專利名稱：控制發(fā)動機(jī)內(nèi)的可變壓縮比的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于控制發(fā)動機(jī)內(nèi)的可變壓縮比的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在運轉(zhuǎn)期間，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)可在點火之前依照發(fā)動機(jī)的壓縮比壓縮充氣、空氣或空 氣和燃料的混合物。發(fā)動機(jī)內(nèi)的低充氣及因此部分發(fā)動機(jī)負(fù)荷可導(dǎo)致比由壓縮比所預(yù)測的 更低效率的壓縮。此外，更低的效率壓縮比可導(dǎo)致發(fā)動機(jī)效率的損失并且因此燃料經(jīng)濟(jì)性 較低。美國專利4，241，705公開了位于另一個活塞內(nèi)的活塞，通過從曲軸箱泵送的機(jī)油 液壓控制，用于改變內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)的可變壓縮比的。可從室內(nèi)排出機(jī)油以抑制壓縮壓力達(dá) 到損壞水平，并且可執(zhí)行逐漸泵送以將壓縮比改變至預(yù)定值?？商娲模尚薷钠左w以包 括用于控制發(fā)動機(jī)汽缸容積的額外的系統(tǒng)和裝置。本實用新型的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到這些方法相關(guān)的多種問題。通過另一個活塞內(nèi)的 液壓控制的活塞難以獲得所需有效壓縮比。逐漸泵送可抑制響應(yīng)快速改變的發(fā)動機(jī)負(fù)荷而 改變可變壓縮比，導(dǎo)致該系統(tǒng)不響應(yīng)。此外，修改汽缸體可能會需要不切實際的和復(fù)雜的發(fā) 動機(jī)配置。更進(jìn)一步的，液壓系統(tǒng)和修改的汽缸體會具有有限的抗爆震特性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)。作為一種方式，本 實用新型提供了一種用于在包括燃燒室的氣缸內(nèi)控制可變壓縮比的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含設(shè)置 在所述汽缸內(nèi)的外活塞、設(shè)置在所述外活塞內(nèi)的內(nèi)活塞、位于內(nèi)活塞和外活塞之間的輔助 空氣室、用于將加壓空氣充填入輔助空氣室的加壓氣道、以及包括用于能夠以來自加壓氣 道的加壓空氣充填輔助空氣室的進(jìn)氣管的連接桿。這種系統(tǒng)可不需要昂貴的和復(fù)雜的發(fā)動 機(jī)汽缸體修改或用于可變壓縮比控制的額外的系統(tǒng)。通過調(diào)整輔助空氣室內(nèi)的氣壓，可容 易地將壓縮比控制為所需有效壓縮比。此外，輔助空氣室可作用為氣墊以減小或防止導(dǎo)致 燃燒室內(nèi)爆震的壓力增加。應(yīng)理解上面的概述提供用于以簡化的形式引入將在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的選 擇的概念。不意味著確認(rèn)所保護(hù)的本發(fā)明主題的關(guān)鍵的或?qū)嵸|(zhì)的特征，本實用新型的范圍 將由本申請的權(quán)利要求唯一地界定。此外，所保護(hù)的主題不限于克服上文或本公開的任何 部分中所述的任何缺點的實施方式。

圖1為可包括用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)的示例發(fā)動機(jī)。圖2為帶有活塞套活塞(piston-in-piston)的用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)的部 分切割圖。圖3-8示出了包括用于在四沖程發(fā)動機(jī)循環(huán)部分期間控制可變壓縮比的汽缸。[0010]圖9示出了用于在爆震之前控制壓縮沖程的可變壓縮比的系統(tǒng)。圖10示出了用于響應(yīng)爆震在做功沖程中控制可變壓縮比的系統(tǒng)。圖11顯示了描繪在輔助空氣室中的初始壓力、輔助空氣室壓縮容積和燃燒室壓縮容積(有效壓縮比)之間的關(guān)系的圖表。圖12顯示了描繪輔助空氣室是如何取決于發(fā)動機(jī)負(fù)荷以獲得所需有效壓縮比的 圖表。圖13顯示了用于執(zhí)行控制可變的壓縮比的方法的示例程序。圖14顯示了用于執(zhí)行防止燃燒室內(nèi)損壞壓力增加(例如爆震)的方法的示例子程序。圖15顯示了用于控制內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)的有效壓縮比的示例方法。圖16顯示了用于改變內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)的有效壓縮比的示例方法。
具體實施方式
下文描述一種用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)和相關(guān)方法。該用于控制可變壓縮比的 系統(tǒng)可集成進(jìn)內(nèi)燃發(fā)動機(jī)。如一個示例，在本文中可參考四沖程火花點火汽油發(fā)動機(jī)。應(yīng) 該注意的是下面所描述和示出的用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)也可集成進(jìn)可替代的發(fā)動機(jī) 內(nèi)。一些這樣的發(fā)動機(jī)包括兩沖程發(fā)動機(jī)、替代的火花點火發(fā)動機(jī)、柴油發(fā)動機(jī)和其他壓縮 點火發(fā)動機(jī)，例如均質(zhì)充氣壓縮點火(HCCI)發(fā)動機(jī)。圖1為顯示多缸發(fā)動機(jī)10的一個汽缸的示意圖，其可包括于機(jī)動車輛的推進(jìn)系統(tǒng) 內(nèi)。發(fā)動機(jī)10可至少部分由包括控制器12的控制系統(tǒng)和由車輛操作者132經(jīng)過輸入裝置 130的輸入控制。在這個例子中，輸入裝置130包括加速踏板和用于成比例地產(chǎn)生踏板位置 信號PP的踏板位置傳感器134。發(fā)動機(jī)10的燃燒室或汽缸30可包括帶有定位于其內(nèi)的活 塞36的燃燒室壁32。汽缸30可具有最大的容積，其可為汽缸排量或汽缸排量容積。活塞 36可例如經(jīng)由連桿連接至曲軸40以便將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。活塞36 可包括，或包括于用于控制汽缸內(nèi)(例如汽缸30)可變壓縮比的加壓的空氣系統(tǒng)。此外，活 塞36可為將在下面詳細(xì)描述的活塞套活塞的外活塞。曲軸40可經(jīng)由中間傳動系統(tǒng)連接至車輛的至少一個驅(qū)動輪。此外，曲軸角位置傳 感器，例如霍爾效應(yīng)(Hall Effect)傳感器118或可變磁阻傳感器可連接至曲軸。曲軸轉(zhuǎn) 角位置傳感器可測量曲軸的相位、曲軸的角位置和/或發(fā)動機(jī)循環(huán)的沖程(即發(fā)動機(jī)循環(huán) 正時)。離參照點(例如上止點(TDC)或下止點(BDC))的角距離可用于確定相對角位置。 離開參照點的角距離和氣門位置的信號可確定發(fā)動機(jī)循環(huán)正時。更進(jìn)一步的，起動馬達(dá)可 經(jīng)由飛輪連接至曲軸40以使得發(fā)動機(jī)10的起動運轉(zhuǎn)。燃燒室30可經(jīng)由進(jìn)氣道42從進(jìn)氣歧管44接收進(jìn)氣并且可經(jīng)由排氣歧管48排出 燃燒氣體。進(jìn)氣歧管44和排氣歧管48可經(jīng)由各自的進(jìn)氣門52和排氣門54選擇性地與燃 燒室30連通。在一些實施例中，燃燒室30可包括兩個或更多的進(jìn)氣門和/或兩個或更多 的排氣門。在這個例子中，可經(jīng)由各自的凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53通過凸輪驅(qū)動控制進(jìn)氣門52 和排氣門54。凸輪驅(qū)動系統(tǒng)51和53均可包括一個或更多的凸輪并且可利用可由控制器 12運轉(zhuǎn)以改變閥運轉(zhuǎn)的一個或多個凸輪廓線變換(CPS)、可變凸輪正時(VCT)、可變氣門正時(VVT)和/或可變氣門升程(VVL)系統(tǒng)。進(jìn)氣門52和排氣門54的位置可分別由位置 傳感器55和57確定?？芍辽俨糠质褂脗鞲衅饕源_定和/或測量發(fā)動機(jī)循環(huán)正時。例如， 曲軸轉(zhuǎn)角位置和氣門位置可用于確定發(fā)動機(jī)是否處于發(fā)動機(jī)循環(huán)的特定沖程(即進(jìn)氣、壓 縮、做功和排氣)。在一個替代實施例中，進(jìn)氣門52和/或排氣門可由電動閥控制動。例 如，汽缸30可替代地包括經(jīng)由電動閥驅(qū)動控制的進(jìn)氣門和由包括CPS和/或VCT系統(tǒng)的凸 輪驅(qū)動控制的排氣門。燃料噴射器66顯示為直接連接至燃燒室30用于將燃料與經(jīng)由電子驅(qū)動器68從 控制器12接收的FPW信號的脈沖寬度成比例地直接噴射其內(nèi)。這樣，燃料噴射器66將燃 料以稱為燃料直接噴射的方式提供至燃燒室30。燃料噴射器可安裝在例如燃燒室的側(cè)面或 者燃燒室頂部。燃料可通過包括燃料箱、燃料泵和燃料軌的燃料系統(tǒng)(未顯示)輸送至燃 料噴射器66。在一些實施例中，燃燒室30可替代地或附加地包括設(shè)置在進(jìn)氣歧管44內(nèi)的 燃料噴射器用于將燃料以稱為進(jìn)氣道噴射的方式噴射至燃燒室30上游的的進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣道42可包括具有節(jié)流板64的節(jié)氣門62。在這個具體例子中，控制器12經(jīng)由 提供至包括在節(jié)氣門62中的電動馬達(dá)或電動驅(qū)動器的信號改變節(jié)流板64的位置(一種通 常稱之為電子節(jié)氣門控制(ETC)的配置)。以這種方法，可運轉(zhuǎn)節(jié)氣門62以改變提供至燃 燒室30內(nèi)和其他發(fā)動機(jī)汽缸中的的進(jìn)氣。通過節(jié)氣門位置信號TP可將節(jié)流板64的位置 提供至控制器12。進(jìn)氣道42可包括質(zhì)量空氣流量傳感器120和歧管氣壓傳感器122用于 提供各自的MAF和MAP信號至控制器12。在選定運轉(zhuǎn)模式下，點火系統(tǒng)88可響應(yīng)來自控制器12的火花提前信號SA經(jīng)由火 花塞92將點火火花提供至燃燒室30。盡管顯示了火花點火部件，在一些實施例中，無論有 無點火火花，燃燒室30或發(fā)動機(jī)10的一個或多個其他燃燒室可以壓縮點火模式運轉(zhuǎn)。排氣傳感器126顯示為連接至排放控制裝置70上游的排氣道48。傳感器126可為 用于提供排氣空燃比指示的任何適合的傳感器，例如線性氧傳感器或UEG0(通用或?qū)捰蚺?氣氧傳感器)、雙態(tài)氧傳感器或EGO (排氣氧傳感器)、HEG0(加熱型EGO)、氮氧化物(NOx)、 碳?xì)浠衔?HC)或一氧化碳(CO)傳感器。排放控制裝置70顯示為沿排氣傳感器126下 游的排氣道48設(shè)置。裝置70可為三元催化劑(TWC)、NOx捕集器、多種其他排放控制裝置 或其組合。在一些實施例中，在發(fā)動機(jī)10運轉(zhuǎn)期間，可通過在特定的空燃比內(nèi)運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī) 的至少一個汽缸周期性地重設(shè)排放控制裝置70。圖1中控制器(或控制系統(tǒng))12顯示為微型計算機(jī)，包括微處理器單元102、輸入 /輸出端口 104、用于可執(zhí)行的程序和校準(zhǔn)值的電子存儲介質(zhì)(在本具體例子中顯示為只讀 存儲器芯片106)、隨機(jī)存取存儲器108、保活存儲器110和數(shù)據(jù)總線?？刂破?2可從連接 至發(fā)動機(jī)10的傳感器接收多種信號，除了之前論述的那些信號，還包括引入質(zhì)量空氣流 量(MAF)測量值、來自連接至冷卻套筒114的溫度傳感器112的發(fā)動機(jī)冷卻劑溫度(ECT)、 來自連接至曲軸40的霍爾效應(yīng)傳感器118 (或其他類型)的脈沖點火感測信號(PIP)、來自 節(jié)氣門位置傳感器的節(jié)氣門位置TP和來自傳感器122的絕對歧管壓力信號MAP。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn) 速信號RPM可由控制器12從脈沖點火感測PIP信號生成。來自歧管壓力傳感器的歧管壓力信號MAP可用于提供進(jìn)氣歧管內(nèi)的真空或壓力指示。注意的是可使用上面的傳感器的組 合，例如不帶有MAP傳感器的MAF，或反之亦然。在化學(xué)計量運轉(zhuǎn)期間，MAP傳感器能夠給出 發(fā)動機(jī)扭矩的指示。此外，該傳感器與探測的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速一起能夠提供吸入至汽缸內(nèi)的充氣(包括空氣)的估值。在一個示例中，傳感器118，其也可用作為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，可在曲軸的每轉(zhuǎn)中產(chǎn)生預(yù)定數(shù)目的等距脈沖。存儲介質(zhì)只讀存儲器106可被編程有表示可由處理器102執(zhí)行用于執(zhí)行下面描述的方法以及可以預(yù)期的但沒有具體列出的其它變量的指令的計算機(jī)可讀數(shù)據(jù)。發(fā)動機(jī)10可進(jìn)一步包括增壓系統(tǒng)和/或增壓裝置例如包括沿進(jìn)氣歧管44設(shè)置的至少一個壓縮機(jī)(未顯示)的渦輪增壓器或機(jī)械增壓器。對于渦輪增壓器，該壓縮機(jī)可至 少部分地由沿排氣道48設(shè)置的渦輪驅(qū)動(例如經(jīng)由軸)。對于機(jī)械增壓器，該壓縮機(jī)可至 少部分地由發(fā)動機(jī)和/或電機(jī)驅(qū)動，并且可不包括渦輪。因此，經(jīng)由渦輪增壓器或機(jī)械增壓 器提供至發(fā)動機(jī)的一個或多個汽缸的空氣充氣的量可由控制器12改變。此外，壓縮機(jī)150， 可包括在上面所述的增壓系統(tǒng)中，連接(經(jīng)由虛線)至曲軸的空氣通道以供應(yīng)加壓空氣，如 在下面更詳細(xì)描述。如上所述，圖1僅顯示了多缸發(fā)動機(jī)中一個汽缸，并且每個汽缸可類似地包括其 自有組進(jìn)氣門/排氣門、燃料噴射器、火花塞等。圖2為帶有柱塞活塞套活塞220的用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)202的部分切割 圖。該系統(tǒng)可通過設(shè)置在汽缸內(nèi)(一個示例是汽缸30)集成進(jìn)發(fā)動機(jī)例如發(fā)動機(jī)10內(nèi)。該 系統(tǒng)202還包括曲軸210，其為曲軸40的一個示例?；钊谆钊?20為活塞總成的示例并 且為活塞36的示例。該活塞套活塞包括外活塞250和內(nèi)活塞240。如圖1中上文所述，活 塞套活塞進(jìn)一步經(jīng)由連桿230可旋轉(zhuǎn)地連接至曲軸。進(jìn)氣管238內(nèi)建于連桿230內(nèi)并且可 與氣道連接218相一致(例如接觸)。曲軸210包括設(shè)置在曲軸體212內(nèi)的加壓氣道214。該加壓氣道可為曲軸的氣道。 曲軸可包括多于一個氣道以與多于一個汽缸內(nèi)的活塞總成流體連通。系統(tǒng)202內(nèi)可包括控 制加壓氣道214內(nèi)的氣壓的額外的閥(未顯示)。在一個示例中，閥設(shè)置在曲軸體212內(nèi)， 該閥為進(jìn)氣管238和加壓氣道214之間的接觸面。在另一個示例中，閥連接至曲軸210的端 部。在又一個示例中，閥在發(fā)動機(jī)循環(huán)的部分期間控制加壓氣道214內(nèi)的壓力水平。在又 一個示例中，閥控制進(jìn)氣管的填充正時。例如，閥可控制填充正時以符合發(fā)動機(jī)循環(huán)正時。在一些實施例中，系統(tǒng)202可具有壓力源和壓力傳感器。壓力源可為渦輪增壓器 或機(jī)械增壓器一部分的壓縮機(jī)，例如在圖1中前述增壓系統(tǒng)中的壓縮器。在一些示例中，壓 縮機(jī)連接至加壓氣道。此外，壓力源可由發(fā)動機(jī)控制單元(例如控制器12)控制以在加壓 氣道214內(nèi)設(shè)定壓力水平。這樣，壓縮機(jī)可在發(fā)動機(jī)循環(huán)部分期間在系統(tǒng)202內(nèi)加壓空氣。 在一些實施例中，壓力傳感器可包括在系統(tǒng)202內(nèi)。壓力傳感器可設(shè)置在加壓氣道214、進(jìn) 氣管238內(nèi)或連接至曲軸210。壓力傳感器可以類似于歧管氣壓傳感器122的方式運行。 設(shè)有壓力源和壓力傳感器可增強(qiáng)對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)202內(nèi)的壓力控制和監(jiān)視。繼續(xù)參考圖2，曲軸210內(nèi)還設(shè)有氣道連接218并且可使得與加壓氣道214氣壓 (流體)連通。氣道連接218沿曲軸210的外弧的一部分設(shè)置，帶有向內(nèi)延伸的徑向通道以 與加壓氣道214連通。曲軸210可在連桿-曲軸連接器234內(nèi)旋轉(zhuǎn)并且氣道連接218可相 對于進(jìn)氣管238改變位置。這樣，包括曲軸210的弧形部分的氣道連接218可與連桿230的 進(jìn)氣管238對齊并且建立流體連通。在本示例中，進(jìn)氣管和氣道連接顯示為彼此接觸。在 這個示例中，壓力可從加壓氣道連通至進(jìn)氣管以使得能夠進(jìn)行填充。在可替代示例中，進(jìn)氣 管和氣道連接可彼此不接觸。這樣，連桿230可與加壓氣道214隔離。因此，進(jìn)氣管的填充正時可控制至預(yù)定曲軸角位置和/或預(yù)定的發(fā)動機(jī)循環(huán)正時。連桿230包括進(jìn)氣管238、連桿-曲軸連接器234和管道連接236。氣壓可通過連桿230經(jīng)由進(jìn)氣管238與管道連接236連通。在一些示例中，進(jìn)氣管為鉆入連桿內(nèi)的孔。在 其它示例中，進(jìn)氣管模制為連桿的一部分。管道連接236經(jīng)由活塞-連桿連接器242連接 至內(nèi)活塞240。在本示例中，活塞-連桿連接器242可使得活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的 旋轉(zhuǎn)運動，如圖1所述。此外，活塞-連桿連接器242和管道連接236可使得通過進(jìn)氣管開 口 244從進(jìn)氣管238連通。在一些系統(tǒng)202的示例中，閥包括在活塞-連桿連接器242內(nèi) 以控制通過進(jìn)氣管開口 244的加壓空氣的填充。因此，桿聯(lián)接器和軸聯(lián)接器234可使得加 壓氣道214和進(jìn)氣管238之間接觸。在本示例中，空間246位于內(nèi)活塞240和外活塞250之間。外活塞包括發(fā)動機(jī)密 封件252。外活塞250可為中空的并且在內(nèi)活塞240上滑動包圍它，如虛線所示出。這樣， 內(nèi)活塞240可變地定位在外活塞250內(nèi)。在一些示例中，外活塞可經(jīng)由卡環(huán)、螺紋、設(shè)置在 外活塞內(nèi)的伸縮鎖和/或任何其它合適的固定機(jī)構(gòu)固定內(nèi)活塞防止滑出外活塞。在其它示 例中，活塞套活塞220可包括附加的行程限制裝置和元件用于限制外活塞相對于內(nèi)活塞的 垂直向上行程。內(nèi)活塞240和外活塞250之間的空間246可為密閉并且共同限定形成輔助 空氣室。輔助空氣室為可變?nèi)莘e輔助空氣室，并且可通過進(jìn)氣管開口 244以加壓空氣填 充。在內(nèi)活塞固定在外活塞的示例中，輔助空氣室可具有最大化容積。此外，輔助空氣室可 響應(yīng)燃燒壓力、壓縮壓力和穿過進(jìn)氣管238和進(jìn)氣管開口 244從加壓氣道214流體連通的 加壓空氣改變?nèi)莘e。應(yīng)該明白的是加壓空氣系統(tǒng)不需要要求修改汽缸體或采用可變壓縮比控制的額 外的系統(tǒng)。此外，加壓空氣系統(tǒng)可容易地與其它發(fā)動機(jī)系統(tǒng)和組件(例如增壓系統(tǒng)中的壓 縮機(jī))合并。另外，加壓空氣系統(tǒng)可通過維持或增加有效壓縮比有助于在低負(fù)荷下改善發(fā) 動機(jī)的運轉(zhuǎn)。圖3-8顯示了包括用于在四沖程發(fā)動機(jī)循環(huán)的部分期間以活塞套活塞320控制可 變壓縮比的系統(tǒng)的汽缸300。系統(tǒng)302為圖2中所述的系統(tǒng)202的一個示例。該系統(tǒng)302 包括設(shè)置在外活塞350內(nèi)的內(nèi)活塞340和內(nèi)活塞340與外活塞350之間的輔助空氣室346。 設(shè)置在外活塞350內(nèi)的卡環(huán)348可為用于固定內(nèi)活塞340并且限制外活塞350相對于內(nèi)活 塞340的垂直的向上移動的示例移動限制元件。此外，該系統(tǒng)包括經(jīng)由曲軸-連桿連接器 334和活塞-連桿連接器342將曲軸310連接至內(nèi)活塞的連桿330。內(nèi)活塞340、外活塞350 和汽缸壁共同形成燃燒室364。作為在圖1中所述的示例發(fā)動機(jī)組件的示例，汽缸可進(jìn)一步 包括進(jìn)氣歧管360、進(jìn)氣門362、燃料噴射器366、火花塞368、排氣門370和排氣道372。圖3-8示出了如何能夠控制經(jīng)由氣道連接318以加壓空氣填充輔助空氣室346的 時間。此外，示出了系統(tǒng)302的發(fā)動機(jī)循環(huán)的運動。在向下沖程(例如進(jìn)氣沖程)中填充 輔助空氣室346可使得輔助空氣室達(dá)到最大容積和初始壓力。初始壓力可為產(chǎn)生有效壓縮 比和相關(guān)的有效的壓縮壓力的壓力。此外，在本示例中，輔助空氣室的填充可在每個發(fā)動機(jī) 循環(huán)期間發(fā)生一次，使得能夠容易地反應(yīng)式控制可變壓縮比。因此，填充可改變?nèi)紵?64 的最終容積并且控制其導(dǎo)致的的有效壓縮比。更進(jìn)一步的，由于輔助空氣室的填充，活塞套活塞可作用為氣墊，改善了如圖9、10和11中所述的系統(tǒng)的防爆震特性。因此，輔助空氣室的填充可減少或防止導(dǎo)致燃燒室內(nèi)的 爆震的壓力增加。現(xiàn)參考圖3，活塞套活塞320在TDC之前的位置可指示汽缸300處于向上沖程。排 氣門的打開狀態(tài)可指示該向上沖程為排氣沖程。在本示例中，在由系統(tǒng)302的外活塞350 釋放的壓力下，排氣可從燃燒室排出。氣道連接318可與進(jìn)氣管338和輔助空氣室346隔 離使得加壓空氣的連通中止，如圖2中所述?，F(xiàn)參考圖4，活塞套活塞320的位置處于TDC。汽缸可處于排氣沖程和進(jìn)氣沖程之 間。在本示例中，排氣門未處于完全關(guān)閉狀態(tài)并且進(jìn)氣門顯示為處于完全關(guān)閉狀態(tài)。在一 些示例中，排氣門正時和進(jìn)氣門正時可不同。輔助空氣室346顯示為與氣道連接318隔離， 如上所述。此外，在本示例中，輔助空氣室346和燃燒室364的容積可減小。這可能是由于 例如輔助空氣室和燃燒室內(nèi)的壓力增加。在一些四沖程發(fā)動機(jī)循環(huán)的示例中，當(dāng)完成向上 沖程時輔助空氣室的容積可不減小，或可最低限度地減小。應(yīng)該注意的是隨著曲軸310轉(zhuǎn)動，氣道連接318的位置可相對于進(jìn)氣管改變，如圖 3和圖4之間的差別?，F(xiàn)參考圖5，活塞套活塞320位于TDC之后，其可指示汽缸處于向下沖程。當(dāng)空氣 充氣在汽缸內(nèi)增加時，打開的進(jìn)氣門362可進(jìn)一步指示汽缸300處于進(jìn)氣沖程。氣道連接 318的弧形部顯示為與連桿330的進(jìn)氣管對齊。這樣，氣道連接318可開始與氣道338相一 致，使得進(jìn)氣管和輔助空氣室346填充至初始壓力。如圖2所述，進(jìn)一步連接至該系統(tǒng)的壓 縮機(jī)可在發(fā)動機(jī)循環(huán)的部分期間在這種對齊之前、期間或之后加壓空氣。初始壓力可大于、 小于或等于之前隔離的輔助空氣室346壓力(例如圖3和/或圖4中的輔助空氣室346的 壓力)。當(dāng)輔助空氣室達(dá)到最大容積時，可發(fā)生輔助空氣室346的填充。此外，外活塞的加 速可導(dǎo)致其與內(nèi)活塞分離，有助于輔助空氣室346填充至初始壓力。在可替代示例中，如上所述額外的閥可用于控制連通至輔助空氣室346的加壓空 氣。例如，額外的閥可用于確保填充正時在進(jìn)氣沖程期間。在另一個示例中，氣門可用于在 輔助空氣室346填充期間進(jìn)一步將壓力水平控制在初始壓力。在又一個示例中，該填充正時不同于圖3-8中描繪的那個。在一些這樣的示例中， 填充正時可在部分或整個向上沖程(例如壓縮沖程或排氣沖程)期間發(fā)生。在一些這樣的 示例中，氣道連接318沿曲軸310的弧的指向和氣道連接與進(jìn)氣管338 —致的正時是不同 的。然而，向上沖程的填充會要求更多的能量，例如因為活塞套活塞320的慣性減小了外活 塞350和內(nèi)活塞340之間的間隔并且因此減小了輔助空氣室346的容積。另外，外活塞350 上的力可隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的平方增加，其可導(dǎo)致在高發(fā)動機(jī)負(fù)荷下需要加壓氣道內(nèi)的較大 的壓力。這樣，在整個或部分向上沖程期間發(fā)生填充正時是不利的?，F(xiàn)參考圖6，汽缸300繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)氣沖程，并且進(jìn)氣管338繼續(xù)與氣道連接318 — 致。如在圖5中所述，可導(dǎo)致進(jìn)氣管和輔助空氣室346的繼續(xù)填充。曲軸位置可已經(jīng)相對 于圖5中指示的位置旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致氣道連接318相對于進(jìn)氣管338旋轉(zhuǎn)?；钊谆钊?20的 加速和向下運動可有助于將輔助空氣室346填充至初始壓力并且使得輔助空氣室346達(dá)到 最大容積?，F(xiàn)參考圖7，活塞套活塞320的位置可剛好在BDC之前位于下沖程的結(jié)束。在本示 例中，進(jìn)氣門362處于部分關(guān)閉狀態(tài)，進(jìn)一步指示進(jìn)氣沖程的結(jié)束。氣道連接318顯示為未與進(jìn)氣管一致，控制填充正時。填充持續(xù)時間可足夠長使得輔助空氣室和進(jìn)氣管經(jīng)由氣道連接獲得與加壓的氣道氣壓平衡。在填充之后，輔助空氣室和氣道可被隔離。在本示例的向下沖程，輔助空氣室346容積顯示為被減小，例如由于向下加速的 外活塞的慣性。在一些示例中，其它壓力可作用以減小輔助空氣室346容積，例如在做功沖 程期間的燃燒壓力。在其它示例中，當(dāng)結(jié)束向下沖程時，輔助空氣室346的容積可不減小， 或最低程度地減小?，F(xiàn)參考圖8，BDC之后的活塞套活塞320的位置可指示汽缸300正在開始向上沖 程。在本示例中，輔助空氣室346和進(jìn)氣管338與氣道連接318隔離并且可處于初始壓力。 此外，燃燒室可由關(guān)閉進(jìn)氣門362和排氣門370而被密封。如圖5所述的通過打開進(jìn)氣門 產(chǎn)生的充氣增加可開始由活塞套活塞320的上升而被壓縮。隨后該系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行壓縮沖程，燃燒室364和輔助空氣室346的容積可減小。此 夕卜，輔助空氣室內(nèi)的壓力可增加至初始壓力之上。燃燒室容積和燃燒室壓力在系統(tǒng)達(dá)到TDC 時可由輔助空氣室內(nèi)的初始壓力確定，如圖4和圖9-12中進(jìn)一步描述。初始壓力可確定燃 燒室容積內(nèi)的改變，和其導(dǎo)致的有效壓縮比。圖9和圖10為包括用于控制在壓縮沖程后的TDC的之前或之后的可變壓縮比的 系統(tǒng)902的汽缸900的示意圖。系統(tǒng)902為圖3_8中的系統(tǒng)302的一個示例。該系統(tǒng)902 包括設(shè)置在外活塞950內(nèi)的內(nèi)活塞940和內(nèi)活塞940與外活塞950之間的輔助空氣室946。 設(shè)置在外活塞950內(nèi)的卡環(huán)948可為示例行程限制元件并且為上述卡環(huán)348的一個示例。 此外，該系統(tǒng)902包括經(jīng)由曲軸-連桿連接器934和活塞-連桿連接器942將曲軸910連 接至內(nèi)活塞的連桿930。汽缸可進(jìn)一步包括進(jìn)氣歧管960、進(jìn)氣門962、燃燒室964、燃料噴 射器966、火花塞968、排氣門970和排氣道972。示例汽缸進(jìn)一步包括發(fā)動機(jī)沉積物980。圖9顯示了外活塞950作用以在爆震之前壓縮燃燒室964內(nèi)的充氣。隨著燃燒室 容積和輔助空氣室容積減少，燃燒室壓力和輔助空氣室壓力增加。輔助空氣室946可已經(jīng) 被填充至初始壓力，導(dǎo)致在壓縮結(jié)束時在充氣上的有效的壓縮壓力。因此，充氣被壓縮至所 需有效壓縮壓力和相關(guān)的所需有效壓縮比。圖10顯示了在燃燒壓力下的外活塞950。燃燒壓力可由于爆震982，其可為爆轟 或不可控的爆炸。在本示例中，爆震可由于發(fā)動機(jī)沉積物980加熱空氣或燃料和空氣混合 物所致?？諝饣蛉剂虾涂諝獾幕旌衔锟梢圆黄谕姆绞郊訜嶂寥紵郎囟?。隨著燃燒壓力作 用于活塞套活塞920，外活塞950可通過朝向內(nèi)活塞940移動進(jìn)行響應(yīng)，導(dǎo)致輔助空氣室容 積的減小。輔助空氣室內(nèi)的空氣可導(dǎo)致輔助空氣室作用為氣墊，防止燃燒室964內(nèi)的較大壓 力增加和/或損壞壓力增加。輔助空氣室946內(nèi)的箭頭示出作用在外活塞950和輔助空 氣室上的下向力的方向。部分力可作用在輔助空氣室內(nèi)的空氣上，重新分配系統(tǒng)902和汽 缸900上的壓力以吸收爆震。在一些示例中，汽缸內(nèi)的爆轟、爆震或其它增加可在系統(tǒng)達(dá)到 TDC之前發(fā)生，并且輔助空氣室可平順地放出以類似方式累積的燃燒壓力。在另外的示例 中，輔助空氣室可消除汽缸壓力的增加，而在燃燒室964內(nèi)沒有爆轟或其它損壞壓力增加。圖11顯示了描繪輔助空氣室內(nèi)的初始壓力、輔助空氣室壓縮容積和燃燒室壓縮 容積之間的關(guān)系的圖表。輔助空氣室可包括在用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)(例如系統(tǒng)202、 302和902)中。燃燒室可設(shè)置在汽缸內(nèi)，例如汽缸30、300和900。給定初始燃燒室容積(汽缸排量容積)、空氣或空氣和燃料的充氣和燃燒室壓縮容積，可確定有效壓縮比和相關(guān)的有效壓縮壓力。此外，可通過輔助空氣室內(nèi)的初始壓力和相應(yīng)的輔助空氣室容積，可至少 部分確定燃燒室壓縮容積。這樣，輔助空氣室容積可至少部分地確定燃燒室容積。因此，調(diào) 節(jié)輔助空氣室內(nèi)的壓力可產(chǎn)生所需有效壓縮比和有效壓縮壓力。在本示例中，最大的輔助空氣室容積為0. 2升，汽缸排量容積為1升，所需有效壓 縮比為10 1并且相關(guān)的所需有效的壓縮壓力為每平方英寸258磅(PSi)。該系統(tǒng)可假定 為等熵。此外，該關(guān)系可為可作為函數(shù)或查值表存儲在只讀存儲器，例如只讀存儲器106內(nèi) 的計算。應(yīng)該注意的是可替代的有效壓縮比(例如不為10 1的有效壓縮比)可要求相 應(yīng)在不同計算、容積和壓力中有所反映的替代有效壓縮壓力。圖表在與示例的10 1有效壓縮比相關(guān)的發(fā)動機(jī)負(fù)荷范圍內(nèi)以實線ACP顯示了 輔助空氣室內(nèi)填充的相關(guān)初始壓力的可能值，以虛線CCV顯示了相應(yīng)的壓縮室容積并且以 虛線ACV顯示了相應(yīng)的輔助空氣室容積。例如，發(fā)動機(jī)負(fù)荷可為55%，導(dǎo)致示例的初始壓力 EP為48psi，燃燒室容積EC為0. 084升并且輔助空氣室容積EV為0. 056升。在其它示例 中，發(fā)動機(jī)負(fù)荷可為25%，導(dǎo)致相關(guān)的初始壓力為71psi、相關(guān)的燃燒室容積為0. 065升和 相關(guān)的輔助空氣室容積為0. 075升。因此，無關(guān)發(fā)動機(jī)負(fù)荷，該關(guān)系可使得能夠預(yù)測輔助空 氣室內(nèi)填充的所需初始壓力以獲得10 1的有效壓縮比和258psi的有效壓縮壓力?，F(xiàn)參考圖12，圖表顯示了在發(fā)動機(jī)負(fù)荷范圍內(nèi)分別與三個有效壓縮比9 1、
10 1和11 1相關(guān)的輔助空氣室內(nèi)填充的初始壓力。輔助空氣室可包括用于控制可變 壓縮比的系統(tǒng)中，例如示例系統(tǒng)202和302。如上所述，輔助空氣室的初始壓力可確定有效 壓縮比和有效壓縮壓力。實線9 1、虛線10 1和點劃線11 1可分別代表相關(guān)聯(lián)的輔助空氣室內(nèi)填 充的初始壓力為9 UlO 1和11 1的有效壓縮比?？梢灶愃朴趫D11中的線ACP的 方法計算線9 UlO 1和11 1。在本示例中，最大輔助空氣室容積為0.2升，汽缸排 量容積為1升.在又一示例中，根據(jù)發(fā)動機(jī)尺寸、期望的發(fā)動機(jī)充氣工況、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù) 荷、性能要求等，輔助空氣室容積和汽缸排量容積可更大或更小。另外，線9 UlO 1和
11 1可具有作為存儲在只讀存儲器(例如只讀存儲器106)內(nèi)的函數(shù)或查值表的初始壓 力和相關(guān)有效壓縮比之間的關(guān)系。線9 1顯示了輔助空氣室內(nèi)填充所需的初始壓力以在發(fā)動機(jī)負(fù)荷范圍內(nèi)獲得有 效壓縮比9 1。類似地，線10 1和11 1顯示了輔助空氣室內(nèi)填充所需初始壓力以在 發(fā)動機(jī)負(fù)荷范圍內(nèi)分別獲得相同的(常量)有效壓縮比10 1和11 1。在另外的示例 中，輔助空氣室內(nèi)填充的初始壓力包括交替的有效壓縮比和有效壓縮壓力。因此，可操作系 統(tǒng)以在有效壓縮比和有效壓縮壓力之間切換而無需考慮發(fā)動機(jī)負(fù)荷。在可替代示例中，應(yīng) 該注意的是在較低的有效壓縮比下最大輔助空氣室容積可更大以適應(yīng)更高的負(fù)荷。圖13和14顯示了分別用運轉(zhuǎn)用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)，例如示例系統(tǒng)202、302 和902的程序1300和子程序1400。該系統(tǒng)可設(shè)置在汽缸內(nèi)，例如汽缸30、300或汽缸900。 該系統(tǒng)可包括發(fā)動機(jī)控制器例如E⑶12，其可執(zhí)行程序和/或子程序的運轉(zhuǎn)。此外，程序 1300和子程序1400可認(rèn)為循環(huán)的單次迭代或能夠連續(xù)地控制可變壓縮比的重復(fù)迭代。另 夕卜，程序1300和子程序1400可包括在用于控制發(fā)動機(jī)的另外的程序中。應(yīng)該明白的是程 序(例如程序1300和子程序1400)的使用可增加發(fā)動機(jī)效率并且導(dǎo)致燃料經(jīng)濟(jì)性的改善，例如在部分負(fù)荷下。圖13顯示了用于執(zhí)行用于控制可變壓縮比的系統(tǒng)運轉(zhuǎn)方法的程序1300。該程序可用于通過改變系統(tǒng)的輔助空氣室內(nèi)的氣壓控制特定的有效壓縮比。在一些示例中，程序 1300可包括在用于確定所需有效壓縮比的程序中。例如，可通過類似發(fā)動機(jī)工況的發(fā)動機(jī) 轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、增壓裝置的使用等確定所需的有效壓縮比。此外，可通過性 能需求，例如通過操作者使用輸入裝置130，確定所需有效壓縮比。如果發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)，可確定程序1300可在1302處開始。運轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)可包括應(yīng)用火花 至燃料和空氣的混合物，例如充氣以產(chǎn)生能量移動車輛。如果發(fā)動機(jī)沒有運轉(zhuǎn)，程序結(jié)束。 在可替代示例中，程序可繼續(xù)，或忽略1302。程序可繼續(xù)至1304，在該處監(jiān)視發(fā)動機(jī)負(fù)荷。通過感應(yīng)發(fā)動機(jī)狀況，例如歧管空氣 質(zhì)量、歧管氣壓、節(jié)氣門位置、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等監(jiān)視發(fā)動機(jī)負(fù)荷。感應(yīng)的發(fā)動機(jī)狀況可輸入進(jìn) 查值表(例如只讀存儲器106內(nèi)的查值表)以確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷，。在一些示例中，感應(yīng)的發(fā) 動機(jī)狀況可輸入進(jìn)函數(shù)或在計算中使用以確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷。接下來，程序可繼續(xù)至1306，在這里可監(jiān)視輔助空氣室。監(jiān)視輔助空氣室氣壓可包 括將填充進(jìn)輔助空氣室內(nèi)的初始壓力存儲在隨機(jī)存取存儲器(例如隨機(jī)存取存儲器108) 用于在稍后時間的恢復(fù)。此外，監(jiān)視輔助空氣室氣壓可包括用氣壓傳感器直接感應(yīng)輔助空 氣室氣壓。這樣的傳感器可設(shè)置，例如在內(nèi)建于連桿或輔助空氣室內(nèi)的進(jìn)氣管內(nèi)。在1308處，程序可繼續(xù)測量曲軸角位置。測量發(fā)動機(jī)循環(huán)正時可包括測量曲軸角 位置和氣門正時，如圖1中所述。在該程序的可替代示例中，程序可跳過，或可采用用于確 定發(fā)動機(jī)循環(huán)正時的另一個程序。在1310處，程序可確定發(fā)動機(jī)循環(huán)正時是否在進(jìn)氣沖程之前。這可以完成以在進(jìn) 氣沖程期間填充輔助空氣室。在該程序的一些示例中，曲軸角位置僅可用于確定發(fā)動機(jī)循 環(huán)是否進(jìn)入下沖程。如果發(fā)動機(jī)循環(huán)正時在進(jìn)氣沖程之前，隨后程序可返回1308以測量發(fā) 動機(jī)循環(huán)正時。在該程序的一些示例中，程序可結(jié)束。如果發(fā)動機(jī)循環(huán)正時未在進(jìn)氣沖程之前，隨后該程序可繼續(xù)至1312處，以確定是 否響應(yīng)監(jiān)視的發(fā)動機(jī)負(fù)荷以調(diào)整(調(diào)節(jié))輔助空氣室氣壓。調(diào)整氣壓可包括增加氣壓和 減小氣壓。該確定可基于在監(jiān)視發(fā)動機(jī)負(fù)荷和輔助空氣室氣壓的程序中(例如在1304和 1306)獲得的狀況和信息。可至少通過存儲為函數(shù)或查值表中數(shù)據(jù)的信息作出該確定。例 如，這種信息可包括圖11和12中的圖表的線。在一些示例中，可響應(yīng)爆震調(diào)整輔助空氣室 氣壓。在其它示例中，可響應(yīng)減小或增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷調(diào)整輔助空氣室氣壓。在另外的示 例中，該確定可基于用戶踩壓踏板(例如130)的輸入以增加發(fā)動機(jī)性能。從該確定，輔助 空氣室內(nèi)的初始壓力可增加或減小并且因此改變有效壓縮比。如果沒有響應(yīng)監(jiān)視的發(fā)動機(jī)負(fù)荷作出確定以調(diào)整輔助空氣室氣壓，隨后該程序可 繼續(xù)至1314，在這里輔助空氣室壓力可維持在當(dāng)前水平。在一些示例中，當(dāng)前水平可為在前 次下沖程填充至輔助空氣室內(nèi)的初始壓力。在該程序的示例中，將輔助空氣室壓力維持在 當(dāng)前水平可包括關(guān)閉連接至加壓氣道或進(jìn)氣管的閥。在一些示例中，在維持了輔助空氣室的氣壓之后，程序結(jié)束。在其它示例中，程序 繼續(xù)以在1322處運行爆震控制?？赏ㄟ^子程序執(zhí)行運行爆震控制，例如下面所述的子程序 1400。1322處的框以虛線以指示程序可選性。在運行爆震控制之后，程序可結(jié)束。[0073]如果響應(yīng)監(jiān)視的發(fā)動機(jī)負(fù)荷作出確定以調(diào)整輔助空氣室氣壓，程序可繼續(xù)至 1316，在這里作出是否將輔助空氣室氣壓增加至增大水平的確定?？梢灶愃朴谑欠裾{(diào)整輔 助空氣室氣壓的確定作出確定。該確定可進(jìn)一步包括比較感應(yīng)的發(fā)動機(jī)狀況數(shù)據(jù)，例如發(fā) 動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)負(fù)荷、歧管氣壓等是否超過或低于閾值。在可替代示例中，可用減少輔助 空氣室氣壓的確定替代該確定。在另外的示例中，該確定可包括在作出步驟或程序的其它 決定(例如1312的確定)中。如果作出增加輔助空氣室氣壓的確定，該程序可繼續(xù)至1318，在這里程序可將輔 助空氣室氣壓增加至增加的水平。如果沒有作出增加輔助空氣室氣壓的確定，則程序可繼 續(xù)至1320，在這里輔助空氣室氣壓可減小至減小的水平。增加的水平和減小的水平可為與 發(fā)動機(jī)負(fù)荷相關(guān)并填充至輔助空氣室內(nèi)以得到有效壓縮比或有效壓縮壓力的初始壓力，如 圖11和12中所提出的。這樣，可響應(yīng)監(jiān)視的負(fù)荷狀況增加或減小輔助空氣室氣壓。在該程序完成步驟1320或1318處的程序，程序可繼續(xù)運行1322處的爆震控制。 運行爆震控制的一個示例為子程序1400，如圖14所述。在該程序的一些示例中，該程序可 跳過，并且該程序可結(jié)束。在其它示例中，在爆震控制已經(jīng)運行之后，該程序可結(jié)束。現(xiàn)參考圖14，顯示了用于響應(yīng)爆震執(zhí)行消除燃燒壓力的方法的子程序。可通過測 量發(fā)動機(jī)循環(huán)正時，其可類似于在1308處描述的程序，在1402處開始該子程序。在該程序 的一些示例中，該程序可跳過，或可采用其它用于確定發(fā)動機(jī)循環(huán)正時的程序。接下來，程序繼續(xù)以在1404處確定發(fā)動機(jī)循環(huán)是否在壓縮沖程或做功沖程期間。 可完成該步驟以確保僅在發(fā)動機(jī)循環(huán)部分期間爆震發(fā)生時發(fā)生爆震感應(yīng)。在該程序的一些 示例中，發(fā)動機(jī)循環(huán)正時可用于確定發(fā)動機(jī)是否進(jìn)入上沖程。如果發(fā)動機(jī)循環(huán)正時在壓縮 沖程之前或在做功沖程之后，隨后該程序可返回至1402以測量發(fā)動機(jī)循環(huán)正時。在該程序 的一些示例中，該程序可結(jié)束。如果發(fā)動機(jī)循環(huán)正時不在壓縮沖程或做功沖程期間，隨后該程序可繼續(xù)至1406， 在這里其可探測是否存在爆震。爆震探測可包括使用發(fā)動機(jī)振動傳感器。此外，爆震探測 可包括直接地感應(yīng)發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)的壓力或其它爆震探測方法和/或程序。另外，連接至曲 軸內(nèi)的加壓的氣道的傳感器、連桿內(nèi)的進(jìn)氣管和/或輔助室可用于感應(yīng)燃燒室內(nèi)的壓力改 變。在本示例中，如果沒有探測至爆震，該程序可結(jié)束。在一些示例中，子程序可包括例如 通過曲軸位置角監(jiān)視發(fā)動機(jī)循環(huán)正時的程序，確定發(fā)動機(jī)是否仍然處于壓縮沖程或做功沖 程，并且隨后返回至1406以確定是否存在爆震。如果探測到爆震，隨后該程序可繼續(xù)至1410處，在這里其可通過消除累積的燃燒 壓力緩沖爆震。消除燃燒壓力累積可包括使用輔助空氣室內(nèi)的空氣作用為氣墊，以防止在 燃燒室內(nèi)顯著的壓力增加或損壞的壓力增加，如在圖9和10中所述。在一些示例中，該子 程序可進(jìn)一步繼續(xù)以在1412處提醒爆震的出現(xiàn)，否則該子程序可結(jié)束。1412處的框以虛線 指示該程序的可選性。提醒爆震出現(xiàn)可包括從傳感器，例如發(fā)動機(jī)振動傳感器，或壓力傳感 器將信號傳輸至發(fā)動機(jī)控制器。提醒爆震出現(xiàn)可進(jìn)一步執(zhí)行爆震減輕程序或方法，在這之 后，該程序可結(jié)束。注意的是本實用新型包括的示例控制和估值程序可與多種發(fā)動機(jī)和/或車輛系統(tǒng)配置一同使用。本實用新型描述的具體程序可代表任意數(shù)量處理策略(例如事件驅(qū)動、 中斷驅(qū)動、多任務(wù)、多線程等)中的一個或多個。同樣，可以以所說明的順序執(zhí)行、并行執(zhí)行所說明的各種步驟或功能，或在一些情況下有所省略。同樣地，處理的順序也并非實現(xiàn)此處 所描述的實施例的特征和優(yōu)點所必需的，而只是為了說明和描述的方便?？筛鶕?jù)使用的具 體策略，可重復(fù)執(zhí)行一個或多個說明的步驟或功能。此外，所述的步驟用圖形表示了編程入 發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中的計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)的代碼。圖15顯示用于在如上所述的包括具有帶有輔助空氣室的活塞總成的汽缸的內(nèi)燃 發(fā)動機(jī)內(nèi)控制有效壓縮比的示例方法1500。在1502處，方法1500包括確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷是 否增加。如果其確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加，方法1500移至1504。否則，如果發(fā)動機(jī)負(fù)荷沒有增 力口，方法移至1506。在1504處，方法1500包括響應(yīng)增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷減小輔助空氣室內(nèi)的 氣壓。在1506處，方法1500包括確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷是否減小。如果其確定發(fā)動機(jī)負(fù)荷減小， 方法1500移至1508。否則，如果發(fā)動機(jī)負(fù)荷沒有減小，則方法移至1510。在1508處，方法 1500包括響應(yīng)減小的發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加輔助空氣室內(nèi)的氣壓。在1510處，方法1500包括響 應(yīng)恒定的發(fā)動機(jī)負(fù)荷維持輔助空氣室內(nèi)的氣壓。輔助空氣室內(nèi)的氣壓可以任何合適的方式 控制，包括使用上述壓力控制系統(tǒng)和方法。應(yīng)理解用于評價發(fā)動機(jī)負(fù)荷的程序流程可改變 而不脫離本實用新型的范圍?？傮w上，可響應(yīng)實際的任何評價的發(fā)動機(jī)負(fù)荷作出輔助空氣 室內(nèi)的壓力改變。圖16顯示了用于在如上所述的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)改變有效壓縮比的示例方法1600。 在1602處，方法1600包括調(diào)節(jié)可變?nèi)莘e輔助空氣室內(nèi)的氣壓以改變汽缸內(nèi)的有效壓縮比。 輔助空氣室內(nèi)的氣壓可以任何合適的方式控制，包括使用上述壓力控制系統(tǒng)和方法。在 1604處，方法1600包括使用活塞總成壓縮汽缸內(nèi)的充氣。應(yīng)理解用于評價發(fā)動機(jī)負(fù)荷的程 序流程可改變而不脫離本實用新型的范圍。總體上，可響應(yīng)實際的任何評價的發(fā)動機(jī)負(fù)荷 作出輔助空氣室內(nèi)的壓力改變。應(yīng)了解，此處公開的配置與程序?qū)嶋H上為示例性，且這些具體實施例不應(yīng)認(rèn)定為 是限制性，因為可能存在多種變形。例如，上述技術(shù)可應(yīng)用于V-6、1-4、I-6、V-12、對置4缸、 和其他發(fā)動機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括多種系統(tǒng)與配置以及其它特征、功能和/或此處公 開的性質(zhì)的所有新穎和非顯而易見的組合與子組合。本申請的權(quán)利要求具體地指出某些被認(rèn)為是新穎的和非顯而易見的組合和次組 合。這些權(quán)利要求可引用“一個”元素或“第一”元素或其等同物。這些權(quán)利要求應(yīng)該理解 為包括一個或多個這種元素的結(jié)合，既不要求也不排除兩個或多個這種元素。所公開的特 征、功能、元件和/或特性的其他組合和次組合可通過修改現(xiàn)有權(quán)利要求或通過在這個或 關(guān)聯(lián)申請中提出新的權(quán)利要求得到主張。這些權(quán)利要求，無論與原始權(quán)利要求范圍相比更 寬、更窄、相同或不相同，也被認(rèn)為包括在本發(fā)明主題內(nèi)。
權(quán)利要求一種用于控制發(fā)動機(jī)內(nèi)的可變壓縮比的系統(tǒng)，包含汽缸；設(shè)置在所述汽缸內(nèi)的外活塞，所述汽缸和所述外活塞共同形成燃燒室；可變化地定位于所述外活塞內(nèi)的內(nèi)活塞，所述外活塞和所述內(nèi)活塞共同形成輔助空氣室；連桿，所述連桿包括與所述輔助空氣室流體連通的進(jìn)氣管；及曲軸，所述曲軸包括在至少發(fā)動機(jī)循環(huán)部分期間通過曲軸的氣道連接與所述連桿的進(jìn)氣管流體連通的氣道。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含用于加壓所述曲軸的氣道內(nèi)的 空氣的壓縮機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述壓縮機(jī)在發(fā)動機(jī)循環(huán)部分所述曲軸的 氣道與所述連桿的進(jìn)氣管流體連通的期間加壓所述輔助空氣室內(nèi)的空氣進(jìn)氣管。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含用于在所述曲軸的氣道內(nèi)設(shè)定 壓力水平的控制器。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器在所述曲軸的氣道內(nèi)設(shè)定壓力 水平，這樣所述輔助空氣室內(nèi)的壓力產(chǎn)生所需的有效壓縮比。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器響應(yīng)增加的發(fā)動機(jī)負(fù)荷降低所 述壓力水平。
7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器響應(yīng)減小的發(fā)動機(jī)負(fù)荷增加所 述壓力水平。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述曲軸的氣道連接包括沿所述曲軸的外 弧的弧部。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣道的弧部與所述連桿的進(jìn)氣管對齊 在所述發(fā)動機(jī)循環(huán)的填充部分期間建立流體連通。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述填充部分至少在向下沖程的部分期間 發(fā)生。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含包括至少一個壓縮機(jī)的增壓系 統(tǒng)以增加進(jìn)入所述汽缸的空氣質(zhì)量。
專利摘要本實用新型公開一種用于控制發(fā)動機(jī)內(nèi)的可變壓縮比的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含汽缸、設(shè)置在所述汽缸內(nèi)的外活塞、可變化地固定在所述外活塞內(nèi)的內(nèi)活塞、包括與所述輔助空氣室流體連通的進(jìn)氣管的連桿及包括在至少發(fā)動機(jī)循環(huán)部分期間與所述連桿的進(jìn)氣管流體連通的氣道的曲軸，所述汽缸和所述外活塞共同形成燃燒室，所述外活塞和所述內(nèi)活塞共同形成輔助空氣室。這種系統(tǒng)可不需要昂貴的和復(fù)雜的發(fā)動機(jī)汽缸體修改或用于可變壓縮比控制的額外的系統(tǒng)。
文檔編號F02B75/04GK201568141SQ20092026889
公開日2010年9月1日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者C·V·莫羅 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司