本公開大體上涉及控制發(fā)動(dòng)機(jī)中的閥正時(shí)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)可以利用可變閥正時(shí)來實(shí)現(xiàn)某些性能、效率和或環(huán)境度量。在低溫汽油燃燒操作中，運(yùn)用等離子體點(diǎn)火源，一個(gè)燃燒模式與另一個(gè)燃燒模式之間的閥正時(shí)的改變可導(dǎo)致破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的操作以及發(fā)動(dòng)機(jī)中有較大噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，一種操作燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的方法利用等離子體點(diǎn)火源。發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定入口和出口的燃燒室、調(diào)節(jié)入口和出口中的一個(gè)的第一閥以及調(diào)節(jié)入口和出口中的另一個(gè)的第二閥。該方法包括檢測(cè)從發(fā)動(dòng)機(jī)的第一燃燒模式至發(fā)動(dòng)機(jī)的第二燃燒模式的過渡。該方法還包括響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡而改變第一閥的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，車輛包括發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)包括限定入口和出口的燃燒室。第一閥調(diào)節(jié)入口和出口中的一個(gè)。第一閥致動(dòng)器操作地連接至第一閥以致動(dòng)第一閥的開啟和關(guān)閉。第二閥調(diào)節(jié)入口和出口中的另一個(gè)。第二閥致動(dòng)器操作地連接至第二閥以致動(dòng)第二閥的開啟和關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)還包括用于起始燃燒室中的點(diǎn)火的等離子體點(diǎn)火源。控制器與第一閥致動(dòng)器和第二閥致動(dòng)器通信?？刂破髋渲贸蓹z測(cè)從發(fā)動(dòng)機(jī)的第一燃燒模式至發(fā)動(dòng)機(jī)的第二燃燒模式的過渡?？刂破鬟€配置成響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡而改變第一閥的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)。

上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及本教導(dǎo)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)從用于實(shí)行結(jié)合附圖取得的教導(dǎo)的最佳模式的以下詳細(xì)描述將容易地顯而易見。

附圖說明

圖1是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的具有發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛的框圖，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)；

圖2是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的表示發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室的示意圖；

圖3是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的示出基于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)上的負(fù)荷的第一燃燒模式和第二燃燒模式的曲線圖；

圖4是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的示出第一燃燒模式期間該發(fā)動(dòng)機(jī)的第一閥和第二閥的操作的曲線圖；

圖5是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的示出第二燃燒模式期間該發(fā)動(dòng)機(jī)的第一閥和第二閥的操作的曲線圖；

圖6是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的示出操作發(fā)動(dòng)機(jī)的方法的流程圖；以及

圖7是根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的示出第一燃燒模式與第二燃燒模式之間的過渡期間該發(fā)動(dòng)機(jī)的第一閥和第二閥的操作的曲線圖。

具體實(shí)施方式

本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，諸如“上面”、“下面”、“向上”、“向下”等術(shù)語是描述性地用于圖式，并且并不表示對(duì)如由所附權(quán)利要求書限定的本公開的范圍的限制。另外，本教導(dǎo)在本文可以依據(jù)功能和/或邏輯塊部件和/或各個(gè)處理步驟來描述。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，此類塊部件可以包括配置成執(zhí)行指定功能的任何數(shù)量的硬件、軟件和/或固件部件。

參考圖式，其中相同數(shù)字指示所有幾個(gè)視圖的相同部分，本文示出并且描述了操作發(fā)動(dòng)機(jī)102的系統(tǒng)100和方法600。

參考圖1，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以在車輛104中實(shí)施。在示例性實(shí)施例中，車輛104可以是汽車(未單獨(dú)編號(hào))。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，系統(tǒng)100可以在其它車輛104中實(shí)施，該車輛104包括(但不限于)摩托車、飛行器、機(jī)車和輪船。另外，本文所示且描述的系統(tǒng)100也可以在非車輛應(yīng)用(未示出)中實(shí)施。

示例性實(shí)施例中所示的發(fā)動(dòng)機(jī)102是內(nèi)燃機(jī)(未單獨(dú)編號(hào))。參考圖2，發(fā)動(dòng)機(jī)102包括統(tǒng)稱為汽缸的至少一個(gè)燃燒室200。本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的是，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以包括具有活塞202的多個(gè)燃燒室200，該活塞配置成在每個(gè)燃燒室200中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還熟知的是，每個(gè)活塞202均經(jīng)由連接桿(未示出)耦接至曲軸(未示出)。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，在其它實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)102可以進(jìn)行不同的配置。

在示例性實(shí)施例中，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所明白，燃燒室200限定入口204和出口206。入口204使進(jìn)氣和/或空氣燃料混合物進(jìn)入燃燒室200，而出口206使廢氣流出燃燒室200。發(fā)動(dòng)機(jī)102還包括第一閥208和第二閥210。在圖2中所示的示例性實(shí)施例中，第一閥208調(diào)節(jié)入口204且第二閥210調(diào)節(jié)出口206。即，在此示例性實(shí)施例中，第一閥208開啟以允許進(jìn)氣進(jìn)入燃燒室200以及關(guān)閉以防止進(jìn)氣進(jìn)入燃燒室200，而第二閥210開啟以允許廢氣流出燃燒室200以及關(guān)閉以防止廢氣流出燃燒室200。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，在其它實(shí)施例(未示出)中，第一閥208可以調(diào)節(jié)出口206且第二閥210可以調(diào)節(jié)入口204。

發(fā)動(dòng)機(jī)102還包括第一閥致動(dòng)器212和第二閥致動(dòng)器214。第一閥致動(dòng)器212操作地連接至第一閥208以致動(dòng)第一閥208的開啟和關(guān)閉。第二閥致動(dòng)器214操作地連接至第二閥210以致動(dòng)第二閥210的開啟和關(guān)閉。

致動(dòng)器212、214配置成提供可變閥正時(shí)(“vvt”)或可變閥控制(“vvc”)。即，致動(dòng)器212、214配置成改變相應(yīng)的閥208、210開啟的正式和/或持續(xù)時(shí)間。致動(dòng)器212、214可以利用特別配置成提供vvt/vvc的凸輪軸(未示出)來實(shí)施。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員明白用于提供閥208、210的致動(dòng)(即，開啟和關(guān)閉)的其它技術(shù)。

發(fā)動(dòng)機(jī)102進(jìn)一步包括設(shè)置成與每個(gè)燃燒室200連通的點(diǎn)火源216。點(diǎn)火源216能夠起始燃燒室200中的燃燒。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，點(diǎn)火源216可以利用低溫等離子體點(diǎn)火裝置(未單獨(dú)編號(hào))來實(shí)施。低溫等離子體點(diǎn)火裝置可以產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)等離子體流以點(diǎn)燃燃燒室200中的空氣/燃料混合物。

再次參考圖1，系統(tǒng)100包括控制器106。控制器106配置成并且能夠執(zhí)行數(shù)學(xué)計(jì)算和執(zhí)行指令，即，運(yùn)行程序。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所明白，控制器106可以利用處理器、微處理器、微控制器、專用集成電路(“asic”)、存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(“adc”)等中的一個(gè)或多個(gè)來實(shí)施。示例性實(shí)施例的控制器106通?？梢苑Q為發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(“ecm”)。

控制器106與第一閥致動(dòng)器212和第二閥致動(dòng)器214通信。因而，在示例性實(shí)施例中，控制器106可以調(diào)節(jié)第一閥208和第二閥210的開啟和關(guān)閉正時(shí)以及持續(xù)時(shí)間。即，控制器106可以改變每個(gè)閥208、210開啟和關(guān)閉的時(shí)間以及每個(gè)閥208、210保持開啟和關(guān)閉的時(shí)間。

控制器100可以包括與控制器106通信的燃料噴射器218。燃料噴射器218向燃燒室200供應(yīng)燃料。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白的是，燃料可以直接噴射至燃燒室200中和/或噴射至入口204?？刂破?06調(diào)節(jié)由燃料噴射器218供應(yīng)的燃料量。例如，控制器106可以調(diào)節(jié)燃料脈寬，即，燃料噴射器218的激勵(lì)時(shí)間。發(fā)動(dòng)機(jī)102上的負(fù)荷可以至少部分由通過燃料噴射器218供應(yīng)的燃料量確定。

再次參考圖1，系統(tǒng)100還可以包括與控制器106通信的速度傳感器110。速度傳感器110配置成感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)102的轉(zhuǎn)速。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所輕易明白，在一個(gè)實(shí)施例中，速度傳感器110測(cè)量曲軸(未示出)以及因此發(fā)動(dòng)機(jī)102的輸出軸(未示出)的轉(zhuǎn)速。因而，控制器106可以存取發(fā)動(dòng)機(jī)102的轉(zhuǎn)速。

控制器106還可以確定和/或接收發(fā)動(dòng)機(jī)102的燃燒模式。燃燒模式可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的各種操作參數(shù)。圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的說明第一燃燒模式300和第二燃燒模式302的曲線圖。這些燃燒模式300、302是由發(fā)動(dòng)機(jī)102上的負(fù)荷(如由垂直軸304限定)和發(fā)動(dòng)機(jī)102的速度(如由水平軸306限定)限定。具體地，圖3中所示的燃燒模式300、302在低溫下施用至汽油燃燒。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，本文所述的系統(tǒng)100和方法600也可以施用至其它燃料和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。

由垂直軸304限定的負(fù)荷的單位可以稱為制動(dòng)器平均有效壓力(“bmep”)，且由水平軸306限定的速度的單位可以稱為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(“rpm”)。當(dāng)然，替代地可以施用負(fù)荷和速度的其它單位。在此示例性實(shí)施例中，第一燃燒模式300限定在最小速度308與速度閾值310以及第一負(fù)荷閾值312與第二負(fù)荷閾值314之間。第一負(fù)荷閾值可以是空轉(zhuǎn)，即，發(fā)動(dòng)機(jī)102的最小負(fù)荷。第二燃燒模式302限定在最小速度308與速度閾值310以及第三負(fù)荷閾值316與第四負(fù)荷閾值318之間。在此特定實(shí)施例中，第二負(fù)荷閾值大于第三負(fù)荷閾值，且因而燃燒模式300、302在曲線圖上重疊。限定燃燒模式300、302之間的過渡的過渡區(qū)域320可以由重疊限定。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，第一燃燒模式300還可以稱為輕負(fù)荷負(fù)閥重疊(“l(fā)lnvo”)模式(未單獨(dú)編號(hào))。在此第一燃燒模式300中，入口閥208不會(huì)與排氣閥210同時(shí)開啟。圖4說明第一燃燒模式300的閥正時(shí)。具體地，在圖4中，垂直軸400表示閥升程距離且水平軸402表示時(shí)間。第二閥210的開啟和關(guān)閉是由第二閥曲線404說明，且第一閥208的開啟和關(guān)閉是由第一閥曲線406說明。

在示例性實(shí)施例中，第二燃燒模式302還可以稱為高負(fù)荷正閥重疊(“hlpvo”)模式(未單獨(dú)編號(hào))。在此第二燃燒模式302中，第一閥208和第二閥210可以同時(shí)開啟，因此允許同時(shí)進(jìn)氣和排氣。圖5說明第二燃燒模式302的閥正時(shí)。如圖4，在圖5中，垂直軸400表示閥升程距離且水平軸402表示時(shí)間。第二閥210的開啟和關(guān)閉是由第二閥曲線404說明，且第一閥208的開啟和關(guān)閉是由第一閥曲線406說明。

現(xiàn)在參考圖6，在示例性實(shí)施例中，操作發(fā)動(dòng)機(jī)102的方法600可以利用上述系統(tǒng)100和控制器106。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，其它系統(tǒng)、控制器、設(shè)備和/或裝置可以用于執(zhí)行本文所述的方法600。

方法600包括在602處檢測(cè)從發(fā)動(dòng)機(jī)102的第一燃燒模式300至發(fā)動(dòng)機(jī)102的第二燃燒模式302的過渡。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，檢測(cè)過渡可以包括感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)102的負(fù)荷。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所明白，感測(cè)負(fù)荷可以部分通過利用由燃料噴射器218供應(yīng)的量(例如，燃料脈寬)來實(shí)現(xiàn)。速度傳感器110還可以用于特別是通過確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的速度是否在第一燃燒模式300和第二燃燒模式302的預(yù)定范圍之外來確定發(fā)動(dòng)機(jī)102是否在第一燃燒模式300與第二燃燒模式302之間的過渡區(qū)中。

在圖3中所示的示例性實(shí)施例中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)102的負(fù)荷和速度在過渡區(qū)域320中時(shí)(即，當(dāng)模式300、302在曲線圖上重疊時(shí))發(fā)生從第一燃燒模式300至第二燃燒模式302的過渡。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，第一燃燒模式300和第二燃燒模式302不必“重疊”，且可以施用用于確定燃燒模式300、302之間的過渡。在一個(gè)實(shí)例中，當(dāng)確定發(fā)動(dòng)機(jī)102的負(fù)荷正接近預(yù)定閾值負(fù)荷值(即，朝預(yù)定閾值負(fù)荷值增大或下降)時(shí)，第一燃燒模式300與第二燃燒模式302之間可發(fā)生過渡。

方法600進(jìn)一步包括在604處響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡而改變第一閥208的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)。方法600還可以包括在606處響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡而維持第二閥210的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間。因而，第一閥208的正時(shí)在過渡期間改變，而第二閥210的正時(shí)保持相同。

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，如圖7中所示，第一閥208的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間各自響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡而改變。即，第一閥208響應(yīng)于檢測(cè)到第一燃燒模式300與第二燃燒模式302之間的過渡而更早開啟且更晚關(guān)閉。即，與第一閥208在第一燃燒模式(如圖4中所示)期間開啟和關(guān)閉相比，第一閥208在過渡期間在時(shí)間上更早開啟且更晚關(guān)閉。

雖然第一閥208調(diào)節(jié)入口204(如圖2中的實(shí)施例中所示)，但是應(yīng)當(dāng)明白的是，第一閥208可以替代地用于調(diào)節(jié)出口206(如先前所討論)。因而，在過渡期間，可以修改入口204或出口208的開啟持續(xù)時(shí)間。

如上所述改變第一閥208的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間提供了若干優(yōu)點(diǎn)。首先，提高發(fā)動(dòng)機(jī)102的總效率。即，發(fā)動(dòng)機(jī)102燃燒較少燃料。其次，可以減少發(fā)動(dòng)機(jī)的“鈴振”噪聲。最后，還可以減少單氮氧化物(“nox”)排放。

在上述示例性實(shí)施例中，第一閥208調(diào)節(jié)入口204而第二閥210調(diào)節(jié)出口206。因而，在過渡期間，入口204開啟的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于出口206開啟的持續(xù)時(shí)間。然而，應(yīng)當(dāng)明白的是，在其它實(shí)施例中，閥208、210可以顛倒。因而，在過渡期間，出口206開啟的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)于入口204開啟的持續(xù)時(shí)間。

還應(yīng)當(dāng)明白的是，在某些實(shí)施例中，在過渡期間，在第一閥208和第二閥210中可以發(fā)生開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間和/或開啟持續(xù)時(shí)間的多次改變。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，第一閥208的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間在過渡期間、在到達(dá)第二燃燒模式的開啟時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間之前改變兩次。

方法600還可以包括在608處檢測(cè)到從發(fā)動(dòng)機(jī)102的第一燃燒模式300至發(fā)動(dòng)機(jī)102的第二燃燒模式302的過渡的完成。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，檢測(cè)過渡的完成可以包括感測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)102的負(fù)荷。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所明白，感測(cè)負(fù)荷可以部分通過利用由燃料噴射器218供應(yīng)的量(例如，燃料脈寬)來實(shí)現(xiàn)。速度傳感器110還可以用于確定發(fā)動(dòng)機(jī)102是否完成了第一燃燒模式300與第二燃燒模式302之間的過渡。

方法600可以進(jìn)一步包括在610處響應(yīng)于檢測(cè)到該過渡的完成而改變第二閥210的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間中的至少一個(gè)。在改變第二閥210的開啟時(shí)間、關(guān)閉時(shí)間以及開啟持續(xù)時(shí)間之后，閥208、210的開啟和關(guān)閉時(shí)間可以如圖5中所示般反映第二燃燒模式。

詳述和圖式或圖支持并且描述本公開，但是本公開的范圍僅僅是由權(quán)利要求書界定。雖然已詳細(xì)地描述了用于實(shí)行本教導(dǎo)的某些最佳模式和其它實(shí)施例，但是存在用于實(shí)踐隨附權(quán)利要求書中界定的本公開的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。