动器相对应的阀升程分布图的示例。阀升程分布图是相对于表示曲柄角度(单位为度)的x轴402和表示阀升程(单位为毫米)的y轴404而绘制的。与处于第二状态的排气阀致动器138相对应的阀升程分布图被标记为406。与处于第一状态的进气阀致动器136相对应的阀升程分布图被标记为408。与处于第二状态的进气阀致动器136相对应的阀升程分布图被标记为410。
现参照图5，曲线图500示出了各种汽缸启用状态和阀升程状态的运行范围。运行范围是相对于表示发动机速度(单位为RPM)的x轴502和表示制动平均有效压力(单位为bar)的y轴504而绘制的。y轴504可以通过利用发动机排量将制动平均有效压力缩放至扭矩输出而转换为发动机负载。
运行范围包括第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510。第一运行范围506由第一负载边界512和发动机速度边界514限定。换言之，当发动机负载小于第一负载边界512且发动机速度小于发动机速度边界514时，发动机系统100在第一运行范围506内运行。第一负载边界512可对应于上文参照图3讨论的第一负载，发动机速度边界514可对应于上文参照图3讨论的第一速度。
第二运行范围508由第一负载边界512、第二负载边界516以及发动机速度边界514限定。当发动机负载大于第一负载边界512并小于第二负载边界516，且发动机速度小于发动机速度边界514时，发动机系统100在第二运行范围508内运行。第二负载边界516可对应于上文参照图3讨论的第二负载。
第三运行范围510由第二负载边界516和发动机速度边界限定。当发动机负载大于第二负载边界516时和/或当发动机速度大于发动机速度边界514时，发动机系统100在第三运行范围510内运行。发动机系统100通常可在第四运行范围518内运行，其中该第四运行范围与第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510重叠。
当发动机系统100在第一运行范围506内运行时，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第一升程状态。此外，汽缸停用模块220停用发动机102的一个或多个汽缸。例如，若发动机102具有四个汽缸，则汽缸停用模块220可为多个发动机循环停用四个汽缸中的两个，同时其他两个汽缸保持启用。
当发动机系统100在第二运行范围508内运行时，阀升程控制模块216将进气阀升程致动器136的目标升程状态调整至第一升程状态。此外，汽缸停用模块220启用发动机102中的所有汽缸。当发动机系统100在第三运行范围510内运行时，阀升程控制模块216将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第二升程状态。此外，汽缸停用模块220启用发动机102中的所有汽缸。
当发动机系统100在第一运行范围506与第二运行范围508之间转换时，阀升程控制模块216可仅将进气阀致动器136的目标升程状态维持在第一升程状态。当发动机系统100在第二运行范围508与第三运行范围510之间转换时，汽缸停用模块220可仅将发动机102中的所有汽缸维持在启用状态。值得注意的是，当发动机102的一个或多个汽缸被停用时，阀升程控制模块216并不会将进气阀致动器136的目标升程状态调整至第二升程状态。这样使得汽缸启用状态之间的转换次数以及第一阀升程状态与第二阀升程状态之间的转换次数最小化，这使阀正时调整最小化，并由此提高燃料经济性。
现参照图6，曲线图600示出了发动机系统100转换通过第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510时进气凸轮相位器148的角位置。各种轮廓线602表示进气凸轮相位器148的角位置(单位为度)。值得注意的是，由于汽缸停用模块220并不会在发动机系统100在第二运行范围506与第三运行范围508之间转换时调整启用汽缸的数量，因此进气凸轮相位器148的角位置变化是极小的。
现参照图7，曲线图700示出了发动机系统100转换通过第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510时进气歧管110内的压力。各种轮廓线702表示进气歧管110内的压力(单位为千帕(kPa))。值得注意的是，由于第一负载边界512和第二负载边界516的选择，当发动机系统100在第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510之间转换时，歧管压力会发生极小的变化。
因此，第一负载边界512和第二负载边界516可被选择(例如，通过校准)来在发动机系统100在第一运行范围506、第二运行范围508以及第三运行范围510之间转换时，最小化歧管压力的变化。此外，第一负载边界512可被选择来在发动机系统100在第一运行范围506与第二运行范围508之间转换时，最小化发动机102的制动比燃料消耗的变化量。类似地，第二负载边界516可被选择来在发动机系统100在第二运行范围508与第三运行范围510之间转换时，最小化发动机102的制动比燃料消耗的变化量。
上述描述本质上仅仅是示例性的，其决不意欲限制本公开及其应用或用途。本公开的广泛教导可通过各种形式来实施。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应该局限于此，因为在研读了附图、说明书以及所附权利要求书之后，其他修改将变得显而易见。本文所用短语“A、B和C中的至少一个”应当被解释为表示使用非排他性逻辑或(OR)的逻辑(A、B或C)，且其不应当被解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个以及C中的至少一个”。应理解的是，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)进行执行。
在本申请中，包括下文中的定义，术语“模块”或术语“控制器”可被术语“电路”取代。术语“模块”可指代或包括下列各项，或可为下列各项的一部分：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共用、专用或集群)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共用、专用或集群)；其他合适的提供所述功能的硬件部件；或上述项中的一部分或全部的组合，例如，在片上系统内。
模块可包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可包括连接至局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可在多个经由接口电路连接的模块之间进行分配。例如，多个模块可允许负载平衡。在进一步的示例中，服务器(又名远程或云)模块可代表客户端模块实现一些功能。
上文所用术语“代码”可包括软件、固件和/或微码，并可指代程序、例程、功能、类、数据结构和/或对象。术语“共用处理器电路”包括执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“集群处理器电路”包括与其他处理器电路结合来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用包括离散管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个核心、单个处理器电路的多个线程或上述项的组合。术语“共用存储器电路”包括存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“集群存储器电路”包括与其他存储器结合来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
术语“存储器电路”是术语“计算机可读介质”的子集。本文所用术语“计算机可读介质”并不包括通过介质(例如，在载波上)传播的瞬时电或电磁信号；因此，术语“计算机可读介质”可被认为是有形和非瞬时的。非瞬时有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(例如，闪速存储器电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如，静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如，模拟或数字磁带或硬盘驱动器)以及光存储介质(例如，CD、DVD或蓝光光碟)。
本申请中所描述的设备和方法可由专用计算机部分或完全地实施，其中，通过配置通用计算机使其执行一个或多个包含在计算机程序中的特定功能来获得该专用计算机。上述功能块、流程图组成以及其他要素用作软件规范，其中，可通过技术人员或程序员的常规工作将该软件规范转换成计算机程序。
计算机程序包括存储在至少一个非瞬时有形计算机可读介质中的处理器可执行指令。计算机程序还可包括或依赖于所存储的数据。计算机程序可包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定装置交互的装置驱动器、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等等。
计算机程序可包括：(i)待解析的描述性文本，例如，HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)；(ii)汇编代码；(iii)通过编译器从源代码生成的目标代码；(iv)由解释器执行的源代码；(v)由即时编译器编译和执行的源代码等等。仅作为示例，源代码可使用各种语言的语法编写，这些语言包括：C、C++、C#、Objective C、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
Figure GDA0002449511210000161
Fortran、Perl、Pascal、Curl、OCaml、
Figure GDA0002449511210000162
HTML5、Ada、ASP(动态服务器页面)、PHP、Scala、Eiffel、Smalltalk、Erlang、Ruby、
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Visual
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Lua以及
Figure GDA0002449511210000165
根据35U.S.C.§112(f)的规定，除非使用短语“用于……的装置”或在方法权利要求的情况下使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”明确地指出要素，否则权利要求书中所述的要素中没有一个意欲成为装置+功能要素。

Claims (7)

1.一种用于调整阀致动器的升程状态的方法，其包括：
在发动机的第二汽缸处于启用状态的同时，选择性地停用所述发动机的第一汽缸；
当所述第一汽缸被停用时，选择性地将所述发动机的阀致动器的目标升程状态调整至第一升程状态，以便将所述第二汽缸的进气阀和所述第二汽缸的排气阀中的至少一者升程第一量；以及
选择性地将所述阀致动器的所述目标升程状态调整至第二升程状态，以便将所述第二汽缸的所述进气阀和所述第二汽缸的所述排气阀中的至少一者升程第二量，其中所述第一量和所述第二量都大于零，且所述第二量大于所述第一量，
所述方法进一步包括：
基于发动机速度确定第一负载；
当发动机负载小于所述第一负载且所述发动机速度小于第一速度时，停用所述第一汽缸；以及
当所述发动机负载小于所述第一负载且所述发动机速度小于所述第一速度时，将所述阀致动器的所述目标升程状态调整至所述第一升程状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
当所述发动机速度大于所述第一速度时，启用所述发动机的所有汽缸；以及
当所述发动机速度大于所述第一速度时，将所述阀致动器的所述目标升程状态调整至所述第二升程状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
当所述发动机负载大于所述第一负载时，启用所述发动机的所有汽缸；以及
当所述发动机负载大于所述第一负载并小于第二负载时，选择性地将所述阀致动器的所述目标升程状态维持在所述第一升程状态，其中所述第二负载大于所述第一负载。
4.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括在如下情况下将所述阀致动器的所述目标升程状态维持在所述第一升程状态：
所述发动机负载大于所述第一负载并小于所述第二负载；以及
所述发动机速度小于所述第一速度。
5.根据权利要求3所述的方法，其进一步包括：
当所述发动机负载大于所述第二负载时，继续启用所述发动机的所有汽缸；以及
当所述发动机负载大于所述第二负载时，将所述阀致动器的所述目标升程状态调整至所述第二升程状态。
6.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括调整所述阀致动器的所述目标升程状态，以便调整所述第二汽缸的所述进气阀被升程的量。
7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括当所述发动机的至少一个汽缸被停用时，不将所述阀致动器的所述目标升程状态调整至所述第二升程状态。
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