CN107965392A - 用于操作采用专用汽缸egr系统的内燃机的方法 - Google Patents

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Abstract

多缸火花点火内燃机包括设置在进气系统和对应的多个发动机汽缸之间的多个第一进气阀和第二进气阀。发动机还包括专用汽缸废气再循环(EGR)系统，其包括流体地连接在汽缸中的一个的排气阀与发动机的进气系统之间的排气流道。可控进气阀启动系统配置成控制多个第一进气阀和第二进气阀的打开。控制器可操作地连接至发动机和可控进气阀启动系统，并且包括指令集，该指令集用于监控发动机的操作，并且控制多个第一进气阀的打开和控制多个第二进气阀的打开，以生成实现发动机速度/负载操作点下的燃烧稳定性的汽缸充气的缸内混合。

Description

用于操作采用专用汽缸EGR系统的内燃机的方法
技术领域
内燃机(发动机)通过在一个或多个燃烧室内燃烧空气和燃料的混合物而以转矩和转速的形式产生机械动力。在燃烧期间，产生各种废气。废气的一部分可例如经由废气再循环系统再循环回到发动机汽缸。再循环的废气可将汽缸中的一定量的可燃烧混合物排出，从而提高发动机效率和降低燃烧温度，这可用于减少某些气态副产物的形成。
发明内容
描述了一种多缸火花点火内燃机系统(发动机)，且该系统包括发动机子组件，其包括发动机缸体，该发动机缸体限定多个汽缸和多个第一进气阀和第二进气阀，这些进气阀设置在汽缸盖中介于进气系统与汽缸之间。发动机还包括专用汽缸废气再循环(EGR)系统，其包括流体地连接在汽缸中的一个的排气阀与发动机的进气系统之间的排气流道。可控进气阀启动系统配置成控制多个第一进气阀和第二进气阀的打开。控制器可操作地连接至发动机和可控进气阀启动系统，并且包括指令集，其可执行以监控发动机的操作并且控制多个第一进气阀的打开和控制多个第二进气阀的打开，以生成实现发动机速度/负载操作点的燃烧稳定性的汽缸充气的缸内混合。
一个方面包括监控发动机的操作以确定发动机速度/负载操作点，并且操作进气阀启动系统以基于发动机速度/负载操作点来控制第一进气阀和第二进气阀的打开。
一个方面包括操作进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间打开第一进气阀和第二进气阀两者。
一个方面包括操作进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开第一进气阀或仅打开第二进气阀。
一个方面包括操作进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开第一进气阀或仅打开第二进气阀，其中第一进气阀或第二进气阀的打开时间增加或减少。
附图说明
图1示意性地示出了根据本公开的内燃机，其包括发动机子组件、进气系统、排气系统、专用汽缸废气再循环(EGR)系统和涡轮增压器；以及
图2-1至2-6分别以图形示出了根据本公开的可用于控制参考图1描述的内燃机的实施例的第一至第六曲线图，其中每个曲线图是呈阀打开时序图的形式，该时序图包括在单个四缸发动机循环中第一进气阀和第二进气阀和排气阀相对于单个汽缸的曲轴位置的时序和升程。
具体实施方式
如本文所描述和说明的所公开的实施例的部件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下详细描述并不旨在限制如所要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示其可能的实施例。另外，虽然在以下描述中阐述了许多具体细节以提供对本文所公开的实施例的透彻理解，但是在没有一些或所有这样的细节的情况下可实践某些实施例。另外，为了清楚起见，在现有技术中已知的某些技术材料没有详细描述，以避免不必要地使本公开变得混淆。另外，附图是简化的形式，而不按精确的比例绘制。方向性术语的任何使用均不能被解释为以任何方式限制本公开的范围。另外，如本文所说明和描述，本公开可在缺少本文没有具体公开的任何元件的情况下实践。另外，本文可在功能和/或逻辑块部件和/或各种处理步骤描述本教导。应当认识到，这样的块部件可由配置成执行指定功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件组成。如本文所采用，术语“上游”和相关术语是指朝向流动流相对于指示位置的起源的元件，且术语“下游”和相关术语是指远离流动流相对于指示位置的起源的元件。
现在参考附图，其中描述仅用于说明某些示例性实施例的目的，而不是为了限制本发明的目的，图1示意性地说明了四循环内燃机组件(发动机)10，其包括发动机子组件12、进气系统14、排气系统16和专用汽缸废气再循环(EGR)系统60。在一个实施例中并且如图所示，可采用涡轮增压器18。在一个实施例中，可采用发动机驱动或电动机驱动的增压器。发动机10可设置在车辆上以提供推进动力，其中车辆可包括但不限于商业车辆、工业车辆、农用车辆、客车、飞机、船舶、火车、全地形车辆、个人移动设备、机器人等形式的移动平台，以实现本公开的目的。
发动机10优选地被配置为高压缩比火花点火内燃机，并且还可包括燃烧烃燃料以生成转矩的另一种合适的内燃机。发动机子组件12优选地包括发动机缸体，其限定多个汽缸20(被称为汽缸1至4)、在汽缸20内往复运动的对应的多个活塞、联接至活塞的可旋转曲轴、汽缸盖21以及其它发动机部件，诸如活塞连杆、销、轴承等。具有对应活塞和汽缸盖21的一部分的每个汽缸20限定了可变体积燃烧室15。多个汽缸20中的每一个分别经由第一进气阀23和第二进气阀24选择性地与进气系统14流体地连通，以接收新鲜/含氧空气，且多个汽缸20中的每一个选择性地经由排气阀25与排气系统16流体地连通以排出燃烧副产物。虽然所说明的发动机10描绘了直列4缸(I4)发动机，但是本技术同样可适用于其它发动机配置，作为非限制性示例，尤其包括I2、I3、I5和I6发动机或V-2、V-4、V-6、V-8、V-10和V-12发动机。
汽缸盖21包括分别用于每个汽缸20的多个进气孔和相关联的第一进气阀23和第二进气阀24、用于每个汽缸20的多个排气孔和相关联的排气阀25，以及包括燃料喷射器、火花点火器和燃烧传感器的其它孔和相关部件。多个第一进气阀23和第二进气阀24设置在进气系统14和对应的一个汽缸20之间。多个排气阀25设置在对应的一个汽缸20与排气系统16之间。排气系统16优选地包括第一排气歧管36和第二排气歧管62，这些排气歧管设置成夹带并且引导经由排气阀25的打开从发动机10中排出的废气。
第一进气阀23和第二进气阀24可操作地连接至可变进气阀启动系统22，其优选地包括可旋转凸轮轴，该凸轮轴的旋转被反映于曲轴的旋转。排气阀25可操作地连接至排气阀启动系统26，其优选地包括可旋转凸轮轴，该凸轮轴的旋转被反映于曲轴的旋转。在一个实施例中，可变地控制排气阀启动系统26，如本文所述。
进气系统14通常可包括新鲜空气入口、废气再循环(EGR)混合器27、充气冷却器28、节流阀30和进气歧管32中的一个或多个。在发动机10的操作期间，新鲜空气或进气34可经由新鲜空气入口通过相关联的空气净化器组件从大气中被进气系统14吸入。节流阀30可包括可控挡板，其配置成调节通过进气系统14并且最终经由进气歧管32进入汽缸20的空气的总流量。从进气歧管32进入每个汽缸20的空气流由第一进气阀23和第二进气阀24控制，这些进气阀的启动由可变进气阀启动系统22控制。从每个缸20流出至第一排气歧管36和第二排气歧管62的排气流由排气阀25控制，该排气阀的启动可由排气阀启动系统26来控制。
本文所采用的术语“专用汽缸EGR系统”是指在一个或多个汽缸20中生成的所有废气均被分离并且被引导至进气系统14的系统。在一个实施例中，专用汽缸EGR系统60包括第二排气歧管62、可控分流阀64和管流式EGR热交换器65，该热交换器在位于充气冷却器28和节流阀30上游的EGR混合器27处流体地连接至进气系统14。在此实施例中，第二排气歧管62夹带汽缸4中的废气流，并且当分流阀64被控制至第一位置时，将这样的流动引导至进气系统14。当分流阀64被控制至第二位置时，第二排气歧管62经由第二导管70将汽缸4中的废气流夹带并且引导至排气系统16。其它元件优选地包括管流式EGR热交换器65，其配置成降低或以其它方式管理再循环废气41的温度；第一温度传感器61，其设置成监控管流式EGR热交换器65上游的再循环废气41的温度；和第二温度传感器63，其设置成监控管流式EGR热交换器65下游的再循环废气41的温度。因此，专用汽缸EGR系统60与进气系统14流体地连通，将再循环废气41引导至进气系统14。此再循环废气41可在EGR混合器27内与新鲜空气34混合，以稀释进气充气的氧含量。在采用专用汽缸EGR系统60的发动机10的一个实施例中，进气充气的EGR稀释量的大小近似为专用EGR汽缸的数量与总汽缸数的比。在图1中，一个汽缸(即，汽缸4)为具有总共4个汽缸的发动机12供应专用EGR，因此EGR稀释约25％。专用汽缸EGR系统60的使用可提高火花点火发动机的燃料效率。另外，专用汽缸EGR系统60可降低发动机10中的燃烧温度和排放物产生。第一废气40由剩余的三个汽缸20(即，汽缸1至3)产生，并且经由排气系统16通过后处理装置42从发动机10中排出。
可变进气阀启动系统22包括与进气凸轮轴相互作用以控制第一进气阀23和第二进气阀24的打开和关闭的机构和控制程序，其包括选择性地停用第一进气阀23和第二进气阀24中的一个或两个进气阀。可配置成单独选择性地停用第一进气阀23和第二进气阀24中的一个或两个进气阀的一个机械化包括固定式液压间隙调节器(SHLA)和辊式指状随动件(RFF)。可配置成单独选择性地停用第一进气阀23和第二进气阀24中的一个或两个进气阀的另一机械化包括进气凸轮轴和相关部件，其包括具有多个凸轮凸角的滑动凸轮，这些凸轮凸角可选择性地设置成与第一进气阀23和第二进气阀24中的一个或两个进气阀相互作用并且控制第一进气阀23和第二进气阀24中的一个或两个进气阀的打开和关闭。SHLA、RFF和滑动凸轮机械化是本领域技术人员所已知的。
控制可变进气阀启动系统22以控制第一进气阀23和第二进气阀24的打开和关闭包括在某些操作条件下在每个汽缸20的燃烧循环的进气冲程期间打开第一进气阀23和第二进气阀24两者。这进一步包括控制可变进气阀启动系统22以选择性地停用第一进气阀23和第二进气阀24中的一个进气阀，使得停用的阀在每个汽缸20的燃烧循环的进气冲程期间不会打开。这可包括控制可变进气阀启动系统22以仅启动每个汽缸20的第一进气阀23同时停用第二进气阀24，使得停用的第二进气阀24在某些操作条件下在每个气瓶20的燃烧循环的进气冲程期间不会打开。这可包括控制可变进气阀启动系统22以在某些操作条件下仅停用每个汽缸20的第一进气阀23同时启动第二进气阀24，使得停用的第一进气阀23在某些操作条件下在每个气瓶20的燃烧循环的进气冲程期间不会打开。参考图2-1至2-6描述这样的操作。
在一个实施例中，排气阀启动系统26可包括可变凸轮轴相移器(VCP)/可变升程控制(VLC)装置，其与排气凸轮轴相互作用以控制排气阀25的打开和关闭。控制第一进气阀23和第二进气阀24以及排气阀25的打开和关闭可包括控制阀升程的大小和/或控制阀打开和关闭的定相、持续时间或正时。在一个实施例中，包括VCP/VLC装置的排气阀启动系统26设置成控制排气阀25与排气凸轮轴之间的相互作用。替代地，排气阀25直接或经由随动件与排气凸轮轴相互作用。进气和排气凸轮轴的旋转在VCP应用的情况下可变地关联至和被反映于发动机曲轴的旋转，因此将进气阀23和排气阀25的打开和关闭关联至曲轴和容纳在汽缸20中的活塞的位置。
每个活塞在其对应的汽缸中的往复运动位于与曲轴的旋转一致的活塞下止点(BDC)位置和活塞上止点(TDC)位置之间。用四冲程发动机循环操作的发动机依次执行进气、压缩、动力和排气冲程的重复模式。在压缩冲程期间，燃烧室15中的燃料/空气充气通过曲轴的旋转和活塞的运动而被压缩以准备进行点火。在压缩冲程的至少一部分期间，进气阀23和排气阀25关闭。可通过控制可变进气阀启动系统22来控制进气阀23的关闭，从而控制有效的压缩比。有效压缩比被限定为在进气阀23关闭时燃烧室15的体积排量与(例如，在活塞处于TDC时)燃烧室15的最小体积排量的比。有效压缩比可能与几何压缩比不同，该几何压缩比被限定为在BDC处发生的燃烧室15的最大体积排量与在TDC处发生的燃烧室15的最小体积排量的比，而不考虑进气阀23的关闭时间。进气阀23的提前或延迟关闭可在燃烧室15中捕获更少的空气，因此降低燃烧期间燃烧室15中的压力并因此降低温度。在一个实施例中，在进气冲程期间，对燃料进行计量并将其喷射至燃烧室15中。可执行一个次燃料喷射事件以喷射燃料；然而，可执行多个燃料喷射事件。在一个实施例中，在进气冲程中燃料足够早地喷射以允许燃料/空气充气在燃烧室15中的充分预混合。
再次参考图1，充气冷却器28可设置在EGR混合器27与节流阀30之间。通常，充气冷却器28可为散热器式热交换器，其使用环境空气流或液体冷却剂流来冷却作为新鲜空气和再循环废气的混合物的进气充气。如可明白的是，由于经由压缩机52的加压结合较高温度的再循环废气41的混合，进气充气可比环境温度更温暖。充气冷却器28可冷却气体混合物以提高其密度/体积效率，同时还减少诸如预点火或爆震等异常燃烧的可能性。
废气通过后处理装置42以在经由尾管44离开排气系统16之前催化、还原和/或排出废气组分。后处理装置42可包括催化装置的一种或多种组合，其包括例如三元催化装置、氧化催化剂、烃阱、NOx吸附剂或用于在各种废气组分离开排气系统16之前氧化、还原和以其它方式催化和/或排除各种废气组分的任何其它合适的部件和伴随的管和阀。
进气系统14和排气系统16可通过涡轮增压器18进行机械连通。涡轮增压器18与排气系统16流体地连通，且涡轮增压器18排出第一排气产物40。涡轮增压器18可包括与排气系统16流体地连通的涡轮50和与进气系统14流体地连通的压缩机52。涡轮50和压缩机52可经由可旋转轴54机械联接。涡轮增压器18可利用从发动机10流动的第一排气产物40的能量来使涡轮机50和压缩机52转动。压缩机52的旋转从新鲜空气入口中吸入新鲜空气34并且将空气34压缩至进气系统14的其余部分中。第一排气产物40通过涡轮增压器18排出。一旦第一排气产物40从涡轮增压器18中排出，第一排气产物40流向后处理装置42。
发动机10的操作可由多个感测装置监控。作为非限制性示例，感测装置可包括燃烧传感器17，其设置成监控与每个汽缸中的燃烧相关联的发动机参数；第一废气传感器37，其设置在第一排气歧管36中；第二废气传感器43，其设置在后处理装置42下游的废气进料流中；温度传感器78，其设置成监控后处理装置42的温度；第一温度传感器61，其设置成监控管流式EGR热交换器65上游的再循环废气的温度；以及第二温度传感器63，其设置成监控管流式EGR热交换器65下游的再循环废气的温度。
燃烧传感器17可设置成监控与每个汽缸中的燃烧相关联的发动机参数，并且在一个实施例中可为缸内压力传感器的形式。替代地，燃烧传感器17可为转速传感器和或另一种合适的燃烧监控传感器的形式，该转速传感器设置成监控曲轴的转速和位置且伴随有评估曲轴速度变化的算法。上述传感器的提供是为了说明目的。任何一个或全部上述传感器中可被监控与发动机10的操作相关联的参数的其它感测装置所取代，或反而可由可执行模型取代以导出发动机操作参数的状态。
控制器72可为与车辆的各种部件通信的电子控制模块的一部分。控制器72包括处理器74和存储器76，该存储器上记录有用于与分流阀64、可变进气阀启动系统22、涡轮增压器18、后处理装置42等通信的指令。控制器72配置成经由处理器74执行存储器76中的指令。例如，控制器72可为主机或分布式系统(例如，诸如数字计算机或微计算机等计算机)，其用作车辆控制模块和/或用作具有处理器的比例-积分-微分(PID)控制器装置，并且用作存储器76、有形、非暂时计算机可读存储器，诸如只读存储器(ROM)或闪速存储器。控制器72还可具有随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、高速时钟、模数转换(A/D)和/或数模转换(D/A)电路，以及任何所需输入/输出电路和相关装置，以及任何所需信号调节和/或信号缓冲电路。因此、控制器72可包括监控和控制分流阀64、可变进气阀启动系统22、涡轮增压器18、后处理装置42等所需的所有软件、硬件、存储器76、算法、校准、连接、传感器等。因而，控制方法可被实施为与控制器72相关联的软件或固件。应当明白的是，控制器72还可包括能够分析各种传感器中的数据、比较数据、进行控制和监控分流阀64、可变进气阀启动系统22、涡轮增压器18、后处理装置42等所需的必要决定的任何装置。
控制器之间和控制器、致动器和/或传感器之间的通信可使用直接有线链路、联网通信总线链路、无线链路或任何另一种合适的通信链路而实现。通信包括以任何合适形式交换数据信号，包括(例如)经由导电介质交换电信号、经由空气交换电磁信号、经由光学波导交换光学信号等。术语'模型'是指基于处理器或处理器可执行代码以及模拟装置或物理过程的物理存在的相关校准。
控制器72包括处理器74和有形、非暂时性存储器76，该存储器上记录有可执行指令。控制器72配置成控制可变进气阀启动系统22和分流阀64以引导再循环废气41。这包括控制器72，其配置成在第一位置中致动分流阀64以将再循环废气41引向后处理装置42并且绕过专用汽缸EGR系统60，并且还配置成在第二位置中致动分流阀64以将再循环废气41通过专用汽缸EGR系统60引导返回至进气系统14。
参考图1描述的发动机子组件12、可变进气阀启动系统22和专用汽缸EGR系统60可有利地控制成实现发动机速度/负载操作范围内的燃烧稳定性。执行可变进气阀启动系统22的控制以在进气冲程期间在每个汽缸内生成合适水平的湍流，以实现缸内混合和湍流，其导致火焰传播速度足够快以将燃烧稳定性维持在可接受水平。可通过采用可变进气阀启动系统22选择性地控制第一进气阀23和第二进气阀24的打开和关闭来实现和改变缸内混合和所需的湍流水平。
与燃烧稳定性相关联的一个燃烧参数是指示平均有效压力变化系数(CoV-IMEP)，其可采用合适的汽缸监控方案(诸如通过使用从燃烧传感器17、缸内压力传感器或另一个合适的监控装置导出的信息)来确定和监控。与确定CoV-IMEP相关联的装置、控制例程、校准和其它元件对于本领域一般技术人员是已知的，且因此不再详细描述。此操作旨在提高整个燃烧过程的整体重复性和鲁棒性，从而产生平稳、一致的发动机操作，如由诸如指示平均有效压力变化系数(CoV-IMEP)等参数所测量的。在一个实施例中，可通过监控燃烧传感器17中的输入和其它发动机参数来确定在正进行的发动机操作期间的燃烧稳定性。替代地或组合地，可在发动机开发期间预定不同速度/负载发动机操作点处的燃烧稳定性。
发动机控制器72优选地采用校准来命令可变进气阀启动系统22的操作，以基于与发动机速度和负载相关联的受监控参数来实现第一进气阀23和第二进气阀24的优选打开和关闭时间或停用。这可为前馈控制例程的形式。本文可采用的校准确定第一进气阀23和第二进气阀24的优选打开和关闭时间和/或停用，其针对发动机操作范围内的每个速度/负载操作点在参考图1描述的发动机10的操作期间以可接受的燃烧稳定性水平实现高效率。这可包括开发一种发动机校准例程，其针对从空转至最大动力条件的发动机操作范围内的每个速度/负载操作点提供第一进气阀23和第二进气阀24的优选打开和关闭时间。单独或结合前馈控制例程，发动机控制器72可执行反馈控制例程以命令可变进气阀启动系统22的操作基于与发动机速度和负载和燃烧稳定性相关联的受监控参数实现第一进气阀23和第二进气阀24的优选打开和关闭时间或停用，这些受监控参数可通过监控燃烧传感器17中的输入和/或其它发动机参数在正进行的发动机操作期间进行确定。术语“校准(calibration)”、“校准(calibrate)”和相关术语是指将与装置相关联的实际或标准测量值与感知或观察测量值或命令位置进行比较的结果或过程。如本文所述的校准可简化为可存储的参数表、多个可执行方程式或另一种合适的形式。
图2-1以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第一曲线图210，其中发动机10在四冲程循环中操作，该四冲程循环包括与活塞的往复移动和曲轴的旋转相关联的重复发生的排气-进气-压缩-动力冲程。该图形包括垂直轴线204上相对于水平轴线205上的发动机曲轴旋转(度)的阀升程的大小。指示汽缸位置的相关正时，其包括在排气冲程开始时的第一汽缸下止点(BDC)点201、排气冲程结束的汽缸上止点(TDC)点202，以及在进气冲程结束时的第二BDC点203。第一曲线图210指示排气阀打开215，然后是第一进气阀213和第二进气阀214的同时和等效打开。发动机10的可变进气阀启动系统22响应于第一曲线图210的控制导致空气流的额定大小与缸内混合的标称水平关联。
图2-2以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第二曲线图220。第二曲线图220指示排气阀打开215，然后是第一进气阀223和第二进气阀224的同时和等效打开。如所示，第一进气阀223和第二进气阀224的打开时间被延长，使得它们延长至后续压缩冲程的开始，这可被描述为米勒循环操作或艾金森循环操作。替代曲线图可采用在进气冲程结束之前终止的阀打开时间，从而实现类似效果。米勒循环可与内燃机的操作相关联，该内燃机采用涡轮增压器或增压器以对进气流进行增压，并且包括延时进气阀关闭事件(BDC之后)或提前进气阀关闭事件(BDC之前)。艾金森循环可与自然吸气的内燃机的操作相关联。这种操作的效果是降低有效压缩比。作为示例，在第二曲线图220的操作期间，仅在进气阀关闭之后，活塞在压缩冲程期间压缩燃料-空气混合物。在压缩冲程的初始部分期间，活塞将燃料-空气混合物的部分推动通过仍然打开的进气阀并且返回至进气歧管。当进气通过中间冷却器(例如，充气冷却器28)冷却时，产生较低的进气充气温度。与进气冲程的较低压缩结合的较低进气充气温度可产生比通过仅仅增加活塞的压缩将获得的温度更低的最终充气温度。这允许点火正时提前至爆震开始之前，因此提高整体效率。较低的最终充气温度可能减少发动机排放的形成。
图2-3以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第三曲线图230。第三曲线图230指示排气阀打开215，然后是第一进气阀233的打开，其中第二进气阀234被停用。这种操作的效果是增加流过一个打开的阀的进气的速度，并且使缸内混合和湍流增加的量大于参考图2-1描述的缸内混合的标称水平。另外，由于第一进气阀23和第二进气阀24的位置不对称，缸内湍流是不对称的，这些进气阀并非以与相应燃烧室15的纵向轴线同轴的方式布置。
图2-4以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第四曲线图240。第四曲线图240指示排气阀打开215，然后是第一进气阀243的打开，其中第二进气阀244被停用。如所示，第一进气阀243的打开时间被延长，使得其打开延长至后续压缩冲程的开始，即，米勒循环操作或艾金森循环操作。这种操作的效果是增加流过一个打开的阀的进气的速度，并且使缸内混合和湍流增加的量大于参考图2-1描述的缸内混合的标称水平。另外，由于第一进气阀23和第二进气阀24的位置不对称，缸内湍流是不对称的。由于该操作，点火正时可提前至爆震开始之前，因此提高整体效率。较低的最终充气温度可能减少发动机排放的形成。
图2-5以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第五曲线图250。第五曲线图250指示排气阀打开215，然后是第二进气阀254的打开，其中第一进气阀253被停用。该操作类似于第三曲线图230，并且可基于测试来选择，该测试指示所产生的缸内混合和湍流并且将燃烧稳定性维持在用于一个或多个发动机速度/负载操作点的适当水平。
图2-6以图形示出了呈可用于控制参考图1描述的发动机10的实施例的阀打开时序图形式的第六曲线图260。第六曲线图260指示排气阀打开215，然后是第二进气阀264的打开，其中第一进气阀263被停用。第二进气阀264的打开时间被延长，使得其打开延长至后续压缩冲程的开始，即，米勒循环操作或艾金森循环操作。这种操作的效果是增加流过一个打开的阀的进气的速度，并且使缸内混合和湍流增加的量大于参考图2-1描述的缸内混合的标称水平。此操作类似于第四曲线图240，并且可基于测试来选择，该测试指示所产生的缸内混合和湍流并且将燃烧稳定性维持在用于一个或多个发动机速度/负载操作点的适当水平。
本文描述的概念通过使用以阀打开为特征的两个进气阀事件促进了关于图1描述的发动机10的实施例的最佳效率，这两个进气阀事件包括四循环事件，并且作为非限制性示例，包括米勒循环事件。通过停用进气阀23、24中的一个以增加燃烧系统充气运动，可在低负载条件下实施附加的效率增益。
详述和图或图式支持并且描述本教导，但是本教导的范围仅仅是由权利要求限定。虽然已详细地描述了用于实行本教导的某些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践随附权利要求书中限定的本教导的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1.一种多缸内燃机系统，包括：
发动机子组件，其包括发动机缸体，所述发动机缸体限定多个汽缸和多个第一进气阀和第二进气阀，所述进气阀设置在汽缸盖中介于进气系统与所述汽缸之间；
专用汽缸废气再循环(EGR)系统，其包括流体地连接在所述汽缸中的一个的排气阀与所述发动机的所述进气系统之间的排气流道；
可控进气阀启动系统，其配置成控制所述多个第一进气阀和第二进气阀的打开；
控制器，其可操作地连接至所述内燃机和所述可控进气阀启动系统，所述控制器包括指令集，所述指令集可执行以：
监控所述发动机的操作，以及
操作所述可控进气阀启动系统以控制所述第一进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开，其中选择所述第一进气阀和第二进气阀的所述打开以执行实现燃料稳定性的汽缸充气的缸内混合和湍流。
2.根据权利要求1所述的发动机系统，其中所述指令集进一步可执行以：
监控所述发动机的操作以确定发动机速度/负载操作点，以及
控制所述可控进气阀启动系统以基于实现所述发动机速度/负载操作点下的燃烧稳定性的所述汽缸充气的缸内混合和湍流来控制所述第一进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开。
3.根据权利要求2所述的发动机系统，其中可执行以控制所述可控进气阀启动系统以基于实现所述发动机速度/负载操作点下的燃烧稳定性的所述汽缸充气的缸内混合和湍流来控制所述第一进气阀和第二进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开的所述指令集包括基于所述发动机速度/负载操作点的所述第一进气阀和第二进气阀的优选打开的校准。
4.根据权利要求1所述的发动机系统，其中可执行以控制所述可控进气阀启动系统以控制所述第一进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开的所述指令集包括可执行以控制所述可控进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间打开所述第一进气阀和所述第二进气阀的所述指令集。
5.根据权利要求1所述的发动机系统，其中可执行以控制所述可控进气阀启动系统以控制所述第一进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开的所述指令集包括可执行以控制所述可控进气阀启动系统以仅打开所述第一进气阀的所述指令集。
6.根据权利要求5所述的发动机系统，进一步包括可执行以控制所述可控进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开所述第一进气阀的所述指令集，其中所述第一进气阀的打开时间被延长以在后续压缩冲程期间执行阀关闭。
7.根据权利要求5所述的发动机系统，进一步包括可执行以控制所述可控进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开所述第一进气阀的所述指令集，其中所述第一进气阀的打开时间被缩短以在所述进气冲程结束之前执行阀关闭。
8.根据权利要求1所述的发动机系统，其中可执行以控制所述可控进气阀启动系统以控制所述第一进气阀的打开和控制所述第二进气阀的打开的所述指令集包括可执行以控制所述可控进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开所述第二进气阀的所述指令集。
9.根据权利要求8所述的发动机系统，其中所述指令集进一步可执行以控制所述可控进气阀启动系统以在每个燃烧循环的每个进气冲程期间仅打开所述第二进气阀，其中所述第二进气阀的打开时间被延长以在后续压缩冲程期间执行阀关闭。
10.一种用于操作包括可变进气阀启动系统和专用汽缸废气再循环(EGR)系统的多缸内燃机的方法，所述方法包括：
监控在所述专用汽缸EGR系统的操作期间与燃烧稳定性相关联的发动机参数；以及
由控制器控制所述可变进气阀启动系统，以控制第一进气阀的打开和控制第二进气阀的打开，以执行实现燃烧稳定性的汽缸充气的缸内混合和湍流。
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